省属公安院校与他校开展基础物理实验教学合作机制探究

李东玮

摘 要：明确省属公安院校物理实验课程的定位与教学目标，本着“加强基础，重视应用，培养能力”为原则，挖掘与周边理工类本科院校的长期合作机制，抓好物理实验课程建设规划，逐步建立并完善面向公安类大学生的科学高效的物理实验教学体系。

关键词：物理实验，实验教学体系，合作机制

基金项目：本项工作系河南警察学院课题成果（项目编号：HNJY-2018-20）。

对于省属公安院校，如要达成建设全国重点公安院校的目标，第一位的标准是要有一流的教学，培养一流的人才。现代教育界普遍认为，公安工作是涉及文、理、体等多学科的综合性专业。先进的公安技术分析仪器的创造与使用、交通管理及交通事故的分析等等， 都离不开以物理知识为重要基础的科学技术。

以河南警察学院为例，物理实验所涉及的原理和基本技能，是刑事科学技術、交通管理工程、网络安全等专业的重要理论和实践支持，是学生接受系统科学实验方法和实验技能训练的开端，是培养公安科技类学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。

1 公安理工类专业物理实验教学现状

随着河南警察学院办学层次的不断提升，各类具有传统优势的公安类专业得到迅猛发展，而作为公共基础课程的大学物理教育则处境较为尴尬，最不该被忽视的实验课程至今尚未起步，实验教学改革启动十分缓慢。

首先，学院投入公安专业实验课的人力、财力和物力相对较多，而对基础物理实验课的投入相对较少，重视程度远远不够，从而影响了公安学物理实验的改革与全面发展，相当程度上限制了学生综合能力的提高和素质教育的推行。其次，由于物理总学时的限制和公安专业课学时的增加，学院对物理实验课程做出大量删减，远未达到理工科大学物理实验课程的教学基本要求（高等教育出版社2010年版《理工科大学物理实验课程教学基本要求》指出，物理实验课程一般不少于54学时）。再次，由于没有充足实验设备作为辅助，实际教学中，物理实验知识传授与理论课程被迫合二为一，教师讲授和学生理解的难度显著增加。最后，公安专业学生对待物理课程学习的态度总体上比较消极甚至是轻视。公安专业的学生目前学习和就业压力加大，对待不同课程的态度不同。大学物理教学内容繁杂，理论逻辑严密，接受难度较高，又没有直观的物理实验作为辅助教学，所以学生学习的抵触心理较大，学习积极性不高。有鉴于此， 针对物理实验课程的教学改革则是十分必要的。

2 与他校合作开展基础物理实验教学的现实需求

同部属公安院校和普通理工类或综合类院校相比，省属公安院校受限于发展思路、招生规模、师资配置、学校硬件、就业方向等客观条件，开展基础物理实验课程必须考虑以下问题：

1）实验仪器的购置成本，比如近代实验用到的迈克尔孙干涉仪，实验仪器较精密昂贵;2）实验仪器的耐久能力和维护成本，比如衍射光栅实验，光栅价格不低且十分易碎;3）实验教学的场地成本，比如用到气垫导轨的实验，场地面积需求较大;4）实验难度和完成实验的时间成本，比如主要是电学和光学实验;5）实验室维护的人力成本，比如需要专门的具有物理学知识背景的较高学历人才做相应的日常维护;6）实验自身与公安实践的关联性等。

此外，没有完善的教学大纲做规划指导，没有足够的人员储备做技术支撑，没有相应的硬件软件做配套支持，没有成熟的管理经验可供借鉴。物理实验室建设筹划长期停滞于起步阶段。为契合学院争创全国重点公安院校的长期规划，与周边兄弟院校合作开展基础物理实验教学就成为目前学院的现实选择。

