关键词大学物理实验教学改革质量体会
一、引言
物理学是一门重要的基础学科，是整个自然科学的基础。而其中的物理实验在培养高水平的工程技术人才中具有不可替代的重要作用。特别是在当今的经济社会发展中，突出物理实验能力培养，卓有成效的实施教学改革，不断提高教学质量意义重大。通过教学实践，作者深刻的认识到，加强实验室建设是提高实验教学质量的重要条件保证，明确实验课程的定位与教学目标是教学实施的基本原则，深入开展教学改革是提高教学质量的有力推动，积极开展教学研究活动是提高教学质量的有效方式，严格实验成绩管理是保证教学质量的必要手段。做好上述工作，会给物理实验教学工作带来新的起色。
二、加强实验室建设是提高实验教学质量的重要条件保证
纵观千年来科学技术发展史，可以看出科学实验起着关键性作用。实验室的建设发展已经达到了高度繁荣阶段，它发挥着科学技术手段的巨大效能。这些效能体现为：在实验室里，人们可以排除一些次要因素或偶然因素的干扰，把研究对象固定在某种人为环境和条件下进行考察；实验室的科学研究，可以导致基础科学实现理论上的新突破；在实验室里，人们可以用模拟的方法重复某些现象；实验室能为开拓全新的生产领域打下基础；实验室是科学转变为直接生产力的中间环节；实验室可以缩短科研成果转化为生产技术的周期。总之在现代科学技术的条件下，实验室的科学地位日益突出，这个趋势是与实验室具备的多方面的效能分不开的。
对于大学物理实验课程肩负着培养学生的基础性实验的训练，实验室发挥应有的效能如何，与其实验室建设密切相关。我校非常重视实验室建设工作，2000年以来学校对大学物理实验室建设投入经费近300万元，实验的硬件条件得到了极大的改善。教学大纲规定的内容100%开出。每个实验课题实现1人1组独立地进行操作，充分锻炼学生的动手能力，为有效的提高实验教学质量提供了良好的条件保证。
三、明确实验课程的定位与教学目标是教学实施的基本原则
每门课程应有明确、客观、准确的定位和教学目标，它是教学实施中要遵守的基本原则，物理实验课程也是如此。物理实验课程及教学目标是：
1、物理实验课程的定位。实验是科学理论的源泉，由物理学倡导的用实验观测和定量探索自然，总结规律的科学方法，是一切现代科学工程技术的基础方法。大学物理实验是对理工科类各专业学生进行科学实验基本训练的一门必修的公共基础课。
2、物理实验课的教学目标。第一、帮助学生进一步掌握基础物理理论。学生通过自己动手实验，观察现象，可以获得比课堂上讲授更为深刻的感性认识；又通过对实验结果的分析、验证，使感性认识进一步深化上升为理性认识，从而达到深刻理解、正确掌握物理理论的目的。特别是有些实验把较为复杂的科学技术问题进行简化剖析，突出主要因素、找出主要因素的内在关系，这不仅有助于学生正确的掌握重要的基本物理理论，而且可以帮助他们扩大知识领域，灵活应用这些基本理论。
第二、培养学生具有科技工作者所必须的实验能力和素质。包括：让学生掌握常用科学仪器的基本原理和测试技术，熟悉基本实验方法和程序，养成实事求是的科学态度，理论联系实际的学风以及严肃认真、对学术负责的好品德。上述实验能力和素质实际上是一种综合能力的训练。它不仅表现为会做实验，更表现为对实验方案的设计，实验中的分析研究，实验后的总结与提高；同时也包括实验者的科学态度、求实精神和发现问题、分析解决问题的能力。
四、深入开展教学改革是提高教学质量的有力推动
我校大学物理实验课程组以“提高起点，精选题目，优化内容；注重个性，培养技能，提高质量”为教学改革的指导思想，结合学校特点，2003年以来课程组两次修订了“物理实验”课程教学大纲，在大学物理实验教学改革方面作了一系列扎扎实实的工作，对提高物理实验教学质量起到了强有力的促进作用。其中主要的教学改革工作为：
1、坚持实验内容的先进性和前沿性。确定实验教学内容时，坚持提高起点，精选题目，优化内容的指导是想，避免与中学实验的重复，避免较低层次的实验开设，精选、优化实验内容，坚持物理实验教学内容的先进性和前沿性。2000年以来，我校的大学物理实验条件得到了极大的改善，仪器设备得到了大幅度的更新，目前有60多个实验题目，其中更新率约为50%。开设的核磁共振实验、太阳能电池特性测量、温度传感器实验等充分体现了教学内容的先进性。此外，任课教师中70%的教师主持或参与科研课题，在主讲实验课程中结合自身的科研经历和有关前沿科学技术（如：纳米技术、光电技术等）有机地向学生渗透，让学生“既见树木，又见森林”。2、建立先进的实验教学模式。根据实验教学发展的需要，2003年以来，我校大学物理实验教学模式逐步实行层次化、模块化，并不断进行完善。按实验性质和实验方法将实验课题主要划分为三个层次，第一层次：验证性和训练性实验；第二层次：综合性实验；第三层次：设计性实验。此外，还开设了创新性实验、研究性实验等。尽可能地按照力、热、光、电及近代物理等体系开设出各种层次的实验，实现实验内容模块化，按照认识规律实施教学，有利于学生对教学内容的掌握和实验能力的培养。
3、坚持教学方法的先进性。物理实验教师努力钻研教学理论，依据教育学、心理学原理，遵从教育、教学规律。在讲清基本原理的基础上突出重点和难点（如不确定度概念、误差分析、杨氏弹性模量测量的技巧等），努力强化“三基”训练。结合不同教学内容，采用了灵活多样的教学方法。如：对于基础性实验（如：固体密度测量、示波器的使用等），采用启发式、引导式的教学方法，讲解与示范相结合；对于综合性实验（如：冲击法测螺线管磁场、声速测量），充分调动学生的积极性和主动性，采用讨论式、提案式的教学方法；对于设计性和研究性实验（如：太阳能电池特性测量、用电位差计校准电表），采用研究式、答辩式的教学方法，培养学生增强自我探索的心理意识和习惯。利用先进的教学方法，激发学生对自然科学现象的兴趣，促进学生对现象、模型、概念和原理的深入理解。
4、实现实验教学开放化。为适应实验教学发展的需要，大学物理实验从2005年9月起在校内率先实行开放式教学，学生自主在网上选择实验题目及上课时间，学生成绩实行计算机管理，建立了网上实验教学基本平台，为发挥学生积极性、加强个性培养提供了充分的自由空间，实践表明效果良好。物理实验在对学生时间和空间开放的同时，我们更重视的是教学内容、教学方法、教学手段的开放，教师不断树立以传授知识和能力培养并重的思想，将学习的主动权交给学生，激发学生学习的主动性和积极性，实现“教”和“学”的全面开放。教学实践表明，物理实验教学开放化受到了学生的普遍欢迎。
五、积极开展教学研究活动是提高教学质量的有效方式
大学物理实验课程组经常开展教学研究活动，推动了教学改革工作的不断深入，并取得了明显的成效。主要做法有：
1、课程建设群策群力。我校大学物理实验课是校及精品课程，大学物理实验课程组积极研讨实验室建设、课程建设等问题。如实验室建设规划，课程建设规划，教学大纲的制定，教学日历的制定，网上资源的扩展及内容的更新等，集中集体智慧，深入进行讨论和研究，使得制定的规划及文件即与时俱进又切实可行。
2、集体备课互相提高。教学中，坚持集体备课，对大纲中的内容做统一要求。鼓励每位教师参与课程内容的改革。根据教改立项要求，课程组对教学中的难点内容（如物理实验绪论等），由教学经验丰富的教师做专题讲授，共同研讨，互相提高，效果良好。
3、教学交流互相学习。教师间坚持开展教学交流活动，包括会议交流、同行听课检查交流，评价实事求是，互相促进，互相学习，形成了良好的教学交流气氛。
六、严格实验成绩管理是保证教学质量的必要手段
我校大学物理实验课程组十分重视对学生实验成绩的考核，有严格的学生成绩考核规定，考核规定在教学实践中得到全面的贯彻落实，对保证教学质量起到了重要的作用。成绩评定包括以下内容：
1、实验报告评分规范。各实验课题有统一的评分标准，实验报告成绩评定中，每份实验报告满分10分，其中预习1分，课堂操作4分，实验数据及数据处理、回答问题5分。指导教师评阅实验报告按照评分标准进行，评分规范。
2、总成绩评定公正严格。学期总成绩评定，按规定所做实验题目的得分之和除以应完成的实验题目数，所得的平均分数作为实验成绩的分数。按照不同分数段制定优、良、中、及格、不及格标准。如果旷课一次在上述评定成绩中降一档，如果旷课两次及以上其学期成绩按不及格记。成绩的确定公正严格。
3、实验成绩管理科学。学生实验成绩输入微机保存，总成绩由计算机处理，在保证成绩计算正确性的同时，提高了工作效率。主讲教师按时报送实验成绩单，提交给教务处和相关学院。成绩计算及管理科学化。
（一）学生发散思维的培养
发散思维是创新思维的核心部分，解决问题的过程是发散——集合——发散的循环过程。大学物理实验教学是一种基于创新思维框架下的由发散到集合，再由集合到发散的循环过程，通过培养学生的发散思维，从而达到培养学生创新能力的目的。例如：学生在进行固体密度的测量实验时，就要考虑到该固体是否规则，在液体中的悬浮状况，是否溶于液体等，因此，在多种可能的情况下，学生就要探索不同的实验方法，调动发散思维，从而实现掌握知识，提升自身的创新思维能力。
