李玨璇

(柳州師范高等?？茖W(xué)校 物理與信息科學(xué)系，廣西 柳州 545004)

普通物理實驗是高職高專理科大學(xué)生必修的一門課程，是學(xué)生接受專業(yè)的實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的開始，也是學(xué)生后繼實驗或?qū)嵱?xùn)的基礎(chǔ)，同時還是提高師范生就業(yè)能力的一種行之有效的途徑。但傳統(tǒng)的普通物理實驗教學(xué)存在較多的弊端，因此許多作者提出了普通實驗教學(xué)的改革方案[1,2]。

一、普通物理實驗教學(xué)存在的弊端

1．課程體系陳舊

傳統(tǒng)的普通物理實驗課沒有獨立的體系，一定要在完成理論課程學(xué)習(xí)的提前下，才能進行實驗課程的教學(xué)，實驗課程和理論課程一樣，分為力、熱、電、光實驗的順序開設(shè)，沒能很好地體現(xiàn)實驗課的教學(xué)特點和教學(xué)規(guī)律。

2．教學(xué)模式單一

普通物理實驗教學(xué)模式：以班級為單位，在規(guī)定的時間、指定的教材和實驗內(nèi)容進行分組循環(huán)實驗的教學(xué)模式，課堂上老師進行一定的講解，學(xué)生只要按教材內(nèi)容和實驗要求、實驗步驟進行測量就可完成實驗。由于學(xué)生入學(xué)的基礎(chǔ)不同，層次不齊，教學(xué)中很難兼顧“兩頭”的學(xué)生，教學(xué)無法體現(xiàn)因材施教，抑制了學(xué)生主觀能動性的發(fā)展，不利于培養(yǎng)合格的畢業(yè)生。

二、高職高專普通物理實驗教學(xué)改革模式

1．改革課程體系

普通物理實驗是一門獨立的課程，與理論課一樣，應(yīng)該有完善的教學(xué)計劃、教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容，不必要按力、熱、電、光實驗順序進行教學(xué)，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標的需要在合適的時間開設(shè)，并且編寫一套與本實驗室相適應(yīng)又能充分發(fā)揮學(xué)生個性的教材，讓學(xué)生能充分發(fā)揮主觀能動性，主動學(xué)習(xí)。

2．教學(xué)模式的改革

(1)優(yōu)化和組合教學(xué)內(nèi)容進行教學(xué)

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標及實驗課和自身的特點，優(yōu)化和組合教學(xué)內(nèi)容，將實驗分為三個階段進行教學(xué)，循序漸進。

第一階段教學(xué)是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的過程，教學(xué)內(nèi)容有物理實驗的基礎(chǔ)知識和幾個基本物理量的測量內(nèi)容，基礎(chǔ)知識包括測量與誤差、有效數(shù)字及其運算規(guī)則、測量的不確定度評定、數(shù)據(jù)處理的一般方法(有列表法、作圖法、逐差法、最小二乘法等)，物理實驗的基本測量方法(比較法、放大法、補嘗法、轉(zhuǎn)換測量法、交換測量法、模擬法、橋式法等)，具體的實驗內(nèi)容包括幾個基本物理量的測量包括長度、時間、質(zhì)量、溫度、電流等，學(xué)生通過這個階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)會使用基本儀器進行測量，如米尺、游標卡尺、螺旋千分尺、秒表、數(shù)字毫秒計、溫度計、電表的使用方法等，掌握部分基本測量方法，如交換測量法(用天平換臂測量質(zhì)量)、放大法(測量100張紙的厚度，求出一張紙的厚度)[3]等，并且學(xué)會如何選取合適的方法處理數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果作出評定，撰寫實驗報告。

第二階段的教學(xué)是綜合運用能力培養(yǎng)的過程，學(xué)生在完成了第一階段的學(xué)習(xí)后，運用所學(xué)的知識在教師的指導(dǎo)下，完成難度更大的實驗。實驗內(nèi)容包括牛頓第二運動定律的研究、自由落體運動的研究、楊氏模量的測量、電阻的測量、用分光計測棱鏡的折射率、物質(zhì)比熱容的測定等幾十個實驗供學(xué)生選擇完成，同一個物理量可采用不同的測量儀器和測量方法完成[4]，這部分內(nèi)容相對第一、第三層次的內(nèi)容要多，根據(jù)不同的實驗要求，學(xué)生還要學(xué)會儀器的選配，在有電路的實驗中配有萬用電表，在實驗過程中若遇到電路或元件出現(xiàn)故障后，學(xué)生要學(xué)會用萬用電表判斷電路故障，通過這個階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生進一步掌握了實驗的測量方法，操作技能和撰寫實驗報告的水平也有了較大的提高。

