有效提高大學物理實驗教學水平的幾點建議

趙瑞娟，安盼龍，何 森，楊 艷

（中北大學，山西 太原 030051）

物理學是一門以實驗為基礎的學科，同時又是其他理工學科的基礎，物理學的發(fā)展是理論和實驗相輔相成的，理論是否正確需要實驗的驗證，而實驗是否成功又需要有一定的理論作為指導依據(jù)。大學物理實驗是高校理工科學生必修的公共基礎課，在整個教學過程當中對培養(yǎng)學生的綜合素質方面占有十分重要的地位，對于高素質人才的培養(yǎng)作用是不可替代的。大學物理實驗一方面要使大學生學到相關的知識和技能，培養(yǎng)學生的自主學習能力及動手能力，另一方面還要進一步擔負起教育功能，培養(yǎng)學生合作精神，并促使其養(yǎng)成良好的習慣。高校學生進行科學實驗訓練，是學生對所學理論知識強化印象、深化理解、并學習使用儀器設備、探索實驗科學理論的基本方法，是提高學生動手和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。因而大學物理實驗教學在高等教育培養(yǎng)高素質人才的今天顯得尤為重要。

但是，大學物理實驗教學一直存在許多問題：如沒有被足夠的重視，學生對其沒有濃厚的興趣，上課形式和方法過于陳舊以及達不到預期較為理想的教學效果等。面對如此之多的問題究竟該如何解決，許多的實驗教學工作者都進行了深入思考并提出了自己的觀點和建議。為此，我們結合實際教學經驗對大學物理實驗教學重要的幾個問題及給出解決辦法：

1 課前詳細預習與帶著問題上課相結合

1.1 預習的目的性要明確

在教學過程中發(fā)現(xiàn)相當一部分學生的預習并不是主動的有目的性的預習，而是敷衍了事，認為實驗只是重復教材所講的內容。還有一部分學生預習報告雖然寫得非常詳細，但是在實際操作的時候卻一無所知，預習起不到指導實踐的效果。這兩種極端情況無疑增加了教學互動的難度。所以在下課前幾分鐘教師應該把下次課的重點、難點強調一下，使學生下課預習時具有針對性。

1.2 學生課前預習必要性

只有課前預先明確了實驗的目的、原理、儀器，才能在課堂上更加準確的把握實驗課的學習內容，在這一點上，實驗課和理論課毫無分別。所以教師可以靈活教學，讓學生在課堂上體會實驗預習的重要性，多提問，增加互動環(huán)節(jié)，或者在每次上完課后，給學生指出下一個實驗預習所要提問的重要的幾個問題，既可以為學生的預習指明方向，又可以達到預期的預習效果。

2 多媒體課件的教學與傳統(tǒng)的教學相結合

實驗教學雖有別于傳統(tǒng)教學，也應積極吸收傳統(tǒng)教學中可以借鑒的有用方法和形式，在學生明確了實驗目的的情況下，對實驗原理的充分講解是必不可少的，一定要讓學生明白為什么要如此設計實驗，此外實驗中所涉及到的注意事項也應明確告訴學生。對于某些實驗，盡管教師把原理講解得很清楚，但是學生具體操作的時候還是會遇到好多問題，不明所以，例如分光儀的調節(jié)與使用。為此可以引入多媒體課件教學，例如可以通過動畫課件的形式講解分光儀的調節(jié)與使用實驗，這樣既方便了教師，又能使學生對該實驗有一個更加直觀清晰的感受。同時配合教師的進一步指導，對于實驗教學效果會有很大提高。

3 教師的教與學生的學相結合

實驗課是互動的，教師和學生都必須積極行動起來，教師積極的教，學生積極主動的思考與動手相結合，把握課堂有限的教學時間，完成教學任務，主體地位在學生，教師只起引導的作用。每一個教師的上課也是一個學習的過程，實驗課上遇到的問題的特殊性和隨機性決定了教師處理應對學生實驗過程中遇到的棘手問題的方式方法也應不同，其中既涉及到相關理論知識，又涉及到儀器測試及使用等知識，也可能是實驗過程中隨機產生的新問題。對于以前遇到的類似問題，教師可以立即作答，對于新問題，教師必須經慎重考慮后方可回答學生。實驗中學生所提出的問題的每一個閃亮點都可能對教師自身產生影響，而教師的回答對學生既是問題的解決，又是經驗的深刻體會。

4 實驗教學與實踐相結合

大學物理實驗如果只是局限于課堂那么教學最終將會歸于失敗。教師的教學應該與實際的應用結合起來，使學生在學習的過程不會感覺枯燥無味，對實驗的目的和應用也不會感到茫然，思維也可進一步活躍和得到拓展。“我們現(xiàn)在做的這個實驗以后可以用來測什么”或者“這個實驗思想對你們有什么幫助”，這是每位教師上課都應該對學生說的，也是每位教師自己都應該仔細考慮的。實驗本身就是使某一個物理現(xiàn)象重現(xiàn)或者驗證某一理論是否正確，那么我們僅僅是重復這樣的過程嗎？答案是否定的。我們必須把它放到我們的生產實踐和日常生活中去，讓學生深刻體會它能解決什么樣的問題。

