物理實驗教學(xué)研討

導(dǎo)語：物理實驗教學(xué)研討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、教學(xué)目標(biāo)

哈佛大學(xué)榮譽校長陸登庭教授說得好:“最佳教育不僅應(yīng)有助于我們在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)更有創(chuàng)造性，它還應(yīng)使我們更善于深思熟慮，更有追求理想和洞察力，成為更完善、更成功的人。”大學(xué)物理實驗是面向理工科學(xué)生所開設(shè)的一門重要基礎(chǔ)課程之一［1］。其重要性就在于它能鍛煉學(xué)生的實踐能力。它可以加深學(xué)生對物理知識的理解和認(rèn)識，能夠培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、獨立操作、實踐創(chuàng)新以及分析和解決問題的能力。尋找更好的實驗教學(xué)模式，也是物理實驗工作者一直努力探索和追求的目標(biāo)［2］。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生基本不做預(yù)習(xí)，有些學(xué)生預(yù)習(xí)也是隨便抄抄課本應(yīng)付了之。預(yù)習(xí)作為實驗課程的重要環(huán)節(jié)，在過去的實驗教學(xué)中，由于學(xué)生沒有從思想上重視而被忽略。在大學(xué)物理實驗課教學(xué)中，教師只是單一地講解實驗原理和實驗內(nèi)容，再就是給學(xué)生進行具體過程的實驗演示操作。這樣的傳統(tǒng)實驗上課過程，顯然不能激發(fā)學(xué)生的興趣愛好，他們只是在被動接受教師已經(jīng)固化的思維方式，自身的創(chuàng)造性和活躍的思維就被這種教學(xué)給束縛，根本起不到培養(yǎng)創(chuàng)新和獨立思考的能力的作用。教師評價學(xué)生的實驗成績，僅僅是從學(xué)生的實驗報告中來計算分?jǐn)?shù)。這樣就會使少數(shù)學(xué)生抄襲別人的實驗報告，只要字寫得工整，可能比被抄者的成績還要高，造成實驗成績不公正、不客觀。有些學(xué)生可能使用人家已經(jīng)連接好的線路或者已經(jīng)調(diào)節(jié)好的光路等快速得到實驗數(shù)據(jù)，這些都會造成實驗成績評定的不客觀。思想上的不夠重視、實驗設(shè)備的不足、教學(xué)過程因循守舊等問題對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是不利的。因此，我們要在自己學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上進行一些探索，使大學(xué)物理實驗在對大學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新思維能力、獨立思考能力培養(yǎng)等方面起到應(yīng)有的作用，培養(yǎng)合格的既有理論知識又有實踐知識的社會需要的大學(xué)畢業(yè)生。

二、實驗教學(xué)的內(nèi)容

1．增加演示仿真實驗，激發(fā)學(xué)生興趣興趣是最好的老師。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理實驗的興趣，我們在每學(xué)期的開始幾周會安排學(xué)生參觀演示實驗室，目的是想通過豐富直觀的演示實驗現(xiàn)象，讓學(xué)生喜歡上這門實驗課程。參觀完每一個演示實驗后，向?qū)W生提出一系列問題，如為什么會出現(xiàn)這種物理現(xiàn)象呢?用物理學(xué)的哪個原理能來進行解釋呢?并讓學(xué)生將每一個演示實驗中所涉及到的物理現(xiàn)象以及自己還不太明白的問題，都以觀后感的形式寫下來交給任課教師。緊接著我們會安排仿真實驗，抽一兩個時間段，將學(xué)生集中在機房，讓他們將每學(xué)期要做的實驗在電腦上先模擬一遍，以使他們初步熟悉實驗過程、實驗儀器等，使他們在真正實驗時能更順利進行實驗。其實，學(xué)校的校園網(wǎng)是可以進入仿真實驗室的，但現(xiàn)在的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，所以還是以課堂形式來完成這些仿真實驗過程，這樣的效果會更好些，也起到了督促學(xué)生學(xué)習(xí)的作用。

