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第1篇

關(guān)鍵詞：普通物理實驗;光電效應(yīng);普朗克常數(shù);教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）20-0220-02

一、引言

光電效應(yīng)在工程技術(shù)和現(xiàn)代科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，利用光電效應(yīng)制造光電轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)光信號與電信號之間的相互轉(zhuǎn)換，這些光電轉(zhuǎn)換器如光電管、光敏電阻、光電耦合器、光敏二極管、光敏三極管、光電池、光電倍增管等廣泛應(yīng)用于光功率測量、光信號記錄、光電法測轉(zhuǎn)速、光電控制電路、鼠標(biāo)器、電影、電視和自動控制等現(xiàn)代生產(chǎn)和科研中。普朗克常數(shù)是近現(xiàn)代物理以及自然界中一個很重要的常數(shù)。用光電效應(yīng)測量普朗克常數(shù)是很多高校必須開設(shè)的近代物理實驗之一。

二、實驗教學(xué)中學(xué)生存在的主要問題[1]

通過多年來的大學(xué)物理實驗教學(xué)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實驗中存在著各種各樣的問題，導(dǎo)致實驗教學(xué)效果不佳。

1.實驗預(yù)習(xí)不到位。學(xué)生沒有認(rèn)真對實驗進(jìn)行預(yù)習(xí)，實驗?zāi)康牟幻鞔_，對實驗原理和實驗內(nèi)容不清楚，對實驗儀器的使用一無所知，寫的實驗預(yù)習(xí)報告完全是照著書抄一遍。

2.實驗綜合素質(zhì)能力不強。對實驗內(nèi)容和步驟很不熟悉，完全離不開教師的講解，按照教師所講的機械地去操作測量實驗數(shù)據(jù)，在實驗中不能用所學(xué)的物理理論去判斷所測實驗數(shù)據(jù)的正誤，不能發(fā)揮團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和動手、動腦的能力。

3.撰寫實驗報告質(zhì)量較差。撰寫實驗報告不規(guī)范，一部分學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)不進(jìn)行處理或處理數(shù)據(jù)有誤，實驗報告的內(nèi)容完全照著書一個字不漏的抄寫下來，缺乏歸納、總結(jié)能力和對實驗數(shù)據(jù)的處理能力。

三、光電效應(yīng)測量普朗克常數(shù)的實驗教學(xué)設(shè)計

1.了解學(xué)生預(yù)習(xí)實驗的情況，為有的放矢教學(xué)作準(zhǔn)備。首先在上課前檢查學(xué)生是否按要求寫了預(yù)習(xí)報告，然后提出學(xué)生要能獨立的完成該實驗必須知道的幾個關(guān)鍵問題：①光電效應(yīng)實驗規(guī)律是什么？②測量普朗克常數(shù)的原理是什么？③測量普朗克常數(shù)要測的關(guān)鍵物理量是什么？④什么是截止電壓？⑤測量截止電壓的方法有幾種？通過隨機抽查讓學(xué)生回答問題，并作為預(yù)習(xí)實驗成績，促使學(xué)生提高預(yù)習(xí)實驗的效果。再者，教師根據(jù)學(xué)生回答問題的情況有針對性的對實驗進(jìn)行講解，有利于提高實驗教學(xué)效率。

2.重點講授測量普朗克常數(shù)的實驗原理[2]和方法。結(jié)合光電效應(yīng)的實驗原理圖（如圖1所示），用愛因斯坦的光子理論和光電效應(yīng)方程解釋光電效應(yīng)的四條規(guī)律。著重分析當(dāng)光電管兩端加反向電壓時，光電流迅速減小，當(dāng)反向電壓達(dá)到某一值U 時，光電流為零，此時加在光電管兩端的反向電壓稱為截止電壓U ，這表明了光電子的初動能全部用來克服外電場力做功。故eU = mυ ？搖①，愛因斯坦的光電效應(yīng)方程：hv= mυ +W②，逸出功和金屬的截止頻率的關(guān)系：W=hv ③，由①、②、③式解得：U = （v-v ）④，④式說明U 與入射光頻率v成線性關(guān)系。

實驗中減小測量不同頻率對應(yīng)的截止電壓U 的實驗誤差是提高測量普朗克常數(shù)精確度的關(guān)鍵?？捎貌煌l率的入射光照射光電管，分別測出相應(yīng)的截止電壓U ，為了減小測量截止電壓U 的實驗誤差，可以多測量幾次，取平均值。然后就可做出U ～v的實驗直線（圖2），此直線的斜率就是k=h/e，為了減小實驗的誤差，采用最小二乘法[3]求出直線的斜率k，即：

其中，

再利用h=ke，計算出普朗克常數(shù)h。

3.介紹實驗儀器的使用。學(xué)生對實驗儀器不熟悉，要在有限的時間內(nèi)完成實驗確實存在著困難。首先介紹實驗儀器XD-ZP4智能光電效應(yīng)實驗儀：由汞燈及電源、濾色片、光闌、光電管、智能測試儀構(gòu)成。照射光電管的單色光是由汞燈所發(fā)出的復(fù)色光分別通過365nm、405nm、436nm、546nm、577nm不同波長的濾色片后就變成了365nm、405nm、436nm、546nm、577nm的單色光，然后介紹智能測試儀的各個旋鈕、按鍵等的作用和使用方法，著重講解在實驗過程中怎樣使用智能測試儀測量截止電壓。首先將“電流量程”置于所需檔位，斷開輸入到智能測試儀的電流輸入線，然后對測試儀進(jìn)行校零，再接通輸入到智能測試儀的電流輸入線后做實驗。在實驗中，如改變“電流量程”就必須對測試儀進(jìn)行重新校零。而電流的量程選擇遵從由小量程逐漸到大量程，電壓的量程選擇是：如加在光電管兩端的電壓在-2V～0V就選-2V～0V檔，如加在光電管兩端的電壓在2V～20V就選0V～50V檔。

4.測量截止電壓U的實驗方法。測量不同頻率對應(yīng)的截止電壓的實驗誤差直接影響測量普朗克常數(shù)的精確度，因此選擇合適的測量截止電壓的方法是關(guān)鍵。測量截止電壓的方法有拐點法、交點法（零電流法）和補償法。由于我們所用的實驗儀器采用了新型結(jié)構(gòu)的光電管，光電管的陽極反向電流、暗電流、本底電流水平很低，因此采用交點法和補償法測量截止電壓誤差較小。

（1）拐點法：分別用不同波長的單色光照射光電管，通過改變加在光電管兩端的電壓（-2V～20V），測出對應(yīng)的通過光電管的電流，然后用描點法繪出不同波長對應(yīng)的光電管的伏安特性曲線圖，從圖上找出“抬頭點”（如圖3所示的a點），“抬頭點”所對應(yīng)的電壓就是截止電壓U（如圖3所示）。再分別畫出五條光電管的伏安特性曲線圖，從而得出五個波長對應(yīng)的截止電壓。用此方法測量截止電壓主觀誤差大，由此計算出的普朗克常數(shù)誤差大，在實驗中一般不采用拐點法來測量截止電壓，只是讓學(xué)生了解此方法。

（2）交點法（零電流法）：將電壓選擇按鍵置于-2V～0V檔，將“電流量程”選擇開關(guān)置于10-13檔，并對測試儀進(jìn)行校零。分別用不同波長的單色光照射光電管，改變加在光電管兩端的電壓使通過光電管的電流為零，此時所對應(yīng)的電壓就是用不同波長的單色光照射光電管所對應(yīng)的加在光電管兩端的截止電壓U。此方法要求學(xué)生掌握。

（3）補償法：將電壓選擇按鍵置于-2V～0V擋，將“電流量程”選擇開關(guān)置于10-13檔，分別用不同波長的單色光照射光電管，當(dāng)改變加在光電管兩端的電壓為UAK時，使通過光電管的電流為零，然后保持UAK不變，遮擋汞燈光源，此時測得的電流I為電壓接近截止電壓時的暗電流和雜散光產(chǎn)生的電流。重新讓汞燈照射光電管，調(diào)節(jié)電壓使電流至I，將此時對應(yīng)的電壓分別為用不同波長的光照射光電管的截止電壓U。有興趣的學(xué)生在實驗室開放時可以用此方法來測截止電壓U，從而計算出普朗克常數(shù)并與用交點法測截止電壓U計算出的普朗克常數(shù)進(jìn)行比較，找出減小實驗誤差的最佳方法。此方法要求學(xué)生理解。

5.實驗注意事項。①每次改變測試儀“電流量程”，都應(yīng)調(diào)零。②在實驗過程中保持照射光電管的光強不變，即保持光源和光電管之間的距離為40cm。③選擇合適的電流量程和電壓量程。④不要用手去摸濾色片。

6.實驗報告的撰寫。實驗報告是在預(yù)習(xí)報告的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改和完善。它包括實驗名稱、實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗器材、實驗?nèi)容和步驟、實驗數(shù)據(jù)記錄、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗誤差討論。著重講解實驗數(shù)據(jù)的分析和處理，培養(yǎng)學(xué)生處理和分析數(shù)據(jù)的能力。為了提高撰寫實驗報告的質(zhì)量，教師可以把往屆生寫得好的實驗報告上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂上讓學(xué)生作為參考。

通過以上教學(xué)設(shè)計，學(xué)生對該實驗掌握得比較好，提高了實驗教學(xué)效果?？傊?，在大學(xué)物理實驗教學(xué)中要針對不同的學(xué)生采用不同的教學(xué)方式和方法，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生的實驗觀察能力、實驗動手能力、理論聯(lián)系實際的能力，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，分析處理實驗數(shù)據(jù)的能力，總結(jié)、歸納和撰寫實驗報告的能力以及求實的科學(xué)精神和協(xié)作精神。

參考文獻(xiàn)：

[1]王本菊.理工科學(xué)生學(xué)學(xué)物理實驗的現(xiàn)狀及其對策[J].四川師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，（36）.