(二)实验过程是学生发散思维的训练过程
物理实验是围绕一个既定的问题开展的，学生需要调动自身的多种思维能力，运用各种思维方法，例如：综合、分析等，只有这样，才能真正的实现实验目的。在这个过程中，学生的逻辑思维得到了训练。例如：在进行“偏振现象”研究实验时，要求学生设计出各种光路，使之产生不同的偏振光，进而观察不同条件下的实验现象，并进行相互对比。实验前，学生要根据自身掌握的知识，进行科学的假设，做好实验设计；实验过程中，一步步进行验证。类似的实验探究活动能够帮助学生有效的将逻辑思维融入其中，并提升学生的科学探究能力和创新思维能力。
（三）学生在物理实验中提出质疑，进而提升批判思维能力
传统的“一言堂”很大程度上抹杀了学生的批判思维能力，新课改中明确提出，要积极培养学生的创新能力，而批判思维的形成，恰恰是创新能力培养的关键环节。因此，教师在实验教学过程中，理应鼓励学生提出质疑，并带着质疑在实验中加以批判、验证。例如在进行钠光灯波长测量时，有些学生发现测量值与理论值不相符，在深入研究后，发现钠光是由双黄线构成的，即两种波长的混合值，并受到实验环境的影响。学生在物理实验中提出质疑，进而提升了批判思维能力。
（四）学生在物理现象分析过程中形成直觉思维能力
很多物理实验现象需要认真观察才能捕捉到，因此物理实验不仅要求学生掌握好时间，具备逻辑推理能力，还要具备一定的分析预见能力。例如伽利略首先直觉地判断“重物先落地”是错误的，然后通过一次次的实验，得出物体的落地速度不因重量而改变的结论，了亚里士多德“重物先落地”的说法。
二、大学物理实验教学存在的主要问题
(一)教学设备单一，实验仪器高度集成，学生的动手能力受到制约
物理实验仪器的技术含量越来越高，实验仪器高度集成，很多实验步骤都无需学生动手，这样会使学生的动手机会越来越少，动手能力提升缓慢。机械的实验操作，也很难让学生对各种实验原理和设计方法有所了解，更别说创新了。
(二)教学内容陈旧，内容较多
目前物理实验教学内容多是以验证性实验为主，而培养学生创新思维的综合性、设计性实验相对较少，并且在实验教材中，对实验的原理、方法甚至实验数据的处理方案都一一列出，学生做实验的任务就是机械操作，并得出已经知道的实验结果。这样的实验，对于学生巩固所学知识有很大帮助，但对分析能力、设计能力、创新能力的培养却是意义不大，甚至会使学生养成懒惰、不善于动脑的习惯。
(三)教学模式落后
一直以来，物理实验的教学模式多是沿袭传统教学模式。学生被动接受教师“无微不至”的讲解，然后按部就班地顺利完成实验。看似一片“和谐景象”，但是真正的教学目的却没有达到。随着教学改革的不断推进，这种教学模式已经显得落后。
(四)实验教学过程限制颇多
由于实验教科书的指导相当详细，教师只要监督学生一步步完成实验即可，因此在实验教学过程中，教师仅起到了“监工”的作用，而教师的引导作用却无从体现，学生也无法发挥创新能力，甚至还受到教师的诸多束缚，例如：当提出异议时，教师会认为学生不听话(书中已经写得清清楚楚，偏要提出不同意见)，并认为是故意找茬。另外，由于实验课时较少，教师力争在有限的时间内完成大量的实验教学工作，也有意压缩学生探究、验证质疑的时间，从而导致学生的实验效果看似显著，实则问题颇多。
（五）实验室缺乏创新环境
高校的实验室往往定时开放，并且很多实验内容也未能面向全体学生(主要指本科生)。学生的很多创新思想不是因缺少实验仪器，就是因仪器使用受限而被扼杀在摇篮里。另外，实验室在师资力量上，也存在严重不足，很多教师多年都未获得过继续深造的机会，自身的专业知识和教学理念仍停留在多年前。这样培养学生的创新能力便很难达到良好的效果。
三、大学物理实验教学改革
(一)改革实验课程体系，培养学生创新思维能力
根据物理实验自身的研究方法和规律，建立从易到难、由单一到综合，循序渐进、逐步提高的大学物理实验课程教学体系。在大学物理实验课程教学体系中，重视实验选修课的设置，满足人才培养的需要，给学生创设创新活动的空间。增加设计性、综合性实验的比例。鼓励学生灵活运用分析、归纳、判断等思维方法，在头脑中形成直觉和想象，构思实验方案,培养学生创新思维能力。
(二)开放物理教学实验室，提高实验经费投入
实验室要面向全体学生开放，时间也不局限于上课期间。从设备的安全及使用效率考虑，可指定专门教师指导和管理，但不能扼杀学生实验的积极性。学生如需动用贵重仪器，可征得管理教师同意后进行。随着物理实验要求的提高，高校应加大物理实验经费的投入，并做到专款专用，同时还要预留出更新设备的资金。另外，高校还应该注意仪器设备的科学使用，提高设备的使用效率，尤其是一些大型仪器设备。
(三)更新理念，增强创新意识
创新不是一时的凭空捏造，而是要具备创新意识和相关的知识储备。由于教师在培养学生的创新意识方面起着引领作用，因此作为教师，首先应具备创新教育的理念，并应用到教学中去，才能正确引导学生创新学习；其次应加强创新知识的学习，具备精深的专业知识和宽泛的综合知识，掌握社会文化、科技发展的新动向，注重对新理论、新技术和新信息的了解，并将这些知识融入到大学物理实验教学中去，才能引导学生把知识学活，有效地培养学生的创新能力。
(四)注重培养学生实验方法，促进学生创新潜力的发挥
要将科学发展史贯穿于大学物理实验教学中，注重科学思想发展史的教育。例如：在电磁感应实验中，介绍法拉第在仔细分析电流的磁效应基础上，认为电流既然能产生磁场，反过来磁场也应该能产生电流，因此提出了磁能生电的假说。尽管在实验中经历了无数次的失败，但他信念坚定，最终发现了电磁感应现象，让学生感受科学探索的艰辛历程，把学生融入到科学家的思维情境和发明创造的氛围中，促使学生将自身的学习和人类社会的发展有机结合起来，更加积极主动地吸收人类社会的先进思想。同时科学家的创新思维方法又可以从方法论上指导学生的学习，使学生主动地从不同视角创造性地思考问题，从而有利于培养学生的创新意识，挖掘学生的创新潜力，提高学生的创新能力。
(五)利用信息技术，开拓创新思维空间
关键词：大学物理实验实验室建设应用型课程
1完善规章制度，强化实验室建设
规章制度是大学物理实验中心运行的基本保障。为保证实验室各项工作安全、有序、高效的运行[3]，大学物理实验室建立健全《实验室安全管理制度》《大学物理实验室应对突发安全事件处置预案》《大学物理实验室设备的监测、检测和维护制度》等一系列实验室制度，并利用教研会、班会、上课等时间对教师、学生进行全面培训，同时还增加了一些新的规章制度，比如在《实验室仪器借还制度》中，为突出强调实验室在教学、科研、服务社会等方面的作用，制度中说明了借还仪器的相关规定、程序及归还日期；在《实验室管理规章制度》中细化了在实验室管理上的一些具体操作流程及细则，包括实验教师、实验室技术人员、管理人员的职责。为充分调动实验技术人员的主观能动性和工作热情，营造一种积极的、和谐的、良性竞争的工作环境，更好地利用实验室资源，提升学生的实践动手能力，特别推出了《实验室环境卫生管理办法》，该办法的出台，使各实验室的使用人认真负责，各间实验室的面貌焕然一新。为了充分发挥实验室的资源共享优势，增设了开放实验室，同时出台了《大学物理实验室开放方案》和《实验室学生守则》满足不同学生的需求，为学生提供各种类型的实验，使学生自主选择时间和实验项目来做感兴趣的实验。
2完善实验教学体系、内容和方法
2.1减少验证性实验，增加开放性实验
对于无专业依托公共基础课的大学物理实验教学现状而言，开设的项目如果以基础类的验证性实验为主．不但学生觉得枯燥无趣，而且也不能发挥学生的主观能动性和创造性。因为这类实验虽然可以巩固所学的理论知识，但是学生通过查阅相关资料、简单地测量就能获得实验结果，学生认为实验课老套死板，同时也缺乏挑战性。为了使学生积极踊跃地进行动手实践，笔者学校大学物理实验教学实行开放式的管理模式，通过在教学内容上增加一些常用仪器的操作实验，学生可以在实验室与实践教学综合服务平台网上预约开放实验项目，通过实验过程管理，学生可以更好、更快地掌握相关仪器的原理和操作方法，逐渐提升学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。开放期间学生积极主动申请去实验室进行实验，同时根据学生的层次、特点、实验基础、兴趣爱好，选择相应的实验内容，学生主动通过教材、网络教学平台、网上查阅资料等参考资源来进行实验的预习，真正调动了学生学习的热情，提高了学习的主动性和积极性。采用开放式教学，实现了实验项目、实验时间、实验教师、实验资源等方面的开放，真正形成了以学生为主体、结合专业特点的教学模式。全面开放式的实验教学管理模式，从实验内容和实验时间上给予学生充分的自由选择，使学生的个性得到充分发展，学生可以按照自己的时间安排自主选择实验项目、预约实验时间，并按照所选择时间去做实验，有利于实现因材施教，培养了学生的自我管理能力。
