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大學物理實驗教學優(yōu)劣論文
摘要：大學物理實驗是依據大學物理而設置的實驗課程，以驗證性實驗為主，在物理教學中有著不可替代的重要地位。通過實驗操作和分析，學生的實踐能力和觀察能力大大提高。本文以邁克爾遜干涉儀測量激光波長的實驗為例，在教學方式和考核方式等方面，探討大學物理實驗教學的改革嘗試，在現有人力、物力的情況下，更好的配置大學物理實驗資源，使大學物理實驗在服務理論課程學習和培養(yǎng)實踐動手能力等方面發(fā)揮更大的作用。
關鍵詞：大學物理；實驗教學；干涉儀
大學物理實驗在培養(yǎng)理工科學生的實踐能力方面具有重要的作用，學生可以把課堂上學習的物理學基礎知識進行實驗驗證，用嚴謹的數據或直觀的圖像描述物理原理，使學生加深對理論知識的理解。物理實驗注重學生的動手操作能力，不僅對學生的物理課程學習，而且對學生畢業(yè)后的工作生活等，都會有巨大的輔助作用。然而，長期以來形成的重理論輕實驗的觀念導致實驗教學質量和效率低下。本文以邁克爾遜干涉儀測激光波長為例，討論如何高效運用現有實驗室資源，提高大學物理實驗教學質量，培養(yǎng)學生的實踐動手能力，增強就業(yè)競爭力。
一重視實驗過程，提高實驗操作效率
大學物理實驗大部分都是驗證性實驗，要求學生通過實驗數據驗證物理定理的正確性。在此過程中，教師往往更關注于實驗數據的準確性而忽視實驗操作過程。然而，在驗證定理的基礎上，實驗過程更能培養(yǎng)學生的動手能力，因此，需在重視實驗過程的基礎上提高實驗操作效率。
（一）深刻理解儀器原理，教師要下工夫
大學物理實驗教師不僅要掌握需要驗證的物理定理和定律，還要深刻理解所用儀器的結構和測量原理，這樣才能達到對整體實驗了如指掌，解決實驗過程中可能遇到的問題或障礙。這一過程要求教師花費精力研讀儀器使用說明和原理圖紙，熟悉儀器的安裝調試，并能對儀器進行簡單的維護和維修。以邁克爾遜干涉儀為例，設備調節(jié)螺釘較多，由于操作不當極易引起螺絲損壞，教師在實驗中不僅要教給學生實驗知識，還要做到維護儀器設備的正常運行。
�。ǘ┲v解多做設問，不照本宣科
高校大都設置實驗崗位，大學物理實驗教師一般每人負責固定的幾個實驗教學工作。由于多年從事相同實驗的教學，在積累教學經驗的同時，也容易產生保守的教學觀念，不適合現代大學生的認知特點。如同理論教學不能照本宣科一樣，實驗教學也要抓住學生的興趣點，采用啟發(fā)式教學，在講解實驗的過程中做到步步提問、引人入勝，摒棄那種直接將實驗過程演示給學生，然后由學生記錄數據的機械式教學，更不能把學生培養(yǎng)成數據記錄者。比如邁克爾遜干涉儀測量激光波長的實驗中，在光路調整、儀器調零、干涉圖樣形成等過程中多問學生為什么比教會學生怎樣做更重要。
�。ㄈ┒喾N手段相結合，充分利用多媒體
在大學課程的教學中，往往理論課程更強調教學手段問題，實際上，實驗課程也存在同樣的問題。利用多媒體等教學手段，可以增加學生學習興趣，并節(jié)省教師板書時間。實驗教學不單單是操作實驗儀器，還包括實驗原理和實驗過程的講解，一堂精彩的實驗課應該是理論與實驗的有機結合。然而，由于實驗場所的限制，高校實驗室很少設置多媒體等教學設備。近年來，隨著高校對實驗教學的重視，很多實驗室也配置了多媒體，多媒體不再是課堂教學的專有設備。教師利用多媒體教學設備，將實驗原理、儀器使課程與教學用、注意事項等做成課件，以視覺和聽覺的雙重效果，可以大大激發(fā)學生的學習興趣，并在不增加實驗課時的基礎上，節(jié)約更多時間供學生動手實驗，從而在保證質量的前提下，大大提高實驗效率。特別是對于邁克爾遜干涉儀等光學實驗，可將光線傳輸、干涉儀器原理等抽象的物理圖景形象地展現在學生面前，使學生在儀器操作中更具針對性。
（四）適時添加相關知識，拓寬學生視野