第2篇

預(yù)習(xí)報告：

1.試驗?zāi)康摹?這個大學(xué)物理試驗書上抄，哪個試驗就抄哪個)。

2。實驗儀器。照著書上抄。

3.重要物理量和公式：把書上的公式抄了：一般情況下是抄結(jié)論性的公式。再對這個公式上的物理量進(jìn)行分析，說明這些物理量都是什么東東。這是沒有充分預(yù)習(xí)的做法，如果你充分地看懂了要做的試驗，你就把整個試驗里涉及的物理量寫上，再分析。

4.試驗內(nèi)容和步驟。抄書上。差不多抄半面多就可以了。

5.試驗數(shù)據(jù)。做完試驗后的記錄。這些數(shù)據(jù)最好用三線圖畫。注意標(biāo)上表號和表名。EG：表1.紫銅環(huán)內(nèi)外徑和高的試驗數(shù)據(jù)。

6.試驗現(xiàn)象.隨便寫點。

試驗報告：

1.試驗?zāi)康摹７椒ㄍ稀?/p>

2.試驗原理。把書上的歸納一下，抄!差不多半面紙。在原理的后面把試驗儀器寫上。

3。試驗數(shù)據(jù)及其處理。書上有模板。照著做。一般情況是求平均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差那些。書上有。注意：小數(shù)點的位數(shù)一定要正確。

4.試驗結(jié)果：把上面處理好的數(shù)據(jù)處理的結(jié)果寫出來。

5.討論。如果那個試驗的后面有思考題就把思考提回答了。如果沒有就自己想，寫點總結(jié)性的話?；蛘邥铣粌删浔容^具有代表性的句子。

實驗報告大部分是抄的。建議你找你們學(xué)長學(xué)姐借他們當(dāng)年的實驗報告。還有，如果試驗數(shù)據(jù)不好，就自己捏造。尤其是看到壞值，什么都別想，直接當(dāng)沒有那個數(shù)據(jù)過，仿著其他的數(shù)據(jù)寫一個。

不知道。建議還是借學(xué)長學(xué)姐的比較好，網(wǎng)絡(luò)上的不一定可以得高分。每個老師對報告的要求不一樣，要照老師的習(xí)慣寫報告。我現(xiàn)在還記得我第一次做邁克爾遜干涉儀實驗時我雖然用心聽講，但是再我做時候卻極為不順利，因為我調(diào)節(jié)儀器時怎么也調(diào)不出干涉條紋，轉(zhuǎn)動微調(diào)手輪也不怎么會用，最后調(diào)出干涉條紋了卻掌握不了干涉條紋“涌出”或“陷入個數(shù)、速度與調(diào)節(jié)微調(diào)手輪的關(guān)系。測量鈉光雙線波長差時也出現(xiàn)了類似的問題，實驗儀器用的非常不熟悉，這一切都給我做實驗帶來了極大的不方便，當(dāng)我回去做實驗報告的時候又發(fā)現(xiàn)實驗的誤差偏大，可慶幸的是計算還順利?？偠灾?，第一個實驗我做的是不成功，但是我從中總結(jié)了實驗的不足之處，吸取了很大的教訓(xùn)。因此我從做第二個實驗起，就在實驗前做了大量的實驗準(zhǔn)備，比如說，上網(wǎng)做提前預(yù)習(xí)、認(rèn)真寫好預(yù)習(xí)報告弄懂實驗原理等。因此我從做第二個實驗起就在各個方面有了很大的進(jìn)步，實驗儀器的使用也熟悉多了，實驗儀器的讀數(shù)也更加精確了，儀器的調(diào)節(jié)也更加的符合實驗的要求。就拿夫-赫實驗/雙光柵微振實驗來說，我能夠熟練調(diào)節(jié)ZKY-FH-2智能夫蘭克—赫茲實驗儀達(dá)到實驗的目的和測得所需的實驗數(shù)據(jù)，并且在實驗后順利地處理了數(shù)據(jù)和精確地畫出了實驗所要求的實驗曲線。在實驗后也做了很好的總結(jié)和個人體會，與此同時我也學(xué)會了列表法、圖解法、函數(shù)表示法等實驗數(shù)據(jù)處理方法，大大提高了我的實驗?zāi)芰酮毩⒃O(shè)計實驗以及創(chuàng)造性地改進(jìn)實驗的能力等等。

下面我就談一下我在做實驗時的一些技巧與方法。首先，做實驗要用科學(xué)認(rèn)

第3篇

[關(guān)鍵詞] 物理實驗 探索性實驗 開放性實驗 創(chuàng)新

1、引言

物理是一門實驗學(xué)科，古往今來，物理學(xué)的發(fā)展與物理實驗密切聯(lián)系。物理實驗不僅應(yīng)讓學(xué)生收到嚴(yán)格、系統(tǒng)的實驗技能訓(xùn)練，掌握科學(xué)的實驗方法、實驗技巧，還應(yīng)訓(xùn)練學(xué)生敏銳的觀察力，獨立思考解決問題能力和創(chuàng)新精神[1,2]。但是，目前物理實驗教學(xué)模式單一，大部分實驗教學(xué)中，學(xué)生只要按照實驗步驟去做，就能順利的測到實驗數(shù)據(jù)，完成實驗。這種方式在一定程度上限制了學(xué)生的積極主動地去認(rèn)識物理規(guī)律，難以激發(fā)學(xué)生對物理實驗的興趣和獨立探索物理規(guī)律的意識[3]。針對這個問題，本人在物理實驗中心做了相關(guān)教學(xué)實驗改革試點，在學(xué)生進(jìn)行基本的系統(tǒng)的實驗操作的基礎(chǔ)上，選拔優(yōu)秀學(xué)生，做探索性實驗，目的是提高學(xué)生自主的實驗?zāi)芰σ约芭囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，為獨立學(xué)院的大學(xué)物理實驗教學(xué)進(jìn)行探索性嘗試。

2、教學(xué)基本過程

2.1基礎(chǔ)性實驗

目前大學(xué)物理實驗基本上都是測量性、驗證性實驗，稱為基本實驗，其目的是讓學(xué)生掌握嚴(yán)格的、系統(tǒng)的實驗技能，這樣的訓(xùn)練是必不可少的?；緦嶒?，如基本物理量的測量，基本儀器的使用，基本測量方法以及誤差分析，試點學(xué)生按教學(xué)計劃完成基本實驗操作，安排多余學(xué)時做探索性實驗。

基本實驗一般可分為力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理實驗五部分，按照本校教學(xué)安排，一般工科學(xué)生做8個物理實驗，總共24學(xué)時。學(xué)生提前根據(jù)個人興趣和專業(yè)特點自選實驗，要求每個部分選1-2個實驗，總共7個實驗，最后一個實驗為探索性實驗。

力學(xué)部分實驗主要為：鋼絲的楊氏模量，落球法測定液體的粘度，扭轉(zhuǎn)法測定物體的轉(zhuǎn)動慣量，波爾共振儀研究受迫振動，空氣的聲速等。

熱學(xué)實驗包括：導(dǎo)熱系數(shù)的測量，冷卻法測定金屬的比熱容，傳感器測定空氣的比熱容比，電阻溫度系數(shù)，溫差電偶的定標(biāo)與測溫，PN結(jié)溫度傳感器特性等。

電磁學(xué)實驗包括：電位差計，自組惠斯通電橋測電阻，電子比荷的測定，示波器的使用，鐵磁材料的磁滯回線，霍爾效應(yīng)及應(yīng)用。

光學(xué)實驗包括：牛頓環(huán)與劈尖干涉，菲涅爾雙棱鏡，薄透鏡，偏振光的觀測，邁克爾遜干涉儀，光柵研究，測定玻璃的折射率等。

近代物理實驗包括：光電效應(yīng)與普朗克常數(shù)，弗蘭克-赫茲實驗，發(fā)射光譜吸收光譜，硅光電池，周期信號的傅里葉分析。

在教學(xué)方法上，只講解基本的實驗要求，實驗儀器使用方法，在限定的時間內(nèi)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，完成實驗。這就要求學(xué)生在課前必須提前預(yù)習(xí)，勾畫初步實驗方案，課上認(rèn)真思考，勤于動手，理論聯(lián)系實際，遇到問題隨時與學(xué)生老師探討，對學(xué)生的基本實驗技能、動手能力、邏輯思維能力都有很大提高。

2.2 探索性實驗

在做好基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上，選拔最物理實驗感興趣的學(xué)生3-5人，做探索性實驗。教師先安排幾個探索性實驗課題，由學(xué)生自己選作實驗。根據(jù)報名情況結(jié)成小組，每組選擇一個課題進(jìn)行研究。實驗中心根據(jù)情況開設(shè)開放性實驗室，學(xué)生可以全天任意時間來網(wǎng)上查資料、做實驗，課題規(guī)定三天內(nèi)完成，以實驗報告或者小論文的形式結(jié)題。為激勵學(xué)生的實驗興趣，探索性實驗的分值為10+2分（2為提高分?jǐn)?shù)），總分將做為一次成績計入實驗成績。

探索性實驗題目為：

(1) 測量小球碰撞過程中的能量損失

實驗要求：自行設(shè)計實驗方案，測量能量損失，分析誤差來源，計算能量損失的不確定度。

實驗儀器：小球2個、支架兩個、米尺、細(xì)繩等。

(2) 制作磁懸浮小儀器

實驗提示：掌握磁懸浮原理，設(shè)計實驗思路，自行制作。

制作材料：根據(jù)需要先自行購買，憑發(fā)票報銷。

特別注意：因電磁學(xué)實驗，需用較高電壓電流，一定注意自身安全！

(3) 波長相對測量實驗設(shè)計

實驗要求：設(shè)計實驗方案，由已知鈉黃光的波長測定另一未知波長的方法。

實驗儀器：牛頓環(huán)、劈尖、顯微鏡、邁克爾孫干涉儀、雙棱鏡

(4) 薄膜厚度測量

實驗要求：分別給出薄、厚、透光、不透光薄膜，最少選用3―4種設(shè)計方案，測定薄膜厚度。

實驗儀器：顯微鏡、牛頓環(huán)、劈尖、邁克爾孫干涉儀、雙棱鏡、螺旋測微器等。

(5) 學(xué)生興趣制作儀器

研究內(nèi)容：進(jìn)行相關(guān)的理論研究，選擇合適的實驗器材，進(jìn)行實物制作與調(diào)試。

實驗要求：制作儀器應(yīng)體現(xiàn)物理思想，有一定的應(yīng)用價值。

以上五個課題為學(xué)生自選題目，根據(jù)選題結(jié)果結(jié)成小組后，由小組共同完成實驗課題。學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館閱讀國內(nèi)外論文等渠道、篩選收集信息，這是一個完全自主的過程，學(xué)生根據(jù)需要自發(fā)學(xué)習(xí)，鍛煉了學(xué)生自學(xué)能力，同時也激發(fā)了學(xué)生的興趣。

開設(shè)開發(fā)性實驗室，規(guī)定學(xué)生在一定的時間內(nèi)完成實驗課題，相關(guān)實驗室全天開放，學(xué)生隨時可以來做實驗，通過小組研究討論制定實驗方案完成實驗課題。在這個過程中，鍛煉了學(xué)生自學(xué)能力，團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，邏輯思維能力以及創(chuàng)新精神，這種素質(zhì)的培養(yǎng)對以后學(xué)習(xí)和工作生活都是受益終身的。

3、結(jié)論

我校作為工科類型的獨立學(xué)院，一直注重應(yīng)用性人才的培養(yǎng)。大學(xué)物理作為基礎(chǔ)性學(xué)科，也應(yīng)立足學(xué)生于自主學(xué)習(xí)能力、動手實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，物理實驗中心在實驗教學(xué)改革上做了大膽嘗試。一方面注重學(xué)生的基本實驗素質(zhì)的培養(yǎng)，在此基礎(chǔ)上選拔優(yōu)秀學(xué)生因材施教，做探索性實驗。

實施探索性實驗，教師要有全新的教學(xué)理念。教師要從知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的促進(jìn)者、組織者和指導(dǎo)者。教學(xué)行為必須發(fā)生轉(zhuǎn)變，教師要學(xué)習(xí)用研究性學(xué)習(xí)的態(tài)度對待教與學(xué)，要加強自身的學(xué)習(xí)，從“更好地教”轉(zhuǎn)到“為學(xué)生更好地學(xué)”，從單純的知識傳授轉(zhuǎn)到關(guān)心學(xué)生的終身發(fā)展。

探索性實驗還存在一些問題和矛盾，需要我們深思。如何更好利用現(xiàn)代教育技術(shù)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源；如何科學(xué)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)選課、預(yù)習(xí)、答疑；如何更好解決師資配置問題；如何引導(dǎo)學(xué)生在有效的時間內(nèi)高效地完成學(xué)習(xí)任務(wù)；如何公正、合理的評價學(xué)生實驗報告的編寫、實驗數(shù)據(jù)結(jié)果、實驗小論文，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)物理、做物理實驗的積極性，這些問題都亟待解決。教師在教學(xué)中起著關(guān)鍵的作用，教師應(yīng)引導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生在自主、合作與探究的學(xué)習(xí)過程中實現(xiàn)終身學(xué)習(xí)的教育目標(biāo)。

參考文獻(xiàn):

[1] 陸申龍. 開放教學(xué)實驗室,提高學(xué)生創(chuàng)造能力[J]，實驗室研究與探索, 1999(6):8-10.

