大學物理實驗教學技巧及實例應用

摘要: 本文應用一些實例探討教師如何進行大學物理實驗創新教學，并指出教師應注意發揮主導作用，注重培養學生的研究能力和創新能力。

關鍵詞: 大學物理實驗教學講解技巧實例運用

1.前言

目前，大部分理工科高校的物理實驗中心實施基于網絡教學管理的開放型教學模式。開放型教學模式為學生提供了廣闊的學習空間，滿足了學生個性化的需求，同時也合理地利用了實驗室資源，實現了教學管理的自動化，突出了學生在學習過程中的主觀能動性，為學生創造性思維的培養和創新性能力的提高提供了平臺。在這種開放式教學平臺下，有些大學物理實驗重在學生“實驗過程”，忽略了教師講解過程;或者認為大學物理實驗講解應著重于操作講解、演示，忽略了對實驗原理的講解[1]。這些做法都是錯誤的，教師只有在實驗教學過程中，根據不同的實驗，適當、靈活地運用自身經驗傳授實驗技巧，發揮好自己的主導作用，最大限度地激發學生學習的積極性，才能夠真正地提高學生的實驗效率、激發學生的實驗興趣。

2.物理實驗教學現狀

當前，在大學物理實驗課教學中存在著許多與時代要求不適應的狀況，主要表現為以下兩點:

2.1基礎知識欠缺。

有的大學生在初、高中階段由于客觀條件的制約沒做過任何實驗，75%的學生只做過3—5個實驗。因此，大部分學生在初、高中階段并不具備實驗素質，甚至為了考試“背”實驗也影響了他們的實驗興趣。

2.2缺乏對實驗的重視，教學方法單一。

大學基礎物理實驗內容，60%以上是源于經典物理的一系列驗證性測量實驗，其內容相對陳舊，有些學生一看這個實驗就覺得“會”做，沒有新意，在試驗過程中缺乏嚴謹、認真的態度;部分學生自我放松，做實驗時草率馬虎，甚至有抄襲現象。另外，由于歷史和教育思想等方面的原因，講解實驗課程的教師覺得學生“應該”會，忽視了對學生的實驗素養的培養，不利于培養學生的興趣和啟發學生的創新思維。

這些現象表明:實驗課教學的改革與深化已勢在必行，否則，勢必造成理論與實驗的脫節，甚至將實驗課邊緣化，達不到實驗課的目的。

3.物理實驗中的講解技巧與實例運用

大學物理試驗的目的是培養學生的創造力和掌握豐富的實驗技巧，激發學生的思維，使學生在實驗研究方法、實驗設計思想等科學素質方面得到鍛煉和提高。要達到這些目的，教師在實驗教學過程中必須充分利用自己的教學經驗，適當、靈活地運用實驗技巧啟發、引導學生。

3.1注重實驗原理的理解，橫向類比、歸納總結。

教師在實驗教學過程中，適當利用學生已有的實踐經驗，從實驗的原理角度引入，引導學生橫向類比、總結，這樣能讓學生真正地懂得實驗設計原理。例如在講到游標卡尺的讀數問題時，一些教師只告訴學生如何讀數，而沒有告訴學生游標卡尺的設計原理，導致有些學生雖然學過游標卡尺的使用，但當拿到不同精度的游標卡尺時就不會讀數，或雖然會讀數，但并不理解究竟為什么這樣讀數。筆者在教學過程中，采用了一種類比的方法講解:如果我是1米，一位同學是0.9米，那我比他高0.1米，如果我們兩個人的頭現在處于同一個高度上，那么這位同學要在腳下墊多高的墊子?現在如果有兩個人都是1米高，其中一個站在另一個的頭頂上，0.9米的同學也是兩個人，也是其中一個站在另一個的頭頂上，則都兩組人站在地上時，站在頂上的兩個人頭頂相差多高?如果現在兩組人上面兩個人的頭頂一樣高，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生直觀地理解和把握實驗原理。筆者在分析了游標卡尺實驗原理后，引導學生討論并羅列出各類相似儀器的讀數方式，啟發學生橫向類比，歸納總結。學生進行實驗時有的放矢，進而做到了舉一反三，對實驗方法、設計方案等進行歸納、總結，逐步掌握了實驗規律。

