大学物理实验课教学分析

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大学物理实验课教学分析

一、被忽略的问题

1.忽略学生的理论基础是否牢固。

我们往往强调物理学从本质上说是一门实验科学,物理规律的发现和理论的建立必须以严格的物理实验为基础,受到实验的检验,强调实验的重要性。实验固然重要,通过实验,我们可以发现全新领域,开拓新的篇章,但我们容易忽略要想通过实验达到新的领域,必须有一定的基础知识。如果没有扎实的基础知识,只是一味地做实验,想必不会发现其中的奥妙。毕竟,大学生初步接触物理,不像研究者那样发现新规律或现象,而是先来学习已经知道的知识,在此基础上,对问题进行研究。例如,没有学过电磁波,打电话时不会发现电磁波的存在;没有学过干涉现象,对阳光下肥皂泡沫上的美丽图案,不会明白它是有规律可循的。

2.忽略培养学生基本的实验习惯和素养。

物理实验是大学生首先接触的实验课程,物理教师对学生实验习惯的培养起到关键作用,如果起初没有养成习惯,学生容易形成对实验不重视的态度,课前不预习,课堂走过场,课后不认真处理报告等,后来想根本纠正会比较困难。不良习惯已经养成,在专业领域是一个致命伤。尤其对工科院校的学生来说,优良习惯尤为重要。比如,工科院校制冷专业、建筑专业、汽车专业、机械专业,没有在设计或实验实践中养成良好的习惯修养,在以后的工作中,可能会因一个小数点,造成无法估量的损失。

3.忽略学生的整体水平。

对物理实验的课程内容设计,尤为重要。在这一这方面,在现今讲究效率的时代,大家往往要求的是时效,应用型人才更被重视,看重的是培养学生的探索能力和创新能力。但在教学改革时,我们容易忽略不同院校的学生,整体水平是不一样的。探究性、设计性实验,要在学生拥有一定的基础实验能力和基础知识的基础上才能进行操作。

4.在实验考核过程中,忽略考核的正式性。

目前,实际操作环节采取抽签方式进行考核。考核过程中,有些教师仅注重学生最终测量结果,往往忽略过程中的细节问题。比如,在做拉伸法测定金属丝杨氏模量实验中,往往忽略杨氏模量测定仪水平调整,忽略此实验中的测量数据是不是和要求的对象相符合。例如,测量D时,实际表示是望远镜的标尺到平面镜的垂直距离,但有的学生在考核中测量的对象是望远镜镜头到平面镜的垂直距离。这些细节,在重视测量结果中不会被发现。

二、采取的措施

针对这些问题,在开设物理实验课时,应引起重视,采取相应措施,让学生真正地从物理实验课有所收获。

1.当前学习认知比重大于探究。

学生要先学习已有物理知识,然后再进行物理实验。大学生处在认知时代而不是探索时代,要先学好已有知识,打好坚实理论基础,再进行物理实验,效果会事半功倍。比如,规则形状物体的密度测量实验,需要学生首先了解相关理论知识ρ=MV、体积计算知识,然后才能进行相关实验测量。在牛顿环的实验中,学生如果之前在理论上没有了解干涉现象、等厚干涉,想必对牛顿环现象及牛顿环仪的应用也不会有很深刻的理解。所以,对高校学生来说,要给予了解与重视。对大学物理实验,打好物理基础知识,尤为重要。

2.大学物理实验课的要求和注意事项要明确。

对实验的相关章程和注意事项,要重点强调,可引起学生注意。每堂实验课要针对相应基本要求和注意事项进行严肃强调,循序渐进地引导,让学生在教师的潜移默化中养成良好的习惯。大学物理实验的基本要求是:(1)能够完成预习,进行实验和撰写报告等主要实验程序。(2)能够调整常用实验装置,基本掌握常用的操作技术。例如:零位调整;水平、铅直调整;光路的共轴调整;根据给定的电路图正确接线等。(3)了解物理实验中常用的实验方法和测量方法。例如:比较、平衡和干涉等方法。(4)能够进行常用物理量的一般测量。例如:长度、质量、时间、热量、温度、电流强度等。(5)了解常用仪器的性能,学会使用方法。例如:测长仪器、变阻器、直流电表、通用示波器、低频信号发生器、常用电源和常用光源等。(6)了解测量误差的基本知识,具有正确处理数据的初步能力。其中包括:测量误差的基本概念;直接测量量的误差计算;数据处理的一些基本方法。(7)实验过程中要爱护仪器,谨记注意事项,实验结束后要排好仪器。这一点,在目前的大学物理实验中,学生的重视度不够。例如,在拉伸法测定金属丝杨氏模量实验时,要用到螺旋测微计来测量金属丝的直径d,教师在讲解中强调螺旋测微计精度很高,如果直接旋转微分筒压被测物体,物体容易变形,造成误差,所以当旋转微分筒刚接触被测物体时,改用棘轮转动。当刚听到棘轮发出咔咔声时,表明物体被刚好压住,既不松也不紧,应开始测量。如再接着旋紧,会造成测微螺旋与被测物体受损。但在实验过程中,经常能听到螺旋测微计发出连续的咔咔声,表明学生对此要求重视度不够,没有养成良好的习惯。因此,大学物理实验中,每做一个实验,教师都应反复、详细而严肃地说明与强调,增强学生的重视度,养成良好的实验习惯,逐步形成求实、严谨的态度。

3.大学物理实验大多开设在大一下学期或大二上学期,此阶段学生对知识的掌握还不够熟练与灵活。

因此,对大学生而言,更容易接受测量性实验、验证性实验。所以,在物理实验内容设计上,要有层次性。例如,对于拉伸法测定金属丝的杨氏模量实验、三线摆测定刚体的转动惯量的实验,学生更容易接受。通过开设这些实验,学生会发现物理实验是比较容易做的,愿意学习。如果我们只注重探索性能力和创新性能力的培养,设计的实验难度较大,如分光计实验,学生不明白偏向角测量及相应原理,会觉得物理实验难度大,不能理解,对物理实验课积极性不高,兴趣被削弱,主动性变差,实验课就只是在走过场,就谈不上提升学生的探索、创新能力了。为了避免这种情况的发生,设计实验时应遵循如下比例,比例设计得好,会引起学生兴趣,他们自然会表露出求知欲、探索欲,在无形中完成思考与创新。

4.大学物理实际操作采用具体提问环节,使考试正式化,让学生重视操作过程,而不是走形式。

在实际考核中,应每人一组,限定时间考核,操作实验结束后,教师在观察的基础上,对具体操作进行提问,根据学生回答的项目点给予相应分数。在物理实验开课初期,教师应告知学生这种操作考核方式,提升学生对实验课的重视度,督促养成良好习惯。

三、结束语

大学物理实验课程的开设,使学生对理论知识有了进一步的深刻理解与认识。在开设过程中,重视细节设计,重视学生处于基础层面的状态,采取相应措施,设计合理内容,让学生在扎实的基础功下,循序渐进、潜移默化地在大学物理实验课上培养好的习惯与素养,从而培养启发、探索、创新能力。

作者:王海霞 单位:桂林航天工业学院