2.2注重综合性、设计性实验教学
大学物理实验课程在实验项目的选择上更注重综合设计性实验教学的开展与研究，综合性、设计性实验不仅能够提升学生自我设计能力，也培养了学生综合应用实验仪器、选择实验方法等方面的综合能力，学生根据所选实验项目进行自我选材设计实验，并在教师的指导下进行改进完善实验，最终完成大学物理实验的设计与研究。学生通过实验知识的掌握进一步巩固大学物理理论知识，促进理论知识的掌握，与此同时，理论知识的理解也进一步提升了实验技能，形成理论实验相互促进的良性循环。
2.3注重学生学习过程和实践能力的考核
传统的考核方式较单一，我们的做法是结合学生自身的特点，改革了大学物理实验课程的授课组织形式和成绩考核办法，整个过程更加注重学生学习过程的考核，以学生的整个实验过程作为考核的原则，制定了以平时的各个教学环节为基础，以学生实验过程中的实际表现为第一手材料的实验成绩评定办法。平时成绩包括课堂出勤、课堂操作表现、实验报告、实践活动等多种模式相结合的方法，多元化的考核评价机制，科学全面地考核学生的实验能力。改革期末实验考试模式，实行操作考试，考查学生操作能力的同时，也考查学生的数据处理能力，全面考核学生的实验能力。平时成绩中实践活动这一项目的设计，体现在每个实践活动评分标准的设计都体现结合专业的特点，促使学生积极参与每一次实践活动。这样的考核方式不仅体现了服务学生成长的需要，也融入了服务学生专业学习的要素。操作考试的特点体现在：第一，时间的开放。学生可以在操作考试周的规定时间内预约进行考试，学生们积极踊跃地备考，并在规定的时间来参加考试。第二，内容的开放。将该学期所学习的所有实验项目设置为考试的内容，学生考试前10min抽签来决定所考的实验项目，这样的设计使学生考前认真复习每一个实验项目。第三，评分上的开放。根据学生的操作表现及数据处理过程，实验老师现场给出分值，学生能够在第一时间掌握自已的学习情况，为下一步学习做好铺垫。
（一）课题来源
物理学是一门以实验为基础的课程，物理实验教学是物理教学的重要环节。作为一名物理师范生掌握好中学物理实验是最基本的要求，在中国《普通高中物理课程标准》中对通过物理实验培养学生的能力也有明确要求。然而，当我们走进实验进行中学物理实验探究时才发现，在实验探究方面我们仍然存在着很多问题。比如：在我们高中的学习中有一部分实验没有开设；有些实验仪器不会操作；探究实验不能按照步骤进行；缺少严谨的科学探究精神；数据记录也有不规范之处等。我们在高中物理的学习中物理实验并没有像《课标》所要求走进我们的课堂教学之中。但是，实验是物理课程改革的重要环节，是落实物理课程目标，全面提高学生科学素养的重要途径，也是物理课程改革的重要资源，做好物理实验教学是物理教学的重中之重。我国物理教材实验部分的编写是否与我国《课标》要求相契合？通过现有物理实验教学是否能达到对学生科学素养的培养？这些问题急需我们来思考。
物理教材是物理教学的主要依据，做好教材中物理实验的编写是必然要求。面对我国现存的物理实验教学现状，我们不妨尝试对比国外优秀教材中的实验编写，借鉴国外优秀经验，为我国物理教材实验部分的编写提供一些支持。因此，我将选择我国普通高中物理教科书（人教版）与美国高中物理教材《物理：原理与问题》中光学部分实验进行对比研究。
（二）研究目的
通过此次对比研究发现中美两国在《课标》要求方面存在的异同点，发现我国物理实验中存在的问题，以便引起人们对我国物理实验的思考和重视。对比美国教材光学部分实验的开设形式、数量、实验仪器及插图等与我国教材之间的差异，找出美国教材中的存在的优点，从而参考和借鉴国外优秀教材中的优秀实验，为从事物理教学工作的广大教师提供更加丰富、有趣的教学资源，为我国现有的物理实验教学提供一些改进建议，也为我国的物理教材中实验部分的编写提供参考和建议。
（三）研究意义
通过对比中美两国在《课标》要求方面存在的异同点，有助于发现我国在制定物理实验《课标》时存在的问题。通过对光学实验部分实验的开设形式、数量、实验仪器及插图等多个方面进行对比，有利于为我国从事物理教学工作的广大教师提供丰富的教学资源，有助于他们改进传统的教学方式，使学生增加对物理的学习兴趣。通过对比两本教材中“光的偏振”这一具体实验，有利于帮助我们全面了解美国探究实验的具体过程，有助于为我国的物理教材中实验部分的编写提供参考和建议，有利于学生更好的掌握有关科学知识，形成科学的思维方式，更好的培养符合时展的新型人才。
二、国内外在该方向的研究现状及分析
在新课改的大背景下，通过物理实验培养学生科学素养的重要性已经被人们所重视。我国各位专家学者对中美教材中的实验部分进行了多层次的比较研究，探索更适合我国学生情况的物理实验教学方式。现已有大量的关于中美高中物理实验比较研究的文献问世。
2006年11月祁映宏在《中美2套高中物理教材学生实验的比较与研究》中，统计了中美高中物理教材中的学生实验，对两国教材学生实验编写的特点做了比较研究，提出学生实验设计的认识观和学习观，最后特别强调了美国教材中的一些可借鉴之处，并对我国物理教材中学生实验做出了反思与期待。
苏州大学的沈国强在2010年比较研究了中美两套物理教材的科学探究内容异同。比较分析了两国教材中的科学探究的数量、内容、方式等，对“科学探究”活动的实施从教师和学生两个角度进行调查，了解教师和学生对“科学探究”活动观念的理解、具体实施情况，以及制约“科学探究”教学开展的主要因素。
延边大学的陈雪对高中物理实验教科书实验部分分为表层结构包括实验数量分布、实验体系结构、实验器材选择、实验插图语言四个部分，和深层结构科学知识、科学方法和科学情感三部分进行了比较分析，并用定性和定量研究的方法，分别进行数量和文本分析比较。并根据结论对我国物理教科书实验部分编写提出建议。
刘建智和李兰对一套美国高中物理教材（栏目名称为《Physics Lab》）与我国人教版新课标高中物理教材中的实验部分从实验数目、实验器材、实验的编排与实施、语言分格及其他进行了比较，通过比较对我国在今后编写或修改高中物理教材时应适当增加实验数目、实验内容与时俱进、适当增加光学与原子物理部分的模拟实验、增加探究性实验的数目，并增加实验的开放性、体现“以人为本”的教育理念。
李兰在研究了前人已有的结论与成果之上，以中美两国高中物理教材历次改革与发展为背景，对两国物理课程标准进行了比较分析，并对中美两国高中物理教材实验部分的设置在实验数目、实验编排、实验器材、实验插图、实验语言，以及基本科学概念、科学实验过程、科学情感态度等方面进行了比较分析。
华中师范大学教育硕士戚静芳在对中美两国高中物理主流教材比较的文献进行分析的基础上，比较研究了两国教材中物理实验的总论、实验形式、试验数量和具体实验内容等，用文字、图表等形式列举其异同点，并归纳出各自特色。通过比较发现了两套教材实验总数多、实验形式多样化、对科学过程和方法的关注、培养学生创新意识等方面的相似性。同时看出两国教材在实验与学习内容的融合度、不同形式实验数量、对探究过程的设计、对实验材料的使用、与生活实际的联系以及对研究能力的培养等方面的区别。
郭丽丽构建了教材中物理实验的比较模型。从实验内容、实验设计和实验呈现方式三个方面对人教版物理教材和《物理：原理与问题》中的物理实验进行了静态比较研究，并根据比较研究得到的结论，对我国物理教材中实验部分的编写从实验内容的选取、实验的设计和实验的呈现方式三方面提出建议。
西南大学课程与教学论硕士研究生苏蕴娜在《中美澳高中物理教科书实验设置比较研究》中，从实验的选择、实验的编写体例和实验的呈现方式三个维度对中美澳三套高中物理教科书中的实验进行了定量统计以及定性分析，强调物理实验对学生科学素养的培养起到关键的作用。
印晓明和陈坤从培养学生“核心素养”的角度，对中美高中主流物理教材在“光学”部分编排进行对比，提出从“知识”走向“智慧”、从重视物理“实验”到进行科学“实践”、以学科“融合”提升“综合”思维的理念，提高学生理科学习的“自我生长能力”，将培养学生在科学领域内“核心素养”的目标落到实处，为学生的终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定良好的基础。
南京师范大学教师教育学院的陆雪娇以“抛体运动”为例，对中美两国常用的两种高中物理教材的实验呈现方式和实验内容进行比较分析，发现实验呈现形式的总体差异，以及中国教材中还存在缺少探究性实验，实验器材、实验内容的选择不够贴近生活，实验缺乏创意等问题。
高赫男和石红选取了中国人教版物理教材和美国《物理：原理与问题》为研究对象，对中美两国高中物理教材实验的数量、器材、栏目、插图及语言等方面进行比较研究，利用文字、图形或表格等形式描述其异同点。
