淺談大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)改革與創(chuàng)新

摘要：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為工科學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的一門(mén)獨(dú)立的必修課程，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ兄豢商娲牡匚弧ｋS著科技的進(jìn)步，網(wǎng)路技術(shù)的不斷發(fā)展，以及傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程中暴露出的問(wèn)題。本文淺談把高科技應(yīng)用到基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，希望能夠提高實(shí)驗(yàn)課程的興趣性和效率。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn);仿真實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革

1.實(shí)驗(yàn)課程的地位：

物理是一門(mén)應(yīng)用型科學(xué)，同時(shí)也是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理規(guī)律的研究和發(fā)現(xiàn)依賴(lài)于實(shí)驗(yàn)，所以物理的學(xué)習(xí)自然也離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)。物理實(shí)驗(yàn)是一門(mén)對(duì)大學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的基礎(chǔ)課程，在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)課過(guò)程中，通過(guò)理論的運(yùn)用與現(xiàn)象的觀測(cè)分析，能夠充分提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，充分提高學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的動(dòng)手能力。同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和吃苦耐勞的實(shí)驗(yàn)精神。物理實(shí)驗(yàn)課程與物理理論課程相輔相成，理論知識(shí)的學(xué)習(xí)為實(shí)驗(yàn)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)通，而過(guò)實(shí)驗(yàn)又可以驗(yàn)證所學(xué)的理論知識(shí)。所以物理實(shí)驗(yàn)課程對(duì)于大學(xué)需要學(xué)習(xí)大學(xué)物理的專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)是一門(mén)不可或缺的基礎(chǔ)課程。

2.教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)都是學(xué)生提前預(yù)習(xí)所需要做的實(shí)驗(yàn)，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模煜?shí)驗(yàn)儀器和操作步驟，知道如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后撰寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告。老師根據(jù)預(yù)習(xí)報(bào)告的審閱確定學(xué)生是否能夠進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。最好的預(yù)習(xí)結(jié)果是學(xué)生能夠到實(shí)驗(yàn)室快速的了解儀器的構(gòu)造，然后能夠跟著老師的思路進(jìn)一步熟悉實(shí)驗(yàn)步驟，明確實(shí)驗(yàn)任務(wù)，然后獨(dú)立的完成實(shí)驗(yàn)。最后完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析。但是由于學(xué)生的參差不齊，實(shí)驗(yàn)教師在檢測(cè)預(yù)習(xí)報(bào)告過(guò)程中并不能完全掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，從而使得一部分學(xué)生并沒(méi)有很好的完成預(yù)習(xí)的同學(xué)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)有的實(shí)驗(yàn)儀器比較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)原理比較難懂，而通常的實(shí)驗(yàn)課時(shí)又是有限，從而導(dǎo)致學(xué)生不能夠反復(fù)調(diào)節(jié)儀器，這就大大限制了學(xué)生對(duì)儀器性能和結(jié)構(gòu)的了解，同時(shí)也對(duì)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想和方法很不利，有的時(shí)候?qū)W生沒(méi)辦法在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，為了能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課的課堂變成了實(shí)驗(yàn)老師的課堂，學(xué)生只是機(jī)械的重復(fù)老師的實(shí)驗(yàn)步驟，具體的原理并不清楚，出現(xiàn)問(wèn)題也只能等待老師解決。整堂實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，學(xué)生并沒(méi)有得到很好的鍛煉，而實(shí)驗(yàn)老師卻筋疲力盡，這就使得實(shí)驗(yàn)課的作用大打折扣。