第三階段的教學(xué)是提升實驗?zāi)芰Φ倪^程，通過第一、第二階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下能完成設(shè)計性實驗。這個階段的實驗是檢驗學(xué)生對綜合實驗?zāi)芰Φ闹匾侄危o學(xué)生提供實驗室能用的儀器，讓他們自行擬定實驗題目、設(shè)計實驗方案、選配實驗儀器、獨立完成實驗過程，通過這個階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生能運用所學(xué)的知識解決實際問題，有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合運用能力、實驗技能和創(chuàng)造性思維能力。

(2)利用現(xiàn)代技術(shù)手段增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

隨著計算機及模擬訪真技術(shù)的發(fā)展，在課堂上利用計算機軟件仿真很多物理現(xiàn)象已經(jīng)成為一種時尚。通過讓學(xué)生了解、觀看計算機仿真圖像，可增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如，在光的波動理論的實驗中，利用Matlab仿真經(jīng)典的圓孔、單縫、雙縫、光柵等的單色光、白光的干涉、衍射圖像[5,6]，再到實驗室進行部分的實驗。這種把演示實驗和分組實驗相結(jié)合的方法，圖文并茂，生動形象，學(xué)生感到不管是對理論的學(xué)習(xí)還是實驗都會變得更容易些，實驗效果會更好。通過這種方式的學(xué)習(xí)，不但能增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時能學(xué)到多媒體技術(shù)，在教學(xué)實習(xí)的過程中，都能利用多媒體技術(shù)制作實驗課件在課堂上演示。

(3)增加定性、半定量物理實驗

在傳統(tǒng)物理學(xué)中，普通物理實驗一般分為兩大類，一類是課堂上定性的演示實驗；，另一類是經(jīng)過具體測量經(jīng)過分析、計算等到結(jié)果然后進行評定的定量測量實驗[7]，在大學(xué)中演示實驗已經(jīng)很少了，以上所討論的普通物理實驗就是定量測量實驗，但我們可以增加一類實驗，就是定性、半定量實驗，它介于演示實驗和定量測量實驗之間。這類實驗具有自己的特點：一是實驗過程簡單化，這類實驗強調(diào)物理概念的清晰和趣味性，不過多追求測量數(shù)據(jù)的精確程度，著重于對物理現(xiàn)象的觀察、分析和研究[8]；二是形式靈活、多樣化，學(xué)生可單獨完成實驗，也可由學(xué)生自由選擇兩個以上的同學(xué)組成一個小組，自由設(shè)計、選配儀器，并由學(xué)生自己動手完成實驗，最后得出結(jié)論；三是實驗空間、時間自由度大，這類實驗可在課內(nèi)進行，也可在課外進行，若在課內(nèi)進行，一個單元實驗時間內(nèi)可完成多個實驗。例如在學(xué)到彩虹形成的原因時，可讓學(xué)生自己回到宿舍制造彩虹進行觀察，而在實驗室內(nèi)，可把一些實驗條件達不到的，或者是一些廢舊儀器組成一個作為定性、半定量實驗室。例如，用磁懸浮動力學(xué)實驗儀、落球法測重力、加速度實驗儀等，由于儀器在設(shè)計時精度不夠，所以測量的實驗數(shù)據(jù)不夠準確，實驗效果不好，但我們可以把它改為定性測量，除了做《研究加速度與外力的關(guān)系》的實驗外，還可做完全非彈性碰撞實驗，對這個實驗只觀察碰撞實驗過程中發(fā)生了什么實驗現(xiàn)象，再增加現(xiàn)代知識磁懸浮列車的工作原理，所增加的這些知識，學(xué)生很感興趣，雖然學(xué)生都沒能親自體驗磁懸浮列車，但通過這個實驗尤如身臨其境。在不同的真空度下，研究重力加速度與質(zhì)量的關(guān)系等，讓學(xué)生自己得到結(jié)論。這類實驗具有操作簡單、形式靈活、多樣而且不完全受時間、空間的限制，學(xué)生實驗時有興趣并且壓力小，他們很樂意完成實驗。