不能簡單地將實驗理解為使用儀器的課程，面對靜態(tài)的儀器，實驗課程同樣可以生動有趣。教師在備課時可以多收集與實驗相關的課外知識，如該實驗的歷史起源、該實驗在本領域的地位、該實驗與日常生活中現象的關聯等，講解過程中多穿插此類課外知識，一方面可以調節(jié)課堂氣氛，吸引學生注意力，另一方面可以增加學生知識面，拓寬學生視野。比如在邁克爾遜干涉儀測量激光波長的實驗中，教師可以講解激光的發(fā)現及特點、激光在醫(yī)學、國防的應用，甚至可以結合新聞報道，談談國際上激光武器的發(fā)展現狀及趨勢，拓展知識時間不必過長，但要把握時機。
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實驗教學本身就是師生互動的過程，比理論課程更具交互學習的優(yōu)勢，實驗教師應該充分利用互動的特點，與學生共享實驗數據驗證物理理論的過程，體驗物理學家探究真理的歷程。在實驗中，教師是學生的引導人，學生是實驗的主導者，實驗教學過程體現著人人參與、師生互動、平等對話，成為富有創(chuàng)新性的實踐過程。教師在解決學生問題的時候，自身的水平也得到提高，從而實現教學相長。同樣，在邁克爾遜干涉儀的實驗中，應摒棄那種教師先講解、學生做實驗、教師改報告的陳舊教學方式，在實驗過程中加強與學生的交流，既完成了實驗教學，又增進了師生友誼。
二革新考核方式，不唯數據結果論優(yōu)劣
考核是大學物理實驗教學的必備環(huán)節(jié)，是檢查學生實踐動手能力的重要手段。實驗考核一般由平時成績和期末成績兩部分按比例構成，其中平時成績包括多個物理實驗的平均成績，期末成績則為期末實驗操作考試的成績。與其他專業(yè)課考試類似，通過考核可以定量地評價學生對實驗的掌握情況。然而，大學物理實驗應該更注重學生的動手能力，考核結果不能單單以數據論優(yōu)劣。
（一）平時成績中重視實驗操作
大學物理平時成績是某一學期所有實驗成績的平均值，包括力學、電學、光學等多個實驗。平時成績一般由預習報告、實驗操作、數據處理三部分組成，其中，實驗操作應是最重要的過程，包括實驗儀器的調整以及實驗數據的記錄，考查學生的動手操作能力和實驗觀察能力。通過考核結果引導學生重視實驗操作，真正意識到在理工科學生中設置大學物理實驗的目的和任務。
（二）強化數據處理過程
大學物理的驗證性實驗較多，大都要求通過觀察的實驗數據驗證物理定理或定律。在實驗結果中，能夠準確地驗證相關定理固然重要，但往往由于實驗儀器的老化或誤差，最終結果與理論相差較大。實驗教師在考核過程中更應該看重數據處理的過程，了解學生是否會對測量得到的數據正確處理，而不僅僅是能夠通過數據驗證定理。明確告知學生，應該尊重原始數據，完全沒有必要為了得到想要的結論，對數據進行有意篩選，實事求是地對待實驗結果，認真分析產生錯誤或誤差的原因。
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實驗過程包括預習、操作、報告等多個環(huán)節(jié)，因此分數不能成為判定學生成功的唯一標準，在實驗中，教師需要靈活掌握判定尺度，把學生操作能力和理論水平的提高作為考核是否合格的標尺，探索符合實際的實驗課程考核方式。比如，在邁克爾遜干涉儀的實驗中，由于儀器差別，學生得到的波長與激光實際波長會有偏差，教師應注重產生偏差的原因，不能以偏差大小作為學生成績的標準。同時，如果學生能在實驗過程中發(fā)現問題、解決問題，也應成為其平時成績的一部分，記錄到最終的學習成績中。
三結論
大學物理實驗是理工科學生必修的實驗課程，在培養(yǎng)學生動手操作能力方面具有重要作用，同時也承載著鍛煉學生實踐創(chuàng)新的重任。大學物理實驗教學的效果關系著普通物理等自然科學課程的學習，教師在實驗教學中應該重視學生實驗操作過程，抓住學生的興趣點，在教學理念和教學手段上多下功夫，實行切合實際的多樣化考核方式，引導學生在實驗中獲取知識和能力。
參考文獻
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