淺談“大學(xué)物理實驗”緒論課教學(xué)改革

張敏 黨亞愛 樊強(qiáng)

摘要：結(jié)合近年來教學(xué)實踐中的嘗試性探索，針對目前“大學(xué)物理實驗”緒論課中存在的問題進(jìn)行教學(xué)改革，以提高“大學(xué)物理實驗”課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實驗;緒論課;教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）36-0111-02

“大學(xué)物理實驗”課程是本科生進(jìn)入大學(xué)后的第一門實驗課，是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實驗基本訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程，該課程對加深學(xué)生對抽象物理知識體系的理解，培養(yǎng)學(xué)生實事求是、理論聯(lián)系實際的科學(xué)作風(fēng)，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)實驗方法和實驗技能，形成實驗設(shè)計思想，等等，有著重要的作用。作為這門課程的開端，“大學(xué)物理實驗”緒論課是實驗課正式開始前實驗理論的集中講授，是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入實驗教學(xué)領(lǐng)域的先導(dǎo)，是構(gòu)建實驗教學(xué)的重要平臺，它不僅在培養(yǎng)學(xué)生用實驗的方法去發(fā)現(xiàn)、觀察、分析、研究和解決問題及能力方面起著重要的引導(dǎo)作用，而且對學(xué)生了解這門課程、如何掌握實驗方法以及在以后實驗中養(yǎng)成習(xí)慣會起到至關(guān)重要的橋梁作用。

目前大部分高校實驗緒論課是在正式實驗課前安排2～3個小時集中講解，但由于緒論課程的教學(xué)內(nèi)容多、繁雜、抽象，因此導(dǎo)致緒論課的教學(xué)效果往往不盡如人意，從而致使緊接著的實驗教學(xué)面臨諸多困難，難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。本文針對目前“大學(xué)物理實驗”課程存在的主要問題，借鑒慕課相關(guān)理念，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，為“大學(xué)物理實驗”課程的高效開展進(jìn)行理論與實踐探討。

一、“大學(xué)物理實驗”緒論課存在的主要問題

實驗緒論課是學(xué)生學(xué)習(xí)實驗課程的第一步，緒論課教學(xué)效果的好壞將直接影響學(xué)生對實驗課的重視程度，并進(jìn)一步影響實驗數(shù)據(jù)處理、誤差分析等的正確程度。目前，雖然很多院校對“大學(xué)物理實驗”緒論課教學(xué)進(jìn)行了多方面改革，但還存在以下幾個方面的問題。

（一）學(xué)生對實驗緒論課學(xué)習(xí)興趣不高

不少學(xué)生認(rèn)為大學(xué)物理實驗和自己的專業(yè)相去甚遠(yuǎn)，感覺這門課用處不大;另外，學(xué)生對“大學(xué)物理實驗”課程最初的定位是利用儀器動手做實驗。因此，對緒論課上實驗理論學(xué)習(xí)的積極性不高，實驗緒論課教學(xué)效果很不理想。

（二）緒論課內(nèi)容繁雜、量大，學(xué)生很難及時消化

實驗緒論課的教學(xué)內(nèi)容繁雜、量大，主要包括介紹物理實驗的基本程序和要求、測量基本方法、誤差計算、測量結(jié)果的不確定度及評定、有效數(shù)字保留、數(shù)據(jù)處理方法、誤差分析等基礎(chǔ)知識，內(nèi)容繁多。學(xué)生第一次接觸某些公式、概念及重要名詞，難以在短時間內(nèi)準(zhǔn)確理解，導(dǎo)致部分學(xué)生對緒論課中的內(nèi)容掌握不理想，從而使后續(xù)實驗數(shù)據(jù)處理的問題較多。比如，有的同學(xué)在數(shù)據(jù)分析中只計算了測量數(shù)據(jù)的平均值而沒有計算誤差;有的同學(xué)雖然計算了誤差但不完整;有的同學(xué)數(shù)據(jù)處理公式的使用條件不對，不分直接測量量和間接測量量;還有的同學(xué)有效數(shù)字不正確;等等。其主要原因是在緒論課上學(xué)生沒有真正掌握數(shù)據(jù)處理方法，一方面因為對緒論課不重視;另一方面由于緒論課中的數(shù)據(jù)處理知識繁雜，內(nèi)容太多，很難在短時間內(nèi)深入理解和掌握。

