基本技能訓(xùn)練在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的重要性探析

汪六九,何春娟，王善才

(中國人民大學(xué)，北京　100872)

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基本技能訓(xùn)練在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的重要性探析

汪六九,何春娟，王善才

(中國人民大學(xué)，北京100872)

摘 要：基本技能訓(xùn)練是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的的入門訓(xùn)練，通過基本技能訓(xùn)練，可以培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，為后期更高層次的物理實(shí)驗(yàn)和科研工作打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：基本技能訓(xùn)練；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)

2005年9月，在“主干的文科，精干的理工科”的發(fā)展規(guī)劃下，中國人民大學(xué)成立物理學(xué)系，并于2006年8月建立了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。該中心承擔(dān)全校理工類本科生的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的課程教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程體系中，構(gòu)建了基本技能訓(xùn)練項(xiàng)目。

實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，物理實(shí)驗(yàn)課程為培養(yǎng)優(yōu)秀人才作出了卓越的貢獻(xiàn)[1]?；炯寄苡?xùn)練是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的入門訓(xùn)練，在本科生的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練過程中發(fā)揮著重要的作用。

1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上起著承上啟下的作用

基本技能訓(xùn)練包括固體密度的測量、熱電偶溫度計(jì)定標(biāo)、伏安法測電阻、示波器的使用和薄透鏡焦距的測量等5個(gè)項(xiàng)目[2]，項(xiàng)目內(nèi)容涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等物理學(xué)基本原理和知識，其中大多內(nèi)容在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中涉及到，過渡到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中來，考察的物理學(xué)知識點(diǎn)相同，但側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

又如，伏安法測電阻是中學(xué)物理的一個(gè)重要知識點(diǎn)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心也選用該實(shí)驗(yàn)作為基本技能訓(xùn)練項(xiàng)目。項(xiàng)目設(shè)計(jì)中選用55Ω、460Ω和6.8k三個(gè)不同量級的待測電阻，主要考察學(xué)生在中學(xué)階段所掌握的伏安法測電阻中的電流表內(nèi)、外接知識，掌握恒流源、穩(wěn)壓源和數(shù)字萬用表的操作方法，加強(qiáng)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作訓(xùn)練。

2不可替代的入門訓(xùn)練

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是工科專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，理工科專業(yè)尤其是物理學(xué)專業(yè)的本科生入校后都要接受物理實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性訓(xùn)練。當(dāng)前國內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革都傾向于層次化教學(xué)[3]，基本技能訓(xùn)練是初級的訓(xùn)練項(xiàng)目，也是不可替代的入門訓(xùn)練。

例如，電學(xué)實(shí)驗(yàn)中要用到插入式接線板板、數(shù)字萬用表、示波器、信號發(fā)生器及恒流源、穩(wěn)壓源等常用儀器，伏安法測電阻、示波器的使用等實(shí)驗(yàn)會用到上述常用儀器。很多大學(xué)生在中學(xué)階段并沒有熟練地掌握這些常用儀器的操作，甚至有些大學(xué)生根本沒有接觸過這些儀器?；炯寄苡?xùn)練項(xiàng)目就提供了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺，其物理原理比較簡單，側(cè)重于常用儀器的入門訓(xùn)練，理解和掌握物理實(shí)驗(yàn)的方法和技術(shù)，培養(yǎng)實(shí)踐能力。比如常用的插入式接線板，設(shè)計(jì)為每9孔為一節(jié)點(diǎn)(各點(diǎn)在板的內(nèi)部是連通的)，節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)不連通，元件(比如電阻、二極管等)與其接插時(shí)，必須垂直插入。插入式接線板設(shè)計(jì)巧妙，可以在接線板上連接電路，方便、直觀。

3培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心設(shè)計(jì)的基本技能訓(xùn)練項(xiàng)目，其物理原理比較淺顯，實(shí)驗(yàn)操作比較簡單，但設(shè)計(jì)非常巧妙。一方面突出基礎(chǔ)訓(xùn)練，涵蓋力、熱、光、電等基本內(nèi)容，另一方面，在實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)上有新意。通過基本技能訓(xùn)練，使學(xué)生掌握一定的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和手段，培養(yǎng)學(xué)生基本踐能力和創(chuàng)新能力。

又如，傳統(tǒng)的光學(xué)實(shí)驗(yàn)一般采用發(fā)光源作為實(shí)驗(yàn)光源，比如蠟燭或者小燈泡，實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求光線昏暗。薄透鏡焦距測量的實(shí)驗(yàn)中，采用自然光入射到物屏上形成反射光，反射光經(jīng)過薄透鏡折射成像。這樣的設(shè)計(jì)，沒有降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性，卻極大改善了實(shí)驗(yàn)環(huán)境的適應(yīng)性，提高了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣。

在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，將當(dāng)今科技發(fā)展的最新成果同實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，也是眾多學(xué)校的普遍做法[4]。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心將傳感器應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室的很多項(xiàng)目里，如液體表面張力的測量、楊氏模量的測量、液氮的汽化潛熱的測量等。學(xué)生通過基本技能訓(xùn)練，掌握傳感器的基本工作原理，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，可以在將來的工作中實(shí)現(xiàn)傳感器技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。

4結(jié)論

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本處于一種封閉狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師給出了固定的模式，制定了條條框框，擔(dān)心學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)差錯。學(xué)生按照固定的模式和框框，遵照實(shí)驗(yàn)操作流程完成實(shí)驗(yàn)、得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果即為很好地完成了實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，談不上在實(shí)驗(yàn)過程中得到啟發(fā)，限制了學(xué)生的創(chuàng)造力的發(fā)揮和個(gè)性的發(fā)展。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革就是要突破傳統(tǒng)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，真正做到素質(zhì)教育，提高教學(xué)質(zhì)量。

中國人民大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心成立近10年以來，物理學(xué)、材料物理、化學(xué)和環(huán)境科學(xué)等理工類本科生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，接受基本技能訓(xùn)練，成效顯著。通過基本技能訓(xùn)練，學(xué)生們養(yǎng)成了良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，其實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得到極大提高，為后期更高層次的實(shí)驗(yàn)操作和研究工作打下了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳泳華.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]中國人民大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，基礎(chǔ)訓(xùn)練物理實(shí)驗(yàn)講義[Z].

[3]萬偉.物理實(shí)驗(yàn)層次化教學(xué)對創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探討[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2015，28(3)：128-130.

[4]于濤.當(dāng)代大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革探析[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2015，28(1)：119-122.

Investigation the Importance of Basic Skill Training in College Physics Experiment

WANG Liu-jiu,HE Chun-juan,WANG Shan-cai

(Renmin University of China,Beijing 100872)

Abstract：Basic skill training is a basic training of College Physics Experiment.Through basic skill training,it can train students' practical ability and innovative thinking,and give them a good foundation for the later physical experiments or scientific research work.

Key words：basic skill training；college physics experiment；experimental methods and techniques

中圖分類號：G 420

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.14139/j.cnki.cn22-1228.2016.001.032

文章編號：1007-2934(2016)01-0122-02

收稿日期：2015-08-21