淺談地方本科院校大學(xué)物理實驗緒論課教學(xué)思考與探究

葉靖瑩 劉雪梅 高潭華

摘要：大學(xué)物理實驗緒論課是該課程的第一堂課，教學(xué)效果的好壞直接影響到后面大學(xué)物理實驗及其他專業(yè)實驗課的教學(xué)，對整個實驗教學(xué)起到了舉足輕重的作用。文章基于本校現(xiàn)狀對緒論課教學(xué)中如何提高教學(xué)效果做出了思考與研究，并取得了一定的效果。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實驗；緒論；教學(xué)方法；安全教育

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）29-0248-02

我校作為地方新建應(yīng)用型本科院校，實踐類教學(xué)是學(xué)生培養(yǎng)的重要組成部分，對培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新性人才起到了重要的作用。而大學(xué)物理實驗一般是理工科專業(yè)學(xué)生進入大學(xué)后系統(tǒng)地接受實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的第一門實驗課程。作為大學(xué)物理實驗的第一堂課，緒論課教學(xué)對學(xué)生理解實驗課程、對實驗課程的興趣與重視程度以及后續(xù)的基礎(chǔ)、專業(yè)的實驗方法與技能的學(xué)習(xí)和理解都有著不可替代的作用[1，2]。針對原來大學(xué)物理實驗緒論課教學(xué)中存在的一些問題，結(jié)合我校的實際情況，我們對實驗緒論課做了一些改革與嘗試，取得了一定的教學(xué)效果。

一、大學(xué)物理實驗緒論課程的必要性

首先，要充分發(fā)揮緒論課在實驗過程中的指導(dǎo)作用。如何觀測實驗現(xiàn)象，如何正確真實地記錄測量數(shù)據(jù)，如何正確地剔除壞值、處理實驗數(shù)據(jù)、計算實驗結(jié)果并撰寫實驗報告等諸多環(huán)節(jié)，都應(yīng)在緒論課中對學(xué)生起到指導(dǎo)的作用。對于地方應(yīng)用型本科院校而言，大學(xué)物理實驗作為基本的一門實踐性課程，需要為后續(xù)的專業(yè)實驗服務(wù)，需要教師根據(jù)專業(yè)實驗的要求對相應(yīng)關(guān)聯(lián)的知識進行重點講解與指導(dǎo)。另外，由于學(xué)校擁有自己的仿真實驗平臺，為了學(xué)生盡快掌握操作方式，需要對學(xué)生進行網(wǎng)絡(luò)操作內(nèi)容的說明與指導(dǎo)。

其次，實驗過程中需要遵守實驗室操作規(guī)范。進入實驗室必須保持室內(nèi)安靜和衛(wèi)生；實驗操作時必須嚴格遵守儀器操作規(guī)程；電路連接需要經(jīng)過教師確認無誤后方可接通電源；完成實驗后需要經(jīng)過教師檢查并在實驗原始數(shù)據(jù)記錄上簽字后方可離開。

最后，實驗操作過程中為了防患于未然，需要在課堂上進行安全教育，強化學(xué)生的安全意識。安全問題是重中之重，教師必須提醒學(xué)生在實驗室中需要注意的事項，注意實驗室用電和易燃、易爆等物品的使用安全，通過多種方法讓學(xué)生了解如何正確使用室內(nèi)滅火器等消防設(shè)施，了解緊急逃生的基本知識[3]。

二、大學(xué)物理實驗緒論課程教學(xué)存在的問題

1.實驗緒論課教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生掌握程度的差距。大學(xué)物理實驗緒論課中絕大部分的內(nèi)容是關(guān)于實驗數(shù)據(jù)記錄、壞值剔除、不確定度的計算與實驗結(jié)果表示等。這些內(nèi)容相對比較枯燥，并且對學(xué)生的高等數(shù)學(xué)有一定的要求[4，5]。對于學(xué)生而言，我校學(xué)生在高中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)相對薄弱，一般大學(xué)物理實驗課程會安排在大一第二學(xué)期或大二第一學(xué)期，學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱，看到相對復(fù)雜的計算公式容易產(chǎn)生畏懼的心理。由于學(xué)生第一次接觸一些公式、概念及重要名詞，很難在短時間內(nèi)準確理解，導(dǎo)致部分學(xué)生對緒論課中的內(nèi)容掌握得不理想，而使后續(xù)的實驗數(shù)據(jù)處理的問題較多[6]。對教師而言，因為緒論課內(nèi)容多、覆蓋面廣、學(xué)時少的特點，教師急于在有限的課時內(nèi)把誤差理論、不確定度、有效數(shù)字、數(shù)據(jù)處理等諸多內(nèi)容灌輸給學(xué)生，沒有顧及學(xué)生的理解程度和接受程度，教學(xué)效果不盡如人意，這樣非常不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