三、相关概念界定
（一）物理实验
物理实验是学习物理的重要方法和手段，是物理学习的基础。物理实验是高中物理教学的重点。在人教版普通高中物理教材（2010年版）中，对教材中的物理实验根据它们在物理学和物理教学中的地位、难易程度、用时长短、学校的器材条件，分为了：学生实验、实验、演示、做一做以及问题与练习。
《课标》要求学生通过实验，学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题；认识实验在物理学中的地位和作用，掌握物理实验的一些基本技能，会使用基本的实验仪器，能独立完成一些物理实验。
物理实验已经渗透到物理教材中的各个部分，包括了课后习题部分。本文中所选的物理实验是光学部分实验，有中国教材中的学生实验、实验、演示、做一做，以及美国教材中光学实验部分的起步实验、迷你实验、物理实验。
（二）物理教材
教材是教学过程中的四个基本要素之一，其含义随着科学技术的进步和发展，也不断发展和壮大。目前，从广义来讲，教材是教师和学生据以进行教学活动的一切材料，包括工具书、挂图、图表和其他教学辅助用具，也包括教学程序软件包；幻灯片、电影片、音像磁盘等。从狭义来讲，教材是指教科书，也称课本，它是依据课程标准编制的、系统反映学科内容的教学用书。
本文中的物理教材是指按照物理课程标准等纲领性文件的规定，根据教学目标和学生的认知规律组织编写的出版社正式出版发行的高中物理教学用书。
（三）科学探究
在物理学史中，运用科学方法的第一人当属伽利略。他提出的科学方法为我们的科学探究提供了依据。所谓“科学方法”就是经验（以实验和观察的形式）与思维（以创造性构筑的理论和假说的形式）之间的动态的相互作用。伽利略所用的科学方法包括：设计实验（以检验特定的假设）、对现实世界条件进行理想化（以消除任何可能掩盖主要效应的次要效应）、限制探究范围（每次只考虑一个问题）、定量方法。
科学探究指的是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。探究是一种有多侧面的活动，需要做观察；需要提出问题；需要查阅书刊及其他信息源以便弄清楚什么情况已经是为人所知的东西；需要设计调研方案；需要根据实验证据来检验已经为人所知的东西；需要运用各种手段来搜集、分析和解读数据；需要提出答案、解释和预测；需要把研究结果告之于人。探究需要明确假设，需要运用判断思维和逻辑思维，需要考虑可能的其他解释。学生们在学习探知自然界的科学方法时将会参与科学探究活动中的某些方面的工作，但是学生们也应该培养自己从事完整的探究活动的能力。
在我国现在的高中物理课标中规定的科学探究需满足七个要素，分别是：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。
（四）科学素养
所谓有科学素养是指了解和深谙进行个人决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产所需的科学概念和科学过程。即对日常所见所历的各种事物能够提出、能够发现、能够回答因好奇心而引发出来的一些问题；对已有能力描述、解释甚至预言一些自然现象；能读懂通俗报刊刊载的科学文章，能参与就有关结论是否有充分根据的问题所作的社交谈话；能识别国家和地方决定所赖以为基础的科学问题，并且能提出有科学技术根据的见解来；能根据信息源和产生此信息所用的方法来评估科学信息的可靠程度；有能力提出和评价有论据的论点，并且能恰如其分地运用从这些论点得出的结论。
四、学位论文的主要研究内容及可行性论证
（一）主要研究内容
本论文的主要研究内容有以下几点：
1．通过查阅文献研究明确中美两国《课标》对物理实验的要求，并对相关概念进行界定，了解我国各位专家学者对中外物理教材及实验编写的对比分析。并通过问卷及访谈等方法，了解本地区高中学校光学实验课程的开设情况。联系我国《课标》对此部分的要求，对比本地区的高中学校在光学实验课程开设是否与《课标》要求相契合。
2．归纳、整理出中美两国《课标》对物理实验的要求，对比两国《课标》要求的异同点。
3．对中美两国物理教材中的实验总论部分详细阅读，并总结归纳，对比两国实验总论，发现其优缺点。
4．整理中美两国教材中光学部分实验，从实验形式、内容及数量分布、插图等方面进行对比，发现各自特点，得出结论。
5．并对两国教材中“光的偏振”这一具体实验案例，按照教材编排要求进行完整的实验探究。根据自己在实验中的观察、体会以及通过本实验对该知识的理解和掌握情况等方面，进行对比分析，发现美国教材在实验编排中的优点。
6．根据对中美两国《课标》对物理实验的要求，以及两国教材中光学部分的实验对比，得出相应结论，并根据结论为我国物理实验的编写及实验教学方面提出一些建议。
（二）可行性论证
1．现已经有很多位专家学者就“中外高中物理实验对比”这一课题进行了研究，以有大量的期刊文献和学位论文存在，能够为本人提供参考，为本研究奠定了坚实的理论基础。
2．通过大学的学习以及教学实践，本人熟读了我国物理《课标》的内容，理解了《课标》对物理实验的要求以及通过物理实验培养学生怎样的能力。
3．在实习期间能与学生面对面交流，通过与学生的交流能有效避免学生的排斥心理，进而来了解所在学校有关物理实验的开设情况以及学生对物理实验的期望，能保证得到较为准确的信息。
4．本人对该课题存在浓厚的兴趣，能够对我以后从事物理教学工作提供支持与帮助，能丰富课堂内容，形式多样，让我有信心完成此次研究，为我提供了动力。
五、论文进度安排及预期达到的目标
（一）准备阶段（2018年10月—2018年11月）
1．确定选题。
2．查阅大量有关该课题研究的文献资料，了解我国专家学者对于该课题的研究进展情况，为自己的研究提供一些思路，避免重复劳动、偏离主题。
3．分析资料设计初步撰写方案，提交老师指导，根据老师指导意见进行方案的调整，按照方案执行。
（二）实施阶段（2018年12月—2019年2月）
1．选取人教版普通高中物理教科书，梳理出高中教材中的光学部分的实验。
2．选取翻译版美国物理教材《物理：原理与问题》，梳理出光学部分的实验。
3．设计调查表，选择宁夏本地部分高中学校，调查对光学部分实验的开设个数和开设形式。
4．撰写开题报告，并提交指导老师批阅，根据老师修改意见，再次进行修改，完成开题报告。
5．找到美国《国家科学教育标准》和中国《普通物理课程标准（2003）》，归纳总结出有关物理实验的要求。
6．回收调查表，对得到的数据进行数据处理，利用准确数据分析宁夏本地部分高中学校对物理光学部分实验的开设情况，了解本地物理实验教学现状。
（三）总结与论文形成阶段（2019年3月—2019年5月）
1．将相关资料进行汇总，书写论文提纲，完成大体框架。
2．根据两国教材要求进行“光的偏振”实验探究，并回答相关问题。
3．根据论文提纲，完成论文初稿，请老师进行指导和修改。
4．根据老师的修改意见，重新整理有关资料，对论文初稿进行反复修改，完成修改版。
5．再次请老师指导修改，完成论文撰写。进行查重，请老师审阅。
6．论文定稿。
六、研究过程中可能遇到的困难及解决的途径
（一）本课题研究过程中可能遇到的困难
1．我国高中物理教材光学部分实验形式多、个数也多、设置在不同的模块，在整理的过程中很容易漏掉一些实验。
2．在调查本地高中学校光学部分实验开设情况中，个别老师存在不重视、不认真回答的情况，学生也会有抵触心理，会使得到的数据不准确。
3．由于美国没有专门的物理课程标准，所以在进行对美国《课标》物理实验要求归纳时，可能存在不准确，概括不全面的情况。
4．在对比结论与建议时，认识不到位，会过分将自己的感情带入，使得得到的结论过于简单，语言过分学生化，不能联系学生的实际情况得到普遍的结论。
（二）解决的途径
1．在归纳总结教材中的实验时，要细心，力求全部都被归纳。将自己的总结反复进行核对，做到归纳全面。
2．在进行调查时，对同一所学校要选择不同的老师和学生进行调查。老师可以选择物理实验室管理老师和物理学科任课教师，从不同的方面进行调查。深入学生，与学生聊天，增加学生的信任，避免学生产生抵触心理，尽可能使调查数据真实可靠。
3．美国的《国家科学教育标准》中，涉及从幼儿园到高中的整个阶段所有学科的标准内容，并没有提到过多的物理实验内容标准，其将物理实验归纳与科学探究之中，所以要找到有关科学探究的要求进行总结归纳。
4．进行学习，从教学实践中了解学生的实际需求，从有利于学生发展的角度出发，提出建议。
七、参考文献
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[18] [美]保罗·齐策维茨著,钱振华译. 物理：原理与问题(上册)[M]. 杭州:浙江教育出版社,2005.
