摘要: 本文應(yīng)用一些實(shí)例探討教師如何進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)，并指出教師應(yīng)注意發(fā)揮主導(dǎo)作用，注重培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞: 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)講解技巧實(shí)例運(yùn)用

1.前言

目前，大部分理工科高校的物理實(shí)驗(yàn)中心實(shí)施基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理的開放型教學(xué)模式。開放型教學(xué)模式為學(xué)生提供了廣闊的學(xué)習(xí)空間，滿足了學(xué)生個(gè)性化的需求，同時(shí)也合理地利用了實(shí)驗(yàn)室資源，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)管理的自動(dòng)化，突出了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主觀能動(dòng)性，為學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)和創(chuàng)新性能力的提高提供了平臺(tái)。在這種開放式教學(xué)平臺(tái)下，有些大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)重在學(xué)生“實(shí)驗(yàn)過(guò)程”，忽略了教師講解過(guò)程;或者認(rèn)為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)講解應(yīng)著重于操作講解、演示，忽略了對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的講解[1]。這些做法都是錯(cuò)誤的，教師只有在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)、靈活地運(yùn)用自身經(jīng)驗(yàn)傳授實(shí)驗(yàn)技巧，發(fā)揮好自己的主導(dǎo)作用，最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，才能夠真正地提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效率、激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。

2.物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

當(dāng)前，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中存在著許多與時(shí)代要求不適應(yīng)的狀況，主要表現(xiàn)為以下兩點(diǎn):

2.1基礎(chǔ)知識(shí)欠缺。

有的大學(xué)生在初、高中階段由于客觀條件的制約沒(méi)做過(guò)任何實(shí)驗(yàn)，75%的學(xué)生只做過(guò)3—5個(gè)實(shí)驗(yàn)。因此，大部分學(xué)生在初、高中階段并不具備實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，甚至為了考試“背”實(shí)驗(yàn)也影響了他們的實(shí)驗(yàn)興趣。

2.2缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視，教學(xué)方法單一。

大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，60%以上是源于經(jīng)典物理的一系列驗(yàn)證性測(cè)量實(shí)驗(yàn)，其內(nèi)容相對(duì)陳舊，有些學(xué)生一看這個(gè)實(shí)驗(yàn)就覺得“會(huì)”做，沒(méi)有新意，在試驗(yàn)過(guò)程中缺乏嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的態(tài)度;部分學(xué)生自我放松，做實(shí)驗(yàn)時(shí)草率馬虎，甚至有抄襲現(xiàn)象。另外，由于歷史和教育思想等方面的原因，講解實(shí)驗(yàn)課程的教師覺得學(xué)生“應(yīng)該”會(huì)，忽視了對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的培養(yǎng)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的興趣和啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

這些現(xiàn)象表明:實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的改革與深化已勢(shì)在必行，否則，勢(shì)必造成理論與實(shí)驗(yàn)的脫節(jié)，甚至將實(shí)驗(yàn)課邊緣化，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)課的目的。

3.物理實(shí)驗(yàn)中的講解技巧與實(shí)例運(yùn)用

大學(xué)物理試驗(yàn)的目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和掌握豐富的實(shí)驗(yàn)技巧，激發(fā)學(xué)生的思維，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)研究方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想等科學(xué)素質(zhì)方面得到鍛煉和提高。要達(dá)到這些目的，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中必須充分利用自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)、靈活地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技巧啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生。

3.1注重實(shí)驗(yàn)原理的理解，橫向類比、歸納總結(jié)。

教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，適當(dāng)利用學(xué)生已有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)的原理角度引入，引導(dǎo)學(xué)生橫向類比、總結(jié)，這樣能讓學(xué)生真正地懂得實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理。例如在講到游標(biāo)卡尺的讀數(shù)問(wèn)題時(shí)，一些教師只告訴學(xué)生如何讀數(shù)，而沒(méi)有告訴學(xué)生游標(biāo)卡尺的設(shè)計(jì)原理，導(dǎo)致有些學(xué)生雖然學(xué)過(guò)游標(biāo)卡尺的使用，但當(dāng)拿到不同精度的游標(biāo)卡尺時(shí)就不會(huì)讀數(shù)，或雖然會(huì)讀數(shù)，但并不理解究竟為什么這樣讀數(shù)。筆者在教學(xué)過(guò)程中，采用了一種類比的方法講解:如果我是1米，一位同學(xué)是0.9米，那我比他高0.1米，如果我們兩個(gè)人的頭現(xiàn)在處于同一個(gè)高度上，那么這位同學(xué)要在腳下墊多高的墊子?現(xiàn)在如果有兩個(gè)人都是1米高，其中一個(gè)站在另一個(gè)的頭頂上，0.9米的同學(xué)也是兩個(gè)人，也是其中一個(gè)站在另一個(gè)的頭頂上，則都兩組人站在地上時(shí)，站在頂上的兩個(gè)人頭頂相差多高?如果現(xiàn)在兩組人上面兩個(gè)人的頭頂一樣高，那么0.9米的兩組人要站在多高的位置上?……