(4)開展第二課堂活動，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力

實驗課程的開設(shè)是有教學(xué)目的、有教學(xué)計劃的，在這有限的時間內(nèi)要想進一步提高學(xué)生的實踐能力是比較困難的，必須充分利用課余時間開展第二課堂活動，因此第二課堂活動與第一課堂共同構(gòu)成完整的教育整體，是第一課堂學(xué)習(xí)的延伸、補充、發(fā)展[9]。第二課堂活動具有方式靈活、形式多樣：一是通過科協(xié)不定期為學(xué)生舉行科技、實驗知識講座，讓學(xué)生增長知識，開拓視野；二是舉行物理實驗技能競賽，實驗技能競賽堅持圍繞第一課堂實驗教學(xué)計劃，依托第二課堂教學(xué)活動體系設(shè)置競賽項目，實現(xiàn)第二課堂實驗技能競賽是第一課堂實驗教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，并通過第二課堂活動來檢驗第一課堂教學(xué)的質(zhì)量和水平，并反過來指導(dǎo)第一課堂教學(xué)的改革；三是利用學(xué)校舉辦的師范生技能競賽和科技節(jié)對全體學(xué)生舉行物理實驗小制作競賽，充分發(fā)揮學(xué)生的聰明才智；四是利用寒、署假讓學(xué)生參加社會實踐活動，到中學(xué)調(diào)查物理實驗的開設(shè)情況，返校后上交調(diào)查報告。

三、改善普通物理實驗的考核方法

要使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，除了完善的課程設(shè)置，科學(xué)的評定學(xué)習(xí)的實驗成績，也是重要的途徑之一。

1．注重實驗過程

實驗課與理論課有圈套的區(qū)別在于過程，理論課有很多時候可以通過自學(xué)獲取知識，依然可以取得優(yōu)異成績，而實驗課是受時間、空間限制的，自學(xué)當然需要，但是實驗過程更重要，所以實驗過程要占很大比例的分數(shù)，這要求實驗指導(dǎo)老師做好記錄。

2．撰寫實驗報告

實驗所得的結(jié)果，大多數(shù)時候都是通過實驗報告的反映出來，所以實驗報告的撰寫也相當重要。由于實驗的種類較多，對不同的實驗報告的撰寫有不同的要求，即每份實驗報告的側(cè)重點不同，例如，伏安法測電阻實驗，要求用最小二乘法處理數(shù)據(jù)，原理可寫得相對簡單點，非線性元件的伏安特性曲線的測量實驗，因為它的數(shù)據(jù)處理比較簡單，撰寫實驗報告時側(cè)重點可放在實驗原理上。實驗報告與應(yīng)點較多的分數(shù)。

3．期末考試方式多樣化

學(xué)習(xí)結(jié)束考試也是評定學(xué)生成績不可缺少的重要組成部分，物理實驗教學(xué)的學(xué)習(xí)結(jié)束考試可根據(jù)不同的學(xué)習(xí)階段選取不同的考試方法。在第一階段的學(xué)習(xí)結(jié)束時，可采用口試加筆試的考試方式，第二階段的學(xué)習(xí)結(jié)束后可采用筆試加動手操作的考試方式，第三階段的學(xué)習(xí)結(jié)束后，可采取論文、設(shè)計實驗、實驗儀器的制作等方式進行。對于實驗教學(xué)而言，學(xué)習(xí)結(jié)束考試重要，但實驗過程更重要，實驗過程成績應(yīng)占百分之四十，學(xué)習(xí)結(jié)束考試成績占百分之三十，實驗報告成績占百分之二十五，預(yù)習(xí)成績占百分之五，故學(xué)生的實驗成績=預(yù)習(xí)成績+實驗過程成績+實驗報告成績+考試成績。

通過以上的改革，能增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)了學(xué)生的各種能力，教學(xué)水平有了明顯的提高，學(xué)生更好就業(yè)了。

參考文獻：

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