关键词：大学物理实验课程；理论性；实践性；传统教学；改革；创新能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）28-0241-02
物理学是一门以实验为基础、应用性极强的学科。大学物理实验课程也是物理学专业学生的必修课，不仅能锻炼学生的实践操作能力，还能培养学生的创造性思维、科学的研究方法和严谨的学习态度。但是，对于有些学生而言，大学物理实验课的重要性远不如理论课，造成实验课程不被重视、被边缘化。然而，大学物理实验课是物理学科的基础，能够培养学生理论结合实践的能力，尤其是创新的能力。传统的教学方法和教学形式已让这一门课程的理论性和实践性严重脱节，并严重阻碍学生实践和创新能力的培养。大学物理实验课程教学改革的重点就是让学生学会理论联系实际，学会通过实验去观察和分析物理现象，解决实验中出现的具体问题，提高实践能力和创新能力。
一、分层教学
培养学生在实验课程中的创新能力，就要改变传统大学物理实验“一刀切”的教学模式，采用分层教学[1]，即把学生划分层次。在划分学生层次时，主要考虑的因素有：（1）学生的物理知识基础。不同专业的学生，其物理知识不尽相同。对于物理专业的学生，也存在着物理知识基础不同和实验能力参差不齐的现象。因此，教师在设计大学物理实验教学内容时，应有针对性、侧重性。（2）学生的兴趣和实践能力。根据学生的兴趣和动手实践能力的差异，教师应灵活地调整教学内容和教学方法，做到因人而异、因材施教。
二、启发式教学
1.培养学生多角度观察和分析问题的能力，激发创新性思维。教师在大学物理实验课程教学中，要更新教学思路，在教学方法上有所创新。对于同一实验，要让学生学会通过不同的角度和运用不同的原理去分析设计，并采集实验数据，对得出的实验结果进行分析总结，从而激发学生的创新性思维。
2.鼓励学生敢于探索、勇于创新的勇气。教师应尽量鼓励学生用自己设计的实验方案去操作实验过程，但由于学生的基础知识和实践能力的限制，实验结果未必尽如人意。这时，教师要指导和鼓励学生调整实验方法、进行“再实验”和“再分析”，在不断的实验和分析中，掌握发现问题、分析问题和解决问题的能力。
3.抛弃传统的教师主导型教学方式。创新教学的构成要素是研究性、引导性、发现性、归纳性等的有机结合，这对授课教师提出了更高的要求[2]。激发学生的学习兴趣、培养学生的创造性思维和动手能力，就应抛弃传统的教师主导型教学方式。教师所扮演的角色应该是课堂的组织者和引导者，在讲解实验原理和操作步骤的基础上，根据实验的不同内容和要求，教师可以让学生各自独立完成实验过程，也可以把学生分组，分配角色和任务，或是把独立实验和团队合作相结合。无论是以上哪种形式，都应注意给学生留出足够的时间，让学生学会发现问题、解决问题、总结规律、设计新实验。
三、课内外结合教学
大学物理实验课程与中学物理实验课的不同之处在于大学物理实验课程应更多地鼓励学生进行课外实践活动。在教师指导下，让学生参与和开展一些与物理实验相关的科研活动，帮助他们制定规划、论证、开题和实施科研计划。由于实验设备和实验场所的限制，传统的实验教学都是在课堂上进行，不可避免地限制了学生掌握知识的广度和深度。因此，根据大学物理实验课程实践性强的特点，应大力加强学生课外实践教学，开展一系列丰富的专业竞赛、学术研讨及校园文化活动，提升学生的创新能力。
四、产学研结合、培养学生的实践创新能力
实施产学研结合的教育模式，形成科学的常态化育人机制，培育具备较强的分析问题和解决问题的能力和具有国际视野、创新意识和奉献精神的高素质应用型人才[3]。通过合作办学、与企业建立联合实训基地、开展联合人才培养，为学生提供更多的锻炼机会，提升学生的实践创新能力，培养高素质、创新型、适应社会经济发展趋势的人才。
五、结语
大力推行创新教育、培养创新人才是大学物理实验课程改革的一个至关重要的内容。大学物理实验课程为学生提供了创新机遇，也对教师的教学方法和手段提出了挑战。教师在教学中应该做到理论联系实际，具体问题具体分析，避免机械化和形式化，切实地把创新教育贯彻于大学物理实验课程教学的整个过程。
参考文献：
[1]杜颜伶.综合性大学物理实验改革的探索与实践[J].高校实验室工作研究，2012（12）：24-25.
[2]李素文，鞠曙光，岳明.深化大学物理实验中的创新教育[J].大学物理实验，2013（4）：108-109.
