大學物理實驗教學的幾點思考

摘 要：大學物理實驗是學習大學物理的關鍵環節，也是理工科學生必修的一門獨立的實驗基礎課。為了提高學生的實驗、應用與創新能力，調動學生學習大學物理實驗的熱情，大學物理實驗教學方法就成為教師應重視的問題。筆者就自己在實驗教學中的經歷談幾點看法。

關鍵詞：物理實驗；知識儲備；教學方法；應用與創新能力；知識更新

大學物理實驗是對學生進行科學實驗的一門獨立的基礎課。它是學生進入大學后接受系統的實驗方法和實驗技能訓練的開端，也是學生繼續學習物理課程實驗和工程實驗的基礎。其目的是通過對實驗現象的觀察、分析和對物理量的測量，學習并掌握物理實驗的基本知識、基本方法和基本技能，加深對物理學原理的理解，在此基礎上，開發學生的應用與創新能力。在實驗過程中，訓練學生安裝、調整和操作實驗儀器的技能，培養學生分析、判斷和解決問題的能力，以及處理實驗數據和撰寫實驗報告的能力，使學生養成良好的實驗習慣和嚴謹的科學作風。

一、實驗教師要有豐富的知識儲備

師者，傳道、授業、解惑也。沒有豐富的知識儲備如何完成教師的傳道、授業、解惑呢？教與學又可以看成是施與授的關系，如果教師沒有豐富的知識儲備，又拿什么授予學生呢？因此，教師對所講授的課程要認真研究，抓住其精髓，把握其內涵。在這個過程中，教師要將書本理論吃透、消化、吸收，這樣，教師才能熟練駕馭教材。熟悉教材是做實驗的前期理論準備，沒有充足的理論準備就不能很好地付諸實踐。因此，實驗教師對課程豐富的知識儲備是必要的前提條件。教師面向的對象是學生，如何讓學生把教師的知識儲備轉化成自己的知識并將其應用到實驗中，就需要教師重視實驗教學方法。

二、良好的教學方法是實驗教學的重要環節

1.發揮教師的主導作用，調動學生的主觀能動性

教師在實驗過程中要做到粗細結合、張弛有度，既放手又調控。學生進入實驗室后，教師要嚴肅向學生說明實驗室的安全、管理及衛生情況，詳細講解儀器設備的使用方法和注意事項，在保證人身及設備安全的基礎上放手讓學生做實驗。在實驗過程中，教師既要糾正學生不正確的操作，處理實驗過程中出現的各種問題，又要控制實驗的進程。

做實驗和聽課、看書、做習題有很大的不同。實驗時，學生面對復雜的物理現象和各種實驗儀器，不能像聽課或做題中遇到的問題那樣單一，學生不但要思考而且還要動手操作解決各種問題。要取得好的實驗效果，教師就應該鼓勵學生樹立主動研究問題的態度。實驗中要向學生多問幾個為什么和怎么辦，讓學生盡量運用所學知識進行思考分析，把分析的結論指導于自己的實踐，再通過實踐解決問題。因此，實驗中對學生的提問和檢查等方面都要有利于發揮、調動學生的主動性，既要幫助學生解決疑難，又要避免指導過細和規定過死，應使學生逐步擺脫對教師的依賴。

2.抓住實驗特點，組織實驗教學

大學物理實驗是一門系統的基礎實驗課程。這門課從基本儀器的使用方法、基本物理量的測量方法到數據處理方法都有規范的要求。它所涉及測量的物理量廣泛，測量方法靈活多樣，使用儀器種類繁多，數據處理方法又不盡相同，而且每個實驗項目又各具獨立性。實驗教師的講解必須突出每個實驗項目的重點與難點。例如：長度、密度的測量，要著重講解基本儀器的使用和測量方法的規范性。在拉伸法測量金屬的楊氏模量實驗中，重點是光杠桿的放大原理，難點是望遠鏡與光杠桿之間的調整。又如旋光儀測葡萄糖溶液的濃度實驗，重點在于講解旋光儀的結構，難點是旋光儀的工作原理，因為這個實驗的物理知識點（起偏與檢偏）就包含在工作原理中。學生通過教師有重點的講解，能夠對所做實驗更加清晰化、獨特化，既幫助學生記憶又使學生容易與其他實驗比較異同，方便學生歸納整理所做實驗項目。因此，實驗教師要抓住每個實驗項目的特點組織實驗教學，這是對實驗的濃縮和再提煉的過程，也是使學生加深物理知識的重要方法。

