医药院校单元型物理实验初探
医药院校单元型物理实验初探 １单元型物理实验教材 物理实验教材改革是单元型物理实验教学改革的前提． 从实验教材内容改革入手，改变传统实验教材内容编写的方 法，将相关联的实验内容组合成一个实验单元，在单元中提 出总的实验目的和要求，具体运用什么样的方法、采取什么 样的实验手段、如何去实现由学生自主决定．物理实验教材 是实验教学的指挥棒，是实施实验教学的依据［３］．物理 实验教学改革提出已经有很长时间了，但真正进行改革的却 很少，关键是还在使用传统的教材和原有的教学模式［４］， 这必然导致沿用传统的教学方法，改革也就无从谈起了．因 此编写有特色的物理实验教材，是单元型物理实验教学改革 能否成功的关键，有助于探索医药类高等院校物理实验教学 新模式，满足以质量提升为核心的内涵式高等教育的要求． 以传统物理实验教材《物理学实验》［５］为例说明，此教 材共计２４个实验，其中测量物体常量的实验有６个，分别 是：长度的测量；
物体密度的测量；
液体粘滞系数的测量；
液体流量的测量；
液体表面张力系数的测量；
用劈尖干涉测 量厚度．按照单元型物理实验改革思路，将上述６个实验归 纳成二个单元，即固体测量单元和液体测量单元．固体测量 包括长度、密度、厚度的测量；
液体测量包括粘滞系数、流 量、表面张力系数的测量；
以此形成单元型特色的物理实验 教材．２单元型物理实验的教学内容 传统的实验教学内容，详尽地表述了实验的目的、仪器、 原理、实验步骤、注意事项、结果处理、误差分析等等．甚 至连什么时候打开电源开关，什么时候关闭电源都交代清楚， 害怕学生在实验中走弯路做错了，要求学生只能按照规定的 步骤和顺序去做，这样的实验，学生能从中学习到什么？对 学生有什么启发？我们在平时与学生的交流中得到的反馈， 认为现在的
大学物理实验与中学阶段的实验没有什么本质 区别．面对这样的意见，我们首先从实验教学内容进行改革， 以液体测量单元实验为例，单元内的３个测量实验，学生可 以根据自己的兴趣，以小组为单位自由选择其中的一个测量 作为实验内容，每个小组同学在实验过程中要通力合作，共 同研究，一起讨论，共同完成．学生从调研开始，到图书馆 和网上查资料，学生之间相互讨论，与实验老师进行沟通， 学生们根据查找到的不同测量方法的实验原理、误差分析、 测量精度等，选择适合自己的实验方法．仅液体表面张力系 数测量实验，不同学生小组最终确定的实验方法就有焦利氏 秤法、毛细管上升法、拉脱法、Ｕ型管法和水波频闪法等， 这么丰富的实验内容是传统教学模式无法实现的．实验结束 后教师在有目的地进行小组之间的总结交流，学生通过一个 实验既掌握了液体表面张力系数测量的多种方法，又进行了 比较，了解了不同测量方法的优缺点．使学生不仅仅学到了 知识和技术，还培养了责任心和合作意识．这样改革最大的特点是学生的学习兴趣大大提高了，他们有了探索知识的欲 望，在实验中感到自己是主体，有实验成功的自豪感． ３单元型物理实验的教学方法 ３．１学生自己
设计实验方案 在单元型物理实验的教学过程中，教师与学生始终要保 持经常性的讨论交流，而不是传统教学中的手把手地教．学 生通过查阅资料自己写出所选实验的实施方案，请老师批阅， 提出修改意见，这也非常好地解决了学生课前预习的问题． 例如，在用劈尖干涉测量厚度实验中，学生首先列出实验原 理：把两块平行的平板玻璃重叠在一起，一端接触，另一端 垫一待测薄纸，则在两块平板玻璃之间形成一个空气劈尖， 用波长已知的单色平行光垂直照射，劈尖上表面的反射光和 通过空气层劈尖下表面的反射光，两者相遇产生干涉，呈现 一组平行于劈尖棱边的明暗相间的干涉条纹．据此列出实验 所需要的仪器有读数显微镜、空气劈尖、钠光灯、游标卡尺、 薄纸等．设计的实验方案首先把劈尖放在显微镜载物台上， 调节显微镜，能清晰地看清干涉条纹，转动显微镜的目镜， 使目镜十字叉丝的竖线与显微镜主尺垂直，调整劈尖的位置， 使干涉条纹与十字叉丝的竖线平行．测量时，在劈尖不同位 置测出２０条暗纹之间的距离，然后计算出相邻两条暗纹之 间的距离Ｌ；