第4篇

我校屬于地方性工科院校，兩校區(qū)辦學(xué)，大學(xué)物理實驗開設(shè)兩個學(xué)期，總共設(shè)置了近四十大學(xué)物理實驗。每個學(xué)生每學(xué)期安排做九個實驗，每個實驗由三四個老師全權(quán)負(fù)責(zé)整學(xué)期的課程。然而在近幾年的大學(xué)物理教學(xué)實驗教學(xué)實踐中，筆者感到存在著一些問題：在教育理念上，教師普遍重視知識的傳授、理論的指導(dǎo)，輕視對學(xué)生自主能力和動手能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的教學(xué)都是教師先詳細(xì)地講解實驗原理，然后再告訴學(xué)生實驗內(nèi)容和步驟，有些實驗甚至還要進(jìn)行一些演示。學(xué)生基本上不動腦子，按照老師講解的步驟進(jìn)行簡單的重復(fù)，大大扼殺了學(xué)生的積極主動性。缺乏一個開放的實驗交流平臺。我們要求學(xué)生課前寫出預(yù)習(xí)報告，但是相當(dāng)一部分學(xué)生只是形式上完成了，預(yù)習(xí)報告盲目抄書，漫無目的，不知道預(yù)習(xí)什么，有的甚至相互抄襲。究其原因主要是教師指導(dǎo)不到位，學(xué)生預(yù)習(xí)沒有明確的目標(biāo)，沒有激發(fā)學(xué)生的積極性。缺乏相互交流的平臺，預(yù)習(xí)過程中遇到問題無法解決，課后實驗報告不能及時反饋。在大學(xué)物理實驗課程建設(shè)上強調(diào)實驗設(shè)備、場地、環(huán)境的建設(shè)，不重視實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的建設(shè)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式、實驗考核形式單一等因素造成了學(xué)生對待實驗的態(tài)度馬馬虎虎、敷衍了事。課前不認(rèn)真預(yù)習(xí)，課堂上做實驗漫無目的，數(shù)據(jù)造假。課后實驗報告相互抄襲，教師批改報告時經(jīng)常出現(xiàn)多個同學(xué)測量數(shù)據(jù)不同，計算結(jié)果完全相同的現(xiàn)象。諸如此類的現(xiàn)象，讓物理實驗教學(xué)失去了它原有的功能。

2實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生自主性的具體措施

我們以《硅光電池的特性研究》②實驗為例，就如何在有限的時間內(nèi)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和動手能力進(jìn)行了深入的研究和探索，這一學(xué)期的課堂教學(xué)實踐總結(jié)如下：《硅光電池的特性研究》實驗步驟簡單，但涉及到的原理對剛上大二的學(xué)生來說比較復(fù)雜，學(xué)生還沒有接觸PN結(jié)這一方面的基礎(chǔ)知識，對PN結(jié)工作原理和單向?qū)щ娦缘母拍詈茈y接受，再加上光電效應(yīng)的知識大學(xué)物理還沒有講到。以前實驗教學(xué)中，開始操作之前都會給學(xué)生講解PN結(jié)的形成工作原理等方面的內(nèi)容，但是原理與實驗步驟聯(lián)系不大，不掌握原理也能完成實驗。所以課前講解對學(xué)生沒有吸引力，即使認(rèn)真聽課的學(xué)生能理解的也非常有限。學(xué)生被動的按步驟做實驗、盲目的得到實驗數(shù)據(jù)，實驗效果非常不好。實驗過程中提問問題一問三不知，實驗做完之后預(yù)習(xí)思考題都回答不上來。課后抄報告現(xiàn)象非常嚴(yán)重。究其原因是學(xué)生升入大學(xué)后對主動學(xué)習(xí)很不適應(yīng)，加上對實驗課的不重視，以及實驗考核只看結(jié)果，不重過程。造成了學(xué)生蒙混過關(guān)。為了改變這種現(xiàn)狀，我們進(jìn)行了深入的教學(xué)改革，讓學(xué)生自己去研究，利用物理實驗培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，表現(xiàn)能力，設(shè)計實驗步驟的能力和發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。讓學(xué)生在明明白白中完成實驗。

2.1建立開放的大學(xué)物理實驗交流平臺，利用微課加強課前的預(yù)習(xí)指導(dǎo)

我們在第一次上《大學(xué)物理實驗》時要求學(xué)生實名加入E-Learning學(xué)習(xí)空間，方便教師和學(xué)生之間的交流。我們對每個實驗都設(shè)置了交流空間，上傳了微課視頻。利用短小精湛的微課視頻強調(diào)實驗的目的，讓學(xué)生對我要干什么一目了然。在微課視頻中設(shè)置問題，讓學(xué)生帶著問題去預(yù)習(xí)。《硅光電池的特性研究》問題如下：（1）PN結(jié)是怎樣形成的？為什么具有單向?qū)щ娦裕浚?）硅光電池的工作原理和負(fù)載特性？（3）LED發(fā)光二極管的發(fā)光原理？（4）書上的預(yù)習(xí)思考題及學(xué)生在自主預(yù)習(xí)中遇到的問題。（5）對于要求的實驗內(nèi)容，你準(zhǔn)備怎么做？提示學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)，同學(xué)之間的討論對提出的問題思考總結(jié)，形成系統(tǒng)的語言準(zhǔn)備課堂討論。并在微課視頻中對儀器的各部分進(jìn)行展示，通過仿真實驗軟件，讓他們在預(yù)習(xí)中熟悉實驗的各個環(huán)節(jié)和可能出現(xiàn)的問題，獨立思考通過實驗應(yīng)掌握什么樣的問題。讓學(xué)生根據(jù)書本的內(nèi)容簡單設(shè)計實驗步驟。

2.2學(xué)習(xí)翻轉(zhuǎn)課堂的模式，課堂教學(xué)采用問題討論法，進(jìn)一步明確實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容

因為課前已經(jīng)預(yù)習(xí)過，可讓學(xué)生自主上講臺對問題進(jìn)行講解討論，下面同學(xué)提出不同的見解進(jìn)行補充。積極參與講解和討論的學(xué)生實驗成績加分。沒有主動參與討論的老師提問，能夠回答的不加分不扣分，沒看書不能回答的扣相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。因為每一次實驗課的人數(shù)都是二十人左右，基本上每一個人都有發(fā)言或被提問的機會。這種激勵方法促使每個學(xué)生去預(yù)習(xí)看書，大大激發(fā)學(xué)生的積極性。設(shè)置一個寬松的學(xué)習(xí)討論范圍，實驗之前留出一定的時間，設(shè)置合理的問題情境，讓學(xué)生去討論，去探究，通過網(wǎng)絡(luò)等各種方式鼓勵他們自己找出解決問題的途徑。在一學(xué)期的課堂討論中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生們的思維非常開闊，能把各種各樣的可能想象出來，比如講到P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的時候?qū)W生發(fā)揮豐富的想象能力，會把空穴想成一種特殊物質(zhì)，形象的說電子就喜歡這種物質(zhì)所以會互相跑向?qū)Ψ健Ｗ寣W(xué)生講解單向?qū)щ娦?，正極和正極相連，負(fù)極和負(fù)極相連所以沒有電流產(chǎn)生等等。所有這一切反映了學(xué)生在看書的同時發(fā)現(xiàn)問題，不懂的地方充分發(fā)揮了想象力，雖然有時候不能講到點子上，但是學(xué)生在自學(xué)過程中這種奇思妙想是非常可貴的。學(xué)生集思廣益，踴躍發(fā)言，說明學(xué)生真正的參與到了學(xué)習(xí)當(dāng)中，作為老師，也真正的能體會到其中的樂趣。經(jīng)過討論學(xué)生在做實驗的過程中胸有成竹，每個學(xué)生都能自己設(shè)計自己的實驗步驟，而且在做實驗的過程中會發(fā)現(xiàn)很多問題，比如說為什么反偏比正偏時輸出電流大？為什么硅光電池光強一定時負(fù)載不同電壓也不同等等？明明白白的做實驗，學(xué)生的興趣很高，課堂上相互之間討論的氛圍熱烈。實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題，由于原理知識理解得非常透徹，經(jīng)過思考討論基本都能自己解決。最重要的是實驗真正得到了理解，基本沒有相互抄實驗報告的現(xiàn)象。其實只要能夠獨立完成的學(xué)生誰也不想去抄襲。有很多同學(xué)反映，這樣的教學(xué)方式效果確實不錯。

2.3用科研的態(tài)度來影響學(xué)生，指導(dǎo)學(xué)生正確的處理數(shù)據(jù)和分析問題

我們在做科研的時候都要對所選的課題進(jìn)行深入調(diào)研，實驗過程認(rèn)真負(fù)責(zé)，保證數(shù)據(jù)的真實性。所以我們教導(dǎo)學(xué)生一定要誠實，保證實驗數(shù)據(jù)真實，不捏造數(shù)據(jù)，養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度。實驗數(shù)據(jù)是學(xué)生通過實驗獲得的第一手資料，數(shù)據(jù)的處理和分析在整個實驗過程中就顯得至關(guān)重要，在數(shù)據(jù)處理中大膽的嘗試各種方法，逐差法，最小二乘法，讓學(xué)生體驗origin軟件處理數(shù)據(jù)直觀性，便捷性。