关键词：物理文化；大学物理教育；科学探究
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-120X（2016）26-0057-02 收稿日期：2016-07-20
基金项目：陕西学前师范学院教学改革研究项目（14JG016Q）。
作者简介：程 欣（1979―），女，讲师，硕士研究生，研究方向：物理教育。
在全新的教育理念背景下，大学物理教育已不再是传统的传授书本知识， 而是要实现物理文化的弘扬传播，培养学生养成科学的认知与思维过程、正确的人生观与世界观、科学精神，从而全方位提升学生的科学素养。因此，文章通过以下几个方面论述如何在大学物理教育实践过程中践行物理文化的传承。
一、大学物理教育中物理文化建设的必要性
首先，物理文化不仅提高了人们认识世界的能力，而且作为一种文化背景，对人类的观念和生产方式以及生活方式产生着巨大的影响，具有变革社会的功能。其次，物理文化不可能是孤立的、静止的，它时刻影响着自然科学、社会科学等，渗透于纷繁复杂的自然与社会现象之中。最后，物理文化也蕴含着大量显性与隐性的美。学习和了解物理文化有助于公正而全面地认识物理知识以及整个科学。因此，不能把大学物理教育仅仅看作由概念、公式、数学推导构成的枯燥的知识，而要把它看作有血有肉“活”的物理文化。
二、大学物理教育中物理文化传播的践行
1.建立以大学生为本的教育观，奠定物理文化传播的基础
学生是学习的主人，有效的教学方法是把要求学生学习变为让学生自愿去学习，提倡学生自主学习、探究式学习。自主学习不是老师向学生传递知识的过程，而是学生自我构建知识的过程。学生以原有的经验系统为基础，对新的信息进行编辑以实现自己的想法。在学习过程中，学生根据自己的水平、学习目标、积极主动地安排学习过程，要明确为什么学习、是否学习等问题。教师要想促进学生的自主学习，首先要鼓励学生，打消他们对于自我能力的怀疑。其次要给予因材施教、量体裁衣式、有针对性的指导，提倡教学民主、师生平等。比如，在牛顿运动定律的学习过程中，因为中学已经基本掌握了这方面的内容，老师就可以让学生自主学习，分组讨论重点和难点，以及其在实际生活中的应用，通过与学生的互动，掌握学生的学习动态。最后，教师应加强探究式教学，创设一些问题情境，适当布置一些没有唯一答案的问题，激发学生积极主动思考，指导学生进行探究。
2.开发与利用物理课程资源，开拓物理文化传播途径
物理资源的有效开发与利用是提高大学物理教育质量的重要举措之一。大学物理课程基本的文献资源有：大学物理教科书，大学物理教学辅导资料，物理学史、物理科普、物理科学方法等方面书籍。教师要想把干巴巴的公式、烦琐的计算推导还原成为鲜活的文化，就必须注意开发和补充教材关于文化方面的内容。另外一个取之不尽、用之不竭的课程资源是网络物理课程资源，包括官方机构物理教育网站、大学物理教育网站、科技网站、物理工作者个人的教育网站等，它既开阔了师生的视野，其强大的互动功能使得原本繁杂、枯燥、抽象的物理理论具体化、生动化、形象化，也帮助了学生及时了解物理学前沿动态、探讨研究经验和体会、参与论题的分析与评价、进行物理学习的交流讨论，从而提高学生学习物理的兴趣，增强教学效果。此外，实验课程资源的开发利用也是重要的一环，首先，教师要大力加强实验室的对外开放，在开放的实验室里，学生可以自行设计实验项目、搭配实验仪器、决定实验方案，这样才能使学生体会发现的乐趣。其次，我们要倡导利用低成本，甚至生活废弃物做物理实验，像易拉罐、饮料瓶、塑料盒、塑料泡沫、气球、纸币、乒乓球、旧纸箱、别针、一次性纸杯、铅笔、手电筒等均可以进行力学、热学、光学和电学方面的实验。学生通过自己动手设计、操作，手、脑都得到了锻炼，不仅从中感受到物理就在自己身边，也体会到了知识的力量、发现的乐趣。最后，教师要将现代信息技术引入传统实验室，开发利用物理实验的应用软件，将真实的教学实验内容模拟下来，使复杂、抽象的知识形象直观起来，这不仅有助于教师课上的讲解，也便于学生课下的自主预习和复习，激发学生的学习兴趣和热情。当然，学生身边的自然与社会资源有很多，这是物理课程中最为生动具体的资源，也非常容易被学生接受。比如，在讲“电磁屏蔽”时，可以举防辐射服的例子；讲“透镜成像”时，还可以结合近视、远视的例子等，同时还可以组织学生参观博物馆、科技馆、天文馆、工厂、物理名人的故居等，让学生受科技文化的熏陶。
3.提升物理教师综合科学素养，发挥物理文化载体作用
物理教师是借助教材系统向学生讲述物理知识、介绍物理方法和历史，培养系统理解和掌握物理文化精髓的活的文化载体，他们保证了物理文化得以延续和发展。作为大学物理老师，首先应具备大学物理学知识体系的内容。包括纯粹物理知识系列：力学、热学、光学、电磁学、原子物理学等，以及应用物理的知识系列：数字电路、模拟电路、电路分析等，还得不断更新自己的专业知识。
其次，还要掌握实验设计与操作的知识，对于物理学史与方法论也要有所了解。物理实验包括普通物理实验、近代物理实验、物理创新实验等，史料以及方法论这些知识隐含在物理知识建立过程和物理知识体系的构建中，掌握这些知识，可以使得教学变得妙趣横生，让学生久久难以忘怀。
再次，教师还应掌握一定的课堂教学设计与技能知识。这几方面是实践性和时代性很强的知识，是与时俱进的，需要不断更新和发展，毕竟无论多么精彩的内容也需要以完美的形式展现。
最后，教师还应该深入理解物理学的价值和科学道德精神。物理学的发展改变了人们对于世界的认识，我们在享受它带来思想上的智慧与思辨以及物质上的诸多产品发明的同时，更要弘扬它的科学道德精神，要将科学的方法和科学求真的理性思维传递给学生，呼吁和推进真、善、美的统一，要尊重原创、尊重事实、尊重实验，谨慎利用科学发现，保证科学真正造福人类。总之，优秀的大学物理教师需要把科学和人文知识完美地融合。
三、结论
文化与教育存在着千丝万缕的联系，物理文化的发展离不开物理教育，大学物理教育承担着传递物理科学知识和培养和谐、全面发展的人才的任务，因此，我们应该站在物理文化这一高度来看待大学物理教育，恢复大学物理教学传播物理文化的本质地位，从而形成超越公式、符号，具有科学精神与人文精神的物理文化传播。
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关键词：分子生物学 实验技能 生命科学
分子生物学是在生物化学等学科的基础上发展并建立起来的。最早是由Warren Weaver提出首先在Harvey Lecture上应用的[1]。自20世纪50年代以来，分子生物学逐渐成为生命科学的前沿与生长点，其研究领域涵盖了遗传学、生物化学和生物物理学等学科，且分子生物学是一门生物学和化学之间跨学科的研究[2]。分子生物学是一门实验性很强的学科，不仅要通过实验去验证理论，更要从实验中得到一些启发，进而进行创新。这就要求学生要具有较强的观察力和动手能力，从而才能更好地掌握和发展现代分子生物学的技术和基本理论。传统的分子生物学课程及实验课程大多是一些基本原理的验证和一些常规的实验技能操作，对学生的实验技能训练比较单一，学生只能被动地掌握一些基本理论和实验技能，不能独立分析和处理实验中出现的问题，更是缺乏创新精神，实验课更是应付了事。为了切实提高学生的实验技能、思维及创新能力，有必要对现在的分子生物学及实验课程进行一些改变和改正。
首先我们从理论教学模式的改变和改正。现在的理论教学放在第一位的，实验教学依附于理论教学，作为验证理论的一种手段[3]。实验课程大多是理论教学中理论或定律的验证，各门相关生命科学课程的实验之间相对独立、缺乏联系，学生思维也被局限于各相应的理论课程。这种模式只适用于基本技能的训练，不适应创新能力的培养，不能激发学生的积极性和创造性。要改变这种教学模式，最起码的要求就是理论教学和实验教学有机结合，让学生在学习理论知识的同时进行一些基本实验的操作，让学生在理论课程及实验课程中多思考、多观察并多提问问题。分子生物学的实验大多是用眼睛看不到、用手摸不到的，这就要求我们老师在理论和实验课中尽可能地展示一些相关分子的模型，同时采用现场实验的方式给学生加以灌输，也可以让学生先动手做相关实验，以便激发学生的兴趣和思维，主动地去学习理论知识。同时按照国家素质教育的要求，以培养创新能力为主线，重新建立课程结构体系，实验教学环节尽可能独立开设实验课；对不具备独立开设的实验教学环节，努力按课程群设置实验课，使实验教学逐渐建立起与理论教学紧密配合又相对独立，由不同层次、不同系列的实验课程组成的实验教学体系。
