如何做好大學物理實驗課的準備工作

亓霞 支壯志 鄧巖浩 趙喆

(沈陽藥科大學醫療器械學院 遼寧 沈陽 110016)

大學物理是一門以觀察、實驗為基礎的科學,物理概念的確立和物理規律的發現,都是通過對大量實驗結果的總結而得來的，均須以嚴格的科學實驗為基礎,并為實驗所檢驗．在物理學的各個領域中,實驗一直占有重要的地位,對物理學的發展起著推動作用[1]．大學物理實驗是高等理工科院校對學生進行科學實驗基本訓練的必修基礎課程，是本科生接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端．實驗教學不僅能激發學生的學習興趣，幫助他們形成科學的概念，鞏固科學知識，獲得實驗技能，還能培養實事求是、嚴肅認真的科學態度．另外在培養學生觀察能力和實驗能力方面也具有不可替代的作用[2]．這就要求物理教師要把備課的重點轉移到實驗上來．因而，作為實驗教師如何做好物理實驗課程的準備，協助理論教師上好每一堂實驗課，是實驗教師必須做好的工作．本文結合自己在沈陽藥科大學大學物理實驗準備的過程和經驗，總結多年來在實際工作中的心得體會與大家一起分享交流．

1 大學物理實驗的重要地位

大學物理實驗教學和大學物理理論教學具有同等重要的地位，它們既有深刻的內在聯系，又有各自的任務和作用[3]．大學物理實驗覆蓋面廣，具有豐富的實驗方法和手段，同時能提供綜合性很強的基本實驗技能訓練，是培養學生科學實驗能力、提高科學素質的重要基礎．在培養學生嚴謹的治學態度、活躍的創新意識、理論聯系實際和適應科技發展的綜合應用能力等方面，大學物理實驗具有其他實踐類課程不可替代的作用[4]，通過物理實驗課達到以下目的．

(1)通過對實驗現象的觀察分析和對物理量的測量,學習物理實驗知識,加深對物理學原理的理解；

(2)培養與提高學生的科學實驗能力，其中包括:

1)能夠通過閱讀實驗教材或資料,做好實驗前的準備；

2)能夠借助教材或儀器說明書正確使用常用儀器；

3)能夠運用物理學理論對實驗現象進行初步的分析判斷；

4)能夠正確記錄和處理實驗數據，繪制曲線，說明實驗結果，撰寫合格的實驗報告；

5)能夠完成簡單的具有設計性內容的實驗.

(3)培養與提高學生的科學實驗素養，要求學生具有理論聯系實際和實事求是的科學作風，嚴肅認真的工作態度,主動研究的探索精神，遵守紀律，團結協作和愛護公共財產的優良品德.

2 如何做好大學物理實驗課的準備工作

大學物理實驗是學生系統的實驗技能訓練和加強理論聯系實際的重要途徑，是大學物理教學的一個主要組成部分.作為一名實驗教師，要想準備好每一堂物理實驗課，必須做好以下工作.

(1)熟悉實驗大綱的要求

實驗教師首先要掌握物理實驗大綱的要求，熟悉每一個實驗的目的、所做實驗的設備、實驗原理及在實驗中可能出現的各種問題.協助教師做好每個實驗的細節工作，保證實驗正常有序進行.

(2)準備好所需實驗儀器設備和備品

根據實驗大綱要求，按小組準備好每個實驗的儀器設備，事先列好清單，準備完畢后要逐一認真檢查數量，確認無誤后整齊地擺放到每一小組的實驗臺上.此項工作要心細，哪怕是一個小小的鋼球和一片簡單的坐標紙都不能出錯.另外要準備好實驗所需的相關物品，如“旋光計的使用”中的葡萄糖溶液和“用阿貝折射計測定液體的折射率”氯化鈉溶液等都要嚴格按照一定濃度配備好.

(3)檢查儀器設備的完好性

對設備進行定期檢查、保養和維護，注意室內衛生及設備的防塵、防潮.要仔細檢查主要儀器設備的完好性，如要檢查阿貝折射儀的各個手輪是否正常，鈉光燈的燈泡是否都亮等.