2.4完善實驗教材，保證實驗教材與實驗儀器的一致性

大學(xué)物理實驗難易差別較大，比較難的實驗操作比較費時，實行起來比較困難，還有一些實驗雖然簡單，但實驗教材和實驗儀器不太配套，學(xué)生在沒看到實驗儀器時預(yù)習(xí)沒有明確目標(biāo)，書本上看到的實驗內(nèi)容、操作步驟和實際的實驗步驟有一定的偏差也給學(xué)生的自主學(xué)習(xí)造成了一定的困難。調(diào)動學(xué)生預(yù)習(xí)的積極性，讓學(xué)生主動的去探究、討論。首先要保證實驗教材的有效性。結(jié)合實驗室的儀器完善實驗教材，實驗?zāi)康拿鞔_，實驗步驟合理。預(yù)習(xí)思考題要緊密結(jié)合實驗的原理與內(nèi)容，要讓學(xué)生通過回答預(yù)習(xí)思考題基本能把握實驗的目標(biāo)與內(nèi)容，保證學(xué)有所獲。

3結(jié)論

第5篇

［關(guān)鍵詞］物理實驗教學(xué)改革創(chuàng)新

［中圖分類號］G642.0［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）06-0111-02

大學(xué)物理實驗在物理教學(xué)中擔(dān)當(dāng)著十分重要的角色。實驗和理論是相輔相成，互為依賴，共同締造著物理王國。大學(xué)物理實驗是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后，接受系統(tǒng)的實驗思想和實驗技能訓(xùn)練的一門實驗課，是實踐教學(xué)的重要部分。因此，我們要重視對學(xué)生科學(xué)實驗素質(zhì)的培養(yǎng)，包括獨立思考能力、獨立操作能力、團(tuán)隊協(xié)作能力以及探索未知事物的能力等。為了使學(xué)生能夠掌握一定的系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)知識、基本方法和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和嚴(yán)格的科學(xué)方法，適應(yīng)高素質(zhì)、強能力、創(chuàng)新性、創(chuàng)業(yè)型的高級專門人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略要求,這就要求我們在物理實驗教學(xué)上必須進(jìn)行改革。

一、物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀

（一）教學(xué)模式

對于大學(xué)物理實驗課的講授教學(xué)模式單一，教學(xué)形式不夠靈活。每個實驗室安排一個實驗，每個實驗由一個至兩個教師講授。通常教師會把實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟，測量數(shù)據(jù)表格及注意事項提前板書在黑板上，在學(xué)生上課時逐一講解。整個過程顯然是教師占主導(dǎo)地位，學(xué)生只是在被動地、機械性地重復(fù)教師的講課內(nèi)容。在這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生不需要思考，只要按照實驗步驟就能完成基本要求。這樣的模式不僅束縛了學(xué)生獨立思考的空間，忽略了學(xué)生在認(rèn)知過程中的主觀能動性，而且更大程度上限制了對當(dāng)代大學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（二）考核制度

大學(xué)物理實驗作為考查課，考核制度落后。就目前狀況而言，考核內(nèi)容主要從預(yù)習(xí)報告、實驗數(shù)據(jù)記錄表和實驗報告三方面考核，給出實驗成績。預(yù)習(xí)報告的內(nèi)容實驗教材上都有，從學(xué)生交來的預(yù)習(xí)報告來看，有些學(xué)生只是簡單的重復(fù)抄寫，缺乏對實驗內(nèi)容的思考，更無法達(dá)到設(shè)計一個實驗，完成一個實驗的水平。在進(jìn)行實驗操作時，雖然學(xué)生都是兩人一組，但是做的是同一個實驗，因此，測量的結(jié)果出入不大。這就使那些對實驗重視程度不夠的學(xué)生有機可乘，把別人的數(shù)據(jù)結(jié)果據(jù)為己用，完成實驗數(shù)據(jù)記錄表。實驗報告通常是實驗完成后，下一節(jié)課才交的，從而就會出現(xiàn)個別學(xué)生抄襲實驗報告的想象。最終實驗成績的考核往往以交來的實驗報告為主，也就缺乏了考核的公平、公正性，無法調(diào)動學(xué)生探索自然科學(xué)的積極性，這些弊端亟待調(diào)整。

二、實驗教學(xué)改革實踐

（一）教學(xué)方法改革

現(xiàn)代教學(xué)觀是把學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)放在首位，教師的主要作用是教學(xué)的設(shè)計者、組織者、幫助者及品德的示范者。首先，教師要轉(zhuǎn)變教育觀念，要破除“學(xué)科中心”與“教師中心”的教學(xué)理念，從傳統(tǒng)的接受性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)移到學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式上來。不能讓實驗成為只是傳授知識的工具。要變教師演示實驗為學(xué)生演示實驗，即在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生演示實驗，這樣有利于學(xué)生積極參與課堂活動，有利于學(xué)生的主體性和積極性的發(fā)揮。

另外，普通物理實驗是大一、大二學(xué)生的必修課，他們剛從中學(xué)時代步入大學(xué)階段，學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念也沒有轉(zhuǎn)變，他們還習(xí)慣以老師為中心，缺乏對問題的思考、探究。如進(jìn)入實驗室，老師就應(yīng)該把實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒瀮x器、實驗步驟等，甚至還需要老師手把手地教?；诖?，老師就應(yīng)該主動地去引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生如何提出問題，分析問題、解決問題。教師給出“問題”，讓學(xué)生從“問題”出發(fā)，設(shè)計出這節(jié)課的實驗要求，實驗器材、實驗步驟、數(shù)據(jù)測量與分析，最后得到結(jié)論。激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，培養(yǎng)良好的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實驗作風(fēng)。

其次，隨著計算機與信息技術(shù)的迅速發(fā)展，物理實驗方法也不斷地滲透到其他各個學(xué)科和應(yīng)用領(lǐng)域。在物理實驗中引入計算機模擬與仿真實驗已成為現(xiàn)代化教學(xué)中不可或缺的一種手段。利用多媒體技術(shù)，可以對實驗原理和實驗過程進(jìn)行生動形象的模擬仿真，聲音、圖像、動畫、文字有機地組合在一起，增強課堂效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生做實驗的積極性和主動性。

（二）教學(xué)內(nèi)容改革

為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、綜合應(yīng)用能力以及實踐創(chuàng)新能力，適應(yīng)新時代專業(yè)人才的需要，根據(jù)學(xué)校教學(xué)目的和要求，可以把大學(xué)物理實驗建設(shè)成真正意義上的開放性實驗室。打破以往固定的教學(xué)模式。即本學(xué)期實驗都在網(wǎng)上開放，學(xué)生根據(jù)自己興趣愛好、學(xué)科要求自由選擇實驗時間、實驗教師、實驗項目。目前，我校正在實施，效果頗為滿意。不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還帶動了一批學(xué)生自發(fā)地進(jìn)行科研創(chuàng)作，使得學(xué)生能夠從單純的學(xué)習(xí)型人才向?qū)W習(xí)創(chuàng)新型人才轉(zhuǎn)變，真正體現(xiàn)出“人本”化的教學(xué)理念。

另外，在教學(xué)內(nèi)容上，整個大學(xué)階段的物理實驗由三大模塊組成：基礎(chǔ)型實驗、提高型實驗、設(shè)計型實驗。

1. 基礎(chǔ)型實驗

為了使學(xué)生對基本儀器儀表的構(gòu)造特點、規(guī)格性能、讀數(shù)原理、使用方法以及日常維護(hù)有一個清晰的了解，在實驗當(dāng)中能夠恰當(dāng)?shù)剡x擇使用，開設(shè)了包括力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)在內(nèi)的基礎(chǔ)性實驗。如：力學(xué)基本測量、電學(xué)基本測量、分光計的調(diào)整、邁克爾遜干涉儀、示波器的使用等實驗。使學(xué)生在掌握了基本儀器使用的同時，學(xué)會正確處理實驗數(shù)據(jù)，正確分析實驗中的各類引入誤差。

2.提高型實驗

提高型實驗是在傳統(tǒng)實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上開設(shè)的，有些實驗利用計算機控制模擬，不僅可以鍛煉學(xué)生的實際操作能力、研究動手能力，又體現(xiàn)出專業(yè)知識的新穎性和實用性。如：氫光譜測定實驗、光電效應(yīng)實驗、CCD圖像處理實驗、激光拉曼光譜實驗、夫蘭克-赫茲實驗等，實驗內(nèi)容豐富、力求能夠反映物理學(xué)理論的研究成果、最新進(jìn)展及其應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，還開設(shè)核磁共振譜（NMR）實驗了解核磁共振的基本原理和氫譜的測定方法，掌握簡單核磁共振氫譜譜圖的解析技能；利用電子衍射儀進(jìn)行真空鍍膜，驗證粒子的波粒二象性；掃描隧道顯微鏡（STM）的使用觀察物質(zhì)表面形態(tài)，了解物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)；光鑷實驗研究光的力學(xué)效應(yīng)等等。這些實驗相比基礎(chǔ)性實驗而言具有一定難度，操作起來也較為復(fù)雜性，但是應(yīng)用廣泛且實用性強，通常學(xué)生都非常感興趣，完成的質(zhì)量也比較高。通過做實驗?zāi)軌蚯袑嶓w會到現(xiàn)代物理學(xué)理論的奧妙，領(lǐng)悟?qū)嶒炘O(shè)計的思想，將理論和實踐緊密結(jié)合起來，有效地拓寬了學(xué)生的知識面，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，提高了學(xué)生科學(xué)研究的能力。

3. 設(shè)計性試驗

設(shè)計性實驗著重培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力，是在學(xué)生具備一定綜合能力的基礎(chǔ)上，通過教師擬定題目或者學(xué)生自擬題目，實驗中心提供場地和儀器，內(nèi)容要求來源于生產(chǎn)實際，具有一定的先進(jìn)性和技巧性，能夠解決生活中的實際問題，給學(xué)生提供一個設(shè)計平臺，使學(xué)生的潛能得以開發(fā)。如：我們開設(shè)的諧振頻率測量、全息照相實驗，在教師的指導(dǎo)下從實驗的設(shè)計、實驗器材的選取、實驗步驟的安排、實驗數(shù)據(jù)的測量及數(shù)據(jù)處理與分析，學(xué)生都能夠親自完成。通過設(shè)計性實驗充分鍛煉了學(xué)生的動手能力和思考能力。

（三）試驗考核標(biāo)準(zhǔn)

為了能夠全面科學(xué)地考核與評定學(xué)生的綜合實驗?zāi)芰?，考核學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實事求是的科研作風(fēng)，建議將學(xué)生的實驗成績評定分為平時成績和實驗成績兩部分。對于平時成績的考核可參考：出勤、預(yù)習(xí)報告、上課回答問題情況、實際解決問題情況， 對實驗實際操作情況，數(shù)據(jù)測量情況，代課教師根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)給出平時成績。實驗成績的評定可以根據(jù)原始數(shù)據(jù)記錄表、實驗報告給出。即在學(xué)生完成實驗后，教師要檢查每組的原始數(shù)據(jù)記錄表，并隨機提問，在撰寫的實驗報告上給出實驗成績。平時成績占總成績的40%，考試成績占總成績的60%，實驗不及格的學(xué)生要重修、補考。

實驗成績評定的科學(xué)化、合理化、準(zhǔn)確化，可以很好地激發(fā)學(xué)生上課的積極性和主動性，自覺遵守實驗課紀(jì)律，有效減少、杜絕不預(yù)習(xí)實驗，不認(rèn)真做實驗，偽造實驗數(shù)據(jù)、抄襲實驗報告的現(xiàn)象。

三、結(jié)論

當(dāng)代前沿的物理實驗常常是一項綜合性的巨大工程，培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀的科學(xué)創(chuàng)新品質(zhì)，提高學(xué)生自身的綜合素質(zhì)，使學(xué)生的創(chuàng)造潛能充分得到發(fā)揮尤為重要。大學(xué)物理實驗是在校大學(xué)生接觸科學(xué)實驗研究的第一步，正確引導(dǎo)，建立科學(xué)的、規(guī)范的、制度化的實驗室管理是一項長期的工作，在實驗教學(xué)中，還有許多新的規(guī)律、模式等待著我們?nèi)ヌ剿?、研究?/p>

［參考文獻(xiàn)］

［1］.彭云雄.大學(xué)物理實驗改革的幾點嘗試［J］.陜西教育（理論）,2006，（Z1）.

