有效提高大学物理实验教学水平的几点建议

赵瑞娟，安盼龙，何 森，杨 艳

（中北大学，山西 太原 030051）

物理学是一门以实验为基础的学科，同时又是其他理工学科的基础，物理学的发展是理论和实验相辅相成的，理论是否正确需要实验的验证，而实验是否成功又需要有一定的理论作为指导依据。大学物理实验是高校理工科学生必修的公共基础课，在整个教学过程当中对培养学生的综合素质方面占有十分重要的地位，对于高素质人才的培养作用是不可替代的。大学物理实验一方面要使大学生学到相关的知识和技能，培养学生的自主学习能力及动手能力，另一方面还要进一步担负起教育功能，培养学生合作精神，并促使其养成良好的习惯。高校学生进行科学实验训练，是学生对所学理论知识强化印象、深化理解、并学习使用仪器设备、探索实验科学理论的基本方法，是提高学生动手和创新能力的重要环节。因而大学物理实验教学在高等教育培养高素质人才的今天显得尤为重要。

但是，大学物理实验教学一直存在许多问题：如没有被足够的重视，学生对其没有浓厚的兴趣，上课形式和方法过于陈旧以及达不到预期较为理想的教学效果等。面对如此之多的问题究竟该如何解决，许多的实验教学工作者都进行了深入思考并提出了自己的观点和建议。为此，我们结合实际教学经验对大学物理实验教学重要的几个问题及给出解决办法：

1 课前详细预习与带着问题上课相结合

1.1 预习的目的性要明确

在教学过程中发现相当一部分学生的预习并不是主动的有目的性的预习，而是敷衍了事，认为实验只是重复教材所讲的内容。还有一部分学生预习报告虽然写得非常详细，但是在实际操作的时候却一无所知，预习起不到指导实践的效果。这两种极端情况无疑增加了教学互动的难度。所以在下课前几分钟教师应该把下次课的重点、难点强调一下，使学生下课预习时具有针对性。

1.2 学生课前预习必要性

只有课前预先明确了实验的目的、原理、仪器，才能在课堂上更加准确的把握实验课的学习内容，在这一点上，实验课和理论课毫无分别。所以教师可以灵活教学，让学生在课堂上体会实验预习的重要性，多提问，增加互动环节，或者在每次上完课后，给学生指出下一个实验预习所要提问的重要的几个问题，既可以为学生的预习指明方向，又可以达到预期的预习效果。

2 多媒体课件的教学与传统的教学相结合

实验教学虽有别于传统教学，也应积极吸收传统教学中可以借鉴的有用方法和形式，在学生明确了实验目的的情况下，对实验原理的充分讲解是必不可少的，一定要让学生明白为什么要如此设计实验，此外实验中所涉及到的注意事项也应明确告诉学生。对于某些实验，尽管教师把原理讲解得很清楚，但是学生具体操作的时候还是会遇到好多问题，不明所以，例如分光仪的调节与使用。为此可以引入多媒体课件教学，例如可以通过动画课件的形式讲解分光仪的调节与使用实验，这样既方便了教师，又能使学生对该实验有一个更加直观清晰的感受。同时配合教师的进一步指导，对于实验教学效果会有很大提高。

3 教师的教与学生的学相结合

实验课是互动的，教师和学生都必须积极行动起来，教师积极的教，学生积极主动的思考与动手相结合，把握课堂有限的教学时间，完成教学任务，主体地位在学生，教师只起引导的作用。每一个教师的上课也是一个学习的过程，实验课上遇到的问题的特殊性和随机性决定了教师处理应对学生实验过程中遇到的棘手问题的方式方法也应不同，其中既涉及到相关理论知识，又涉及到仪器测试及使用等知识，也可能是实验过程中随机产生的新问题。对于以前遇到的类似问题，教师可以立即作答，对于新问题，教师必须经慎重考虑后方可回答学生。实验中学生所提出的问题的每一个闪亮点都可能对教师自身产生影响，而教师的回答对学生既是问题的解决，又是经验的深刻体会。

4 实验教学与实践相结合

大学物理实验如果只是局限于课堂那么教学最终将会归于失败。教师的教学应该与实际的应用结合起来，使学生在学习的过程不会感觉枯燥无味，对实验的目的和应用也不会感到茫然，思维也可进一步活跃和得到拓展。“我们现在做的这个实验以后可以用来测什么”或者“这个实验思想对你们有什么帮助”，这是每位教师上课都应该对学生说的，也是每位教师自己都应该仔细考虑的。实验本身就是使某一个物理现象重现或者验证某一理论是否正确，那么我们仅仅是重复这样的过程吗？答案是否定的。我们必须把它放到我们的生产实践和日常生活中去，让学生深刻体会它能解决什么样的问题。

5 大学物理课与实验课相协调

大学物理课与实验课是相辅相成的，理论课上难以理解的知识在实验课上可以更加贴切形象的加以理解，不可捉摸的东西可以通过实验来验证。而实验又需要理论课的进一步的指导，举一反三，不断拓展和创新。因此在课时的安排上应该做到尽量协调。由于我们所开实验大多是一些经典物理实验，需要学生预先了解实验的理论依据和背景，因此可通过物理课先行开设与物理实验课稍微滞后的开设方法解决理论滞后于实验的问题，而且我们应该始终给学生贯穿“实验是理论的试金石”这一观点，必须进行有层次有目的的结合。有条件的学校可以开设实时授课系统，使理论课与实验课结合起来同步进行。