3.認真回答學生提出的問題

實驗過程中學生可能會提出各種各樣的問題，有些是教師沒有考慮到的，這時教師要認真思考后做出解答，對于沒有把握的問題不要急于回答，要和學生一起討論或查閱相關資料。學生提出的問題不僅是檢驗實驗課效果的標準而且是開闊實驗教師視野的途徑。教師和學生探討問題，既能教學相長又能調動學生的學習熱情?？茖W來不得半點虛假，只有教師身體力行嚴肅認真地回答每一個學生提出的問題，才能讓學生養成對待科學實驗嚴肅認真的態度和實事求是的作風。

4.全面科學的評價

由于實驗是一項即動手又動腦的綜合性過程，不能只看書面報告的數據是否完美，還要兼顧學生在實驗過程中的表現，給出綜合性的實驗成績。全面科學地評價實驗不僅是公平公正評價每個學生實驗能力的標準，也是調動學生學習的動力，良好的評價體系能夠提高學生學習的積極性。因此，教師不能忽視這個環節，實驗成績應由預習、操作、數據處理、誤差分析、思考題甚至實驗后的總結組成最終的實驗成績。為了掌握學生在實驗過程中的表現，實驗室采取對號入座并控制人數的管理辦法，有效地考查每個學生的實驗過程，使得動手操作的評價更加合理。教師評價一份實驗報告時，既要看它的整體規范性又要兼顧局部重點，最終給出全面的評價。

5.做好實驗后的總結

實踐是檢驗真理的唯一標準。每次實驗課上，都會遇到這樣或那樣的問題，教師課后要及時總結課上遇到的問題。這些問題可能反映出教師備課的疏漏或實驗儀器的故障等，通過實驗后的總結，教師能夠彌補實驗教學上的不足，及時解決儀器故障，掌握實驗儀器的性能特點，以便完善實驗教學。實驗是一個感知的過程，教師要讓學生對實驗進行總結，并通過總結獲得對實際經驗和操作方法的再認識，提高實驗動手能力。

三、重視應用與創新能力的培養

大學物理實驗的目的是讓學生在掌握基礎實驗操作方法的基礎上培養學生的應用與創新能力。應用與創新必須具備扎實的基礎，每個實驗的設計都是和實驗原理分不開的，所以實驗課要重視講解實驗原理。實驗原理是一個實驗的理論基礎，是由理論轉化為實踐的依據，也是理論通往實踐的橋梁。

學以致用，應用能力的培養要和實際生活緊密聯系起來。比如在測量鋼體的轉動慣量時，不僅讓學生掌握鋼體的轉動慣量與鋼體的質量、質量分布以及轉軸的位置有關，還要找生活中常見的例子給學生說明。如變速自行車通過變速擋選擇不同半徑的齒輪來改變其轉動慣量，選擇的齒輪半徑越大，其轉動慣量也越大，最初蹬起來越費力。通過這樣具體的講解，使理論更加鮮活，這不僅激發了學生的學生興趣，而且培養學生把理論知識轉化為生產力的觀念。另外，查找一些與理論相關的新科技、新應用與學生分享，盡可能擴大學生的視野，同時開設一些綜合設計性實驗供學生實踐，開展大學生創新活動，激發學生大膽創新的能力。

四、實驗教師要加強學習

隨著科學技術的發展，先進的實驗儀器不斷出現，使得實驗方法也不斷改進與更新，實驗教師的知識儲備不能停留在原有的狀態。因此，教師要不斷地學習新知識，掌握新科技，更新知識儲備，這樣才能與時俱進，更好地完成實驗教學工作。

五、結語

大學物理實驗要求我們，基于驗證性實驗，對綜合性實驗進行深化與拓展，對設計性實驗進行探索與挑戰。教師教給學生的，不僅是實驗本身，更要側重于對學生實際能力的培養與提升。由于每個院校的實驗狀況不同，每個教師的授課方法也仁者見仁智者見智，教師應加強交流、學習，把大學物理實驗課上好，真正提高學生的綜合實驗與實際應用能力。

參考文獻：

[1]李壽松.物理實驗教程[M].北京：高等教育出版社，2000（2）.

[2]林抒，龔鎮雄.普通物理實驗[M].北京：人民教育出版社，1982.

作者簡介：穆曉東（1967— ），女，北京房山人，高級實驗師，研究方向：實驗教學。