對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考

摘 要：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是理工科院校的一門公共基礎(chǔ)課程，其教學(xué)涉及與高中物理的銜接，同時(shí)也為后續(xù)專業(yè)課實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。作為一線教師，本文依據(jù)學(xué)校招生情況、學(xué)生物理基礎(chǔ)及教師上課情況，從分層教育、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告講解和學(xué)生獨(dú)立操作四點(diǎn)，簡(jiǎn)單對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)提出一些思考。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程;數(shù)據(jù)處理;實(shí)驗(yàn)報(bào)告

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是高等理工科院校對(duì)學(xué)生進(jìn)行系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的公共基礎(chǔ)課程，也是學(xué)生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開(kāi)端。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本任務(wù)是：使學(xué)生在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按照循序漸進(jìn)的原則，學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的知識(shí)和方法，得到實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，從而初步了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要過(guò)程與基本方法，為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

我校可以開(kāi)設(shè)二十多個(gè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，包含基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、力學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理以及綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)含22臺(tái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，基本可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)學(xué)生獨(dú)立操作。由于開(kāi)設(shè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教室有限，學(xué)生人數(shù)較多，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是輪動(dòng)進(jìn)行的，造成各個(gè)選課班級(jí)教學(xué)進(jìn)度不一致，同時(shí)也無(wú)法跟大學(xué)物理課程教學(xué)進(jìn)度匹配。例如有些理論課內(nèi)相關(guān)知識(shí)還未覆蓋，實(shí)驗(yàn)課內(nèi)已根據(jù)相關(guān)原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，我們一般的流程是：1.第一次上大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)給學(xué)生講解上課的注意事項(xiàng)、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)格式、實(shí)驗(yàn)安排、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的發(fā)展歷程、相關(guān)名人及物理實(shí)驗(yàn)、測(cè)量誤差與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容;2.根據(jù)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)安排，組織學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（通常先由老師講解實(shí)驗(yàn)原理、內(nèi)容、過(guò)程等，再示范整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，最后由學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)）。3.期末最后一次課上，老師會(huì)講解本學(xué)期實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告上存在的問(wèn)題（實(shí)驗(yàn)報(bào)告一般要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后兩到三周內(nèi)上交）。

此外，我校是面向全國(guó)招生的工科院校，學(xué)生的物理基礎(chǔ)層次不同。筆者曾經(jīng)在自己上課班級(jí)上做過(guò)調(diào)查，大約有一半同學(xué)在高中會(huì)考結(jié)束后就徹底放棄了物理。他們沒(méi)有想到高等院校理工科以及部分文科專業(yè)還需修讀大學(xué)物理和物理實(shí)驗(yàn)兩門公共基礎(chǔ)課，所以這類學(xué)生物理基礎(chǔ)相對(duì)就不夠扎實(shí)。在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生可能不會(huì)正確使用游標(biāo)卡尺（螺旋測(cè)微器）對(duì)一個(gè)物體進(jìn)行測(cè)量讀數(shù)、不會(huì)正確使用萬(wàn)用表（例如，如何測(cè)量直流或者交流電壓、測(cè)量電流時(shí)對(duì)量程的考慮等），甚至有些學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)單的電路連接也不是很清楚。通常為讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)記錄與真實(shí)數(shù)據(jù)之間的差距，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中會(huì)涉及誤差分析及數(shù)據(jù)處理部分。然而我校學(xué)生在大一下開(kāi)始修大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程，而涉及誤差和統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)容的概率論與統(tǒng)計(jì)這門課程卻是在大二修讀。盡管在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的第一次課中會(huì)就相關(guān)內(nèi)容跟學(xué)生進(jìn)行講解，但畢竟課時(shí)短、內(nèi)容多，這就造成學(xué)生有誤差分析概念，但實(shí)際在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上關(guān)于數(shù)據(jù)處理部分又是一頭霧水的局面。基于學(xué)校、學(xué)生以及教師上課基礎(chǔ)情況，筆者對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)提出如下思考：