5 大學物理課與實驗課相協(xié)調

大學物理課與實驗課是相輔相成的，理論課上難以理解的知識在實驗課上可以更加貼切形象的加以理解，不可捉摸的東西可以通過實驗來驗證。而實驗又需要理論課的進一步的指導，舉一反三，不斷拓展和創(chuàng)新。因此在課時的安排上應該做到盡量協(xié)調。由于我們所開實驗大多是一些經典物理實驗，需要學生預先了解實驗的理論依據(jù)和背景，因此可通過物理課先行開設與物理實驗課稍微滯后的開設方法解決理論滯后于實驗的問題，而且我們應該始終給學生貫穿“實驗是理論的試金石”這一觀點，必須進行有層次有目的的結合。有條件的學?？梢蚤_設實時授課系統(tǒng)，使理論課與實驗課結合起來同步進行。

6 趣味性與知識性相結合

沒有趣味的實驗課不光學生不感興趣，教師也覺乏味，“從實驗中找樂趣，培養(yǎng)興趣”是筆者一直堅持的觀點。當然，找樂趣建立在對物理知識的把握是否透徹的基礎之上。我們知道霍爾元件非常有用，但是如果我們不知道產生霍爾效應的物理機制，為什么要用半導體做霍爾元件，為什么霍爾元件的厚度要很薄，什么是電導率，什么是遷移率，霍爾電壓和載流子沿電場方向的漂移電壓有什么區(qū)別等等的問題，我們學習東西開始可能比較盲目，然而如果我們對它掌握了，感興趣了，由點到線，由線到面，順路思索，我們的被動地位變成了主動地位，由被動學習知識變成積極主動的索取，這樣的奇跡效果是不能預料的，物理學家費曼就是一個“玩”出來的物理學家。我們必須讓緊張的實驗課堂氣氛轉變?yōu)檩p松的探討操作測量過程，發(fā)現(xiàn)新思路，新方法，新觀點，進行趣味設計性，科普知識性的實驗，在達到教學目的的同時，建立起學生對物理實驗乃至物理學習的濃厚興趣。

7 基礎的實驗任務與能力的拓展相結合

實驗課在適當?shù)臅r候也應該做些設計拓展性的實驗，結合學生的學習情況和現(xiàn)有的實驗條件，由教師命題，學生選題并且進行自我設計以及拓展能力的訓練，使學生在玩味了解實驗的內在意義的同時又進一步提高自己的實驗思維和動手能力。比如我們給學生開設的怎樣利用互感應原理、霍爾效應、磁通門原理設計傳感器實現(xiàn)自動化控制、測半導體性能參數(shù)、測弱磁場，怎樣利用熱電偶測溫等等設計性的實驗。

8 必修實驗與選修實驗的關系把握問題

必修實驗的開設是讓學生對一些經典物理實驗加深了解，選修實驗則是重在培養(yǎng)學生的實驗興趣，重在提高學生的創(chuàng)新思維和實驗設計能力。應該認真處理必修實驗和選修實驗的關系問題，盡可能不靠學時學分來控制，把選修實驗落實到興趣上，盡可能開設更多的選修實驗，給學生提供更多的機會親自動手設計實驗。但是，無論必修還是選修都同樣重要，教師和學生應該認真對待，不應該人為的區(qū)分其主次。

9 實驗時間的分配問題

實驗理論的講授與學生動手時間協(xié)調的問題。有的老師喜歡長時間講授實驗的理論知識，認為只有這樣學生理論原理知識清楚了的操作才會完美，正所謂“磨刀不誤砍柴工”，實際是這樣的教學效果并不理想。有的老師反之只講授點基本的知識把主要時間投入到學生的操作上，這樣做也并非更好，到底在有限的教學時間內該如何合理地安排兩者之間的關系長期以來各有爭論。根據(jù)普通物理實驗與近代物理實驗的特點，時間的安排也不盡相同，不能“喧賓奪主”，也不能“喧主奪賓”，經過多年的探索，我們發(fā)現(xiàn)，兩個學時的實驗，我們盡量把實驗原理、實驗要求及操作注意事項講授時間控制在半個小時以內，學生才不至于向理論課堂一樣產生課堂疲勞，實驗效率比較高。

10 教學過程中出現(xiàn)的諸多問題是物理實驗教學的有益補充

和事物的發(fā)展過程一樣，新事物才有生命力，但是只有達到質變舊事物才會轉變?yōu)樾率挛铩嶒炦^程中出現(xiàn)的諸多問題就是實驗課有生命力的必不可少的因素，我們鼓勵學生遇到問題先自己思考，比如電學實驗是電路接線不正確，還是接觸不好，調零了沒有，短路、斷路了沒有？惠斯通電橋為什么只能測中值電阻？為什么改裝電表的曲線圖是折線圖，計算標稱誤差為什么要這樣計算？怎樣確定電表的等級等問題。只有出現(xiàn)了問題進而更好的解決問題才能進一步提高實驗課的教學效果，幾十年如一日一成不變的教學，效果只會越來越差。因此，有問題并不是一件壞事，反而是好事，通過解決問題可以達到更好的教學效果，那么我們應該歡迎問題的到來。

11 結 論

本論文通過對實驗教學過程出現(xiàn)的問題的詳細分析和深入思考，提出了自己的建議，以期使教師和學生在趣味中互動起來，實現(xiàn)物理實驗教學的理想效果。但是這并不是說只要我們在規(guī)定的課時做完實驗，達到基本的實驗目的就行，而是要明確我們通過這一系列的實驗教學，讓學生學到了些什么，怎樣讓他們把學到的知識最優(yōu)化，甚至從單純實驗課的角度上影響學生的思維和開拓創(chuàng)新的精神，由此以至其它的理論課和實踐課，發(fā)生“裂變效應”。只有目的明確，有的放矢，我們才能更好提高大學物理實驗教學的效果。

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