這樣的討論有助于學(xué)生直觀地理解和把握實(shí)驗(yàn)原理。筆者在分析了游標(biāo)卡尺實(shí)驗(yàn)原理后，引導(dǎo)學(xué)生討論并羅列出各類相似儀器的讀數(shù)方式，啟發(fā)學(xué)生橫向類比，歸納總結(jié)。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)有的放矢，進(jìn)而做到了舉一反三，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)方案等進(jìn)行歸納、總結(jié)，逐步掌握了實(shí)驗(yàn)規(guī)律。

3.2糾正學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，善于設(shè)置問(wèn)題情境。

在大學(xué)物理教學(xué)中一個(gè)比較困惑的問(wèn)題是:理論課教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容存在時(shí)間差，尤其是實(shí)施開放式網(wǎng)絡(luò)選課，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課之前就做了物理實(shí)驗(yàn)，因而他們對(duì)有些物理內(nèi)容把握不深，直接影響到他們的實(shí)驗(yàn)興趣和對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解與把握。這種時(shí)候，教師要善于設(shè)置問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)所涉及的理論內(nèi)容進(jìn)行理解，了解本實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與目的。比如在測(cè)定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)中，我們可以設(shè)置以下一些情境，讓學(xué)生自己思考:物體在受到如下兩個(gè)力之后，將如何運(yùn)動(dòng)?這兩個(gè)力是否做功?功是能量轉(zhuǎn)化的量度，那么所做的功都轉(zhuǎn)化為什么能量了?相同的兩個(gè)斜面上放了兩個(gè)相同質(zhì)量、外半徑相同的圓筒和圓柱，哪個(gè)先滾動(dòng)到斜面下方?一根長(zhǎng)直的棒，用手握住不同部分，哪種方法更容易揮舞?從這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)看，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量都和哪些因素有關(guān)?

教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考后，應(yīng)給出結(jié)論，糾正學(xué)生的錯(cuò)誤或者模糊認(rèn)識(shí)，端正學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，使學(xué)生形成科學(xué)認(rèn)識(shí)。同時(shí)，教師可以結(jié)合轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的具體應(yīng)用，比如歷史上的“紅衣”大炮與現(xiàn)在的狙擊步槍的射程比較，飛機(jī)的導(dǎo)航儀等，讓學(xué)生了解具體應(yīng)用的例子，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。通過(guò)對(duì)情境問(wèn)題的討論，學(xué)生的認(rèn)識(shí)會(huì)隨之發(fā)生變化，逐漸替代先前的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)或模糊認(rèn)識(shí)。

3.3適當(dāng)利用演示實(shí)驗(yàn)，積極探索小實(shí)驗(yàn)，吸引學(xué)生的目光。

眾所周知，演示實(shí)驗(yàn)是以教師操作為主的示范性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀展現(xiàn)可以使學(xué)生加深對(duì)抽象的物理定理、定律、法則等的理解，鞏固記憶，同時(shí)還可以吸引學(xué)生目光，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣[3]，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中適當(dāng)利用演示實(shí)驗(yàn)并發(fā)揮其積極有效的作用，對(duì)學(xué)生興趣的培養(yǎng)極其重要。例如對(duì)空氣比熱容測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生對(duì)絕熱過(guò)程并不容易理解，他們雖然知道相關(guān)概念，但對(duì)此理解并不深。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師可以讓學(xué)生動(dòng)手做一個(gè)小實(shí)驗(yàn):拿一個(gè)長(zhǎng)氣球，里面封閉一部分氣體，用人中部分去體驗(yàn)一下它的溫度(人中位置比較敏感)，然后用手使勁拉伸氣球，此時(shí)感覺到氣球變熱;讓氣球回到原長(zhǎng)，氣球又變涼。實(shí)驗(yàn)做完后，教師組織學(xué)生分析思考，理解絕熱過(guò)程，然后將實(shí)驗(yàn)得到的現(xiàn)象和結(jié)果結(jié)合到本次實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，組織學(xué)生利用理論知識(shí)再次分析。這樣既有利于學(xué)生在輕松愉快的氣氛中掌握物理規(guī)律，又可以激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情。

4.結(jié)語(yǔ)

在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)注重學(xué)生的創(chuàng)新理念、創(chuàng)新思想的培養(yǎng)，打破原來(lái)的“要學(xué)生怎么做”的照本宣科、按部就班，提倡“學(xué)生要如何做”的創(chuàng)造性意識(shí)培養(yǎng)，在引導(dǎo)學(xué)生理性分析基礎(chǔ)上，要敢于打破常規(guī)，換位思考。在教學(xué)過(guò)程中，教師要不斷總結(jié)、提煉自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，摸索教學(xué)技巧，從而激發(fā)學(xué)生的探索精神，調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能。

參考文獻(xiàn):

[1]馮玉玲，蔡紅星，王雪萍.開放式近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)與不足.長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2007，20，(1):91-92.

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