淺議大學物理實驗教學中教師的作用

秦月婷

摘 要 本文針對大學物理實驗課的教學中出現的諸多問題，分析了在實驗教學中教師的角色作用，同時提出了一系列可行的教學改革建議。

關鍵詞 大學物理 實驗 教學 教師

中圖分類號：G451 文獻標識碼：A

On the Role of Teachers in College Physics Experiment Teaching

QIN Yueting

（Tianjin University of Science & Technology， Tianjin 300457）

Abstract In this paper， teaching college physics experiment course appeared in many problems， analyze the role of the role of teachers in the experimental teaching， and put forward a series of practical teaching reform proposals.

Key words college physics； experiment； teaching； teacher

大學物理實驗是各高校理工類本科專業開設的一門必修課。在《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求（2008年版）》中指出物理實驗課是高等學校理工科類專業對學生進行科學實驗基本訓練的必修基礎課程，是本科生接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端，在人才培養中具有其他課程不可替代的重要作用。①通過對大學物理實驗課程的學習，使學生接受到必要的實驗技能的訓練，為學生學習專業知識以及從事工程技術工作和科學研究工作打下良好的基礎。②

1 問題的提出

目前，我校大學物理實驗課的教學現狀主要靠教師講授進行教學，在實驗教學環節中都是教師將該次實驗課的實驗原理、方法和步驟先一一講解清楚并進行演示，同學們再動手操作。這基本就是把老師講的內容像復印機一樣自己復制一遍。即使這樣，還是有一部分學生因為沒有認真聽，而導致不會操作。學生普遍表現出懶散、應付、聽課不夠認真、互相抄襲數據、抄襲報告等學習態度不端正的現象。

這種現象的出現一方面說明學生對大學物理實驗這門課程不夠重視，認識不到大學物理實驗的重要性；而另一方面更重要地而根本地反映出學生對大學物理實驗這門課沒有興趣、沒有積極性。

針對這種現象迫使我們任課教師不得不認真思考：實驗課的教學中誰是主體？實驗課中教師的作用是什么？如何能上好一門實驗課？教師應如何去激發學生對大學物理實驗課的興趣，使學生能夠主動地學習等一系列問題。

2 實驗教師的角色

對于大學物理實驗課，這種重點培養學生動手能力和操作實踐能力的課程，老師在授課過程中還需要這種“抱著學生走”的教學方式嗎？高爾基曾說過，“如果學習只在模仿，那么我們就不會有科學，就不會有技術。”因此過多的講授不但會使學生覺得迷茫而不知所措，也會使學生失去思考的時間和機會。

實驗課中要首先擺正教師與學生的主角與配角的關系。實驗課中的主角是學生，而教師此時的作用就是輔助學生在有限的時間內順利地完成實驗，是配角。教師的任務不僅是講授知識，更重要的是激發學生學習的興趣，培養學生的創新意識，使學生主動去學習，熱愛學習，從而學會學習?，F代教育理論認為：教學的真正含義是變“學會”為“會學”，即所謂“授人以魚，不如授之以漁”。只有當學生主動去學、愛學、會學，才會端正學習態度，這才是教育的核心任務。

3 教學改革措施

（1）教師只是實驗教學活動的配角，即教師要敢于放手，可以不講的內容就不講，如實驗的操作步驟，教材上通常都很詳細地講解了，學生通過看書能看懂的，就可以不講，放手讓學生自己去弄明白。能少講的就少講，只講需要強調的、重要的實驗方法及注意事項。蔡元培先生說過：“我們教書，并不是像注水入瓶一樣，注滿了就算完事。最要是引起學生的讀書興味。做教員的，不可一字一句地都講給學生聽，最好使學生自己去研究，教員不講也可以，等到學生實在不能用自己的力量去了解功課時，才去幫助他”。③比如，在等厚干涉測量曲率半徑的過程中，教師僅需強調什么是空程差？如何消除空程差？就可以讓學生獨立地去完成實驗。當然，這里需要根據具體的實驗項目的難易程度來確定實驗的講解程度，切不可一概而論。