3.2糾正學生的錯誤認識，善于設置問題情境。

在大學物理教學中一個比較困惑的問題是:理論課教學內容與實驗課教學內容存在時間差，尤其是實施開放式網絡選課，部分學生在學習理論課之前就做了物理實驗，因而他們對有些物理內容把握不深，直接影響到他們的實驗興趣和對實驗的理解與把握。這種時候，教師要善于設置問題情境，引導學生對實驗所涉及的理論內容進行理解，了解本實驗的內容與目的。比如在測定轉動慣量實驗中，我們可以設置以下一些情境，讓學生自己思考:物體在受到如下兩個力之后，將如何運動?這兩個力是否做功?功是能量轉化的量度，那么所做的功都轉化為什么能量了?相同的兩個斜面上放了兩個相同質量、外半徑相同的圓筒和圓柱，哪個先滾動到斜面下方?一根長直的棒，用手握住不同部分，哪種方法更容易揮舞?從這個實驗來看，轉動慣量都和哪些因素有關?

教師在引導學生進行思考后，應給出結論，糾正學生的錯誤或者模糊認識，端正學生的實驗態度，使學生形成科學認識。同時，教師可以結合轉動慣量的具體應用，比如歷史上的“紅衣”大炮與現在的狙擊步槍的射程比較，飛機的導航儀等，讓學生了解具體應用的例子，提高學生學習的興趣。通過對情境問題的討論，學生的認識會隨之發生變化，逐漸替代先前的錯誤認識或模糊認識。

3.3適當利用演示實驗，積極探索小實驗，吸引學生的目光。

眾所周知，演示實驗是以教師操作為主的示范性實驗。實驗現象的直觀展現可以使學生加深對抽象的物理定理、定律、法則等的理解，鞏固記憶，同時還可以吸引學生目光，激發學生實驗興趣[3]，教師在實驗教學中適當利用演示實驗并發揮其積極有效的作用，對學生興趣的培養極其重要。例如對空氣比熱容測定實驗中，學生對絕熱過程并不容易理解，他們雖然知道相關概念，但對此理解并不深。在實驗過程中，教師可以讓學生動手做一個小實驗:拿一個長氣球，里面封閉一部分氣體，用人中部分去體驗一下它的溫度(人中位置比較敏感)，然后用手使勁拉伸氣球，此時感覺到氣球變熱;讓氣球回到原長，氣球又變涼。實驗做完后，教師組織學生分析思考，理解絕熱過程，然后將實驗得到的現象和結果結合到本次實驗當中，組織學生利用理論知識再次分析。這樣既有利于學生在輕松愉快的氣氛中掌握物理規律，又可以激發學生的實驗熱情。

4.結語

在大學物理實驗教學中，教師應注重學生的創新理念、創新思想的培養，打破原來的“要學生怎么做”的照本宣科、按部就班，提倡“學生要如何做”的創造性意識培養，在引導學生理性分析基礎上，要敢于打破常規，換位思考。在教學過程中，教師要不斷總結、提煉自己的教學經驗，摸索教學技巧，從而激發學生的探索精神，調動學生的創新能力，發掘學生的創新潛能。

參考文獻:

[1]馮玉玲，蔡紅星，王雪萍.開放式近代物理實驗教學的優勢與不足.長春理工大學學報(自然科學版).2007，20，(1):91-92.

[2]趙亞林.大學物理實驗[M].江蘇:南京大學出版社.2008.

[3]孫錫良.大學物理演示實驗教學中存在的幾個突出問題.物理與工程.2007，17，(3):32-34.