大學與中學物理實驗教學銜接問題的研究

劉桂香 曾愛華 唐鴿

摘 要：中學物理過渡至大學物理，實驗教學的銜接至關重要。該論文通過分析光學、力學和電學中的幾個典型銜接實驗，得出中學物理實驗和大學物理實驗在實驗任務和實驗方法上的差異。為了能夠使當代大學生適應并接受大學物理實驗教學模式和實驗要求，完成從中學物理至大學物理實驗學習的轉變，提高動手實踐能力和創新能力，論文又進一步提出了解決物理實驗銜接問題的有效措施。

關鍵詞：中學物理；大學物理；實驗教學；銜接問題

大學物理實驗對于當代大學生來說是一門很重要的課程，也是大學生必須掌握的一種實際操作技能。然而，在學習大學物理時學生都會有一個感覺，大學物理上的幾大分支實驗：力學實驗、熱學實驗、光學實驗等普通物理實驗在高中都有接觸過，學生喜歡用中學形成的固有實驗方法、思維方式去解決大學物理實驗。因此分析中學與大學物理的相關概念、實驗之間的聯系，研究大學與中學物理實驗銜接問題顯得至關重要。

1 物理實驗教學中的典型銜接實驗

1.1 光學類典型銜接實驗[1]

對比高中物理選修3-4目錄以及《大學物理》光學部分目錄，發現高中物理中絕大多數和大學物理知識點相同，如光的干涉、光的干涉等。但是深度卻有不同，大學物理實驗中光的干涉與衍射是必修實驗課程，大學將中學的光的干涉與光的衍射理論知識做了深入拓展，實驗更加細致生動。大學實驗細化了光的干涉實驗，分成了等傾干涉實驗和等厚干涉實驗兩種，將衍射細致分成了單縫衍射實驗和圓孔衍射實驗以及較為復雜的光柵衍射。

1.2 力學類典型銜接實驗[2]

中學階段，在《影響滑動摩檫力的大小》的實驗中，主要探究了影響摩擦力的因素有壓力大小、運動速度快慢、接觸面程度粗糙程度、接觸面積四個方面，并給出了滑動摩擦力公式：F=μN。當時并不需要測量具體的摩擦力系數的精確值。

大學階段力學實驗對理工類專業如物理、城建、機械、電氣工程等專業的學生是非常重要的，這些專業也開設了“滑動摩擦力”的實驗，但是實驗的目是進一步探究并精確測量摩擦系數。

1.3 電學類典型銜接實驗[4]

中學電學實驗如串聯電路、并聯電路、測量小燈泡的電阻和變阻器實驗等，這些都是中學的物理實驗的重點實驗。為了安全，中學電學實驗，并沒有接觸過生活中的電路，只是模擬電路。大學電學實驗，我們進行了生活中電路的實際操作，將中學物理內容的理論變為實踐，比如大學期間我們需要進行實驗的《室內照明線路的設計與安裝》，線路較為復雜。

2 物理實驗教學中的銜接問題[3]

2.1 實驗任務的差異

分析發現，中學物理實驗基本上是對物理定義的理解性實驗，中學物理實驗的任務量較少。而大學物理實驗一個獨立的課程，實驗項目個數、實驗內容和課時數較多，具有較強的綜合性和設計性，覆蓋多個模塊：熱學、電磁學、光學、力學等部分，與數學相關知識結合也更加緊密。

2.2 實驗教學方法上的差異

在中學物理實驗教學的過程中，“講實驗”成了教師所常用的教學方式，“重理論，輕操作”，只是在機械式的灌輸，學生簡單重復教師所教的實驗步驟。而大學階段，不僅強調學生的基本物理實驗能力如動手操作技能，而且注重培訓全方位、多層次發展的學生，要求學生從探索，實驗，觀察，分析等方面進行，并要求大學生以自身經驗提供對于物理實驗科研觀的角度，要解決課題獨立性的問題，并創造獨立實驗設計的條件。

怎樣使中學物理實驗與大學物理實驗能夠高效的結合在一起，是老師們學生們共同面對的核心問題。

3 解決物理實驗教學銜接問題的實際措施

3.1 強化物理實驗意識

為了讓學生意識到實驗課動手能力和實踐能力的重要性，轉變觀念是關鍵。在課程時間設置方面，需要充分考慮，有充足的時間從根本上研究物理實驗，學生時間充足后，就可以充分的利用自己的創新思維，把自己的創新思想一起投入到物理實驗教學中。把實驗教學的重心真正轉移到以實驗為基礎上來，真正能體會到實驗過程的艱辛及樂趣。另外這樣對于一些比較難做的實驗，學生也就會有時間來思考、消化較難的實驗，同時也能夠培養和加強學生的實際操作能力，避免大學物理實驗課上不會做、不能做實驗的現象發生。

3.2 實驗項目的設置

實驗內容應結合學生情況，安排不同層次的物理實驗，并且實驗之間要緊密聯系、承上啟下又具有邏輯性。在學生課程內容安排上，基礎性、綜合性、研究性實驗都要恰到好處，面面俱到，這樣才能提升學生，并加以鞏固，讓學生的實驗綜合能力，從根本上得到提升。學生在實驗學習過程中，并不是任務式完成實驗，而是透過現象看本質，不僅需要能夠獨立完成單個實驗項目，還要注重綜合應用和接觸點的每個離散知識的能力，讓學生有意識地培養和發展思維的綜合實驗能力，讓學生主動學習，思維活躍。主動性的學習才能夠對學生掌握原理和提高綜合應用能力有根本性的提升，使學生能夠全面發展。

3.3 強調實驗預習、數據處理和數據分析

中學物理實驗原理簡單，實驗現象直觀，一般不需要提前預習、和撰寫實驗報告。但是大學物理實驗，實驗內容較多，實驗原理比較復雜，為了順利地在規定的時間內成功地完成實驗，那必須提前預習，了解實驗內容、實驗目的、實驗儀器、實驗原理以及設計實驗數據記錄表格。大學物理實驗的本質和結果蘊藏在實驗數據之中，實驗后對實驗數據的處理和分析顯得尤為重要通過實驗數據的處理和分析，能大大提高學生利用已有知識去解決和具體問題的能力，從而提高學生的創造性思維能力和科研能力。

參考文獻：

[1]楊述武.普通物理實驗（1）力學、熱學部分[M].北京：高等教育出版社，2015.

[2]楊述武.普通物理實驗（3）光學部分[M].北京：高等教育出版社，2016.

[3]袁琳.革新大學物理實驗教學[J].科技信息，2009.

[4]江美福.大學物理實驗教程[M].北京：高等教育出版社，2013.