大学物理实验教学优劣|大学物理实验教学

大学物理实验教学优劣

通过实验操作和分析，学生的实践能力和观察能力大大提高。

本文以迈克尔逊干涉仪测量激光波长的实验为例，在教学方 式和考核方式等方面，探讨大学物理实验教学的改革尝试， 在现有人力、物力的情况下，更好的配置大学物理实验资源， 使大学物理实验在服务理论课程学习和培养实践动手能力 等方面发挥更大的作用。

关键词：大学物理；
实验教学；
干涉仪 大学物理实验在培养理工科学生的实践能力方面具有 重要的作用，学生可以把课堂上学习的物理学基础知识进行 实验验证，用严谨的数据或直观的图像描述物理原理，使学 生加深对理论知识的理解。物理实验注重学生的动手操作能 力，不仅对学生的物理课程学习，而且对学生毕业后的工作 生活等，都会有巨大的辅助作用。然而，长期以来形成的重 理论轻实验的观念导致实验教学质量和效率低下。本文以迈 克尔逊干涉仪测激光波长为例，讨论如何高效运用现有实验 室资源，提高大学物理实验教学质量，培养学生的实践动手 能力，增强就业竞争力。

一重视实验过程，提高实验操作效率 大学物理实验大部分都是验证性实验，要求学生通过实 验数据验证物理定理的正确性。在此过程中，教师往往更关注于实验数据的准确性而忽视实验操作过程。然而，在验证 定理的基础上，实验过程更能培养学生的动手能力，因此， 需在重视实验过程的基础上提高实验操作效率。

（一）深刻理解仪器原理，教师要下工夫 大学物理实验教师不仅要掌握需要验证的物理定理和 定律，还要深刻理解所用仪器的结构和测量原理，这样才能 达到对整体实验了如指掌，解决实验过程中可能遇到的问题 或障碍。这一过程要求教师花费精力研读仪器使用说明和原 理图纸，熟悉仪器的安装调试，并能对仪器进行简单的维护 和维修。以迈克尔逊干涉仪为例，设备调节螺钉较多，由于 操作不当极易引起螺丝损坏，教师在实验中不仅要教给学生 实验知识，还要做到维护仪器设备的正常运行。

（二）讲解多做设问，不照本宣科 高校大都设置实验岗位，大学物理实验教师一般每人负 责固定的几个实验教学工作。由于多年从事相同实验的教学， 在积累教学经验的同时，也容易产生保守的教学观念，不适 合现代大学生的认知特点。如同理论教学不能照本宣科一样， 实验教学也要抓住学生的兴趣点，采用启发式教学，在讲解 实验的过程中做到步步提问、引人入胜，摒弃那种直接将实 验过程演示给学生，然后由学生记录数据的机械式教学，更 不能把学生培养成数据记录者。比如迈克尔逊干涉仪测量激 光波长的实验中，在光路调整、仪器调零、干涉图样形成等 过程中多问学生为什么比教会学生怎样做更重要。（三）多种手段相结合，充分利用多媒体 在大学课程的教学中，往往理论课程更强调教学手段问 题，实际上，实验课程也存在同样的问题。利用多媒体等教 学手段，可以增加学生学习兴趣，并节省教师板书时间。实 验教学不单单是操作实验仪器，还包括实验原理和实验过程 的讲解，一堂精彩的实验课应该是理论与实验的有机结合。

然而，由于实验场所的限制，高校实验室很少设置多媒体等 教学设备。近年来，随着高校对实验教学的重视，很多实验 室也配置了多媒体，多媒体不再是课堂教学的专有设备。教 师利用多媒体教学设备，将实验原理、仪器使课程与教学用、 注意事项等做成课件，以视觉和听觉的双重效果，可以大大 激发学生的学习兴趣，并在不增加实验课时的基础上，节约 更多时间供学生动手实验，从而在保证质量的前提下，大大 提高实验效率。特别是对于迈克尔逊干涉仪等光学实验，可 将光线传输、干涉仪器原理等抽象的物理图景形象地展现在 学生面前，使学生在仪器操作中更具针对性。

