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篇(1)

關(guān)鍵詞：物理實驗；教學(xué)改革；電類專業(yè)；創(chuàng)新能力

物理實驗教學(xué)改革的主要任務(wù)是在有限學(xué)時內(nèi)提高教學(xué)效果[1]，使學(xué)生的各種能力得到最好的訓(xùn)練和培養(yǎng)。目前，由于國內(nèi)大部分高校存在實驗設(shè)備投入相對不足，造成大部分高校對工科所有專業(yè)開設(shè)同樣的實驗教學(xué)項目和內(nèi)容[2]。鮮有高校針對某一類工科專業(yè)或某一專業(yè)開設(shè)特定的物理實驗教學(xué)項目和內(nèi)容；另外，物理實驗室也存在儀器較為陳舊，實驗教學(xué)內(nèi)容不能與時俱進(jìn)，實驗教學(xué)形式較單一等現(xiàn)象[3-5]；除此之外，高校由專才教育向通識教育的轉(zhuǎn)變，減少學(xué)生的基礎(chǔ)課時，造成學(xué)生的基礎(chǔ)不扎實，削弱了學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程的興趣。這些原因使物理實驗教學(xué)難于達(dá)到較好的效果。因此，探索更有效的物理實驗教學(xué)方法，對促進(jìn)學(xué)生各種能力的培養(yǎng)具有積極的意義。為此，我們以電類專業(yè)學(xué)生為研究對象，結(jié)合電類專業(yè)后續(xù)課程的需要和對該類人才的需求，探討了電類專業(yè)的物理實驗教學(xué)改革。

1各專業(yè)特點

1.1課程結(jié)構(gòu)特點

電類專業(yè)在理工科高校中占有半壁江山，是國內(nèi)理工高校專業(yè)的重要組成部分。電類專業(yè)包括通信工程、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電氣工程、微電子技術(shù)等專業(yè)。其培養(yǎng)目標(biāo)是：主要培養(yǎng)從事通信工程及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)運行等方面的研究、制造、開發(fā)和應(yīng)用，且具有扎實基礎(chǔ)、寬廣知識面的、寬口徑就業(yè)的高級人才[6-7]。電類專業(yè)即與“電”相關(guān)的專業(yè)，主要課程有：電路理論系列課程，如電路分析、電子線路、電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)；通信理論系列課程，如電磁場理論、微波技術(shù)與天線、光纖通信、移動通信、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信；自動控制系列課程，如自動控制理論、信號分析與處理；以及計算機(jī)技術(shù)等課程。這些專業(yè)課程的基礎(chǔ)必修課程為高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、大學(xué)物理實驗、電工實驗等。國內(nèi)有不少高校對高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等基礎(chǔ)課程對后續(xù)專業(yè)課程的影響作了較深入的研究[8-10]。得到了扎實的基礎(chǔ)課程理論對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)具有很大的幫助。另外，基礎(chǔ)課程的開設(shè)及內(nèi)容選擇對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)也具有較大的影響。工科專業(yè)的課程任務(wù)較重，各學(xué)科課時也顯得較為緊張，特別是目前大學(xué)教育呈現(xiàn)寬口徑就業(yè)人才培養(yǎng)的情況下，表現(xiàn)尤為突出。因此在壓縮基礎(chǔ)課程時間的前提下，如何設(shè)置基礎(chǔ)課程，結(jié)合各工科專業(yè)需要，選擇基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效果是工科各專業(yè)教研教改的探索方向。大學(xué)物理實驗作為高等理工科院校的必修基礎(chǔ)課之一，在人才培養(yǎng)方面啟到了非常重要的作用。但目前全國理工高校仍采用各專業(yè)統(tǒng)一實驗教學(xué)內(nèi)容的模式。這種情況嚴(yán)重脫離各專業(yè)發(fā)展需求和社會發(fā)展需要，沒有達(dá)到與時俱進(jìn)的目的。因此，結(jié)合各專業(yè)后續(xù)課程研究大學(xué)物理實驗教學(xué)內(nèi)容的選擇對探索人才培養(yǎng)具有積極意義。