通過這幾年實際的教學經歷發現，學生獨立完成實驗的能力很強，基本上沒有不會做或做不完的現象發生。因此，大可不必每個實驗都事無巨細地講解整個實驗。

（2）古人強調“善誘者，善導”，教師的作用是引導。教師應正確地引導學生去思考，引導學生如何去思考，如何去解決問題。蘇格拉底說“最有效的教育方法：不是告訴他們答案，而是向他們提問”。④“問題”可以促使學生積極主動地進行思考，可以充分而有效地調動學生學習的積極性。通過向學生提問，使學生學會如何去思考，去解決問題。對于大學物理實驗這種基礎性實驗課程，可在開始的幾個實驗項目中由教師針對實驗項目去提出一系列基本的關于實驗思想的問題，并把問題提得詳細一些，在讓學生有針對性地去看書和學習的同時，教會學生如何去思考，如實驗的直接測量量和間接測量量是什么，各直接測量量怎么測，間接測量量怎么得到，各實驗儀器怎么使用，有效數字怎么選取，儀器精度是多少，各直接測量量中不確定度怎么得出，其中B類不確定度是怎么估計的，在需要作圖的數據處理中如何標度等等。盡量把實驗方法、技巧和思路等教學重點內容，通過“問題”的方式，貫穿于整個實驗中，讓學生既能夠跟隨教師的步驟，又有時間獨立地、有方法地、深入地思考問題，在問題中學會自主地、有目的地看書，同時在與教師的討論中得到解決方法和答案。endprint

經過這樣的幾次教學過程后，學生自己就知道應該如何提出問題、思考問題。只有會提問題，才能想辦法解決問題，才能使學生的實驗能力和科學思考問題的能力得到充分的培養和鍛煉，才能使學生更加積極地、主動地、有效地學習，從而激發學生學習的興趣。

（3）形成分組討論的學習模式。在實驗課中，可以根據具體實驗的項目，有選擇地進行分組式的學習方式。在學生進行實驗前，可先讓學生自由組合成幾組，形成分組討論的學習模式，增強學生的團隊意識。讓學生通過互相合作和討論，掌握實驗的內容，實驗原理和實驗方法，并能夠共同解決實驗中的問題，順利地完成實驗內容。通過小組討論式的教學模式，可以使學生懂得團隊的整體能力要大于各成員個人能力之和，為學生以后更好地在集體中工作打下基礎。

（4）答疑解惑是教師承擔的重要任務。古人云：“師者，所以傳道授業解惑也”。在實驗課中由于其特殊的教學方式，每人使用一組實驗儀器，獨立地操作完成實驗，而各個儀器的工作狀態又不盡相同，因此每位學生可能會遇到不同的問題。所以，在實驗課結束前給學生留出約10分鐘或者固定安排某段時間用于解答學生的疑惑，集中處理學生關于本次實驗中沒有理解透徹的實驗方法、實驗原理等各種問題。這里應允許學生們提出各種各樣的問題，教師應鼓勵學生積極主動地思考，并提出問題。如果有時間還可以跟學生們一起進行更深入的討論和研究。這樣既可以“解惑”，又可以加深學生對所學知識的理解，感受到物理實驗課的樂趣，從而體會到實驗課的重要意義。

（5）開拓學生思路，拓展學生思維。①針對實驗中相關的知識和實驗方法，可聯系幾個實驗進行對比性分析，如用鋼絲伸長測楊氏模量和用懸絲耦合共振測量楊氏模量進行對比分析；剛體定軸轉動中轉動慣量的測量實驗和三線擺測量轉動慣量的對比分析等等；②根據實驗內容聯系實際問題，進行一些拓展性的思維訓練，如在講解惠斯通電橋測電阻時可以問問學生，如果橋式電路處于非平衡時如何去應用呢？常用的電阻測量方法有哪些呢？等；③利用背景反思式教學模式，啟迪學生對物理實驗進行全方位多角度的反思，使學生的科學思維進行全面訓練，如密立根油滴實驗⑤等。