（四）适时添加相关知识，拓宽学生视野 不能简单地将实验理解为使用仪器的课程，面对静态的 仪器，实验课程同样可以生动有趣。教师在备课时可以多收 集与实验相关的课外知识，如该实验的历史起源、该实验在 本领域的地位、该实验与日常生活中现象的关联等，讲解过 程中多穿插此类课外知识，一方面可以调节课堂气氛，吸引 学生注意力，另一方面可以增加学生知识面，拓宽学生视野。比如在迈克尔逊干涉仪测量激光波长的实验中，教师可以讲 解激光的发现及特点、激光在医学、国防的应用，甚至可以 结合新闻报道，谈谈国际上激光武器的发展现状及趋势，拓 展知识时间不必过长，但要把握时机。

（五）加强师生互动，实现教学相长 实验教学本身就是师生互动的过程，比理论课程更具交 互学习的优势，实验教师应该充分利用互动的特点，与学生 共享实验数据验证物理理论的过程，体验物理学家探究真理 的历程。在实验中，教师是学生的引导人，学生是实验的主 导者，实验教学过程体现着人人参与、师生互动、平等对话， 成为富有创新性的实践过程。教师在解决学生问题的时候， 自身的水平也得到提高，从而实现教学相长。同样，在迈克 尔逊干涉仪的实验中，应摒弃那种教师先讲解、学生做实验、 教师改报告的陈旧教学方式，在实验过程中加强与学生的交 流，既完成了实验教学，又增进了师生友谊。

二革新考核方式，不唯数据结果论优劣 考核是大学物理实验教学的必备环节，是检查学生实践 动手能力的重要手段。实验考核一般由平时成绩和期末成绩 两部分按比例构成，其中平时成绩包括多个物理实验的平均 成绩，期末成绩则为期末实验操作考试的成绩。与其他专业 课考试类似，通过考核可以定量地评价学生对实验的掌握情 况。然而，大学物理实验应该更注重学生的动手能力，考核 结果不能单单以数据论优劣。（一）平时成绩中重视实验操作 大学物理平时成绩是某一学期所有实验成绩的平均值， 包括力学、电学、光学等多个实验。平时成绩一般由预习报 告、实验操作、数据处理三部分组成，其中，实验操作应是 最重要的过程，包括实验仪器的调整以及实验数据的记录， 考查学生的动手操作能力和实验观察能力。通过考核结果引 导学生重视实验操作，真正意识到在理工科学生中设置大学 物理实验的目的和任务。

（二）强化数据处理过程 大学物理的验证性实验较多，大都要求通过观察的实验 数据验证物理定理或定律。在实验结果中，能够准确地验证 相关定理固然重要，但往往由于实验仪器的老化或误差，最 终结果与理论相差较大。实验教师在考核过程中更应该看重 数据处理的过程，了解学生是否会对测量得到的数据正确处 理，而不仅仅是能够通过数据验证定理。明确告知学生，应 该尊重原始数据，完全没有必要为了得到想要的结论，对数 据进行有意筛选，实事求是地对待实验结果，认真分析产生 错误或误差的原因。

（三）考核方式多样化 实验过程包括预习、操作、报告等多个环节，因此分数 不能成为判定学生成功的唯一标准，在实验中，教师需要灵 活掌握判定尺度，把学生操作能力和理论水平的提高作为考 核是否合格的标尺，探索符合实际的实验课程考核方式。比如，在迈克尔逊干涉仪的实验中，由于仪器差别，学生得到 的波长与激光实际波长会有偏差，教师应注重产生偏差的原 因，不能以偏差大小作为学生成绩的标准。同时，如果学生 能在实验过程中发现问题、解决问题，也应成为其平时成绩 的一部分，记录到最终的学习成绩中。

三结论 大学物理实验是理工科学生必修的实验课程，在培养学 生动手操作能力方面具有重要作用，同时也承载着锻炼学生 实践创新的重任。大学物理实验教学的效果关系着普通物理 等自然科学课程的学习，教师在实验教学中应该重视学生实 验操作过程，抓住学生的兴趣点，在教学理念和教学手段上 多下功夫，实行切合实际的多样化考核方式，引导学生在实 验中获取知识和能力。

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