大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀淺析

劉運(yùn)來

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門獨(dú)立的課程，與大學(xué)物理課程具有同等的重要地位，然而，大多數(shù)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)并沒有給予足夠的重視。筆者在連續(xù)聽了幾個(gè)班級(jí)的實(shí)驗(yàn)課后，與學(xué)生們交流分析，并總結(jié)其原因，提出個(gè)人實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的以下幾點(diǎn)看法。文章以學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有興趣的原因入手，從大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)也要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、注重大學(xué)物理與中學(xué)物理知識(shí)的銜接、增加課堂互動(dòng)等三個(gè)方面的論述，講解了對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的改進(jìn)意見。

實(shí)驗(yàn)課缺乏興趣的原因

習(xí)慣與興趣的養(yǎng)成 中學(xué)物理課時(shí)很少，尤其是在高一階段，力學(xué)分析本身就難，然而每周也僅有兩三節(jié)物理課，物理教師上課既要做好復(fù)習(xí)，又要追趕教學(xué)進(jìn)度，每節(jié)課對(duì)老師來說那是相當(dāng)寶貴；因此，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)很少，動(dòng)手能力也得不到鍛煉。此外，中學(xué)的學(xué)習(xí)是憑自己的感覺、興趣學(xué)習(xí)，或被強(qiáng)迫學(xué)習(xí)，而進(jìn)入大學(xué)后由于缺少老師、家長(zhǎng)的強(qiáng)迫，學(xué)生自己就不知所措了，再加上沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，大一、大二的學(xué)生也沒有完全適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)生活，上課時(shí)老師講實(shí)驗(yàn)原理、電路連接技巧、數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)時(shí)，學(xué)生在下面并沒有認(rèn)真地聽，動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)時(shí)就出現(xiàn)了許多問題。

與中學(xué)物理教學(xué)的銜接 由于中學(xué)物理模塊化處理，學(xué)生學(xué)到的知識(shí)是不完整的，不同學(xué)校選學(xué)的內(nèi)容不一樣，做過的實(shí)驗(yàn)也不一樣。如此一來，有的學(xué)生沒學(xué)習(xí)到熱學(xué)、光學(xué)，有的沒學(xué)習(xí)到振動(dòng)和波，有的沒學(xué)習(xí)到動(dòng)量和近代物理知識(shí)。在中學(xué)，自習(xí)老師去輔導(dǎo)，有問題能及時(shí)得到解決；進(jìn)入大學(xué)之后，物理學(xué)習(xí)更偏向抽象推導(dǎo)，依托強(qiáng)大的數(shù)學(xué)工具可以將研究進(jìn)行得更深入，也更精確。在大學(xué)，老師對(duì)物理概念講解多，課堂知識(shí)密度大，低年級(jí)學(xué)生很不適應(yīng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)，在理解實(shí)驗(yàn)原理上感到困難，對(duì)實(shí)驗(yàn)的重要性認(rèn)識(shí)不夠，缺少基本的實(shí)驗(yàn)操作技能，有的甚至連接簡(jiǎn)單的線路都不會(huì)，只能是依葫蘆畫瓢地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課和大學(xué)物理課在課程上的銜接 物理實(shí)驗(yàn)從原來的物理課程中分離出來，形成了一門獨(dú)立的課程后，教學(xué)時(shí)間安排上與大學(xué)物理課不同步，大一下學(xué)期開始上實(shí)驗(yàn)課，力、熱、電、光、近代物理各方面實(shí)驗(yàn)全有。大學(xué)物理課還沒講到的知識(shí)可能在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課中就要用到，所以，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)難免會(huì)遇到一些新知識(shí)、新概念。這樣，老師講的就顯得多了，有點(diǎn)不像實(shí)驗(yàn)課，這也導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的不適應(yīng)，加大了學(xué)生的認(rèn)知難度，實(shí)驗(yàn)時(shí)困難重重。