3.教學(xué)方法的改革：

一方面對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容要合理，“演示性實(shí)驗(yàn)”、“研究性實(shí)驗(yàn)”、“驗(yàn)證性試驗(yàn)”、“綜合性實(shí)驗(yàn)”、“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”等都要涉及到。另一方面，實(shí)驗(yàn)課的安排一定要在學(xué)完相應(yīng)的理論課之后再進(jìn)行，同時(shí)為了在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中讓學(xué)生真正的掌握實(shí)驗(yàn)的目的和基本步驟，培養(yǎng)初步的實(shí)踐操作技能和創(chuàng)新能力，在教學(xué)過(guò)程中要牢牢把握好“實(shí)驗(yàn)演示”、“分組實(shí)驗(yàn)”和“實(shí)驗(yàn)結(jié)果探究”這三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)很重要，但是從實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生暴露出的問(wèn)題來(lái)看，學(xué)生課前的預(yù)習(xí)并不充分，這樣就使得實(shí)驗(yàn)的效果大打折扣。針對(duì)這一問(wèn)題，仿真實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)是通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的模擬，使未做過(guò)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生通過(guò)仿真軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)的整體環(huán)境、所使用儀器的整體結(jié)構(gòu)建立起直觀的認(rèn)識(shí)。而且儀器的關(guān)鍵部位可以隨意拆卸，讓學(xué)生能夠更直觀的更細(xì)致的認(rèn)識(shí)儀器，在拆卸的過(guò)程中還可以進(jìn)行調(diào)整并實(shí)時(shí)觀察儀器的各種指標(biāo)，增強(qiáng)了熟悉儀器功能和使用方法的訓(xùn)練，同時(shí)能夠更加深刻的理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模⒛軌蚶斫饷恳粋€(gè)操作步驟。

在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)之前，為了保證每個(gè)學(xué)生都能夠進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行預(yù)操作，每個(gè)學(xué)生在操作過(guò)程中每一步驟都有相應(yīng)的分值，這就相當(dāng)于讓學(xué)生在網(wǎng)上完成預(yù)習(xí)報(bào)告，然后電腦自動(dòng)給出預(yù)習(xí)分?jǐn)?shù)，及格的學(xué)生才能走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際的操作。網(wǎng)上的預(yù)習(xí)實(shí)際就是一個(gè)預(yù)操作的過(guò)程，模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情景，這樣既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣又可以提高學(xué)習(xí)效率。

4.預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)

在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前，理論基礎(chǔ)扎實(shí)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的目的非常的明確，實(shí)驗(yàn)的儀器非常的熟悉，實(shí)驗(yàn)的步驟已經(jīng)在虛擬實(shí)驗(yàn)室中模擬很多遍，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題有一定的心理準(zhǔn)備，并且知道如何解決，實(shí)驗(yàn)教師只需要從旁指導(dǎo)一些關(guān)鍵的步驟即可。真正的把實(shí)驗(yàn)室還給學(xué)生，讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主要完成者，讓學(xué)生真正的得到鍛煉。

結(jié)束語(yǔ)：最大限度的發(fā)揮大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的價(jià)值需要多方的努力，理論老師的理論知識(shí)要能夠講解透徹，與實(shí)際結(jié)合緊密，讓學(xué)生能夠感同身受。另一方面實(shí)驗(yàn)教師要把好課堂關(guān)，在實(shí)際操作中要盡可能的讓每個(gè)學(xué)生都能夠真正的動(dòng)手操作儀器，監(jiān)督學(xué)生把實(shí)驗(yàn)完成，并能夠很好的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。同時(shí)學(xué)生在課下要認(rèn)真的預(yù)習(xí)，充分的利用仿真實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之前就能夠自主的在虛擬實(shí)驗(yàn)室中獨(dú)立的完成實(shí)驗(yàn)，并能夠預(yù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程可能會(huì)出現(xiàn)的狀況，并能夠從容的解決問(wèn)題，很好的完成實(shí)驗(yàn)，真正達(dá)到鍛煉的目的。

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作者簡(jiǎn)介：

張翠梅（1983— ）女，漢族，安徽宿州人，物理化學(xué)博士，大連科技學(xué)院專(zhuān)任教師，研究方向：光學(xué)模擬計(jì)算。