略論高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

范士民，李 俊，劉廣東

(阜陽師范學(xué)院 物理與電子科學(xué)學(xué)院，安徽 阜陽 236041)

0 引言

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校教學(xué)工作的重要組成部分，與理論教學(xué)一同構(gòu)成高校培養(yǎng)工科人才的主要手段.實(shí)驗(yàn)教學(xué)對于提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力有著無可替代的作用.對此，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)該明確所從事職業(yè)的崇高地位，樹立正確的價值觀.

如何上好實(shí)驗(yàn)課，是擺在每個實(shí)驗(yàn)教師面前的首要問題.實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同于理論教學(xué)，它要求所有的學(xué)生在一定時間內(nèi)完成一定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，達(dá)到每次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的.學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解深淺程度不同，學(xué)生的動手能力各不相同，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的性能、狀態(tài)各異，為了培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，實(shí)驗(yàn)教師又不可能代勞，這些都對實(shí)驗(yàn)教師提出了很高的要求.實(shí)驗(yàn)教師的自身素質(zhì)和臨場應(yīng)變能力至關(guān)重要，甚至決定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成敗.［1］

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體實(shí)施

1.1 課前準(zhǔn)備

為了上好實(shí)驗(yàn)課，課前實(shí)驗(yàn)教師要做足功課.首先需要透徹理解實(shí)驗(yàn)原理，搞清楚每一個已知量、待測量和未知量，對原理公式的來龍去脈要準(zhǔn)確把握，做到心中有數(shù).其次一定要先到實(shí)驗(yàn)室認(rèn)真試做實(shí)驗(yàn)，了解每一臺儀器設(shè)備的性能、操作規(guī)程和維護(hù)維修特點(diǎn)，了解測量值的大小和范圍，認(rèn)真處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，自己先寫出實(shí)驗(yàn)報告.［2］

根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，寫出實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(教案)是每個實(shí)驗(yàn)教師的本職工作，實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(教案)的基本內(nèi)容應(yīng)包括:一是實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，要根?jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容準(zhǔn)確定位，實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊鞔_、具體、可檢測的.二是實(shí)驗(yàn)儀器，寫清楚實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的名稱、型號和主要規(guī)格參數(shù)，對實(shí)驗(yàn)耗材的名稱和數(shù)量也應(yīng)準(zhǔn)確標(biāo)明.三是實(shí)驗(yàn)原理與方法，應(yīng)簡明扼要，重要公式要寫清楚推導(dǎo)過程，每一個物理量的符號要規(guī)范，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理應(yīng)給出公式和處理方法.四是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟，要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容明確，步驟準(zhǔn)確規(guī)范，給出測量原始數(shù)據(jù)的具體表格.五是教學(xué)過程.六是教學(xué)小結(jié)，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)意見.

1.2 實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)

在上第一節(jié)實(shí)驗(yàn)課之前要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)，主要目的是立規(guī)矩.首先是安全教育，介紹實(shí)驗(yàn)室電源系統(tǒng)，讓每一個同學(xué)知道電源控制開關(guān)的位置和切斷電源的方法，實(shí)驗(yàn)教師要現(xiàn)場演示.其次是衛(wèi)生教育，禁止學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室吐痰、亂扔垃圾、吃東西，每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后個人都要整理好自己的實(shí)驗(yàn)臺，放好凳子，并留下幾名同學(xué)負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室的整體衛(wèi)生，再次是強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注意事項(xiàng)，具體包括有禁止學(xué)生遲到和早退，未經(jīng)允許禁止擅自調(diào)換實(shí)驗(yàn)組別;沒有實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告不得進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn);獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，未經(jīng)允許不得調(diào)換座位和實(shí)驗(yàn)儀器，未經(jīng)允許不得亂動實(shí)驗(yàn)儀器，保持實(shí)驗(yàn)室安靜;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生應(yīng)如實(shí)填寫《實(shí)驗(yàn)記錄本》，禁止學(xué)生調(diào)換《實(shí)驗(yàn)記錄本》或帶離實(shí)驗(yàn)室，及時提交實(shí)驗(yàn)報告;鼓勵學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)和大膽創(chuàng)新.向?qū)W生給出自己的聯(lián)系方式，以便課后交流.［3］