教學(xué)改進(jìn)的幾點(diǎn)思考

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)也要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 其一，通過聯(lián)系生活實(shí)際，將本實(shí)驗(yàn)的重要性告訴學(xué)生，可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教師在備課時(shí)應(yīng)關(guān)注實(shí)驗(yàn)在實(shí)際中的應(yīng)用。比如，“用箱式電位差計(jì)測(cè)量熱電偶的溫差電動(dòng)勢(shì)”，可以告訴學(xué)生，人們家里用的燃?xì)庠睿渲杏械碾姶砰y就是用溫差電動(dòng)勢(shì)原理控制燃?xì)狻⒓皶r(shí)報(bào)警的，簡(jiǎn)單地講一下其工作原理。“RLC串聯(lián)電路的暫態(tài)過程研究”，一方面可以聯(lián)系供電設(shè)備中實(shí)際電路，當(dāng)電源接通或斷開后的“瞬間”，這時(shí)電路中的電流或電壓可能出現(xiàn)過電壓或過電流的現(xiàn)象，如果不預(yù)先考慮到暫態(tài)過程中的過渡現(xiàn)象，電路元件便有損傷甚至毀壞的危險(xiǎn)；另一方面，通過暫態(tài)過程的研究，還可以控制和利用過渡現(xiàn)象，如提高過渡的速度，可以獲得高電壓、大電流，起到延時(shí)等作用。“全息照相”，可以加進(jìn)白光再現(xiàn)拍照，介紹生活中的全息防偽標(biāo)識(shí)原理。“調(diào)相型磁通門實(shí)驗(yàn)”，可以介紹磁通門測(cè)磁法在第二次世界大戰(zhàn)中被應(yīng)用于探雷、探潛等方面，戰(zhàn)后被廣泛應(yīng)用到地磁研究、地震預(yù)報(bào)研究等。這樣通過聯(lián)系生活實(shí)際進(jìn)行教學(xué)會(huì)收到好的效果的。其二，實(shí)驗(yàn)課上要精講，多給學(xué)生操做和思考的時(shí)間培養(yǎng)興趣。教師要弄清學(xué)生做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是什么，講解重點(diǎn)是什么。比如，“三線扭擺測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”實(shí)驗(yàn)，如果其教學(xué)目的是掌握測(cè)量原理和方法，訓(xùn)練不確定度的計(jì)算，那么，其中公式的推導(dǎo)就不必細(xì)講，不要占用學(xué)生那么多的時(shí)間。如果老師還像教小學(xué)生那樣手把手地教學(xué)生怎么做實(shí)驗(yàn)、怎么算不確定度，那么，學(xué)生只能模仿重復(fù)，而不會(huì)被激發(fā)興趣的。“吃人家嚼過的饃不香”，學(xué)生的興趣是在動(dòng)手、動(dòng)腦中培養(yǎng)起來的。

注重知識(shí)點(diǎn)的銜接，降低難度 大學(xué)物理與中學(xué)物理教學(xué)的銜接，是高校物理教師在大學(xué)低年級(jí)教學(xué)時(shí)必須面對(duì)的問題。但很多教師更多關(guān)注大學(xué)范圍的物理專題研究，而能夠深入了解中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的不多，對(duì)二者的銜接問題研究則更少。如果我們多一些關(guān)注中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容是可以將二者的銜接問題處理好的。如“霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)原理講解時(shí)，洛倫茲力的方向就可以用學(xué)生熟悉的左手定則加安培定則來判斷；“電表的改裝及其校準(zhǔn)”“光電效應(yīng)測(cè)普朗克常量”“受迫振動(dòng)的研究”“惠斯通電橋測(cè)電阻”“示波器的使用”等實(shí)驗(yàn)，可以多回顧中學(xué)做的實(shí)驗(yàn)原理，讓學(xué)生感覺到大學(xué)物理與中學(xué)物理知識(shí)的銜接點(diǎn)及不同點(diǎn)。

課上多些探討，多些互動(dòng) 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的目的要求學(xué)生能發(fā)現(xiàn)、提出、解決問題，提升自身的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α！坝秒娮邮經(jīng)_擊電流計(jì)測(cè)互感”讀數(shù)不費(fèi)時(shí)，可以在電路連接上下文章，搞點(diǎn)小動(dòng)作，如設(shè)置一條導(dǎo)線斷路等；“邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用”“分光儀的調(diào)節(jié)使用”“示波器的使用”可以搞個(gè)小競(jìng)賽，看誰(shuí)先按要求調(diào)試成功，分出等級(jí)。這樣讓大家討論互動(dòng)，課堂也就不會(huì)死板，還能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦能力，進(jìn)而解決一些實(shí)際問題。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要為學(xué)生的發(fā)展設(shè)計(jì)教學(xué)。只要教師認(rèn)真分析、充分挖掘每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，那么，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)就都可以找到與學(xué)生的共鳴點(diǎn)。可以說，實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)要靠教師的研究、改進(jìn)來使之逐步適應(yīng)學(xué)生。

（作者單位：中北大學(xué)理學(xué)院）endprint