大学物理实验课是各学科的实验基本训练的基础课, 它将使学生得到系统的实验方法和实验技能的训练。了解科学实验的主要过程和基本方法, 为实验能力和综合素质的培养与发展奠定基础, 同时, 它的实验思想和方法、实验设计和测量方法以及分析问题与解决问题的方法, 也将对学生的智力发展, 特别是创新意识的开发大有好处, 物理实验教学理念及方法引导得当的话, 也将有助于学生的作风、态度及品德的培养和素质的提高。
1 要理解本课程的教学任务
因为执教者要清楚自己的课程任务及执教的对象, 才能做到因才施教只有这样才能把自己的理念、教学方法贯穿于其中。大学物理实验课程的任务是:
(1) 培养与提高学生科学实验的基本素质, 确立正确的科学思想和科学方法。通过物理实验的教学, 使学生掌握误差分析、数据处理的基本理论和方法, 学会常用仪器的调整和使用, 了解常用的实验方法, 能够对常用物理量进行一般测量, 具有初步的实验设计能力。
(2) 培养与提高学生的创新思维、创新意识、创新能力。通过大学物理实验引导学生深入观察实验现象, 建立合理的模型, 定量研究物理规律, 能够运用物理学理论对实验现象进行初步的分析判断逐步学会提出问题、分析问题、解决问题的方法和激发学生创造性思维, 能够完成符合规范要求的设计性内容的实验。
(3) 培养与提高学生的科学实验素养。要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风, 严肃认真的工作态度, 主动研究的探索精神, 遵守纪律, 团结协作和爱护公共财产的优良品德。
2 怎样激发学生对大学物理实验课感兴趣
任何事物的认识都是眼看手模开始的, 实践是认识的源泉, 人们在实践中接触事物, 感知事物的现象, 进而揭示其本质, 实践是认识发展的动力, 实践需要推动着认识的发展, 实践改造了人的主观世界发展和提高了人的认识能力及智力, 而实验是学生实践的重要途径之一, 任何时代, 人们对真理的探求与认识, 总是与方法联系在一起的, 所以激发学生对大学物理实验感兴趣主要还是教学的方式和方法, 方法得当了, 什么都好办了。下面从几个方面去激发学生。
2.1 演示实验
演示实验的优点是能够充分发挥教师的主导作用, 并为学生独立进行实验创造条件, 一些成功的演示实验, 不仅使课堂气氛活跃, 而且常常给学生留下难以磨灭的印象, 提供丰富、必要的感性素材。因此, 从第一堂课开始就让学生观摩一些实验室, 做一些演示实验, 认识实验的基本仪器等。比如, 演示小孔成像, 向上或向下移动小孔的位置, 像的大小发生变化吗?还有波的演示、光电效应的演示等等。边教边演示是一个比较新的实验教学类型, 通过这个过程, 再加于引导, 学生就有了感性的认识, 这样学生的兴趣就可激发起来了。
2.2 观察和分析问题能力的培养
学生良好的观察心里品质和观察分析能力是在实验过程中, 老师通过针对性的培养逐步形成的, 实验教学的核心内容是学生实验技能的形成和提高。通常学生有了问题而不知道如何解决时, 就习惯性的举手问老师, 老师不要急于解答, 先启发学生如何分析这个问题。比如, 牛顿环测曲率半径实验中, 有些学生调不出牛顿环时就请老师帮忙, 这时教师应对学生启发式的引导, 提出问题, 让学生知道:牛顿环产生的条件是什么等干涉的基本规律和用分振幅法实现干涉的实验方法的认识, 视场光强的调整, 调节读数显微镜焦距应注意什么等。再比如, 在示波器实验中, 许多学生开机后没发现有扫描线时就怀疑机子坏了, 这时应启发学生进一步熟悉示波器版面上各旋钮功能, 及它们的相互联系, 这样学生就知到怎样调节了。观察是实验的第一步, 也是创新的前提, 人们的许多物理知识是通过观察后认真地加以思索和总结得到的。如彩虹, 自然界必须在特定条件下即雨后天晴才能看到, 平时看不到的。但我们却可以用三棱镜做光的色散实验让彩虹出现在我们的教室里, 使学生感到新奇, 从而引起他们的兴趣, 激发了他们的创新精神, 发挥学生的主体作用, 有利于学生创造性思维的激发。