其次是实验教学的模式改变。众所周知，现在大多学高等院校实验课的教学模式还是保姆式模式：即实验技术人员准备实验药品、调好实验仪器，配制实验试剂，教师板书好实验步骤及其原理，学生按部就班地按照实验步骤一步一步做实验，得出实验结果，写实验报告，交实验报告。这种实验教学模式让学生基本没有自主性，基本抹杀了学生的创新能力，无法提高学生的实验技能。要改变实验教学中这些传统的弊端，我们有必要从准备实验开始，让学生主动参加。为了让学生能更好地理解整个实验是怎么开展的，可以在教师辅导的前提下，让学生自己准备实验。例如质粒提取这个实验，让学生提前准备药品，调试仪器并配制一些实验溶液，等这些所有的都已准备完毕，学生对实验的整个流程都了解清楚。特别是一些药品的使用、仪器的使用规则印象特深刻，基本上能够做到安全地使用实验室，不仅能有效地防范实验事故的发生，同时能培养学生独立思考问题和解决问题的能力，激发学生的主动能动性。实验基本操作的规范也是分子生物学实验中相当重要的一环。在实验教学中，指导老师从始至终都要强调规范操作的必要性，同时还要指出操作中常易犯错的地方，同时让学生知道每个实验操作规范可影响实验结果，以及为什么会影响，比如分子生物学中移液器的使用，必须规范，不规范会致使实验数据的偏差以及假阳性。实验过程中，老师要不停的观察每组实验，碰到问题及时启发学生去解决，解决不了的问题老师可以引导学生，不要直接去帮学生解决问题，多让学生动手、思考，充分发挥学生的主观能动性。实验结果会因个人能力的不同差异显著，要让学生互相参与讨论实验结果，让学生相互谈谈自己是如何做出这样或那样的实验结果，这对发现学生做得好与不好有很大的帮助。另外实验教学中可以采用一些多媒体的手段，有助于学生理解一些抽象的概念和实验原理，使实验内容更加直观、生动、形象，有助于学生加深对分子生物学抽象内容的理解，可以极大地丰富了实验课内容，提高实验课的质量，使实验课内容变得更加生动、形象、引人入胜。
最后要从实验课内容上进行改革。传统的分子生物学实验课程中，每个实验的安排都是相对独立的，且大多是验证型实验，随着现代生物技术的迅速发展，本科生的实验教学内容有些滞后，不断涌现的新知识和新技术都没有安排到实验教学中，比如RNA干涉技术、分子标记等。鉴于以上几点，传统实验教学内容有必要进行相应地调整，以开拓学生的视野，提高学生综合运用知识的能力。首先将实验教学内容进行整体优化、筛选整合，将创新意识和创新能力的培养贯穿于整个实验教学的全过程。根据教学大纲，精选实验项目，既能保障了实验课与理论课、教学与实习的有机衔接，又能避免教学内容上不必要的重复，从而有效地利用了教学课时，增大了教学信息量，提高了实验课的效率。其次可以设置开放实验室并通过一些开放性课题，为学生提供了更多的自主实验的机会，调动学生的积极性，主动地去接触一些科学的课题，提高学生动手能力。在开放性实验题目的设立及内容的安排上，一要新颖，就是题目的设立及内容的安排要完全不同于本科生一般实验课的题目和内容；二要具有一定的特征，就是实验题目的设立及内容要充分体现实验室的特色；三是涉及的内容要多，在实验过程中让学生尽可能多的学习使用常规实验接触不到的仪器设备。开放实验的设置、内容和教学方法要不断更新和改进，才能适应科学技术日新月异的发展和对人才培养的需求。
本文通过分析目前高等院校分子生物学中实验教学存在的问题，指出了传统实验教学模式不利于发挥学生主观能动性的局限性。本文有针对性地提出了实验教学体系改革的思路，从理论课与实验课有机结合、实验课教学方法、教学内容等方面进行了探讨。旨在提高学生操作技能素质，全面实现教学培养目标。实验改革是现代生命科学发展的需要, 是高等学校发展的要求，也是全面提高大学生动手实践能力的需要。
参考文献：
1. 龙华。分子生物学的发展。生物学通报，40: 58-60，2005
论文摘要：物理是一门以实验为基础的自然科学；实验是初中物理教学的重要手段，认真做好各类实验，能起到引导认识、开拓思路、激发兴趣、唤起追求的作用；认真改进实验能激发学生强烈的求知欲和浓厚的学习兴趣，是培养学生技能，造就创造人才的重要途径。
初中物理是自然科学的一门基础学科。无论是基本要领的建立，还是定律、公式的导出，或者课堂重点难点的突出和突破，都是通过实验来完成的。实验能激发学生强烈的求知欲和浓厚的学习兴趣，是培养学生技能，造就创造人才的重要途径。但初中物理实验安排还有需改革的一面，如重形式而轻效果，重结论而轻过程，重分组实验面轻小实验，重按部就班模仿实验而轻自我设计探索实验，重书面考试而轻实验操作考试。下面就实验改革谈一些自己的看法：
1改革“重配置器材轻身边物体器材”的做法
有配置器材，且只有到实验室才做学生实验，这是初中物理实验教学中存在的一种现象。有的教育以没有器材为借口，不做或少做物理实验。其实，我们的身边到处都是实验器材，学生的学习用具就是很好的实验器材。采用身边的物体做实验，不仅能得到满意的实验效果，而且还有下面几个好处：（1）它可弥补器材的不足；（2）它不受时间、场地的限制，随时随地选取，十分方便；（3）它可让学生体会到物理就在我身边，激发他们的学习兴趣；（4）它更可以培养学生创造性的思维能力；（5）学生用自己选取的器材做了实验，记忆更深，效果更好。
例如，用笔做压强实验，将笔尖压在指头上，改变压力可产生不同的效果，这就说明受力面积一定时，增大压力可增大压力产生的效果，左右两手手指把笔顶在中间，会发现笔尖产生的效果比笔尾产生的效果要大，说明压力一定时，受力面积越小，产生的效果越大。
2改依照实验报告按部就班做实验为自己设计实验
课本上的学生实验都给了实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、实验表格、实验注意事项，要求学生依照报告内容去做实验，得出实验结论。这样安排实验，虽然有一定效果，但学生的思想仍被束缚，思维能力得不到进一步的开发。而将一些实验改为只告诉学生目的，提出一系列问题，引导学生自己去设计实验，去探索规律，会取得更好的效果。
3改变轻视小实验思想，引导学生多做小实验
初中物理教材中安排了20多个小实验，一些教师对这些小实验的作用认识不足，重视不够，有些地方由于不考小实验，干脆划去不管。本人认为，小实验不仅应实验，而且应加强。老师应根据每个小实验的不同特点，尽力铺桥引路，因势利导，想方设法调动学生做好这些小实验的积极性。
（1）发动学生、人人动手，开展课外小实验。有些小实验取材容易、制作简单，如“用纸盒烧开水”、“小风轮”、“求不规则物体的重心”。对于这类小实验可结合教材，让学生在课外独立完成。为了使其完成得较顺利，增强他们的信心，教师应根据小实验的不同特点，在学生动手之前给予辅导。有些小实验应向学生讲清实验原理、目的、方法和步骤，以及实验过程中应注意的问题。有些制作性小实验如：“橡皮筋测力计”、“自制天平”等，老师应尽可能自己先动手做出“样品”，以便让学生观摩仿制。 为了充分发挥学生的主观能动性，应采取一些鼓励性措施。如定期举行评比，将学生送交的小制作作品组织展评，对于制作精细、有一定创新的作品给予奖励，特别有价值的，可保存样品，留作教具使用，这无疑对学生是一种莫大的奖励，也无疑对学生是一种莫大的鼓励。也可以要求学生在实验过程中，把观察到的物理现象，以及对实验现象的分析写成小论文，小则几百字，多则近千字，然后进行小论文比赛。对观察仔细、分析正确、条理清晰、文笔流畅的可发给优秀小论文奖，以激励其学习物理的深厚兴趣。这样，即培养了学生的观察和分析能力，又培养了他们的逻辑思维、说明和文字表达能力。
（2）结合教材，课内演示。有些小实验所涉及的物理现象，其作用主要为了巩固亲知识，加深理解，并用以检查学生对所学新知识的掌握和运用情况，这类小实验可在讲完新课之后，老师先做课堂演示，引导学生观察、分析，并启发学生用所学的物理知识，解释实验现象。例如：讲完《电流的磁场》可先演示“电流的磁效应”，学生可以观察到导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，没有电流通过，小磁针又回到原来位置。此时，老师因势利导向学生提出：“小磁针的偏转说明什么呢？”学生的注意力迅速被引到所要研究的课题上，老师就可以自然地引入新课。老师的演示同时也势必激起学生亲自动手的兴趣，下课后利用课余时间，他们必定以极大热情去亲手一试。
4改惟一结果型的物理实验为发散型的物理实验
课本上的物理实验，实验目的、实验器材都很明确，但是过分统一，束缚了学生的思维。因此，在教学中多安排一些发散性的实验，可取得更好的效果。发散性的实验一般分为三类：其一是条件发散，如你有哪些实验可以说明液体内部压力强和液体的深度有关？你有哪些方法可测出一长方体金属块的密度？你用什么实验可说明滑动摩擦力的大小和压力的大小、接触面粗糙程度有关？其二是结论发散，如给你一个空杯，你能用它做哪些实验？其三是结论条件都发散，如给你弹簧秤、水、天平、砝码、细线、量筒、金属块、木块等，可在条件中选 一种或几种器材，做出任意三个实验，写出实验方案。
把一些实验改为发散性实验，学生的设计会大出老师意料，许多方法具有独创性，效果极好。
5改单一书面考试实验为多种形式评价实验
传统的实验考试都是书面进行，学生不做实验，教师详细地讲解实验，只是效果差些，但通过多做题，学生还是能考高分。因此，只通过书面考试实验一定要改革。平时学习，笔者常通过下面多种形式来评价实验，以督促学生认真做好实验。（1）采用书面考题，但考题中偏重实验过程、实验技巧，尽量安排不做实验就做不出的试题。（2）采用实际操作考试的形式来评价。（3）要求学生用学具表演一些实验，学生很乐于这种可表现自我的考试。（4）每个学期对学生的小制作、小论文进行评价，并把一些好的小制作、小论文在班级展示，以此鼓励学生。
总之，物理是一门以实验为基础的自然科学，实验是初中物理教学的重要手段，认真改进各种实验，认真做好各类实验，能起到引导认识、开拓思路、激发兴趣、唤起追求的作用。
参考文献：
[1] 杨党强.加强基础物理实验教学培养技术应用型人才[J].大学物理实验，2011(1).