（三）學(xué)生對后續(xù)實驗預(yù)習(xí)效果不好，實驗報告質(zhì)量不高

一般在“大學(xué)物理實驗”緒論課上應(yīng)強(qiáng)調(diào)物理實驗報告的書寫要求。比如，在實驗課之前，要求學(xué)生先預(yù)習(xí)實驗，要有書面的預(yù)習(xí)報告;實驗結(jié)束后，在預(yù)習(xí)報告的基礎(chǔ)上處理數(shù)據(jù)、分析誤差，完成實驗報告。但學(xué)生對這兩部分的完成效果往往差強(qiáng)人意。比如，在預(yù)習(xí)時，學(xué)生往往將書本上的知識“搬到”了實驗報告紙上，只是做到了形式上的預(yù)習(xí)，而對實驗原理、內(nèi)容的理解程度不夠，導(dǎo)致實驗效果大打折扣。另外，學(xué)生在完成實驗報告的數(shù)據(jù)處理上也存在很多問題：有的學(xué)生數(shù)據(jù)處理方法選擇不當(dāng);有的學(xué)生誤差計算有誤;有的學(xué)生沒有對實驗的結(jié)果分析討論;等等?？傮w來講，學(xué)生實驗報告的質(zhì)量有待提高。

二、“大學(xué)物理實驗”緒論課改革的具體措施

針對以上“大學(xué)物理實驗”緒論課目前存在的問題，我們在教學(xué)實踐中采取以下措施來優(yōu)化緒論課的教學(xué)，以達(dá)到提高“大學(xué)物理實驗”課程教學(xué)效果的目的。

（一）分析實驗課程的重要性，并以考促學(xué)，引起學(xué)生重視

在緒論課上，教師首先應(yīng)對“大學(xué)物理實驗”課程做一些簡單介紹，明確該課程的立足點是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)接受系統(tǒng)實驗技能訓(xùn)練的開端，對培養(yǎng)學(xué)生用實驗手段去發(fā)現(xiàn)、觀察、分析、研究和解決問題方面的能力起著重要的作用?？梢月?lián)系學(xué)生所學(xué)專業(yè)，簡單列舉一些實驗的相關(guān)實際應(yīng)用，讓學(xué)生了解這門課程能夠?qū)W有所用、學(xué)以致用。另外，以考促學(xué)，在期末考試中，考核內(nèi)容分為理論部分和實踐操作，其中，緒論中要求掌握的誤差分類及計算、測量結(jié)果的不確定度評定、有效數(shù)字、數(shù)據(jù)處理方法等理論將作為考核的一部分，這也在一定程度上督促學(xué)生對緒論課內(nèi)容的重視，為以后實驗操作及數(shù)據(jù)處理打下良好的理論基礎(chǔ)。

（二）利用校園網(wǎng)絡(luò)，借鑒慕課理論，實現(xiàn)實驗緒論課重點內(nèi)容隨時重播

實驗緒論課的教學(xué)內(nèi)容繁多，有些公式、概念及重要名詞很抽象，難以準(zhǔn)確辨認(rèn)，導(dǎo)致部分學(xué)生對緒論課中的內(nèi)容掌握得不理想。針對這個問題，我們采取將緒論課中理論知識模塊化。比如，將實驗基本程序和要求、測量基本方法、誤差分類及計算、測量結(jié)果的不確定度評定、有效數(shù)字、數(shù)據(jù)處理、基本儀器的調(diào)整等每一個知識點作為一個模塊，由相關(guān)專業(yè)教師錄制成視頻，上傳到校園網(wǎng)，學(xué)生可以通過自己的賬號登錄校園網(wǎng)，根據(jù)自己的需要隨時查看、復(fù)習(xí)一些重要的知識點，可以及時解決在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。而且，帶著問題學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)由被動變成主動，學(xué)生學(xué)習(xí)效果明顯提高。

（三）在緒論課上，通過演示和學(xué)生討論如何預(yù)習(xí)及完成實驗報告

針對學(xué)生實驗預(yù)習(xí)效果不好的問題，我們在緒論課中和學(xué)生一起討論如何帶著問題預(yù)習(xí)大學(xué)物理實驗，在預(yù)習(xí)中一般應(yīng)解決幾個問題：本次實驗的目的是什么？實驗中涉及了哪些物理原理？實驗的最終測量量和直接測量量的關(guān)系如何？實驗條件有哪些？實驗中的注意事項有哪些？等等。如果帶著這些問題預(yù)習(xí)，等這些問題答案明確了，實驗框架也就已經(jīng)成型了，實驗預(yù)習(xí)的目的也就達(dá)到了。在這個過程中，潛移默化地培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的自學(xué)能力。

三、結(jié)語

作為學(xué)生接觸物理實驗的第一堂課，緒論課的教學(xué)效果影響整個“大學(xué)物理實驗”課程的教學(xué)質(zhì)量，對學(xué)生、對教師都至關(guān)重要。通過緒論課，既要讓學(xué)生懂得“大學(xué)物理實驗”的重要意義、作用及學(xué)習(xí)方法，又要讓學(xué)生掌握必要的理論知識和實驗知識。通過上述教學(xué)改革，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得到了提高，不僅基礎(chǔ)知識掌握更加牢固，也進(jìn)一步提高了課堂和實驗的教學(xué)質(zhì)量。

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