2.3 培养学生解决问题的能力
培养学生解决问题的能力, 可以结合各实验内容进行训练和提高。遇到问题, 先让学生自己酝酿和讨论, 引导学生思考他们面临的问题是什么, 区分出主要和次要。如用驻波法测振动频率实验中, 通常出现的问题是学生在使用仪器时, 对仪器结构认识不足所引起的, 学生明明都调节好了, 并接上电源但仪器就是不起振, 这时老师提出问题, 让学生根据实验原理以及对仪器结构的认识, 从出现的问题中发挥主动性寻找出故障的所在点, 通过这样的互动形式, 让学生明白原来这是由于轮子的轴心松使弦线接触不良所引起的。所以, 老师在大学物理实验教学中应善于提出问题, 启发学生独立思考, 寻求正确答案。要让学生掌握善于发现问题, 分析问题和解决问题的科学思维方法。在教学活动中, 鼓励学生质疑争辩、自由讨论, 尊重与众不同的观念, 向学生证明他们的观点是有价值的。只有这样, 才能激发他们的积极性和主动性, 从而提高他们的科学创新思维能力。
3 以科学的思想惯穿在每堂实验课中
在大学物理实验教学中, 除重视常规仪器和常规教学手段的应用外, 还要力争将现代化教学手段应用实验中, 培养学生实际操作能力的同时, 应注意向学生进行大学物理学科学方法的教育, 因为大学物理实验中蕴藏着丰富的科学方法, 所以根据不同的实验用不同的思维及科学的方法, 由简单到复杂的去引导、启发学生, 让学生能在实验过程中掌握科学的方法。比如做物体密度测量的实验中, 对物体的高度和直径的测量, 这是简单的长度测量, 用米尺和游标卡尺同样可以测量出高度和直径来, 但这个实验中用那个仪器测量比较合理呢?这时老师要以科学的思维方法加以指导, 说明在长度测量中, 我们不但要根据测量精度的要求, 合理选用不同精度仪器, 而且要根据测量对象的不同情况和测量条件采用适当的测量手段等。又如在迈克尔逊干涉仪测波长实验中, 学生常常调不出干涉条纹来, 这时老师应让学生了解仪器的结构, 指出两个平面镜为什么要90°放置, 而分光板G1和补偿板G2要平行放置且均为45°, 说明补偿板怎样起补偿作用的, 是根据怎么光学原理来实现干涉的, 给学生综合运用各种方法去分析实验, 通过分析认识各构件的作用及光的反射、光程差等原理, 这样学生就自然懂得用科学的分析方法去调出干涉条纹了。因此, 在大学物理实验教学中, 注意不断激励学生通过观察、比较、探究、归纳、类比等手段提出种种假设和猜想来发展他们的创新意识及科学发展观。通过上述的教学过程, 让学生树立科学的态度, 使学生养成严肃认真, 一丝不苟的学习精神。毛泽东同志指出:知识的问题是一个科学的问题, 来不得半点虚伪和骄傲。
4 结语
在整个大学物理实验的教学过程中, 能从浅入深的引导学生, 通过观察演示及每堂课的提问等手段, 启迪学生的思维, 提高了学生综合应用知识的能力, 激发学生的求知欲望及创新意识, 利用科学理念和实验方法, 突出针对性和应用性, 培养学生的实际动手操作能力, 从而改变实验教学依附理论教学的传统观念, 形成理论与实践相结合, 推动学生自主性的学习, 创造性学习, 研究性学习, 取得一定的效果。
摘要：根据目前大学物理实验教学状况, 以及当今大学生的特点和普遍存在的问题, 本人对物理实验教学提出一些探索及想法。
关键词：物理实验,教学方法,创造性,科学分析
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