第6篇

我校大學(xué)物理實驗室2008年獲評自治區(qū)級物理實驗示范中心，2009年以來，學(xué)校先后投入300萬余元，實驗項目總數(shù)由最初的16個增加到目前的40個，同時投入近50萬元對已淘汰的實驗儀器進(jìn)行改造。實驗室每學(xué)期承擔(dān)著學(xué)校約4000名本科生的教學(xué)任務(wù)。每名學(xué)生需修完16個實驗項目(春學(xué)期8個+秋學(xué)期8個)。針對這樣龐大的教學(xué)工作量，如何為學(xué)生合理地安排實驗項目?為避免與學(xué)生其他課程上課時間沖突，一直以來都采取傳統(tǒng)的手工排課方式。每學(xué)期第一周，教師為每名學(xué)生手工安排一學(xué)期每個實驗的上課時間和地點，并制作成績記錄卡片。近年來，隨著學(xué)生數(shù)量的增長和可開設(shè)實驗項目的增加，手工排課的弊病也不斷暴露:(1)很難針對學(xué)生專業(yè)背景的不同以及學(xué)生的個人興趣安排實驗項目;(2)部分學(xué)生周一至周五沒有合適的上課時間，只能將實驗時間延長到周六或周日;(3)教師排課任務(wù)繁重;(4)學(xué)期末手工計算實驗成績工作量大，且容易出錯。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，實驗教學(xué)的開放式管理已是必然趨勢。2012年開始著手建設(shè)物理實驗網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)與管理平臺。經(jīng)過近二年的努力，大學(xué)物理實驗選課和成績管理系統(tǒng)的平臺已基本搭建成功。然而，在運行期間也暴露出了一系列亟待解決的問題:(1)由于學(xué)生實現(xiàn)了實驗項目的自主選擇，上課時間的自由選擇，每次上課的學(xué)生專業(yè)背景互不相同，知識層次參差不齊。由于同班級的學(xué)生不在同一時間和同一實驗室上課，不能相互提醒，經(jīng)常出現(xiàn)遲到、記錯實驗時間和實驗項目的現(xiàn)象。(2)出現(xiàn)扎堆兒選課現(xiàn)象，例如，臨近節(jié)假日和期末考試的時間選課的學(xué)生較少;少部分選課晚的學(xué)生由于可選擇的上課時間較少且與其他課程沖突，不能成功選課，上述種種現(xiàn)象造成實驗室資源的不合理利用。(3)實驗報告單的管理比較混亂，由于部分實驗學(xué)生不能在課堂上完成數(shù)據(jù)處理，課后學(xué)生不能及時將紙質(zhì)報告提交到任課教師處，造成學(xué)生實驗成績不及格等現(xiàn)象。(4)學(xué)生替做實驗的現(xiàn)象增加。我們對上述問題進(jìn)行了理性的分析和思考。實驗教學(xué)的開放式管理是新型的教學(xué)管理模式，豐富了大學(xué)物理實驗課的教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)了多元化教學(xué)方式;充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，避免了傳統(tǒng)實驗教學(xué)的單一性;實現(xiàn)了大學(xué)物理實驗課程的開放，為分專業(yè)、模塊化教學(xué)改革的實施奠定了基礎(chǔ)。但任何客觀事物都應(yīng)具有兩面性，物理實驗教學(xué)的完全開放并不適應(yīng)我校的校情。因為:(1)我校學(xué)生多數(shù)畢業(yè)于縣級、盟市級高中，且大多來自農(nóng)村，區(qū)內(nèi)外生源比例接近1∶1，整體生源質(zhì)量處中等偏下水平。2013年的招錄分?jǐn)?shù)情況顯示，內(nèi)蒙古本科一批次第一志愿平均錄取分?jǐn)?shù):488.6;內(nèi)蒙古本科二批次第一志愿平均錄取分?jǐn)?shù):442.3。學(xué)生的整體層次較一、二線城市的985、211院校低很多，在進(jìn)入大學(xué)后的學(xué)習(xí)缺乏自主性。(2)由于實驗條件限制，大部分學(xué)生對高中物理實驗常用儀器的基本操作僅停留在“看”的階段，且沒有形成好的實驗習(xí)慣。(3)盡管現(xiàn)在可開設(shè)的實驗項目已逾40個，但由于實驗室擺放儀器面積的限制，每學(xué)期可擺放的儀器種類受到一定限制。因此，我校學(xué)生并不能適應(yīng)實驗教學(xué)的全開放式管理。鑒于上述考慮，我們提出適合我校校情的大學(xué)物理實驗開放教學(xué)對策。

2大學(xué)物理實驗開放教學(xué)對策

2.1合理地選排課

合理的選排課環(huán)節(jié)是學(xué)生能否順利完成實驗項目的前提，我們提出將手工排課和選課系統(tǒng)自主選課結(jié)合的辦法去克服目前出現(xiàn)的問題。學(xué)期初，教師首先將不同專業(yè)的學(xué)生分組，盡量保證同一班級的學(xué)生在同一時間段上課。接著，要求學(xué)生按照分組情況進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)選課系統(tǒng)自主選擇實驗項目。這樣的選課方法既統(tǒng)籌安排了實驗的教學(xué)過程，又體現(xiàn)了開放教學(xué)的自主性，其優(yōu)點有:(1)學(xué)生上課時，可相互提醒，避免了因記錯上課時間而延誤實驗;(2)可指派班長或?qū)W習(xí)委員核查學(xué)生身份信息，有效遏制了學(xué)生替做實驗現(xiàn)象;(3)實現(xiàn)了學(xué)生根據(jù)自己的專業(yè)特色和學(xué)習(xí)興趣自主選擇實驗項目的教學(xué)目標(biāo);(4)選課系統(tǒng)已包括了成績管理的功能，學(xué)期末可直接導(dǎo)出學(xué)生的實驗平均成績，克服了手工計算實驗成績的冗繁過程。

2.2物理仿真實驗與考試系統(tǒng)

我校地處國家中西部，盡管隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)和學(xué)校的發(fā)展，實驗條件已有很大改善、實驗項目亦在陸續(xù)增加，但與清華、北京大學(xué)等一流院校相比較，可供學(xué)生操作的實驗項目畢竟有限。仿真實驗是擴(kuò)展課堂教學(xué)內(nèi)容、拓展學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效教學(xué)手段。我校已于去年購買了中科大奧銳科技有限公司的大學(xué)物理仿真實驗系統(tǒng)和考試系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有界面友好、實驗指導(dǎo)信息豐富，靈活選擇實驗儀器，實驗針對性強等優(yōu)點。目前包含30個實驗項目:用單擺法測量重力加速度、交流諧振電路及介電常數(shù)的測量、熱敏電阻溫度特性研究實驗、用凱特擺測重力加速度、不良導(dǎo)體熱導(dǎo)率的測量、半導(dǎo)體溫度計的設(shè)計、雙臂電橋測低電阻實驗、動態(tài)磁滯回線的測量、溫度傳感器溫度特性測試與研究、示波器實驗、分光計實驗、設(shè)計萬用表實驗、聲速的測量、三線擺法測剛體的轉(zhuǎn)動慣量、測量銻化銦片的磁阻特性、偏振光的觀察與研究、干涉法測微小量(牛頓環(huán)和尖劈)、橢偏儀測折射率和薄膜厚度、邁克耳孫干涉儀、檢流計的特性研究、塞曼效應(yīng)實驗、密立根油滴實驗、直流電橋測量電阻(自組式和箱式)、拉曼光譜實驗、光電效應(yīng)和普朗克常量的測定、交流電橋、太陽能電池的特性測量、拉伸法測金屬絲的楊氏模量、霍爾效應(yīng)實驗、光強調(diào)制法測光速?？己耸菍嶒灲虒W(xué)中的重要環(huán)節(jié)，也是教學(xué)過程和教學(xué)方法的重要組成部分。為此，我們購買了物理實驗考試評判系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含了上述仿真實驗項目和試題庫，命題教師也可根據(jù)自己的教學(xué)情況自主命題。具體教學(xué)過程中，我們鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生在修完必做實驗項目后，有選擇地完成仿真實驗。學(xué)期末，將根據(jù)仿真實驗的完成情況和考試成績，給予加分鼓勵。針對重修的學(xué)生，可要求其完成仿真實驗并進(jìn)入考試系統(tǒng)進(jìn)行測試。仿真實驗和考試系統(tǒng)的引入極大地豐富了大學(xué)物理實驗的教學(xué)內(nèi)容教學(xué)的靈活性。

2.3實驗報告的評閱

我校大學(xué)物理實驗室對所有的學(xué)生實驗報告仍采取手工評閱方式。這種評閱方式造成報告評閱后不能及時、甚至無法返回到學(xué)生手中，以便學(xué)生查證自己實驗過程中存在的問題;同時也耗費了教師大量的精力。我們正在嘗試學(xué)生的部分實驗報告采用網(wǎng)絡(luò)自動評閱的方式進(jìn)行，學(xué)生既可以及時查看自己的實驗成績，也可以發(fā)現(xiàn)自己實驗過程和結(jié)果中存在的問題。目前，已購買了中科大奧銳科技有限公司的實驗報告自動評閱系統(tǒng)，但實驗項目與我們開設(shè)的項目并不完全吻合，需進(jìn)一步合作完善。

2.4開設(shè)實驗選修課和創(chuàng)新性實驗

為進(jìn)一步實現(xiàn)大學(xué)物理實驗教學(xué)的開放，可以在每學(xué)期開設(shè)大學(xué)物理實驗選修課和創(chuàng)新性實驗。實驗選修課的儀器臺套數(shù)可以少一些，但實驗項目數(shù)要盡量多，有助于開拓有興趣學(xué)學(xué)物理實驗學(xué)生的學(xué)術(shù)視野、加強動手能力、形成良好的科研素養(yǎng)。創(chuàng)新性實驗主要基于現(xiàn)有廢舊儀器，鼓勵學(xué)生去改造發(fā)掘新功能，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理實驗的主觀能動性、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3結(jié)束語