2．增加綜合設(shè)計性實驗的比例為了真正地鍛煉學(xué)生動手和獨立思考能力，我們減少傳統(tǒng)的驗證實驗的個數(shù)，增加綜合設(shè)計性物理實驗的比例。對綜合設(shè)計性物理實驗，學(xué)生以自選為主，最終以小論文形式完成。實驗結(jié)果完成不錯的學(xué)生，可以免試物理理論課程，或者用一個設(shè)計性物理實驗與幾個驗證性基礎(chǔ)實驗的成績等同于理論課考試成績。這一過程，還可以鍛煉學(xué)生的論文寫作以及數(shù)據(jù)處理的能力。他們也可以嘗試用EXL、ORIGIN、MATLAB等數(shù)據(jù)處理軟件，同時，將部分教師的科研項目的某一小部分，放在設(shè)計性實驗中，讓學(xué)生去選做。通過這一環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，可以培養(yǎng)學(xué)生的獨立操作和思考的能力，同時也使他們在利用計算機軟件處理實驗數(shù)據(jù)方面的能力得到提高。

三、方法和途徑

1．重視學(xué)生預(yù)習(xí)傳統(tǒng)的課程方式，學(xué)生基本不做預(yù)習(xí)就來實驗室做實驗，教師也不太認(rèn)真去檢查預(yù)習(xí)情況，學(xué)生只是簡單地寫預(yù)習(xí)報告應(yīng)付教師檢查。他們不知道自己要做什么實驗，不了解實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容、實驗原理等，以致他們進入實驗室頭腦是茫然的。實驗前的預(yù)習(xí)工作是大學(xué)物理實驗課程的重要的環(huán)節(jié)，尤其是對少數(shù)民族地區(qū)的學(xué)生來說，顯得更為重要，因為有些學(xué)生在高中階段幾乎沒做過什么物理實驗。預(yù)習(xí)可以使他們對要做的實驗有一個深入的了解，對實驗中涉及到的概念、公式、實驗原理以及實驗儀器等更加熟悉，進入實驗室后聽教師講解時思路變得清晰。因此，必須重視檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。我們在每次實驗課開始前二十分鐘內(nèi)，對每個學(xué)生進行提問。如果回答不上來，或者回答得糊里糊涂，則拒絕他們做實驗。剛開始這樣做的時候，很多學(xué)生不理解，甚至抵觸。實行一段時間之后，發(fā)現(xiàn)在實驗前進行提問效果相當(dāng)不錯，并且提高了實驗的效率。

2．增加實驗室管理員這里所說的實驗室管理員并不是學(xué)校招聘的教師，而是我們找一些腦筋靈活、動手能力強的學(xué)生參與實驗室的管理和儀器維修等工作。他們參與儀器更換、維護等，并對每個實驗的操作和原理等都很熟悉。當(dāng)實驗室有學(xué)生做實驗時，他們這些管理員也可以參與進來，無形中充當(dāng)了指導(dǎo)教師的角色。這樣就使實驗的師生比提高了，提高了實驗效率，同時還為優(yōu)秀的學(xué)生提供了鍛煉的機會。

3．理論教學(xué)與實驗教學(xué)相結(jié)合由于大學(xué)物理實驗早已經(jīng)是全校的公修必選課，所以要想實現(xiàn)理論課和實驗課統(tǒng)一，確實有些困難。由于理論課程和實驗課程是由不同教師上課，這樣易使實驗和理論脫節(jié)。如果當(dāng)大學(xué)物理理論課講到光的干涉這些內(nèi)容時，那么就可以讓學(xué)生進入實驗室做光干涉相關(guān)的實驗，如牛頓環(huán)、邁克爾遜干涉儀的使用等。這樣既加深了對理論的認(rèn)識，同時還能從實驗方面驗證理論，更利于學(xué)生加深對知識的理解與鞏固。我們采取在每次實驗課開始的第一節(jié)里，給學(xué)生講述所涉及到的主要的理論知識，比如公式推導(dǎo)、物理原理等內(nèi)容，教學(xué)過程采用多媒體課件等形象直觀的教學(xué)手段，這樣進一步加深了學(xué)生對實驗理論的認(rèn)識，從而有助于更好地完成物理實驗。