2.實驗緒論課教學(xué)方式與學(xué)生興趣的差距。部分學(xué)生認為大學(xué)物理實驗和自己的專業(yè)關(guān)系不大，沒有用處；還有一部分學(xué)生對大學(xué)物理實驗課程的定位是動手操作，因此對緒論課上實驗理論學(xué)習(xí)的積極性低，實驗緒論課教學(xué)效果很不理想。另外，大學(xué)物理實驗緒論課通常采用講授的方式，再加上課時緊張、內(nèi)容較多等特點，容易引起學(xué)生的抵觸情緒[7，8]。

三、改進措施

1.合理安排教學(xué)內(nèi)容，增強專業(yè)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。我校是地方性本科院校，需要學(xué)習(xí)大學(xué)物理實驗的主要是理工科專業(yè)，如電子信息工程、環(huán)境工程等。不同的專業(yè)對大學(xué)物理實驗的需求也是不一樣的。因此，教研組根據(jù)不同的專業(yè)類型制定不同的大綱，教師可以根據(jù)不同專業(yè)選擇不同的教學(xué)大綱，并在大綱中選擇合適的實驗項目，在緒論課中除了誤差理論、數(shù)據(jù)處理等不可或缺的知識外，也可以按不同的專業(yè)選擇相應(yīng)的實驗內(nèi)容進行講解，提供與該專業(yè)相關(guān)的實驗內(nèi)容進行示范說明，例如環(huán)境工程專業(yè)可以選擇材料導(dǎo)熱系數(shù)測量實驗、液體黏滯系數(shù)測量實驗等，電子類專業(yè)可以選擇示波器使用、電表改裝與校準等實驗。有方向性地選擇實驗內(nèi)容有助于提高學(xué)生對大學(xué)物理實驗課的興趣，而有針對性地選取相關(guān)實驗進行數(shù)據(jù)處理示范性說明也容易吸引學(xué)生的興趣，尤其是用與實驗相關(guān)的實際應(yīng)用來與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相聯(lián)系，說明該實驗在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用使學(xué)生感覺學(xué)有所用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生對緒論課的重視。

2.改善教學(xué)方式方法。首先，通過多媒體手段改善教學(xué)方法。我校學(xué)生大多數(shù)在高中學(xué)習(xí)中基礎(chǔ)較為薄弱，高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不扎實，而緒論課中內(nèi)容覆蓋面廣、專業(yè)術(shù)語多且理論性強，誤差傳遞、不確定度評定等知識較難理解，因此教師教學(xué)過程中應(yīng)充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，通過課件、微課等進行多方式、全方位的展示，課后安排相關(guān)的數(shù)據(jù)處理作業(yè)，加深學(xué)生對知識的理解。其次，緒論課不僅是進實驗室前大班學(xué)習(xí)的三個學(xué)時，還應(yīng)包含后續(xù)實驗中針對性的數(shù)據(jù)處理方式的具體說明，從基礎(chǔ)的精度多次測量的不確定度評定到相對復(fù)雜的最小二乘法的數(shù)據(jù)處理，從易到難，循序漸進，盡量減小學(xué)生的畏懼心理。再次，緒論課上根據(jù)不同的專業(yè)展示相應(yīng)專業(yè)學(xué)生的優(yōu)秀實驗數(shù)據(jù)處理范例，有利于學(xué)生直觀地掌握數(shù)據(jù)處理的流程與方法。最后，鼓勵學(xué)生通過計算機輔助分析實驗數(shù)據(jù)與結(jié)果。我校學(xué)生使用的實驗教程是本校大學(xué)物理實驗教研組全體教師根據(jù)多方調(diào)研編寫制定的實驗教材。書中有一節(jié)專門講解“實驗數(shù)據(jù)的計算機處理”。通過計算機中Excel、MATLAB等軟件，可以節(jié)約學(xué)生的計算時間，也能讓學(xué)生熟練應(yīng)用軟件，為今后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

3.重視安全教育，提高安全意識。大學(xué)物理實驗課一般是學(xué)生的第一門實踐性課程，安全教育尤為重要。以前的緒論課一般只講授實驗數(shù)據(jù)處理等相關(guān)內(nèi)容，現(xiàn)在教師一般在緒論課中安排5—10分鐘的時間組織學(xué)生觀看消防器材演示視頻，讓學(xué)生了解實驗樓安全設(shè)施的使用及必要的緊急逃生注意事項。

四、結(jié)論

大學(xué)物理實驗緒論課的教學(xué)效果對學(xué)生后續(xù)的大學(xué)物理實驗和專業(yè)實驗學(xué)習(xí)都有著極其重要的作用。它的教學(xué)過程不僅是傳授誤差理論、數(shù)據(jù)處理等知識的過程，更是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)與思考的過程。而新建地方性本科院校與老牌大學(xué)畢竟存在較大的差距，我們需要根據(jù)學(xué)校與學(xué)生的特點做出相應(yīng)的改變。總之，通過物理實驗緒論課既要讓學(xué)生懂得大學(xué)物理實驗的意義與作用，又要讓學(xué)生掌握必要的理論知識、實驗知識和安全知識。

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