(4)做好應急事故的處理

熟悉設備的運行狀況和可能出現的問題，事先要清楚每個實驗的儀器在學生操作過程中易于出現事故的情況、突發狀況及易損品、消耗品.實驗技術人員要在實驗課之前準備好維修工具，備用的儀器設備、易損品、消耗品等，如旋光計中的測試管，“物體密度的測定”實驗使用的比重瓶、鋼球、乙醇、蒸餾水等，如出現突發事件，實驗技術人員要馬上配合教師進行處理，保證實驗順利進行和實驗的高效率.

(5)嚴格履行《教學儀器設備丟失損壞賠償辦法》

要求學生愛護并科學使用儀器設備，防止事故發生和設備損壞.如有故意或操作不當造成儀器損壞，在實驗過程中物品丟失等情況，實驗技術人員要及時發現并登記，學生要按照《教學儀器設備丟失損壞賠償辦法》的規定予以賠償.

3 實驗教師必須做好預實驗

與理論課程不同，實驗課程的特點是學生在教師的指導下自己動手，獨立完成實驗任務．為保證每一堂課的實驗順利完成，達到預期的實驗目的，不出現任何問題．實驗教師事先做好預實驗就顯得尤其重要．這就要求實驗教師在每個實驗前均要按實驗指導內容，自己親自動手操作一遍實驗，做到心中有數．預實驗的目的就是為了全面認識和了解所要做的實驗項目，檢查實驗儀器設備是否好用．為了做好預實驗，實驗教師要認真按照下面要求做好準備．

(1)明確預實驗任務

要明確實驗中需要測量哪些物理量，每個待測量又分別需要什么實驗儀器和采用什么實驗方法來測量.

(2)清楚實驗原理

要理解實驗基本原理.例如“用劈尖干涉測量微小物體的厚度”實驗的原理是：當一束單色平行光垂直入射時，經空氣劈尖上下兩表面反射的光是具有一定光程差的兩束相干光，在劈尖上表面相遇，產生一組與棱邊平行的明暗相間的干涉條紋，且條紋間距相等.

(3)熟練使用實驗儀器

要熟練使用實驗儀器，通過預實驗知道需要哪些儀器，并對儀器的相關知識進行學習，特別是儀器的結構功能、操作要領、注意事項等.

(4)了解實驗誤差

要了解引起實驗誤差的主要因素有哪些，思考在做預實驗時應當怎樣減小誤差.

(5)總結預實驗

嘗試歸納總結實驗所體現的基本思想，自己在預實驗過程做了哪些工作，遇到了哪些問題，解決了哪些問題，怎么解決的，還有哪些問題不清楚，等等.做好記錄與物理教師進行溝通，把問題解決在實驗課之前.

例如,自己在做“用劈尖干涉測量微小物體的厚度”預實驗的總結是：

1)盡量使叉絲對準干涉條紋的中間位置.

2)由于計算Ln時，只需要知道環數差n=40，故以哪一環作為第一環可以任意選擇.

3)注意不要讀錯環數，讀數時測量顯微鏡始終向一個方向轉動，防止空轉誤差，否則數據全部作廢.

4)在測量過程中，要防止實驗臺震動引起的干涉條紋的變化.

4 小結

綜上所述，做好實驗準備是順利進行實驗課的基礎，做好預實驗是物理實驗教師的基本功，因此要求實驗教師要認真閱讀實驗教材，必要時主動查閱相關資料，明確實驗目的和要求，理解實驗原理，掌握測量方案，掌握儀器的構造原理和使用方法，在此基礎上寫出預實驗總結，當好理論教師的助手，大學物理實驗教學在培養學生觀察能力和實驗能力方面具有不可替代的作用.上好大學物理實驗課對理論教師和實驗教師均有較高的要求，尤其是實驗教師做好實驗前的準備與預實驗，是物理實驗課能否順利進行的前提，作為一名實驗教師要牢記自己的工作職責，努力學習和探索，認真做好物理實驗準備這一平凡而重要的工作.

參考文獻

1 李新鄉.物理教學論.北京：科學出版社，2009.20～23

2 蔡鐵權.物理教學論叢. 北京：科學出版社，2005.15～20

3 閻元紅.大學物理教學范式的轉變.物理與工程，2010(1)：53～55,58

4 喀蔚波. 孫大公，等.醫藥類專業物理課程教學的思考與實踐. 物理與工程，2010(1)： 56～58