大學物理實驗課堂教學探索

劉澤江

摘要：近年來，經濟的發展，促進我國科技水平的提升。隨著科學技術的發展，將網絡技術引入教學過程已成為一種有效手段。與以往的傳統教學比較發現，過于單一和無趣的教學模式和方法不僅影響了教學質量，還降低了效率，也壓抑和束縛了學生對知識的好奇心、積極性、創造性和思維的多向性，這在很大程度上影響了對學生創新能力的培養。物理學科是一門以實驗為基礎的自然學科，因此，大學物理實驗教學在大學物理教學結構中應占有主要地位。

關鍵詞：大學物理實驗;網絡選課;改善課堂教學效果;教學條件改進

引言

物理實驗課程是大學物理基礎課程的重要組成部分。近年來，隨著經濟的飛速發展和科技的不斷進步，提升高校物理實驗課程的教學質量、把實驗與理論知識結合在一起成為廣大高校物理教育工作者不斷思考的問題。

1大學物理課程教學的現狀

1.1教學基礎條件方面

大學物理課程和物理實驗課程的教學過程各自分為兩個學期完成，共安排了5個理論學分和2個實驗學分。由于大學物理課程的理論性強、知識結構復雜，教學過程學時安排緊張，主要以講授書本知識為主，對書本之外的相關知識和研究前沿擴展較少。部分學生修完課程之后仍可能存在一些認識誤區，認為大學物理課程僅是高中物理的重復和復雜化，而沒有意識到大學物理在專業課程及專業發展中的基礎作用和重要應用。學時不足限制了教學內容和方法的改革空間，難以全面培養學生的創新意識，不能滿足后期的強理論性課程的學習需求。物理實驗設備儀器數量較少，在實驗安排過程中經常存在沖突，導致一些實驗項目安排在晚上或周末進行。物理實驗設備硬件陳舊，缺乏全面維護，影響了學生的實驗操作體驗和學習積極性。

1.2學生方面

在課前預習中，枯燥繁雜的文字解說、機械死板的儀器結構圖極大考驗學生的學習耐心和積極性，大多學生并不能從缺乏趣味的書本材料中對實驗內容形成立體化映像，因此在課前預習中常表現為積極性低、主動性差，一些學生在預習報告中敷衍了事、抄襲，甚至完全不預習。在實驗課程中，基于有限的課時考慮，實驗教師大多會直接重點講解實驗知識要點，而并不會以引導的手段促進學生主動探索。因此，實驗操作基本以臨摹完成任務為主要目標，學生在實驗課程中缺乏主動性，不會獨立思考、分析問題，所有問題全都依賴于教師指揮和解答，課堂整體上缺乏獨立思考和探討的氛圍。實驗課程的完成即整堂課的結束，課堂學習并不具有課后延展性，學生完成實驗報告后互動交流的可能性和頻率較低，學生疑惑無法及時解答，知識無法及時鞏固，直接影響教學質量。

2大學物理實驗課堂教學策略

2.1把實驗教學和理論教學融合在一起

物理教學中的演示實驗是最直接明了的教學手段，對于教授物理基礎知識、強化學生的獨立思考能力以及提升學生的動手能力都很有幫助。盡可能地使大學物理實驗課程教學的進度與大學物理理論教學進度保持一致，將兩種教學合理地融合。比如，在大學物理實驗課程中尖端放電現象演示的教學互作用之前，實驗課程的教師已經做了尖端放電的實驗，接下來提出了下面的問題：“小球和尖端等電位，它們的上部和上極板的距離是相等的，但是為什么尖端還是可以放電？”理論課上學習了靜電場中的導體知識，而實驗課上又觀看了具體的實驗，學生便可以輕松地找到問題的答案。雖然小球和尖端電位是相等的，球形電極處曲率小，電荷聚集得少，兩極間的電場弱，空氣層沒有被穿透、不放電，但是尖端電極處曲率大，電荷聚集得多，正負電極間電場強，空氣層直接被穿透了，因此導致尖端放電。這就是實驗課程和理論知識相結合的一個很好的案例。不僅如此，還可以安排物理理論教研團隊和實驗教學團隊互相交流，探討把物理實驗教學和理論教學融合在一起的方法。

2.2利用多媒體資源開展多元融合的理論教學

物理實驗項目需要投入較多的人力和時間，而且受到儀器設備和場地限制，因此在理論課程的課堂教學過程中難以進行大規模的演示性實驗教學，這種情況下可以充分利用多媒體資源進行課堂教學。選取和制作一些生動具體的視頻、動畫增強學生對物理規律的理解和認知，如角動量守恒原理可以利用花樣滑冰、跳水等貼近生活的事例解釋。此外，對部分物理實驗的操作過程進行錄像，在理論教學過程進行播放和回顧，能夠提高學生對物理實驗操作的重視，也強化了學生對理論規律和實驗現象之間關系的認識，有利于對基礎知識的融會貫通。對于一些理論知識的重點和難點，教師在課余制作微課小視頻，學生可進行復習觀看，加深對相關知識的理解和掌握。

2.3深入開發虛擬仿真實驗

實驗部分在整個物理學科的教學中占有相當大的比重，因此教師與學生也應對提升實驗操作能力提高重視。但從實際情況來看，學生受到多方面因素的阻礙，難以真正從實驗環節獲得應有的學習效果，多數實驗教學安排均浮于表面，未對學生提升操作能力產生實質性的幫助。而科學技術逐漸滲透使用于實驗課堂，便可有效解決上述問題。高校可利用建模軟件來設計虛擬的設備和儀器，來模擬真實的實驗環境。學生可在此仿真環境中開展實驗操作，自行設計方案、制定操作步驟，核準參數，檢查使用的設備及儀器的性能等，最后開展實驗操作流程。虛擬的操作軟件能夠達到的智能水平較高，如果發現學生在操作過程中出現誤差，則會自動提出預警提示，并以正確的操作方式輔助學生進行糾正。但虛擬操作不同于真實操作，也無法取代真實的實驗操作，只能作為真實實驗之前的演練，為正式實驗提供補充。可見，虛擬的實驗環境能夠為師生間的交流搭建良好的平臺，有效激發學生參與操作的積極性，有效推動學生獲得理想的實驗經驗和技能。

結語

在進行大學物理教學時，應注意將實驗教學和理論教學融合，把演示實驗和理論教學融合在一起，搭建創新物理實驗的綜合平臺以及調整考試內容結構，同時還要注意理論教學和實踐教學的同步。這些措施可以有效地提高大學物理課程的教學質量，為學生綜合素質的養成打下良好的基礎。

參考文獻

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