工科院校大學物理實驗課教學分析與探討

王海霞

摘要：大學物理實驗是學生在高校最先接觸到的實踐課程，是學生的基礎必修課之一，是大學生進行能力鍛煉的敲門磚，起到關鍵性的引導作用。本文結合日常教學，發現在重視應用型人才教育的今天，教學中的有些基本點至關重要，但并沒有得到相應重視，造成學生實質性變化不多。為此，本文針對具體物理實驗教學問題進行分析與探討。

關鍵詞：工科院校；物理實驗；教學分析

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）51-0254-02

隨著科技發展，社會對大學生的需求也相應地轉變為培養應用型人才，高校對大學生的培養逐步轉變為應用型人才的培養模式。高校開設實驗與實踐課程，主要培養和提升學生的動手能力、探究能力與創新能力。

大學物理實驗是學生在高校首先接觸到的實踐課程，被作為基礎必修課，是大學生鍛煉能力的敲門磚，起到關鍵性的引導作用。通過完成一定數量的實驗，學生能掌握物理實驗基本知識，學會一些物理量的常用測量方法、常用儀器使用方法和原理，培養和提高學生的動手能力，學會用實驗去觀察、分析、研究物理現象和物理規律并加深對理論知識的理解，學會對實驗數據的處理及誤差分析，養成良好的實驗習慣和嚴謹的科學作風，為后續的實驗課程打好基礎。

對此，很多高校注重物理實驗，采取許多措施，注重物理實驗從演示型實驗轉變為探索性、設計性實驗。但從目前學生的狀況來看，教學實踐中會忽視一些問題。

一、被忽略的問題

1.忽略學生的理論基礎是否牢固。我們往往強調物理學從本質上說是一門實驗科學，物理規律的發現和理論的建立必須以嚴格的物理實驗為基礎，受到實驗的檢驗，強調實驗的重要性。實驗固然重要，通過實驗，我們可以發現全新領域，開拓新的篇章，但我們容易忽略要想通過實驗達到新的領域，必須有一定的基礎知識。如果沒有扎實的基礎知識，只是一味地做實驗，想必不會發現其中的奧妙。畢竟，大學生初步接觸物理，不像研究者那樣發現新規律或現象，而是先來學習已經知道的知識，在此基礎上，對問題進行研究。例如，沒有學過電磁波，打電話時不會發現電磁波的存在；沒有學過干涉現象，對陽光下肥皂泡沫上的美麗圖案，不會明白它是有規律可循的。

2.忽略培養學生基本的實驗習慣和素養。物理實驗是大學生首先接觸的實驗課程，物理教師對學生實驗習慣的培養起到關鍵作用，如果起初沒有養成習慣，學生容易形成對實驗不重視的態度，課前不預習，課堂走過場，課后不認真處理報告等，后來想根本糾正會比較困難。不良習慣已經養成，在專業領域是一個致命傷。尤其對工科院校的學生來說，優良習慣尤為重要。比如，工科院校制冷專業、建筑專業、汽車專業、機械專業，沒有在設計或實驗實踐中養成良好的習慣修養，在以后的工作中，可能會因一個小數點，造成無法估量的損失。

3.忽略學生的整體水平。對物理實驗的課程內容設計，尤為重要。在這一這方面，在現今講究效率的時代，大家往往要求的是時效，應用型人才更被重視，看重的是培養學生的探索能力和創新能力。但在教學改革時，我們容易忽略不同院校的學生，整體水平是不一樣的。探究性、設計性實驗，要在學生擁有一定的基礎實驗能力和基礎知識的基礎上才能進行操作。

4.在實驗考核過程中，忽略考核的正式性。目前，實際操作環節采取抽簽方式進行考核。考核過程中，有些教師僅注重學生最終測量結果，往往忽略過程中的細節問題。比如，在做拉伸法測定金屬絲楊氏模量實驗中，往往忽略楊氏模量測定儀水平調整，忽略此實驗中的測量數據是不是和要求的對象相符合。例如，測量D時，實際表示是望遠鏡的標尺到平面鏡的垂直距離，但有的學生在考核中測量的對象是望遠鏡鏡頭到平面鏡的垂直距離。這些細節，在重視測量結果中不會被發現。

