大學物理實驗課程的必要性及其實施

吳苗 劉道軍

摘 要：大學物理實驗課程作為高等學校理工科的基礎課程之一，其所開設的實驗內容以基礎性為主，即學生通過做實驗能夠培養良好的實驗習慣，掌握物理實驗方法、提高動手能力，以及掌握與實驗相關的基礎理論知識。物理實驗不僅能夠幫助學生對抽象的物理知識加深理解；而且還能培養學生對物理學科的興趣，提高學生對事物的觀察能力以及邏輯思維能力，是大學生從理論轉向實踐的重要環節，本文重點論證大學物理實驗課程的必要性以及如何在教學中改進方法。

關鍵詞：物理實驗 動手能力 創新能力

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）06（b）-0178-02

物理學是一切自然科學的基礎，并處于諸多自然學科的核心地位，而物理實驗則是物理學的基礎。諾貝爾物理學獎獲得者丁肇中教授認為“沒有實驗證明的理論是沒有用的，理論不能推翻實驗，而實驗則可以推翻理論”。這也簡明扼要的闡述了實驗的重要性。而如今的高校普遍存在這樣一種現象，教師們都明白大學物理實驗與培養學生能力的重要性，但為了應付教育部的檢查或者評估，只是把大學物理實驗當作一項任務課程來完成。因此，大學物理實驗的教學已經偏離其創新教育的功能，形式不容樂觀。

1 大學物理實驗對大學物理理論的重要性。

物理學是研究物質的基本結構、相互作用和運動形態，且以實驗作為基礎的學科，滲透在自然科學的各個領域，通過了解物理實驗原理，動手做實驗可以使學生初步學習分析問題、研究問題和解決問題的方法，起著啟發和開闊學生思維、激發探索和創新精神、獲取知識的能力的作用，更能鍛煉學生的動手能力，增強適應社會的能力。在學習物理的過程中，加入物理實驗，可以調動學生學習的主動性和積極性，從而可以提高教學效果。因此，物理實驗課程是連接理論與實踐的橋梁。

大學物理實驗是學生進入大學后受到的又一次系統的實驗方法與實驗技能的培訓，通過對實驗現象的觀察、分析和對物理量的測量，使學生進一步加深對物理原理的理解，培養與提高學生的科學實驗能力和素養。在每一個物理實驗中都會涉及到一些物理方法和思想，例如在惠斯通電橋測中值電阻的實驗中就涉及到了一種使電橋平衡的方法，了解這些思想和方法，有利于學生提高解決問題的能力。因此，通過物理實驗可以培養學生實事求是的科學態度。

通過對物理實驗實踐可以使學生獲得比較豐富的感性認識，使學生對物理概念、圖像以及原理有更深刻的理解。許多物理概念、原理、圖像非常抽象，導致學生對預習和自學產生畏懼，降低學生學習的積極性。借助大學物理實驗可以更形象、具體地解釋物理課程內容的內在聯系。能使抽象的物理知識具體化。

大學物理實驗可以幫助學生培養一些技能。（1）鍛煉學生動手應用能力。在實驗的過程中會涉及組裝儀器、調試裝置、測量、處理數據、排除故障和發散拓展，通過這些過程使學生的動手能力逐步提高。首先按照實驗要求對實驗儀器進行操作，對裝置進行調試，其次使用工具測量某些物理量，最后分析、綜合實驗數據，抽象出物理量之間的關系。當實驗遇到障礙時，促使學生想辦法排除故障。通過物理實驗可以提高學生的應用能力，是開設大學物理實驗課程的最終目的。（2）培養學生之間的合作交流意識。學生通過交流、相互協作來完成實驗。所以學習大學物理實驗，能夠讓學生明白合作的重要性，加強學生的團隊意識。（3）培養學生的觀察和反思能力。有些物理實驗是需要觀察后才進行數據處理的，只有觀察到現象才會得出正確的結論。例如在聲速的測量實驗中，必須仔細觀察正余弦圖像的峰值才能得出正確的聲速值。在實驗過程中如果得出數據與實際數據有偏差，促使學生反思實驗過程，找出并分析不足之處。從而提高觀察和反思的能力。

2 既然在高校開設大學物理實驗課程很有必要，那么可以從以下幾個方面教好大學物理實驗

首先，物理實驗的教學體系要合理。在我國的教育教學中，都認為物理實驗只是物理教學的附屬品，而理論教學才是物理教學的重點。在這種錯誤思想的誤導下，大學物理實驗教學一直未能走上正軌，教學設備陳舊，實驗內容單一老化也制約著大學物理實驗的發展。

其次，在教學過程中應給予實驗教學充分的重視。教師要充分備課，因為真正上好實驗課不下一番功夫是很難達到預期效果的。因此，上實驗課應當和理論課一樣，好好備課，寫好教案。除此之外，教師還應提前預做實驗，了解實驗的每個環節。上課前應該檢查每一組實驗儀器。還應準備備用儀器，以便及時更換。

再次，規范實驗操作和語言恰當。在實驗過程中，需要教師在儀器的使用、電路連接和演示實驗現象時動作標準。而且要求教師在介紹儀器、講述實驗過程和總結實驗結論時，語言必須簡練。教師在演示的同時要引導學生觀察，不斷啟發提問，讓學生主動分析、討論，充分調動學生學習的積極性，自然而然推導出實驗結論。

最后，規范實驗報告。實驗報告是學生對整個實驗過程的反映，是學生實驗的直接成果，撰寫實驗報告的過程就是學生綜合思維能力的培養。因此在實驗課上，教師應指導學生撰寫實驗報告。通過實驗報告教師可以獲得教學的反饋信息，發現問題并及時解決。因此，實驗報告撰寫是否規范，是考查學生成績的一個主要方面，同時也是實驗教學的一個重要環節。

3 結語

總之，本文主要從大學物理實驗對培養學生動手能力和創新能力出發來闡述其必要性，以及如何在實際教學中改進教學方法，我校將按照此方法來實踐大學物理實驗教程。

參考文獻

[1] 劉道軍.大學物理實驗[M].3版.合肥：安徽大學出版社，2016.

[2] 劉道軍，張季.Matlab軟件在電勢計算中的應用[J].吉林工程技術師范學院學報，2015，31（7）：83-85.

[3] 趙近芳.大學物理學[M].5版.北京：北京郵電大學出版社，2017.