一、根據(jù)學(xué)生的物理基礎(chǔ)分成預(yù)修班和普通班。其中預(yù)修班學(xué)生在正式學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程時(shí)需要預(yù)修幾個(gè)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)（例如，物體密度和長(zhǎng)度的測(cè)量、伏安法測(cè)電阻、薄透鏡焦距的測(cè)量等），來(lái)提高學(xué)生在數(shù)據(jù)記錄、電路連接、光學(xué)儀器調(diào)整方面的操作技能，通過(guò)考核后再和普通班的學(xué)生一起完成大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)。在之前的教學(xué)過(guò)程中雖然沒(méi)有預(yù)修班這個(gè)形式，但是在教學(xué)過(guò)程中有基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，當(dāng)時(shí)的感受是沒(méi)有經(jīng)過(guò)分班的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，課堂紀(jì)律不是很理想，會(huì)做的學(xué)生會(huì)說(shuō)高中已經(jīng)做過(guò)了，不會(huì)的同學(xué)還在那里默默做實(shí)驗(yàn)。后來(lái)隨著課程改革，這部分內(nèi)容被刪掉，直接的感受就是有些學(xué)生甚至連基本的實(shí)驗(yàn)操作都有困難，所以分層次的教學(xué)是有必要的。

二、適時(shí)調(diào)整大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中的理論課時(shí)，提高學(xué)生數(shù)據(jù)處理的能力。在實(shí)驗(yàn)課上課過(guò)程中，第一次課教師需要給學(xué)生講解上課的注意事項(xiàng)、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)格式、測(cè)量誤差與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容。然而在實(shí)際過(guò)程中，這次課上老師是來(lái)不及詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、誤差分析等內(nèi)容的。而這一部分內(nèi)容數(shù)據(jù)多、公式多，學(xué)生本身數(shù)學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備不足，導(dǎo)致不容易理解消化。考慮到學(xué)生還未接觸概率統(tǒng)計(jì)方面的內(nèi)容，適時(shí)調(diào)整理論課時(shí)，可以讓老師通過(guò)舉例詳細(xì)講解這部分知識(shí)的運(yùn)用，在課堂中通過(guò)不同實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方式讓學(xué)生融會(huì)貫通。如若課時(shí)不足，老師也可在講解相應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，適當(dāng)講解該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中有關(guān)數(shù)據(jù)處理部分要注意的內(nèi)容以及數(shù)據(jù)該如何來(lái)處理，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)有的放矢。當(dāng)然這個(gè)課時(shí)增加了，相應(yīng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)間必然就會(huì)減少，所以要在兼顧學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作效果和內(nèi)容的前提下，提高學(xué)生數(shù)據(jù)處理的能力。

三、每次實(shí)驗(yàn)課之前，針對(duì)上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況，向?qū)W生做一個(gè)簡(jiǎn)單的情況說(shuō)明，以便學(xué)生了解自己在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的不足之處。由于實(shí)驗(yàn)報(bào)告存檔要求，目前我校學(xué)生上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告之后是不返還的，因而學(xué)生即便知道自己每個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)，也不知道自己不足的地方。這里首先要求學(xué)生一定要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，另外老師根據(jù)批改情況，在每次上課之前對(duì)存在的普遍問(wèn)題要詳細(xì)講解，個(gè)別問(wèn)題可在學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中與學(xué)生單獨(dú)私聊。

四、提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的自主性、創(chuàng)新性，而不是簡(jiǎn)單重復(fù)老師的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)。每次實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生都要完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)工作，以此來(lái)了解實(shí)驗(yàn)原理、方法、步驟、所要記錄的數(shù)據(jù)以及如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。理論上，如果學(xué)生認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的話，是可以獨(dú)立完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫(xiě)作的。所以若老師適當(dāng)調(diào)整上課節(jié)奏，實(shí)驗(yàn)課上課時(shí)如果先給一段二十分鐘左右的時(shí)間讓學(xué)生獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)，讓其檢驗(yàn)自學(xué)成果并正視存在的問(wèn)題，然后再由老師來(lái)詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)原理并演示實(shí)驗(yàn)操作部分，最后再由學(xué)生來(lái)最終完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作部分。這樣學(xué)生不僅對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作有更深入的理解，同時(shí)也讓學(xué)生有更多的思考和動(dòng)手操作機(jī)會(huì)，更好地理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的初衷，培養(yǎng)學(xué)生初步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧從杰.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)與教學(xué)方法探討[J].大連理工大學(xué)，2013.

作者簡(jiǎn)介：林星星（1984.08-），女，漢族，上海市人，博士研究生學(xué)歷，上海電機(jī)學(xué)院文理學(xué)院講師，主要研究方向：太陽(yáng)電池制備。

（上海電機(jī)學(xué)院文理學(xué)院）