二、采取的措施

針對這些問題，在開設物理實驗課時，應引起重視，采取相應措施，讓學生真正地從物理實驗課有所收獲。

1.當前學習認知比重大于探究。學生要先學習已有物理知識，然后再進行物理實驗。大學生處在認知時代而不是探索時代，要先學好已有知識，打好堅實理論基礎，再進行物理實驗，效果會事半功倍。比如，規則形狀物體的密度測量實驗，需要學生首先了解相關理論知識ρ=■、體積計算知識，然后才能進行相關實驗測量。在牛頓環的實驗中，學生如果之前在理論上沒有了解干涉現象、等厚干涉，想必對牛頓環現象及牛頓環儀的應用也不會有很深刻的理解。所以，對高校學生來說，要給予了解與重視。對大學物理實驗，打好物理基礎知識，尤為重要。

2.大學物理實驗課的要求和注意事項要明確。對實驗的相關章程和注意事項，要重點強調，可引起學生注意。每堂實驗課要針對相應基本要求和注意事項進行嚴肅強調，循序漸進地引導，讓學生在教師的潛移默化中養成良好的習慣。

大學物理實驗的基本要求是：

（1）能夠完成預習，進行實驗和撰寫報告等主要實驗程序。

（2）能夠調整常用實驗裝置，基本掌握常用的操作技術。例如：零位調整；水平、鉛直調整；光路的共軸調整；根據給定的電路圖正確接線等。

（3）了解物理實驗中常用的實驗方法和測量方法。例如：比較、平衡和干涉等方法。

（4）能夠進行常用物理量的一般測量。例如：長度、質量、時間、熱量、溫度、電流強度等。

（5）了解常用儀器的性能，學會使用方法。例如：測長儀器、變阻器、直流電表、通用示波器、低頻信號發生器、常用電源和常用光源等。

（6）了解測量誤差的基本知識，具有正確處理數據的初步能力。其中包括：測量誤差的基本概念；直接測量量的誤差計算；數據處理的一些基本方法。

（7）實驗過程中要愛護儀器，謹記注意事項，實驗結束后要排好儀器。這一點，在目前的大學物理實驗中，學生的重視度不夠。例如，在拉伸法測定金屬絲楊氏模量實驗時，要用到螺旋測微計來測量金屬絲的直徑d，教師在講解中強調螺旋測微計精度很高，如果直接旋轉微分筒壓被測物體，物體容易變形，造成誤差，所以當旋轉微分筒剛接觸被測物體時，改用棘輪轉動。當剛聽到棘輪發出咔咔聲時，表明物體被剛好壓住，既不松也不緊，應開始測量。如再接著旋緊，會造成測微螺旋與被測物體受損。但在實驗過程中，經常能聽到螺旋測微計發出連續的咔咔聲，表明學生對此要求重視度不夠，沒有養成良好的習慣。

因此，大學物理實驗中，每做一個實驗，教師都應反復、詳細而嚴肅地說明與強調，增強學生的重視度，養成良好的實驗習慣，逐步形成求實、嚴謹的態度。

3.大學物理實驗大多開設在大一下學期或大二上學期，此階段學生對知識的掌握還不夠熟練與靈活。因此，對大學生而言，更容易接受測量性實驗、驗證性實驗。所以，在物理實驗內容設計上，要有層次性。例如，對于拉伸法測定金屬絲的楊氏模量實驗、三線擺測定剛體的轉動慣量的實驗，學生更容易接受。通過開設這些實驗，學生會發現物理實驗是比較容易做的，愿意學習。如果我們只注重探索性能力和創新性能力的培養，設計的實驗難度較大，如分光計實驗，學生不明白偏向角測量及相應原理，會覺得物理實驗難度大，不能理解，對物理實驗課積極性不高，興趣被削弱，主動性變差，實驗課就只是在走過場，就談不上提升學生的探索、創新能力了。

為了避免這種情況的發生，設計實驗時應遵循如下比例，比例設計得好，會引起學生興趣，他們自然會表露出求知欲、探索欲，在無形中完成思考與創新。從調查情況來看，學生希望實驗開設比例如表1所示。

4.大學物理實際操作采用具體提問環節，使考試正式化，讓學生重視操作過程，而不是走形式。在實際考核中，應每人一組，限定時間考核，操作實驗結束后，教師在觀察的基礎上，對具體操作進行提問，根據學生回答的項目點給予相應分數。在物理實驗開課初期，教師應告知學生這種操作考核方式，提升學生對實驗課的重視度，督促養成良好習慣。

三、結束語

大學物理實驗課程的開設，使學生對理論知識有了進一步的深刻理解與認識。在開設過程中，重視細節設計，重視學生處于基礎層面的狀態，采取相應措施，設計合理內容，讓學生在扎實的基礎功下，循序漸進、潛移默化地在大學物理實驗課上培養好的習慣與素養，從而培養啟發、探索、創新能力。

參考文獻：

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