3 基础物理实验教学的课程设置

基础物理实验课程按内容可划分为以下几类：力学实验、热学实验、电磁学实验、光学实验。公安专业由于其自身特殊性，可从中选择与专业联系紧密的实验课题。例如，结合道路交通事故分析可以选择气垫导轨进行碰撞（正面、追尾）实验;利用光敏电阻特性测量实验仪可以介绍安全防范技术中探测器的物理依据;多功能光学实验仪可以让学生了解到如何利用偏振片使照相机清晰地拍摄到玻璃后面的物体，以及如何利用光学原理测定薄膜的厚度;利用不同方法对声速的测量，在声波定位、探伤和测距等应用中具有重要的意义等等。

结合学院基础物理实验的实际教学需求，满足应用型人才的培养目标，可以选择与公安实践结合相对紧密的几类实验优先开展：

1）测量误差、不确定度和数据处理。本课程涉及所有自然科学类学术研究和实践应用的基础技能。本课程主要训练学生对于实验数据处理的基本方法。其内容由以下两部分组成：（1）有效数字及其运算、实验误差的特点及克服方法、不确定度概念及其初步评定方法等;（2）列表法、作图法、逐差法等常用的实验数据处理方法。

2）动量守恒定律的验证。本课程为道路碰撞事故分析的基础理论和实验支持。内容包括：（1）观察弹性碰撞和完全非弹性碰撞现象;（2）验证碰撞过程中动量守恒和机械能守恒定律。

3）扭摆法测物体转动惯量。本课程涉及到刚体力学，是工程力学（车辆、建筑等）的基础理论。内容包括：（1）熟悉扭摆的构造及使用方法，熟悉转动惯量测试仪的使用方法;（2）学会用扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭转常数。

4）用焦利氏秤测量弹簧劲度系数。本课程涉及物理实验中广泛使用的力学仪器焦利氏秤。内容包括：（1）了解焦利氏秤的结构、原理并学会正确使用该仪器;（2）测量出弹簧的劲度系数。

5）声速测量。本课程涉及声速测量，对声波定位、探伤和测距等实践应用具有重要意义。内容包括：（1）分别用共振干涉法、相位比较法和时差法测量介质中的声速;（2）用逐差法进行数据处理;（3）了解声速与介质参数的关系。

6）霍尔效应法测磁场。本课程涉及到霍尔效应理论，依据霍尔原理设计的传感器广泛应用于各种电力系统。内容包括：（1）了解霍尔效应产生的机理;掌握用霍尔器件测量磁场的原理和基本方法;（2）学习消除伴随霍尔效应的集中副效应对测量结果影响的方法。

7）示波器的使用。本课程涉及到常用仪器示波器，能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，是研究各类机电设备的重要工具。内容包括：（1）了解示波器的基本结构和工作原理。（2）掌握用示波器观察各种电信号波形、测量电压和频率的方法。（3）掌握观察利萨如图形的方法。

8）分光计的调节与使用。本课程涉及到常用光学仪器分光计，可用来观察光谱，观察察色散现象，同时还可以用于角度的高精度测量。内容包括：训练分光计的调整技术和技巧，并用它来测量三棱镜的顶角和最小偏向角，计算出三棱镜材料的折射率。

9）用牛顿环测透镜的曲率半径。本课程为研究等厚干涉的经典实验，有益于理解薄膜干涉的基本原理，后者为薄膜厚度测定的重要实践方法。内容包括：（1）观察光的等厚干涉现象，了解干涉条纹特点;（2）利用干涉原理测透镜曲率半径。

10）偏振光的观测与研究。本课程涉及到偏振照相的基础理论。内容包括：（1）观察光的偏振现象，加深偏振的基本概念。（2）观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。（3）观测椭圆偏振光和圆偏振光。

重视物理实验教学在公安人才培养中的科学引导和夯筑基础作用，明确省属公安院校物理实验课程的定位与教学目标，合理运用物理实验辅助教学，挖掘与周边理工类本科院校的长期合作机制，抓好物理实验课程建设规划，逐步建立并完善面向公安类大学生的科学高效的物理实验教学体系。

参考文献

[1]郑勇刚，谭立超.公安院校大学物理实验教学的改革与实践[J].2009年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集.

[2]杨述武.漫谈物理实验教学改革们[J].物理实验，2002，22（3）：3～51.