實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)過程如下:學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，首先提交實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告.并到指定座位就坐，實(shí)驗(yàn)教師提出若干個實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)思考題，讓學(xué)生思考并對照實(shí)驗(yàn)儀器說明書預(yù)習(xí);學(xué)生思考時，實(shí)驗(yàn)教師批閱實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告并及時將實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告發(fā)還給學(xué)生，作為記錄實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)之用.約十分鐘之后，實(shí)驗(yàn)教師有針對性地安排提問，同時記錄學(xué)生回答情況.提問結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)教師簡要講解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng).講解實(shí)驗(yàn)原理時，要注重分析核心公式中每一個物理量的測量方法和測量要求，弱化公式的推導(dǎo)過程，讓學(xué)生明確測什么量、怎么測、測幾次.介紹實(shí)驗(yàn)儀器時可以邊演示邊介紹，明確操作步驟和注意事項(xiàng)，要求學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)儀器的名稱、編號、型號和主要規(guī)格參數(shù).整個講解時間不宜過長，一般控制在二十分鐘以內(nèi)，以免占用過多的操作時間.講解結(jié)束后，可以試讓學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程，對學(xué)生的疑惑進(jìn)行解答.接下來，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)主動巡視，了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度，及時糾正學(xué)生的錯誤，解答學(xué)生的問題，解決實(shí)驗(yàn)儀器的小故障.學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)教師要指導(dǎo)學(xué)生按照要求填寫《實(shí)驗(yàn)記錄本》，并簽字確認(rèn).實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)審閱學(xué)生實(shí)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)，并簽署合格或不合格的評語，對實(shí)驗(yàn)不合格的學(xué)生應(yīng)安排適當(dāng)時間補(bǔ)做.對于提前完成實(shí)驗(yàn)的學(xué)生不宜讓其提前離開，可以安排選作內(nèi)容或交流心得體會，也可以讓其在實(shí)驗(yàn)室寫實(shí)驗(yàn)報告.少數(shù)學(xué)生不能按時完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)分析學(xué)生未能完成實(shí)驗(yàn)的原因，并安排學(xué)生在適當(dāng)?shù)臅r間補(bǔ)做.大數(shù)學(xué)生不能按時完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的，在時間允許的情況下可以適當(dāng)延長實(shí)驗(yàn)時間，并認(rèn)真分析自身原因，改進(jìn)教學(xué)方法和手段.

2 儀器設(shè)備出現(xiàn)故障的處理

儀器設(shè)備出現(xiàn)故障時實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)如何處理?由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)所用的儀器設(shè)備利用率高，不可避免地會出現(xiàn)各種各樣的故障.實(shí)驗(yàn)過程中，如果有的學(xué)生儀器設(shè)備出現(xiàn)故障，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)及時聯(lián)系實(shí)驗(yàn)管理人員維修更換，不能現(xiàn)場維修的應(yīng)讓管理人員課下及時維修.鼓勵學(xué)生對儀器設(shè)備的一些小故障進(jìn)行維修，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)對維修儀器的同學(xué)進(jìn)行記錄，并酌情對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力進(jìn)行加分.儀器設(shè)備出現(xiàn)故障不能現(xiàn)場維修的，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)及時安撫學(xué)生的焦急情緒，并及時安排與其他學(xué)生合做實(shí)驗(yàn).［4］

3 學(xué)生實(shí)驗(yàn)動手能力的評價

如何評價學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力?這是涉及實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價的一個關(guān)鍵問題.理論分析能力可以通過試題檢測，實(shí)驗(yàn)報告也只能大致反映學(xué)生的理論分析能力和表達(dá)能力，很難判斷學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力，而對學(xué)生平時成績的評價，實(shí)驗(yàn)動手能力應(yīng)占有一定的比重.每次實(shí)驗(yàn)都對所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力進(jìn)行現(xiàn)場打分，效果并不理想.因?yàn)橐环矫娆F(xiàn)場打分會占用很多時間，同時現(xiàn)場打分也會讓學(xué)生過于關(guān)注分?jǐn)?shù)而影響實(shí)驗(yàn)過程.可以對學(xué)生的動手能力進(jìn)行描述性的記錄，如記錄學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的時間，記錄學(xué)生出現(xiàn)錯誤的情況，記錄學(xué)生維修儀器設(shè)備的情況，記錄學(xué)生選做內(nèi)容完成情況，記錄學(xué)生的創(chuàng)新思維等等.學(xué)期結(jié)束后，根據(jù)平時記錄確定每個學(xué)生的動手能力得分.

4 小結(jié)

由于加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的管理以及對實(shí)驗(yàn)教師和學(xué)生的嚴(yán)格要求，并大力開展多項(xiàng)課外實(shí)踐活動，我院學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力和創(chuàng)新能力得到了很大的鍛煉和提升，在國內(nèi)一系列的專業(yè)競賽中頻頻獲獎.在第七屆全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽安徽賽區(qū)中，我院組織的10支參賽隊(duì)，取到了4個一等獎、5個二等獎和1個三等獎的優(yōu)異成績.“北斗號”隊(duì)經(jīng)過安徽賽區(qū)的選拔成功晉級全國總決賽，并最終取得全國總決賽二等獎的好成績.我院學(xué)生在2012年全國首屆科學(xué)教育教學(xué)技能創(chuàng)新展示活動中獲得二等獎.在2012年8月舉辦的第四屆全國大學(xué)生中學(xué)物理教學(xué)技能大賽上，我院8名參賽學(xué)生有6位獲得一等獎，2位獲得二等獎.

［1］趙艷艷.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及改進(jìn)措施研究［J］.高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2011(3):36-40.

［2］劉 丹.我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程改革的研究［J］.貴陽學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版，2011(2):73-78.

［3］應(yīng)向東，葉建柱.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程體系改革探索［J］.高等理科教育，2006(5):95-98.

［4］關(guān)曉平.工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教改初探［J］.教學(xué)研究，2000(4):355-356.