6 趣味性与知识性相结合

没有趣味的实验课不光学生不感兴趣，教师也觉乏味，“从实验中找乐趣，培养兴趣”是笔者一直坚持的观点。当然，找乐趣建立在对物理知识的把握是否透彻的基础之上。我们知道霍尔元件非常有用，但是如果我们不知道产生霍尔效应的物理机制，为什么要用半导体做霍尔元件，为什么霍尔元件的厚度要很薄，什么是电导率，什么是迁移率，霍尔电压和载流子沿电场方向的漂移电压有什么区别等等的问题，我们学习东西开始可能比较盲目，然而如果我们对它掌握了，感兴趣了，由点到线，由线到面，顺路思索，我们的被动地位变成了主动地位，由被动学习知识变成积极主动的索取，这样的奇迹效果是不能预料的，物理学家费曼就是一个“玩”出来的物理学家。我们必须让紧张的实验课堂气氛转变为轻松的探讨操作测量过程，发现新思路，新方法，新观点，进行趣味设计性，科普知识性的实验，在达到教学目的的同时，建立起学生对物理实验乃至物理学习的浓厚兴趣。

7 基础的实验任务与能力的拓展相结合

实验课在适当的时候也应该做些设计拓展性的实验，结合学生的学习情况和现有的实验条件，由教师命题，学生选题并且进行自我设计以及拓展能力的训练，使学生在玩味了解实验的内在意义的同时又进一步提高自己的实验思维和动手能力。比如我们给学生开设的怎样利用互感应原理、霍尔效应、磁通门原理设计传感器实现自动化控制、测半导体性能参数、测弱磁场，怎样利用热电偶测温等等设计性的实验。

8 必修实验与选修实验的关系把握问题

必修实验的开设是让学生对一些经典物理实验加深了解，选修实验则是重在培养学生的实验兴趣，重在提高学生的创新思维和实验设计能力。应该认真处理必修实验和选修实验的关系问题，尽可能不靠学时学分来控制，把选修实验落实到兴趣上，尽可能开设更多的选修实验，给学生提供更多的机会亲自动手设计实验。但是，无论必修还是选修都同样重要，教师和学生应该认真对待，不应该人为的区分其主次。

9 实验时间的分配问题

实验理论的讲授与学生动手时间协调的问题。有的老师喜欢长时间讲授实验的理论知识，认为只有这样学生理论原理知识清楚了的操作才会完美，正所谓“磨刀不误砍柴工”，实际是这样的教学效果并不理想。有的老师反之只讲授点基本的知识把主要时间投入到学生的操作上，这样做也并非更好，到底在有限的教学时间内该如何合理地安排两者之间的关系长期以来各有争论。根据普通物理实验与近代物理实验的特点，时间的安排也不尽相同，不能“喧宾夺主”，也不能“喧主夺宾”，经过多年的探索，我们发现，两个学时的实验，我们尽量把实验原理、实验要求及操作注意事项讲授时间控制在半个小时以内，学生才不至于向理论课堂一样产生课堂疲劳，实验效率比较高。

10 教学过程中出现的诸多问题是物理实验教学的有益补充

和事物的发展过程一样，新事物才有生命力，但是只有达到质变旧事物才会转变为新事物。实验过程中出现的诸多问题就是实验课有生命力的必不可少的因素，我们鼓励学生遇到问题先自己思考，比如电学实验是电路接线不正确，还是接触不好，调零了没有，短路、断路了没有？惠斯通电桥为什么只能测中值电阻？为什么改装电表的曲线图是折线图，计算标称误差为什么要这样计算？怎样确定电表的等级等问题。只有出现了问题进而更好的解决问题才能进一步提高实验课的教学效果，几十年如一日一成不变的教学，效果只会越来越差。因此，有问题并不是一件坏事，反而是好事，通过解决问题可以达到更好的教学效果，那么我们应该欢迎问题的到来。

11 结 论

本论文通过对实验教学过程出现的问题的详细分析和深入思考，提出了自己的建议，以期使教师和学生在趣味中互动起来，实现物理实验教学的理想效果。但是这并不是说只要我们在规定的课时做完实验，达到基本的实验目的就行，而是要明确我们通过这一系列的实验教学，让学生学到了些什么，怎样让他们把学到的知识最优化，甚至从单纯实验课的角度上影响学生的思维和开拓创新的精神，由此以至其它的理论课和实践课，发生“裂变效应”。只有目的明确，有的放矢，我们才能更好提高大学物理实验教学的效果。

［1］王智彬.高等学校实验教学的改革与思考［J］.吉林工程技术师范学院学报，2005，21（4），37－39.

［2］刘燕，周岚，胡经国.大学物理实验教学改革的探索与实践［J］.实验室研究与探 索，2009，28（11）：171－172.

［3］张庆国，尤景汉，陈庆东等.大学物理实验教学改革的实践与探索［J］.物理与工程，2008，18（4）：48－50.

［4］刘金环.大学物理实验教学模式改革与建设研讨［J］.大学物理实验，2005，18（1）：72－74.

［5］陈彦，姚列明，霍中生.全方位改革大学物理实验课［J］.实验技术与管理，2005，22（2）：114－117.

［6］郑庆华，王忠全.大学物理实验教学的理性思考［J］.大学物理实验，2012（1）.