用游标卡尺在不同位置测出劈尖的长度Ｄ，分 别求出它们的平均值．学生通过自己设计的实验方案，对实 验内容的来龙去脉已心中有数．在实验过程中，教师只要为学生营造一个自主学习的环境，学生即可在团队中完成实验 的观察、讨论、探索、归纳、
总结等环节． ３．２按照学生的思路和方法进行实验 实验过程中发现学生走弯路或遇到挫折时，不要立即指 出纠正，而是针对学生在实验过程中所遇到的问题进行讨论， 发掘问题的症结所在，让他们用自己的思路和方法，以研究 的心态来做实验．例如，在劈尖干涉实验中，有的同学在读 数测量时显微镜没有始终向一个方向转动，出现空转或是数 错环数，导致数据全部作废．失败使学生明白做科学实验必 须严肃认真，一丝不苟，否则前面的工作将前功尽弃．因此， 有时挫折会带给学生更大的收获，进而提高他们的创造能力． 教师在实验过程中要注意给学生营造一个平等、活跃的
学习 气氛，以表扬鼓励为主，把握学生心理，因材施教． ３．３建立以学生为中心的教学模式 推进教学方法改革，要把教师的主导作用和学生的主体 作用结合起来，这是教学过程中教与学的基本原则［６］． 这一原则必然要求我们积极探索启发式教学方法，我们认为 凡是能调动学生积极性和主动性的教学方法都应称之为启 发式教学．强调学生的主体作用，决不是不要教师的指导． 相反，教师的指导是学生学好的关键．在以学生为中心的教 学模式中，教师的作用主要体现在如何开阔学生的视野，提 高学生的活跃思维，把注意力更多地集中在分析问题和解决 问题上．为此，我们要从根本上改变原来讲得过多、过细、过全的授课方式，着重讲清重点、难点；
着重讲清“问题的 背景是什么”、“问题的性质是什么”、“解决问题的方法 是什么”，给学生留出较大的思维空间，使之掌握“提出问 题、分析问题和解决问题”的方法，主动寻找知识的重点． 在以学生为中心的教学模式中，变纯粹的知识传授为丰富的 知识运用，使学生在实验活动中充分了解自我并发挥自我潜 能，最大化地提高学生的思维表达能力和实验操作能力．例 如，通过劈尖干涉实验，使学生明白了当频率相同、振动方 向相同、相位差恒定的两束简谐光波相遇时，在光波重叠区 域，就可形成强弱相间的稳定分布，并产生干涉条纹，利用 读数显微镜测量条纹的相关参数，就可以计算出薄纸的厚度． 所涉及的设备简易，只需要一个单色光源和一个读数显微镜， 并且操作简单，无需复杂的计算．因此光的干涉现象在科学 研究和工业生产上有着广泛的应用，不仅可以精确地测量微 小颗粒药品的直径，还可以测量光波波长、微小物体的长度 和角度，检验片剂药品表面光洁度等． ４单元型物理实验的测评方法 对学生实验成绩的评定，应包括学生实验方案的设计、 选择的实验方法和仪器操作掌握的程度等．单元型实验的考 评结果不是一份实验报告所能涵盖的，要求学生把在实验过 程中进行探索的过程，感兴趣的问题，应注意的事项，获得 的结论，甚至所经历的失败，以小论文或报告的形式总结出 来，通过组织答辩、研讨等方式进行多角度的综合测评．实验成绩的测评，应更多的注重实验的设计和实施过程，而不 仅仅是结果．测评成绩以小组为单位，但每个小组成员必须 都要参与答辩和研讨，让学习好的同学带动学习差的同学， 每
个人都关心小组的成绩，以此进一步增强
学生的团队合作 意识和集体荣誉感． ５小结