第7篇

一、授課方式的創(chuàng)新

傳統(tǒng)的授課方式普遍采用講授法，教師演示，學(xué)生模仿。該授課方式嚴(yán)重限制了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與創(chuàng)新思維，導(dǎo)致學(xué)生不思考只做機械的重復(fù)；實驗過后，不知如何處理數(shù)據(jù)，如何寫實驗報告，對物理實驗思想與方法的理解更是難上加難。為了改變這種狀況，教師應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生可以積極主動的思考與學(xué)習(xí)，為此我們對授課方式進(jìn)行了創(chuàng)新。

1.講述實驗的歷史淵源。物理實驗的歷史背景與歷史故事可以充分激發(fā)學(xué)生們的聽課興趣。例如，以“邁克爾遜干涉儀”實驗為例。眾所周知，邁克爾遜干涉儀在測量技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，可測量微小的長度、光波波長等。但實際上邁克爾遜在設(shè)計該實驗時并不是為測量長度，而是為了尋找神秘的“以太”物質(zhì)。19世紀(jì)，科學(xué)家逐漸意識到光是一種波，而生活中的波，如聲波、水波等大多需要媒介才能傳播。在這種思想的影響下，人們認(rèn)為光波是在“以太”中傳播的。1887年，美國物理學(xué)家邁克爾遜和莫雷一起設(shè)計一個實驗，企圖測量出兩垂直方向上光速的差值。因為如果“以太”真的存在，那么由于地球自轉(zhuǎn)的影響，光在兩個相互垂直方向上的速度應(yīng)該是不一樣的。但實驗結(jié)果顯示光在不同方向上及不同慣性系的傳播速度沒有差別，該實驗結(jié)果也就否定了“以太”的存在。但是，由于該實驗裝置可以測量出微小的長度，而且非常精確，于是被人們廣泛地應(yīng)用起來。如果僅依照教材上的內(nèi)容來講，學(xué)生感覺枯燥沒興趣。但在講課的同時，把設(shè)計實驗的歷史故事告訴學(xué)生，使學(xué)生體會物理學(xué)家解決問題的思想和方法，可以明顯的提高教學(xué)質(zhì)量。

2.突出實驗的物理精髓。大學(xué)物理實驗中的經(jīng)典類實驗是學(xué)生最該深入理解的一類實驗。譬如“光電效應(yīng)法測量普朗克常數(shù)”實驗。微觀物理量的測量是很困難的，美國物理學(xué)家密立根利用功能關(guān)系將初動能轉(zhuǎn)換成截止電壓U0這一宏觀物理量。方程就變?yōu)閑U0=h（ν-ν0）。只要驗證出截止電壓U0與入射光頻率ν滿足線性關(guān)系，就可以間接地驗證愛因斯坦方程。這一轉(zhuǎn)化的思想，實際上為測量一些微觀物理量提供了很好的思路，是值得學(xué)生借鑒與學(xué)習(xí)的。因此，在講解該實驗時必須要突出這一顯著的物理思想。學(xué)習(xí)物理過程中的一些公式，學(xué)生可能很快就會忘記，但是物理中的某些方法和思路，是學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)并掌握，以備將來之用的。

3.強調(diào)實驗的應(yīng)用特性。大學(xué)物理實驗中有許多實驗與我們的生活密切相關(guān)，具有實際的應(yīng)用價值。比如“磁阻效應(yīng)”實驗。講解該實驗時，以現(xiàn)代的硬盤存儲原理作為引子來激發(fā)學(xué)生的興趣。學(xué)生與電腦天天接觸，對此問題都特別感興趣，聽課效果明顯變好。傳感器作為現(xiàn)代自動化測量與控制的標(biāo)志，與我們的生活又是密切相關(guān)的，對生活中一些傳感器的介紹勢必引起學(xué)生們的興趣。學(xué)生接觸最多的就是手機。接聽電話時，手機放在耳邊屏幕會變黑，是距離傳感器的作用；在不同明暗環(huán)境下，手機會自動調(diào)節(jié)亮度，是光線傳感器的作用；手機的屏幕可以自由的倒轉(zhuǎn)，是重力傳感器的作用。以這些具體的傳感器實例能夠引導(dǎo)學(xué)生思考問題，發(fā)現(xiàn)身邊生活中的問題，并靈活應(yīng)用已有的知識和方法解決問題。該方法從實際的教學(xué)來看，效果顯著。

二、教學(xué)內(nèi)容的維新

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，一批新類型的學(xué)科隨之而來。大學(xué)物理實驗課應(yīng)該與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成果相結(jié)合，如此才能保持該學(xué)科的活力與生命力，才能培養(yǎng)出適應(yīng)社會發(fā)展需要的應(yīng)用型人才[1]。物理實驗課的教學(xué)內(nèi)容必須緊跟時代的潮流，表現(xiàn)出科技時代的特點。

1.開設(shè)自主設(shè)計性實驗。為了激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，并培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、創(chuàng)新與科研意識，除了完成基礎(chǔ)的實驗以外，我們還開設(shè)了自主設(shè)計性實驗。這些設(shè)計性實驗不要求在短時間內(nèi)完成，學(xué)期結(jié)束時提交成果與報告即可。電子元器件的普遍使用是當(dāng)代科技發(fā)展的大勢所趨，加之我校的學(xué)生大多數(shù)為應(yīng)用型工科專業(yè)，對這方面學(xué)習(xí)顯得尤為重要。所以，我們開設(shè)了許多基于新興電子元器件的設(shè)計性實驗，供學(xué)生設(shè)計完成。比如，利用光敏傳感器設(shè)計一款可隨周圍環(huán)境亮度變化的燈泡；利用Pt電阻或者NTC熱敏電阻，設(shè)計一款人體溫度計；利用光纖傳感器，設(shè)計裝置實現(xiàn)對電動機轉(zhuǎn)速的測量；等等。另外，學(xué)生也可以根據(jù)自己的興趣，自行設(shè)計某種小實驗裝置，寫明實驗原理、設(shè)計思路及功能等。設(shè)計性實驗主要培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、自我解決問題的能力等，對于學(xué)生思考問題、解決問題的能力培養(yǎng)具有重要的作用。

2.大學(xué)生物理實驗競賽成果的利用。北京市每年都會舉行大學(xué)生物理實驗競賽，我校每年參加并且成績優(yōu)異。這些成果中，有對基本物理量的測量裝置，有對經(jīng)典物理實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新，也有自行設(shè)計的實驗裝置。為提高學(xué)生對物理實驗的興趣，激勵學(xué)生的求知欲望，我們將物理實驗競賽的作品嫁接到大學(xué)物理實驗當(dāng)中，這一措施使得學(xué)生對該物理實驗的興趣大大提高。比如，人體溫度計的設(shè)計實驗中，我們會為其提供一個標(biāo)準(zhǔn)的溫度計，而該溫度計是由學(xué)生參加競賽時的一部分測量模塊改裝而成；在開設(shè)的光敏開關(guān)實驗中，為測量光照的變化，我們?yōu)槠涮峁┝丝蓽y量光照的裝置，該裝置也是學(xué)生參加競賽時一個測量模塊；測量剛體轉(zhuǎn)動慣量的實驗中，我們以轉(zhuǎn)動慣量儀作為我們主要的實驗儀器，而且還給學(xué)生們提供了一臺自制的轉(zhuǎn)動慣量測試裝置，該裝置是學(xué)生參加物理實驗競賽自行設(shè)計的。這些實驗裝置的引入對學(xué)生提高學(xué)習(xí)物理實驗的興趣有很大的幫助，使得學(xué)生很積極地對待實驗課，教學(xué)效果明顯。

三、教學(xué)手段的更新

目前在校大學(xué)生大多在豐富的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中長大的，提高其積極性的一個重要舉措就是采用現(xiàn)代教學(xué)方式。為迎合學(xué)生興趣，在每個實驗室里都配有多媒體教學(xué)設(shè)施，教師可根據(jù)自己的需要靈活選擇教學(xué)方式。尤其是在講解一些抽象的實驗原理時，多采用多媒體教學(xué)的方式，將難以用語言描述的物理過程用PPT課件的方式形象地表示出來。實驗數(shù)據(jù)處理與分析是培養(yǎng)學(xué)生分析能力的重要一環(huán)。陳舊的數(shù)據(jù)處理方式是將數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出并作圖，費時費力誤差大。學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，將計算機軟件應(yīng)用到實驗數(shù)據(jù)處理中效果顯著[2，3]。其中，Origin軟件在數(shù)據(jù)處理方面有著不可比擬的優(yōu)勢，操作簡單容易掌握。而且Origin軟件是目前科學(xué)研究前沿常用軟件，可以為學(xué)生將來的繼續(xù)深造打下基礎(chǔ)。為使學(xué)生意識到作圖軟件的優(yōu)點，教師會進(jìn)行一些簡單的實例講解，如Origin的基本作圖方法、線性擬合過程、曲線上某點的斜率計算等。學(xué)生對此軟件非常感興趣，學(xué)習(xí)積極性大大提高，實驗教學(xué)效果顯著。

四、考核方式的出新

物理實驗課屬于過程教學(xué)課，其實驗過程往往比實驗結(jié)果更重要。為了體現(xiàn)對實驗過程性的考察，總成績分為平時考核成績和期末考核成績。平時考核成績所占比例為50%，具體標(biāo)準(zhǔn)為：預(yù)習(xí)10%，操作40%，實驗報告50%?？紤]到考核成績的公正性，要求學(xué)生每次實驗課前簽名，提交檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)報告，并提問對相關(guān)實驗是否了解，給出預(yù)習(xí)成績。這樣可以督促學(xué)生自覺地預(yù)習(xí)，教學(xué)效果顯著提高。實驗操作的成績，教師需要根據(jù)學(xué)生的實際操作以及實驗完成的情況進(jìn)行打分。實驗報告部分的成績主要根據(jù)學(xué)生的課后數(shù)據(jù)處理情況、作業(yè)完成情況等進(jìn)行打分。期末考核主要是通過操作考試和卷面考試兩種方式進(jìn)行考核，各占50%。另外，為調(diào)動學(xué)生積極性，設(shè)立加分項。如對某些實驗過程提出問題、對實驗有改進(jìn)建議、設(shè)計性實驗完成出色、參加大學(xué)生物理實驗競賽獲獎等，教師會根據(jù)情況酌情加分。這些環(huán)節(jié)使得對學(xué)生的考察更全面，更突出學(xué)生創(chuàng)新能力與實踐能力的培養(yǎng)，使我校大學(xué)物理實驗教學(xué)質(zhì)量得到顯著提高。