（6）培養學生科學嚴謹的科研作風。物理學是一門實驗科學，通過對觀察實驗現象的分析、抽象和概括，總結規律，從而揭示物質運動和變化的客觀規律，同時應用于實踐去檢驗。因此，客觀的實驗結果是構成嚴謹的物理學的基礎。

在實驗中，教師經常遇到學生擅自涂改數據的現象，產生這一現象的根本原因是學生擔心一些不理想的數據或者不符合規律的數據，會影響其實驗成績。因此，遇到這樣的問題，首先應使學生正確地認識到客觀實驗結果的重要性；其次，應使學生明白，不是所有的實驗都能夠跟我們預想的一樣，要正確地對待這些偏差較大的實驗數據，其具體處理方法是先檢查實驗操作中是否有某些環節沒有做到位，或者儀器沒有調整到位。在排除第一種原因以后，應思考產生數據偏差較大的根本原因，比如，在鋼絲的楊氏模量的測量中，經常會有學生測量鋼絲的伸長量的偏差較大，這時應該引導學生去思考，為什么會有這樣的結果。

還有一種常見的問題是學生在處理數據時發現相對不確定度較大，這時應及時提示學生去思考為什么相對不確定度這么大，是哪一個物理量的測量不準確而導致這樣的結果，以后的實驗中應該如何避免這類的問題產生。這里如果教師不及時加以提醒，學生往往遇到這種情況會表現出不知所措，有的學生涂改數據，有的則置之不理。

這個環節教師的重要作用是要告訴學生，如果能夠將問題進行透徹的分析，你的收獲會遠大于簡單地去完成實驗內容。如果學生能夠通過教師的引導而找到關鍵的問題，這會讓學生受益匪淺的。

（7）實驗教師應加強對實驗操作環節的考核。在這方面我們可以根據學校對該課程的要求，借鑒國外實驗課對學生的考核辦法，⑥提高對實驗過程的考核比重。實驗本身不僅僅是測量某些物理量的數值，更重要的是通過實驗課程的學習使學生會做實驗，會分析實驗結果。因此，在實驗成績的考核方面，不能只憑實驗報告書寫的情況、實驗測量數據及數據處理的結果來評定學生在一個完整實驗項目中學習的情況。教師應綜合、全面地評價學生實驗能力，這包括對實驗的前期準備情況、課堂實驗操作情況、嚴謹的科學作風及實驗思維等方面。通過加強實驗操作過程的考核，使學生重視學習的過程，激勵學生認真地進行實驗課學習。

4 結論

教學的主體是學生，教師在教學過程中的作用就是要充分地調動學生的主動性、能動性和創造性。在大學物理實驗課程中，當學生學會自主地學習時，學生自然就會懂得大學物理實驗課不是一個走過場的課程，而是非常重要的課程。學生通過對大學物理實驗的學習，既可以掌握系統而全面的實驗方法和實驗技能，又能夠學會實驗的思維、技巧和思考問題的方法，同時鍛煉邏輯思維能力，并為后續理工類實驗課程的學習和工作打下堅實的基礎。

注釋

① 張廣斌，李香蓮等.各理工課類高校實施大學物理實驗課程教學基本要求（2008年版）的必要性[J].物理與工程，2010（3）：1-2.

② 陳愛輝.《大學物理實驗》教學的思考[J].科技資訊，2011（21）：191.

③ 蔡元培全集（第四卷）[M].杭州：浙江教育出版社，1997.

④ 令婧.蘇格拉底教育理念的現代性反思[J].內蒙古電大學刊，2011（3）：59-62.

⑤ 解光亮，董有爾等.背景反思模式在密立根油滴實驗中的應用[J].實驗技術與管理，2011（12）：56-58.

⑥ 王化忠.中美大學物理實驗教學模式的比較研究[J].云南農業大學學報，2013（1）：54-58.endprint