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以学科竞赛为导向的物理实验教学-学科建

设论文-教育论文

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摘要：以学生参加大学生物理实验竞赛为出发点，促进大学物理

实验教学的改革，从而实现培养学生发现问题、分析问题和解决问题

的能力，团队合作意识和实践创新能力，达到高校高层次创新人才培

养的最终目标。

关键词：教学改革；学科竞赛

一、序言

目前，以学科竞赛为导向的大学物理实验教学体系建设与实践的

研究还处在探索阶段，如何发挥大学物理实验竞赛与大学物理实验教

学的相互作用与促进，完善高校大学物理实验教学体系建设与实践下

的创新人才培养机制是一个亟待研究解决的现实问题。2010年，贺

梅英等提出构建大学物理实验学科竞赛、教学改革互动模式，以学科

竞赛为推手进一步深化教学改革，以提高人才质量。2015年，鲁军

政提出以竞赛方式培养学生的创新意识、实践能力、创新品质，达到

地方高校创新型专业人才培养的目的。同年，熊泽本等人通过组织学

生参加大学生物理实验创新竞赛，积极探索改革实验教学内容和方法，

探讨了创新人才培养模式的组成部分，阐述了培养创新人才的思路和

途径。2016年，李瑞东等认为通过实验竟赛，可以有效激发学生的

学习，提高教师的教学水平，达到教学相长。2017年，李晓白等人

提出以课题和探索为核心的新型物理实验教学模式。因此，本文以大

学生物理实验竞赛为切入点，以大学物理实验教学为载体，构建理工

科高校大学物理实验教学体系，以期为高等学校创新人才培养提供有

益探索与借鉴。

二、竞赛情况

全国大学生物理实验竞赛是一项面向在校大学生的物理学科竞赛

活动，始于2010年举办的由各国家级物理实验教学示范中心组队参

加的大学生物理实验竞赛活动，旨在激发大学生对物理实验的兴趣和

潜能，培养大学生的创新能力、实践能力和团队协作意识，促进物理

实验教学改革。竞赛的形式为：每校最多派出4名大学生参赛，其中

2名选手在4小时内分别完成一项包含设计性内容的基础性实验（分

A,B两题），另外2名选手在4小时内合作完成一项综合性研究性实验

（分A,B两题），由参赛学生现场抽题。这种竞赛形式对参赛学生的

物理知识、实践能力和综合素质的要求非常高。截止目前，我校代表

队参加了除第一届外的所有比赛。我校2012年和2015年连续两届参

加此项赛事仅仅获得基础性实验项目三等奖3项。因此，针对竞赛中

反映的问题及时地进行分析研究，进一步改善大学物理实验教学中的

薄弱环节,不断优化教学、完善教学。以第二届全国大学生物理实验

竞赛基础性实验题目二为例，要求用非平衡电桥的方法测量康铜丝的

杨氏模量和泊松比。但在我们之前的实验教学中是利用光杠杆法测量

微小量的方法测量金属丝的杨氏模量。因此在接下来的实验教学中，

我们尝试适当的引入多种方法测量同一物理量，并且针对某一仪器测

量多个物理量进行实验教学，培养学生综合应用所学知识的能力和创

新思维能力。在2017年的第四届全国大学生物理实验竞赛中，我校

代表队取得了基础性实验题目二等奖1项和综合性实验题目二等奖1

项的好成绩。学科竞赛对于大学物理实验教学改革起到了导向作用，

重要的是培养了学生的实践动手能力和综合运用所学知识分析问题、

解决问题的能力。2017年我校组队参加了首届吉林省大学生物理实

验竞赛，吉林省大学生物理实验竞赛A组采用和全国大学生物理实验

竞赛相同的模式，B组采用创新实验的模式，事先给出若干题目，参

赛队员自选，赛前准备，最后比赛时以答辩的形式参赛。我校派出的

31名选手在A，B两个组别的比赛取得一等奖4项、二等奖7项、

三等奖8项的优异成绩。

三、竞赛促进实验教学改革

从我校参加全国大学物理实验竞赛和吉林省大学生物理实验竞赛

进行分析，实验原理和理论部分特别注重基本概念和实验基本方法的

掌握,与以往我们的传统大学物理实验课堂教学仪器选用上的高度一

致性不同，即所提供的实验仪器本次实验均可用到。但大学物理实验

竞赛会给出多种仪器供学生选择，也就是不是所有提供的仪器设备都

可以用于本次竞赛。这样对学生综合运用知识的能力要求就非常高，

对于锻炼学生的科学思维能力有极大的好处。在数据处理上也不同于

传统实验教学，以往的实验课多数是已经给定了实验需要怎么处理，

公式推导，表格甚至于有的题目连有效数字的推导都直接给出，学生

基本不用做任何思考，完全照抄，把相应的实验数据直接套用公式就

可以完成实验，从这样的实验过程可以