五、結(jié)語

第8篇

關(guān)鍵詞 大學(xué)物理實驗 學(xué)生現(xiàn)狀 銜接 實驗教學(xué) 思考

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

《大學(xué)物理實驗》和《大學(xué)物理》兩門課程具有同等的重要地位。物理實驗課將使學(xué)生得到系統(tǒng)實驗方法和實驗技能的訓(xùn)練，了解科學(xué)實驗的主要過程和基本方法，為日后的科學(xué)實驗活動奠定初步基礎(chǔ)。①可是，學(xué)生對實驗并沒有給予足夠的重視。筆者對該問題進(jìn)行分析，總結(jié)其原因，提出實驗課教學(xué)的幾點看法。

1 學(xué)生對實驗沒有興趣的原因分析

1.1 學(xué)生的興趣習(xí)慣養(yǎng)成

在中學(xué)，由于物理不是主科，課時很少，尤其是在高一階段，力學(xué)分析本身就難，可是每周只有兩三節(jié)課上物理，可以說每上一節(jié)課時前面講了什么都忘光了，老師上課既要做好復(fù)習(xí)又要追趕教學(xué)進(jìn)度，每節(jié)課對老師來說那是相當(dāng)?shù)慕鹳F，為了高考，做實驗的機會就很少了（因為做實驗不如講實驗見效快），本來學(xué)生很喜歡物理，但經(jīng)過一年的高中學(xué)習(xí)感覺物理越來越難學(xué)了，這樣就導(dǎo)致學(xué)生懼怕物理，動手能力當(dāng)然得不到鍛煉。中學(xué)的學(xué)習(xí)是憑自己的感覺、興趣學(xué)習(xí)或被強迫學(xué)習(xí)。進(jìn)入大學(xué)后缺少老師、家長的強迫，自己就不知所措了，迷茫了，沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，缺少學(xué)習(xí)動力。大一、大二的學(xué)生還沒有完全適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)生活，還處在中學(xué)生思維習(xí)慣中。體現(xiàn)在上課注意力不集中，老師講實驗原理、電路連接技巧、數(shù)據(jù)處理及注意事項時，學(xué)生在下面并沒有認(rèn)真地聽，動手做實驗時出現(xiàn)了許多問題。

1.2 大學(xué)物理與中學(xué)物理教學(xué)的銜接

中學(xué)物理重點介紹了經(jīng)典物理學(xué)的基本概念和基本規(guī)律，并對近代物理學(xué)的基本思想進(jìn)行了簡單介紹，同時對教材內(nèi)容進(jìn)行模塊化處理，方便學(xué)生進(jìn)行選擇。②由于中學(xué)物理模塊化處理，學(xué)生的學(xué)到的知識是不完整的，不同地方的學(xué)校選學(xué)的內(nèi)容是不一樣的（高中教材選修3-3、3-4、3-5高考只要求選其一），做過的實驗也不一樣，有的實驗條件好的學(xué)校做的實驗多些，有的學(xué)校則很少做實驗，為了高考也只好講實驗。這樣一來，有的學(xué)生沒學(xué)到熱學(xué)、光學(xué)，有的沒學(xué)到振動和波、有的沒學(xué)到動量和近代物理知識。

在中學(xué)，自習(xí)老師去輔導(dǎo)，有問題能及時得到解決，中學(xué)的老師更貼近學(xué)生的學(xué)習(xí)生活。進(jìn)入大學(xué)之后物理學(xué)習(xí)更偏向抽象推導(dǎo)，依托強大的數(shù)學(xué)工具可以將研究進(jìn)行得更深入也更精確。在大學(xué)，老師對物理概念講解多，課堂知識密度大，低年級的學(xué)生很不適應(yīng)，他們更留戀高中的學(xué)習(xí)生活。由于這些銜接問題，導(dǎo)致實驗時，在理解實驗原理上感到困難，對實驗的重要性認(rèn)識不夠，缺少基本的實驗操作技能，有的甚至連接簡單的線路都不會，只能是依葫蘆畫瓢的完成實驗報告。

1.3 大學(xué)物理實驗和大學(xué)物理兩門課程的銜接

物理實驗從原來的物理課程中分離出來，形成了一門獨立的課程后，教學(xué)時間安排上與大學(xué)物理不同步，大一下學(xué)期開始上實驗課，力、熱、電、光、近代物理各方面實驗全有。大學(xué)物理還沒講到的知識可能在大學(xué)物理實驗中就要用到，所以在做實驗時難免會遇到些新知識、新概念，這樣，老師講的就顯得多了，有點不像實驗課，這也導(dǎo)致學(xué)生對實驗課的不適應(yīng)，加大了學(xué)生的認(rèn)知難度，實驗時困難重重。

1.4 現(xiàn)在的大學(xué)生有相當(dāng)一部分是在混學(xué)歷

這些沒有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)、沒有責(zé)任感、沒有一個遠(yuǎn)大的理想的人不知道自己應(yīng)該怎樣度過大學(xué)時光，當(dāng)然對學(xué)習(xí)知識不會產(chǎn)生興趣。

2 實驗課教學(xué)改進(jìn)的幾點思考

2.1 興趣是最好的老師，大學(xué)物理實驗也要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

（1）通過聯(lián)系生活實際，將本實驗的重要性告訴學(xué)生，可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教師在備課時應(yīng)關(guān)注實驗在實際中的應(yīng)用。如《用箱式電位差計測量熱電偶的溫差電動勢》可以告訴學(xué)生我們家里用的燃?xì)庠钣械碾姶砰y就是用溫差電動勢原理控制燃?xì)?、及時報警的，簡單地講一下其工作原理；《RLC串聯(lián)電路的暫態(tài)過程研究》可以聯(lián)系供電設(shè)備中實際電路。當(dāng)電源接通或斷開后的“瞬間”，這時電路中的電流或電壓可能出現(xiàn)過電壓或過電流的現(xiàn)象，如果不預(yù)先考慮到暫態(tài)過程中的過渡現(xiàn)象，電路元件便有損傷甚至毀壞的危險。另一方面，通過暫態(tài)過程的研究，還可以控制和利用過渡現(xiàn)象，如提高過渡的速度，可以獲得高電壓、大電流，起到延時等作用；《全息照相》可以加進(jìn)白光再現(xiàn)拍照，介紹生活中的全息防偽標(biāo)識原理；《調(diào)相型磁通門實驗》可以介紹磁通門測磁法在第二次世界大戰(zhàn)中被應(yīng)用于探雷、探潛等方面，戰(zhàn)后被廣泛應(yīng)用到地磁研究、地震預(yù)報研究等等。這樣通過聯(lián)系生活實際進(jìn)行教學(xué)會收到好的效果的。

（2）實驗課上要精講，多給學(xué)生操作和思考的時間培養(yǎng)興趣。我們老師要弄清學(xué)生做這個實驗的目的是什么，講解重點是什么。如《三線扭擺測轉(zhuǎn)動慣量》實驗?zāi)康氖钦莆諟y量原理和方法，訓(xùn)練不確定度的計算，那公式的推導(dǎo)就不必細(xì)講， 不要占用學(xué)生那么多的時間。如果老師還像教小學(xué)生那樣手把手地教怎么做實驗、怎么算不確定度，學(xué)生只是模仿重復(fù)，學(xué)生是不會被激發(fā)興趣的。吃人家嚼過的饃不香，學(xué)生的興趣是在動手動腦中培養(yǎng)起來的。

2.2 注重大學(xué)物理與中學(xué)物理知識的銜接，降低難度

大學(xué)物理與中學(xué)物理教學(xué)的銜接，是高校物理教師在大學(xué)低年級教學(xué)時必須面對的問題。但很多老師更多關(guān)注大學(xué)范圍的物理專題研究，而能夠深入了解中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的不多，對二者的銜接問題研究則更少。③如果我們多一些關(guān)注中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容，是可以將二者的銜接問題處理好的。如《霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用》實驗原理講解時洛倫茲力的方向就可以用學(xué)生熟悉的左手定則加安培定則來判斷；《電表的改裝及其校準(zhǔn)》《光電效應(yīng)測普朗克常量》《受迫振動的研究》《惠斯通電橋測電阻》《示波器的使用》等的實驗可以多回顧中學(xué)做的實驗的原理，讓學(xué)生感覺到大學(xué)物理與中學(xué)物理知識的銜接點及不同點。

2.3 課上多些探討，多些互動

大學(xué)物理實驗的目的要求我們能發(fā)現(xiàn)、提出、解決問題，提升實驗?zāi)芰Α！队秒娮邮經(jīng)_擊電流計測互感》讀數(shù)不費時，可以在電路連接上下文章，搞點小動作，如設(shè)置一條導(dǎo)線斷路等；《邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用》、《分光儀的調(diào)節(jié)使用》《示波器的使用》可以搞個小競賽看誰先按要求調(diào)試成功，分出等級。這樣讓大家討論互動，課堂也就不會死板，還能鍛煉學(xué)生的動手動腦能力，解決一些實際問題。

注釋

① 張旭峰等.大學(xué)物理實驗.張旭峰，王志斌，王秉仁，編.機械工業(yè)出版社，2003.8.

第9篇

關(guān)鍵詞：物理實驗；美國大學(xué)；教學(xué)模式

一、教學(xué)理念

美國大學(xué)十分重視教育觀念的更新，教師的物理實驗教學(xué)方法很活。這與美國教育中鼓勵冒尖、創(chuàng)新、標(biāo)新立異是分不開的。教師主要是提出問題、啟發(fā)思路和引導(dǎo)爭論，絕不“抱”著學(xué)生走。物理實驗的目的不只是教學(xué)生使用各種儀器設(shè)備，也不僅是讓學(xué)生學(xué)會一些實驗的方法與手段，而是讓學(xué)生在實驗中既動手又動腦，通過實踐真正掌握物理規(guī)律的真諦，學(xué)會用實驗方法去檢驗理論。美國大學(xué)為學(xué)生開設(shè)實驗課的目的十分明確。在斯坦福大學(xué)，DouglasD，Osheroff教授特意在黑板上寫下“GOAL：Learn how to do Physics，not specifictechnique，”意思是說要通過物理實驗使學(xué)生懂得如何去研究物理問題，而不是只局限在知識的傳授和技能的訓(xùn)練范圍內(nèi)。這給了我們很大的啟示，我們應(yīng)該更加充分地認(rèn)識到物理實驗教學(xué)的作用和性質(zhì)，在實驗教學(xué)中樹立更高的目標(biāo)。在我國部分高校的物理實驗教學(xué)中，其實驗儀器往往由實驗室技術(shù)人員提前備好，實驗時由學(xué)生被動地按照規(guī)定好的步驟與方法進(jìn)行，然后計算結(jié)果。學(xué)生往往進(jìn)行的是美國人稱之為“COOK”實驗，即像照著菜單煮飯一樣，學(xué)生按照老師安排好的程序和結(jié)構(gòu)進(jìn)行實驗，為了使實驗具有精確性，學(xué)生不能過于隨意，不能有創(chuàng)造性?？梢姡覀儗τ趯W(xué)生獨立探索的訓(xùn)練有欠缺，學(xué)生只是簡單模仿，真正自己動腦動手較少，這樣的教學(xué)理念與方法不利于學(xué)生創(chuàng)新性思維能力的培養(yǎng)。