关键词 动物生理学；实验教学；课程改革；自主学习
中图分类号 G40 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）09-0333-02
Abstract In order to cultivate and improve the comprehensive quality， independent thought and innovative ability of contemporary college students， the teaching content， teaching methods and assessment methods of animal physiology experiments were reformed.Through the research form of experimental teaching methods， innovation of experiment teaching methods as well as cultivate the students′ autonomous learning ability and enhance students′ consciousness of the systemic research design.
Key words animal physiology；experimental teaching；teaching reform；independent study
自进入21世纪以来，社会对人才的需求增加，具有创新、实践能力的综合型人才更是紧缺。因此，迫切需要全国各地高校实施切实有效的变革，进一步深化教学改革，调整教学内容，改变教学方式，来提高学生的综合素质。动物生理学是一门以生物体的功能为研究对象，主要研究其生理功能的发生机制、条件以及内外环境的各种变化对这些功能的影响，从而掌握各种生理变化规律[1]的学科。由于一切生理学中的理论知识均来自对生命现象的客观观察和实验，因此它不仅是生命科学领域诸多专业中十分重要的一门专业基础课，更是一门实验性学科[2]。
中南林业科技大学开设的动物生理学课程是主要面向生物技术、生物工程专业的基础课程，涉及到动物检验、生物技术安全、动物药品、食品加工等方面，是生物技术专业和生物工程专业等学科的重要课程，同时也是食品学院重要基础课程。因此，动物生理学实验课不仅是学习、理解、掌握动物生理学理论知识的重要途径，也是学习动物检验检疫、动物营养、免疫学、细胞生物学、分子生物学等专业课程实践技术的基础[3-4]。然而目前高校的动物生理学实验教学大多只能依据现有实验条件来开设，这种传统的教学模式或是进行一些简单的解剖实验[5]，或是采用老师讲授、学生重复实验的方式来强化理论课讲授的内容，既缺乏实验的科学性、探索性，又忽视了对恰当教学方式的选择，更限制了学生的思维，阻碍了学生的主观能动性和创造力的发挥，十分不利于对当代大学生创新思维和创新能力的挖掘与培养，学生对实验课的兴趣、积极性和参与性也不高。因此，迫切需要对教学方法进行改革。传统动物生理学实验教学的目的主要有3个方面：一是增加感性认识，使学生易于接受和理解所学的知识；二是通过理论联系实际，在试验过程中巩固和加深所学的知识；三是培养学生的实验技能和观察问题的能力[6-8]，提升学生的综合素质。这些也就是教学原则中的直观性原则、巩固性原则和理论联系实际的原则。但是这种传统的实验教学的方式不利于学生创新意识和创新能力的培养[9-10]，要及时进行实验教学改革。
1 实验教学改革内容
1.1 开放实验平台，发散学生思维
为了提高学生实验的自主性与创新能力，本次动物生理学实验教学改革中，以中南林业科技大学生命科学与技术学院2012级、2013级生物技术、生物工程的学生为对象，采用分组实验的形式让学生自行分小组。小组成员可以依照自己的兴趣，通过在书籍和网络上查找资料的形式讨论协商确定本小组的实验内容，并自行拟定实验方案[11]。这种方法与传统教学单调、乏味的方式不同，各小组自行选择实验课题，在查阅资料的过程中，学生们能对动物生理学这门课程有一个更加细致深入的了解，对已学习的理论课程有查漏补缺的强化作用，还能够激起学生们对这门课程的兴趣，并对自己好奇、感兴趣的方面进行深入学习。
1.2 教学方式改革，教师角色转变
改革后的教学模式突破了传统实验教学的局限性，由学生们自由选择实验课题，并根据各小组选定的实验内容进行预实验设计[12]。任课教师不只是一个传授知识的角色，更多的是给学生进行实验可行性的分析，对一些关键和疑难问题进行指导，更加突出实验中学生们的主体性和教师的指导性。
1.2.1 督促学生实验设计。实验的设计不仅体现出研究者的学术思想，还直接关系到其从事科研项目的成败。而一个实验想要做好，离不开实验前的准备和对实验整体性的把控。首先要对整个实验有一个大体上的了解，之后再对实验步骤逐步细化，分析可能存在的问题并进行改进。任课教师要提倡、督促学生们针对实验中已发现的或可能出现的问题进行讨论交流，并充分利用网络资源，也可以通过国内外各种与动物生理学相关的论坛、网站进行交流学习。
1.2.2 实验方案把关，加强师生互动。由于每个小组实验对象和内容各不相同，要在实验开始前1～2周将实验所需材料药品上报给老师。由于每所高校的实验条件不同，任课教师应根据本校实验室的条件、实验课持续时间和实验经费对学生设计的实验方案、实验周期进行把关，对各组的研究内容进行系统性分析[13]，对实验设计中的错误和不足进行纠正，通过对实验方案的反复敲定，也可以让学生更加切身地认识到实验本身所需要的精心的设计和严谨的思维。
1.2.3 实验基础讲解。学生自由选题就会遇到之前很多没有学到过的新知识和实验操作，如有些与药理学相关的实验会要求对家兔耳静脉取血，小鼠或牛蛙取血、解剖，或对家兔进行耳静脉注射药品等。若之前没有开设过药理学的实验课，学生一般毫无实验操作的经验，学生应自行在图书馆或网上查找相关操作要点或视频资料。在实验正式开始之前，任课教师可以给予适当的理论指导，对一些可能遇到的较难的操作进行讲解，但在实际操作时不对学生们的实验操作进行干预，全部交由学生自主完成[14-15]。
虽然实验过程中可能会有多次失败，但实验的目的就在于培养学生们的动手能力，通过让学生自行摸索来锻炼学生们自主学习的能力，并在失败中发掘实验中存在的问题，在问题中汲取科研的意义。
1.3 实验时间自由，科学合理安排
传统实验一般是每周进行1次实验课，持续几个星期，这种实验方式本身具有局限性，导致很多教师在实验内容的选择上更倾向于选择实验周期较短的实验进行教学，这样实验课程缺乏连贯性，实验内容分散，对学生们的吸引力不高[16-18]。鉴于本次教学改革中，各小组实验内容各不相同，学生们进行实验的时间安排也相对灵活，不进行硬性规定，各小组可根据各自实验方案合理安排时间，在规定的实验时间内完成实验即可[19]。
1.4 客观课程考评，实验成果展示
在传统教学模式下，实验课程都仅仅以实验报告的形式完成实验考核，结果是实验内容相同、实验结果相近，实验报告也大同小异，且操作重复性很低，对实验的回顾与总结帮助不大[20]。既然已经对实验课程教学方式进行了改革，考核的形式也应进行相应的调整、完善。
1.4.1 实验理论知识测评。将实验理论知识的考评回归到理论课当中去，任课教师通过平时的课堂提问对学生们的掌握情况进行考核评价，并通过观察学生们实验过程中的实际操作情况，对他们的实验操作能力进行科学合理的评价[21]。
1.4.2 论文形式提交报告。动物生理学开课时间为大三第一学期，学生们应该着手进行一些论文设计和书写方面的训练，为以后的科学研究夯实基础。因此，本次实验的实验报告以毕业论文的格式进行排版和书写，借此锻炼学生的论文写作能力。
1.4.3 特色实验成果展示。实验成果是一个研究团队所有成员的知识结晶，采用PPT汇报的形式在最后一节课进行实验成果的展示。各组的组长分别汇报实验设计方案，并将实验过程中出现的问题、解决方法和实验中发生的有趣故事以图片和文字形式整理成PPT，对实验进行回顾与反思，以更直观地形式展示。这同时也是对学生们语言表达能力的训练，为学生提供一个机会展现自己的风采。根据汇报小组实验设计的合理性以及实验结果，任课教师和小组之间进行相互评议、打分，对小组实验课程给出总评。
2 实验教学改革应用效果
2.1 提高了学生的综合素养
在传统教学模式中，学生往往按照教师的课程计划进行实验，只学习到基本的实验操作技能。在实验改革后，学生由“被动”学习转为自主探索学习，这种学习方式的改变实际反应的是学生思想的转变，不仅激发了对科学研究创新的兴趣，还锻炼学生动手、团队协作、口头表达的能力。在从发现问题，分析和解决问题整个过程中，提升了科学研究必不可少的创新能力和科研能力，从而全面提升综合素质。
2.2 提高了教师的教学水平
在实验教学改革模式中，高校教师可以结合实验教学和承担的科研项目来开展实验，指导学生设计实验方案。通过这种方式，教师利用专业技术可以使实验教学更加有深度。不仅提升教师教学的积极性，而且提升了学生的科研创新能力。
3 参考文献
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