浅析物理实验室管理与物理教学的关系

摘要：针对综合性大学物理实验课程教学基本要求，本文结合目前综合性大学物理实验课程的现状和要求，阐述了在大学物理实验室建设与管理应注意的几个方面，从而达到提升大学物理实验课程的教学水平。

关键词：物理实验教学 物理实验室 计算机仿真

大学物理实验课程的改革，结合了国家对大学物理实验课程教学的要求，实现了适应社会发展和当前经济建设需要的目标。改革的过程主要是通过现有实验项目精简、合并和归类，将物理实验课程教学的内容灵活高效地进行重组，之后以模块为单位来组织实施教学。根据不同专业之间的差异，以及后续课程的需要，综合性大学学生的物理实验可以划分为传统实验和仿真实验两个大的模块。以后如果有不同模块的实验，可以对应开设不同的独立项目。

1.重视物理实验改革的广泛性。作为一个自行教学体系的独立课程，因为同属于物理学科，大学物理实验课程与物理理论课程是紧密联系、不可分割的。因此，大学物理实验室的建设过程中必须结合理论课程的建设。如果仅仅对物理实验课程进行改革，则会受课程学时的限制。目前，我国综合性大学的学生物理实验课时一般是54个学时，必须通过与物理学科的理论课程内容相结合，通过相互渗透和贯通、互相融合来形成实验课程完整的科学体系。例如：在近代物理的实验项目中，部分的实验是以相对论和量子力学为实验理论的，如果因为课程学时的关系，不对这些理论知识及其原理进行讲解，势必造成学生对理论知识的匮乏，而且会忽略这部分近代物理实验项目，这样一来，近代物理部分的教学效果将很难得到保证。

通过这个举例说明，应该考虑到理论课程与实验课程的结合，将两者之间课时进行的良好分配，通过两者之间同步渗透进行。仿真物理实验实现了这一要求，它是面向学生和物理课程教师的一个完全开放的软件平台。常规的物理教学软件只是对现成的实验进行单纯的演示，学生只能观察该实验的过程。而仿真物理实验却是能够自己通过实验的要求自己来创建相应的实验对象，软件中集成了相应的实验进行的环境，这样就可以通过这些实验对象和实验环境来进行自己的模拟实验。仿真物理实验的模拟场景很多，可以实现大部分物理理论知识的验证实验，如能量守恒定律、带电粒子在电场中的运动、人造地球卫星运行的实验。仿真物理实验不仅能够以动画的形式生动地展现实验的过程，也可以通过实验过程中相关的数据进行实验过程的分析。

通过上面的描述可以看出，仿真物理实验室是一个理想的学习工具，不仅能够自己动手构建自己的实验对象和实验环境，而且能够在实验过程中观察到实验过程的相关现象。这种实验不仅能够加深学生对物理现象的印象，而且提供了足够的空间让学生发挥自己的想象力和创造力，最重要的是让学生在实验过程中对物理学产生浓厚的兴趣。

仿真物理实验同时也可以帮助物理教师的授课，在进行相关理论只是的讲解之后，可以利用仿真物理实验软件做一个简单的实验，不仅丰富了课堂的教学内容，同时也能够加深和巩固学生对物理理论知识的理解。教师进行习题的讲解时，也可以通过仿真物理实验室建立习题中叙述的物理场景，通过仿真实验对习题进行逼真的讲解，达到很好的教学效果。

2.重视物理实验室的开放性.大部分的综合性大学都实现了目前大多数院校都实现了实验时间和内容高度自由的选课系统，学生可以根据自身的情况在实验时间和实验内容上进行选择。而学生实验中的实际动手能力是跟实验的课时成正比的。如果实验课的学时不变，开放性的实验教学不会让学生的动手能力得到实质性的提升。学校可以针对这种情况把尽可能多的实验项目进行改进，让教师和学生轮流管理可以进行简单操作的仪器，学生可以在自己的课余时间进行自由的实验操作。

3.重视物理实验及实验室的多重性。大多数高校的实验室中，大学物理实验是其中要承担的主要课程。应该根据学校侧重学科的不同情况，开展不同的实验选修课程。比如，综合性大学物理专业的学生，可以相应的开设与激光技术相关的课程。应从社会发展与国家需要的角度出发，以学生为本，为了我国的需要和当前社会的发展需求，发挥出物理实验室在学生的能力培养中的作用。大学实验室的建设，首要的是实现实验室管理体制的完善，这需要学校多个部门长时间的配合，同时可以根据工作量的考核实现对相关技术人员和物理实验课教师的管理。根据这个，可以制定出分层次多目标的管理方案，实验课程的教师不仅要承担授课工作，也应该在实验室建设中承担具体的工作任务；实验相关的人员对日常的实验室工作和实验教学工作进行负责。如果有外聘的人员，需要相关的考核通过之后才能上岗。与此同时，有必要与其他综合性学校进行沟通交流，互补互助。

4.重视演示实验室建设的重要性。我国高校进当前进行的教学改革中，面临着这样一个问题：在学时不增加的条件下，为了方便分层次教学和增加课程选择的多样性，增加可以开设的实验项目数会导致学校经费投入的困难。解决这样的问题，一方面可以增加自由开放式的演示实验项目；另一方面同时应该充分实现同种仪器在科学研究或者物理教学中的兼用性，国内的实验教学仪器的研发由于系统集成性太强，使得仪器只能做单纯的输入输出，不能对学生的动手能力进行本质的提升。

结束语：当前的物理实验改革主要是在物理课程教学内容上的改革，包括对实验课程的优化精选、对实验课程体系的重组和近代物理实验内容的增加这三个方面。尽量多的采用开放式的方法进行物理实验课程的教学，已经取得了不错的实践效果。但是对物理实验室的改革是一个长期系统的工程，要以实验室的多重地位为基础，结合学校对实验室改革的实际投入进行全方位的建设。另外需要注意的一点就是，许多学校自己研发或者购买了仿真物理实验软件，这给学校带来了很大的便利，增加了学生的兴趣和教师课堂讲授的趣味性，缩短了学科实验的时间。但是仿真软件仅仅是一种实验的辅助工具，对学生的实际动手能力起不到真正的效果，只能是作为一个有益的补充，在不占学时的情况下可自由对学生（有偿）开放。

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