二、教學(xué)模式

美國學(xué)生的實驗動手意識和能力普遍較強。物理實驗課的教學(xué)過程大體上分為三個階段：第一是基礎(chǔ)訓(xùn)練階段，學(xué)生主要進(jìn)行基本實驗技能、基礎(chǔ)實驗方法和基本實驗儀器使用的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，該階段主要由助教和工程技術(shù)人員來指導(dǎo)；第二是教師指導(dǎo)性階段，主要由教師指導(dǎo)學(xué)生利用基礎(chǔ)階段已掌握的基本知識和技能，學(xué)習(xí)和掌握一些高一層次的物理思想、物理模型、物理方法和物理實驗。教師的任務(wù)是引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生通過具體的物理實驗來學(xué)會如何剖析實驗問題、如何制定最佳實驗方案，并給學(xué)生留下了很多啟發(fā)性和能夠開闊視野的思路和問題：第三是學(xué)生的設(shè)計性實驗階段。學(xué)生需要獨立進(jìn)行實驗方案的設(shè)計、實驗儀器的選配、實驗結(jié)果的分析和對實驗問題的進(jìn)一步研究。有些實驗專題可以是個人獨立完成或是由幾個學(xué)生組成小組來完成的，整個實驗階段學(xué)生是主角。

我國高校的物理教學(xué)已經(jīng)初步建立起從易到難、從簡單到綜合、從注重傳授知識到注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)，循序漸進(jìn)、逐級提高的物理實驗三級教學(xué)課程體系。一級實驗為基本物理量的測量和基本儀器的使用，主要為預(yù)備性、基礎(chǔ)性實驗。二級實驗為實驗測量方法和常用物理量的測量，主要內(nèi)容為提高性實驗。三級實驗為實驗技術(shù)和實驗規(guī)律的學(xué)習(xí)，主要內(nèi)容為綜合性、設(shè)計性實驗。盡管在體系建立方面我國高校已經(jīng)初現(xiàn)規(guī)模，但教師在指導(dǎo)過程中仍然過分重視實驗認(rèn)知性結(jié)果的正確性，常常忽略學(xué)生的過程性體驗，而這正是美國高校實驗教學(xué)所推崇的。我們要善于將這些所謂的“正確方法”用“為什么”、“怎么做”、“做什么”等進(jìn)行設(shè)問，從中創(chuàng)設(shè)實驗方法的問題情景，啟發(fā)探究欲望。甚至教師可以有意識地在教學(xué)過程中設(shè)置問題、制造錯誤，讓學(xué)生在師生共同探索過程中培養(yǎng)和發(fā)展自己的個性和創(chuàng)新能力。

三、教學(xué)內(nèi)容

針對一、二年級學(xué)生的實驗內(nèi)容，美國大學(xué)實驗項目比國內(nèi)綜合性大學(xué)的普通物理實驗要少。哈佛大學(xué)將這部分實驗中的一些實驗項目作為學(xué)生的家庭作業(yè)，帶回家去完成。他們發(fā)給學(xué)生一個實驗箱，里面裝有各類工具及一些簡單實驗部件，如萬用電表、電阻、電感、電容、米尺、激光筆等，還有一張附有實驗指導(dǎo)資料的CD盤，學(xué)生可在家中完成一些簡單實驗。針對三、四年級學(xué)生的實驗內(nèi)容，每個學(xué)校各有特色，這與學(xué)校的科研方向密切相關(guān)。如麻省理工學(xué)院的高級實驗課程中的實驗項目，一個實驗學(xué)生要做2～3周，每周6小時。對于這些較復(fù)雜的實驗，實驗報告要求也很嚴(yán)格。斯坦福大學(xué)三年級學(xué)生做的光學(xué)實驗，要求學(xué)生按的格式寫實驗報告。這部分的實驗內(nèi)容比國內(nèi)高校的近代物理實驗內(nèi)容要深，有很多反映學(xué)科前沿的實驗。美國高校物理實驗選修內(nèi)容十分豐富，類型變化較多，涉及面較寬，為學(xué)生提供了許多可選擇的學(xué)習(xí)機會。學(xué)生可根據(jù)專業(yè)需要和個人興趣來選修物理實驗。在美國，學(xué)校與教師都十分重視把最新的實驗方法、測試技術(shù)和儀器設(shè)備引進(jìn)實驗教學(xué)之中，讓學(xué)生及時地了解、接觸和掌握新事物，并從低年級就開始接觸到先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，使學(xué)生體會到科技的進(jìn)步和競爭。同時，為學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及訓(xùn)練奠定了較高的起點和寬厚的基礎(chǔ)。實驗內(nèi)容除了基本的力、光、電實驗外，還有與專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)實驗，例如：霍耳效應(yīng)：麥克爾遜干涉儀；塞曼效應(yīng)：光電效應(yīng)；偏振光；衍射光柵；氣體中的聲速：帶電耦合裝置；介電常數(shù)：粘滯度測量；串聯(lián)和并聯(lián)諧振電路：Meade望遠(yuǎn)鏡的組裝和使用；類星體的發(fā)現(xiàn)；人造變星的光度測定；利用Starlink軟件的CCD圖像數(shù)字壓縮技術(shù)：利用Starlink包對簡單光譜進(jìn)行分析等。這些設(shè)計實驗使我們強烈感受到了科技發(fā)展跳動的脈搏。在麻省理工學(xué)院的“量子信息處理”實驗， 斯坦福大學(xué)的“超流”實驗，哥倫比亞大學(xué)的“混沌實驗”、“鑷子”實驗和UCLA的一系列核物理實驗對比之下，我們真正根據(jù)自己的特點來設(shè)計新實驗的還比較少，因而各校的實驗內(nèi)容大同小異，缺乏特色，不夠新穎。這些內(nèi)容可以啟示我們要進(jìn)一步推進(jìn)大學(xué)物理實驗的近物化和科研化進(jìn)程。

美國大學(xué)的教學(xué)內(nèi)容是通過自編教材實驗來體現(xiàn)的。內(nèi)容中的實驗操作步驟被有意識地粗略化，但是留給學(xué)生許多結(jié)合實驗的思考題，目的是促使學(xué)生在實驗前、實驗中和實驗后進(jìn)行思考與創(chuàng)造。實驗過程中有不清楚之處時，可以隨時查閱實驗室中儀器資料和實驗設(shè)備說明書等參考文獻(xiàn)。實驗教材基本是自編的講義，這與我國目前實驗教材大多采用正式出版的書籍大不相同。究其原因， 是因為他們的教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容年年都改，因而不必要也不可能用正式出版的書籍。他們追求的是新穎、現(xiàn)代、有特色， 而不追求完整、系統(tǒng)、規(guī)范化。這種教學(xué)思想與我們有較大的差異。許多學(xué)校都強調(diào)教材不應(yīng)像烹調(diào)書那樣一步一步寫得很清楚， 讓學(xué)生按部就班去做， 這種培養(yǎng)操作工式的教學(xué)方法不利于人才的成長。我國傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)中，實驗內(nèi)容陳舊，傳統(tǒng)、經(jīng)典的實驗多，體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的實驗少；內(nèi)容單一的實驗多，

設(shè)計性、綜合性的實驗少，且多為驗證性實驗。并且教材改革滯后于當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，諸如以信息技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、遙感技術(shù)等高端科技已廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域而且進(jìn)入家庭，但有些高校的物理實驗課程仍然開設(shè)黑白影像、電子管晶體管電路等。古老的傳統(tǒng)教育要培養(yǎng)能適應(yīng)自主創(chuàng)新形式下的創(chuàng)新型人才，必須更新實驗內(nèi)容，既要關(guān)注科技發(fā)展的前沿，又要考慮學(xué)生的專業(yè)實際，充實一些與現(xiàn)代生產(chǎn)聯(lián)系密切的實用性實驗，并且有一定比例的設(shè)計性和綜合實驗項目。即使學(xué)生開闊眼界，又能將物理理論與現(xiàn)代技術(shù)和生活融合起來，因此能充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新精神。

四、現(xiàn)代化教學(xué)手段

計算機在美國高校物理實驗教學(xué)中使用十分廣泛。美國大學(xué)的近代物理實驗中幾乎100％都用計算機，而普通物理實驗中約1/3使用計算機。有的學(xué)校寫實驗報告、批閱報告也都用計算機。大學(xué)中有許多為教學(xué)服務(wù)的CAI軟件，質(zhì)量很高，學(xué)生可以隨時通過校園網(wǎng)絡(luò)，提前進(jìn)行實驗預(yù)習(xí)；學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)中可以利用計算機進(jìn)行實驗儀器設(shè)備的控制、數(shù)據(jù)采集和處理等工作。實驗報告也基本上是在計算機上完成的，并通過校園網(wǎng)絡(luò)傳遞給教師；利用計算機模擬，開發(fā)高新科技相關(guān)的物理實驗，進(jìn)行仿真實驗教學(xué)，開闊學(xué)生的眼界：用CAI介紹和模擬更新的實驗方法、技能和實驗應(yīng)用等。從美國高校中可以體會到計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教學(xué)中的普及和應(yīng)用程度之高，已成為高等工程教育中不可缺少的重要工具。顯然，我國高校物理實驗的計算機使用比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏低，這不能滿足學(xué)生適應(yīng)今后在信息社會的工作要求?？上驳氖俏覀冊谶@方面已經(jīng)做出了有益的嘗試，例如建立了仿真物理實驗室，通過計算機網(wǎng)絡(luò)把實驗設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容、教師指導(dǎo)和學(xué)生的操作有機地融合為一體，形成了一部活的、可操作的物理實驗教科書；將多媒體、CCD和錄像等手段引入實驗教學(xué)：建立物理實驗教學(xué)網(wǎng)站，實行網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)。例如同濟(jì)大學(xué)物理CAI中心就是網(wǎng)絡(luò)和多媒體教學(xué)的結(jié)合產(chǎn)物，在實驗教學(xué)中，中心以網(wǎng)絡(luò)為載體，積極開發(fā)網(wǎng)絡(luò)資源，使得網(wǎng)絡(luò)這一現(xiàn)代化的教育資源在實驗室的管理、實驗室的開放式教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性提高和能力素質(zhì)的培養(yǎng)等方面發(fā)揮了很好的作用。但計算機并非越多越好，因為許多基本的物理思想的掌握、物理現(xiàn)象的觀察、操作能力的培養(yǎng)以及基本的數(shù)據(jù)處理的思路與能力等，都不能也不應(yīng)由計算機來完全代替。美國各實驗室的計算機使用十分方便，但他們也認(rèn)為只有用了計算機能加深對物理原理的理解、對實驗方法的掌握和對測量精度的提高時才用計算機，而讓學(xué)生實際動手去觀察真實的現(xiàn)象，學(xué)會基本的操作，仍然是十分必要的手段。

五、結(jié)語