4．注重實驗過程實驗過程是學(xué)生進行實驗操作的重要環(huán)節(jié)。在準(zhǔn)備了前面幾項工作之后，學(xué)生開始實驗。這個過程中，我們放棄了傳統(tǒng)模式中的教師演示實驗操作過程。這是因為，如果教師演示過程的話，學(xué)生就只會機械地模仿，失去了動腦和獨立思考的動力。教師不再演示操作，這樣就迫使學(xué)生真正地用腦去思考每一步怎么操作，最終得到的數(shù)據(jù)是否正確，讓學(xué)生深層次地理解實驗過程，提高動手動腦能力，逐步養(yǎng)成獨立思考的習(xí)慣和培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。實驗過程中，要激發(fā)學(xué)生提出問題，對不懂的及時向指導(dǎo)教師提問。在這一過程中，我們強調(diào)使用啟發(fā)式教學(xué)，這樣便于學(xué)生自己的思路更開闊，思維方式更靈活。這一過程，使用多媒體教學(xué)，利用課件的形象直觀的特點，可以將理論、實驗、學(xué)生的思維三者聯(lián)系起來。如果學(xué)生對哪里不懂，可以立即調(diào)出課件進行解釋，這樣做比傳統(tǒng)授課方式更為有效。

5．變化考核方式傳統(tǒng)的實驗分?jǐn)?shù)主要依據(jù)其實驗報告來評定，這樣的評價標(biāo)準(zhǔn)有失公平，因為有少數(shù)學(xué)生會抄襲別人的實驗報告，有的隨便寫寫應(yīng)付了事?，F(xiàn)在，我們不再單單看實驗報告來評定學(xué)生的成績，而是從操作過程，到最后的期末實驗測試，每一步都進行成績量化，讓學(xué)生自己知道自己的分?jǐn)?shù)是怎么得到的。并規(guī)定好哪幾項若達不到要求，則該次實驗直接記不及格。每次實驗的成績做到透明客觀，降低了教師因個人的主觀因素帶來的評價差異。

6．舉行物理實驗競賽當(dāng)前，大學(xué)里面的競賽越來越少，學(xué)生更多地去考各種證書。為了提高學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生對物理的興趣，每一學(xué)期，我們都舉辦一次物理實驗競賽。通過舉辦這樣的比賽，讓更多的學(xué)生參與到競賽中來，雖然獎品、獎金微不足道，但是學(xué)生更多的是體驗到參與的快樂。通過這種方式，讓物理實驗變得有趣，使更多的學(xué)生參與到物理實驗競賽中，收到了很好的效果。

四、評價

通過以上的實驗探索之后，我們對實施前后在各個方面的效果做了對比，對比分析結(jié)果如下表。通過一段時間的這樣的實驗教學(xué)之后，學(xué)生對物理實驗的興趣越來越濃，預(yù)習(xí)的效果也更好，知道了自己要做什么、怎么操作、結(jié)果要達到什么樣的要求。學(xué)生自己能夠判定自己得出的結(jié)果是否合理，實驗結(jié)束后，實驗報告及實驗過程中也能提出一些針對性的建議和創(chuàng)新思路。部分學(xué)生積極選擇綜合設(shè)計性實驗，達到了培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和動腦等能力的目的，并且計算機的使用能力也得到了很大的提高。我們還將部分實驗室開放，學(xué)生可以隨時進來實驗;同時，組織了物理實驗興趣小組，組織學(xué)生參加一些實驗競賽，并取得了不錯的效果;還有部分學(xué)生參與到教師的研究課題中來，為他們今后進一步深造，打下了很好的基礎(chǔ)。