1.2就業(yè)方向及要求

近年來，電類行業(yè)快速發(fā)展，電類專業(yè)的畢業(yè)生如沐春風(fēng)[11]，如華為、中興、UT斯達(dá)康等知名企業(yè)給電類專業(yè)的畢業(yè)生提供了很多就業(yè)崗位，而且是誘人的高薪職位。因此，電類專業(yè)畢業(yè)生的前景較好。畢業(yè)生的就業(yè)方向分為研發(fā)職位、非研發(fā)職位以及其它職位。研發(fā)職位包括硬件工程師、通信工程師、電子工程師、電氣工程師等；非研發(fā)職位包括電氣運行與維護(hù)、測試工程師、技術(shù)支持等；除此之外有部分電類畢業(yè)生也走上公務(wù)員、教師、管理等崗位或繼續(xù)深造。隨著社會的發(fā)展，社會各崗位對電類專業(yè)畢業(yè)生的基本素質(zhì)要求除了要有扎實的基礎(chǔ)知識、寬廣的知識面外，還必須具有較強的創(chuàng)新能力。除此之外，隨著高校培養(yǎng)電類人才總數(shù)的增多，各類企業(yè)對該類人才需求相對減小，因此高校必須培養(yǎng)更具競爭力的畢業(yè)生才能更適應(yīng)社會的需求。這種競爭力包括學(xué)生的創(chuàng)新能力。因為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不僅要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，而且必須有扎實的高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理知識和大學(xué)物理實驗和電工實驗技術(shù)，所以基礎(chǔ)課程的教學(xué)必須更有效，基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容也必須與時俱進(jìn)。各類實驗對培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力起著關(guān)鍵的作用。其中物理實驗是基礎(chǔ)的基礎(chǔ)，對學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有不可代替的作用。因此基于教學(xué)內(nèi)容分類模式研究不同專業(yè)的物理實驗教學(xué)內(nèi)容，對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)大學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識面，培養(yǎng)學(xué)生各種能力具有重要意義。

2教學(xué)改革

目前，我國高校專業(yè)設(shè)置多樣化，新專業(yè)、熱門專業(yè)層出不窮[12]。受高校硬件條件和師資條件影響，針對每個專業(yè)定制特定的物理實驗教學(xué)項目并不現(xiàn)實。因此，把同類型的專業(yè)按大類開設(shè)相應(yīng)的物理實驗教學(xué)項目是一種較優(yōu)化的方式。所以我們以電類專業(yè)為例，針對該專業(yè)探討物理實驗教學(xué)項目與內(nèi)容的改革。

2.1實驗項目的改革

改革前，我校理工科專業(yè)的物理實驗課時共64學(xué)時，包含緒論課學(xué)4學(xué)時，共2學(xué)分，在大一下學(xué)期和大二上學(xué)期開課。全校理工科專業(yè)的實驗項目相同，也即所有理工科專業(yè)必須完成相同的20個實驗項目才能取得相應(yīng)的學(xué)分。改革前后的實驗項目同樣分為基礎(chǔ)實驗（A類）、綜合性實驗（B類）、設(shè)計性或探索性實驗（C類）。但實驗項目和內(nèi)容突出“電“的特點。在保證課時不改變的前提下，擬對減少電類專業(yè)的實驗項目，但深化每個實驗項目的教學(xué)內(nèi)容，開展探索性實驗項目教學(xué)。減少實驗項目的目的有二方面：一是改變以前教學(xué)中各實驗項目平均用力的現(xiàn)象，導(dǎo)致每個實驗內(nèi)容完成并不理想；另一方面是雖然減少實驗項目，但每個實驗項目的內(nèi)容加深，讓學(xué)生能更深入地研究改革后的實驗項目，從而讓學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力得到更好的培養(yǎng)。如表1為改革前后的實驗項目及學(xué)時數(shù)。為了更好地結(jié)合后續(xù)專業(yè)課程，深化學(xué)生知識的運用能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，所以增加了霍爾效應(yīng)的應(yīng)用及基于霍爾效應(yīng)的漏電開關(guān)設(shè)計的探索性實驗，而且把探索性實驗作為電類專業(yè)學(xué)生實驗項目中的重要內(nèi)容，學(xué)時共為12學(xué)時。

2.2實驗項目的選擇依據(jù)

實驗項目和內(nèi)容選擇的主要依據(jù)為與電類專業(yè)后續(xù)課程相關(guān)，有利于畢業(yè)生的思維能力、創(chuàng)新能力、動手能力的培養(yǎng)，突出“電類“的特點。如示波器（包括數(shù)字示波器和模擬示波器）是電子技術(shù)、醫(yī)療檢測技術(shù)中使用最廣泛的測量儀器之一。它能直接測量電信號或能轉(zhuǎn)化為電信號的物理量的波形。電類專業(yè)的后續(xù)課程電路分析、電子線路等課程均要用示波器檢測的基本知識。學(xué)生通過該實驗項目的訓(xùn)練，掌握示波器的基本原理，以及測量電信號和分析電信號波形的方法。電類專業(yè)畢業(yè)生走上專業(yè)對口的工作崗位仍需用到示波器檢測電子設(shè)備的信號波形。因此，開設(shè)示波器的基礎(chǔ)實驗項目能起到為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和工作崗位奠定基礎(chǔ)；又如巨磁阻效應(yīng)在硬盤存儲技術(shù)中應(yīng)用非常廣泛，由于巨磁阻效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，改變了硬盤的讀寫方式，巨大地促進(jìn)了硬盤的存儲密度，使硬盤的存儲容量以MB字節(jié)計到GB到TB字節(jié)計的飛躍發(fā)展，通過該實驗，讓學(xué)生了解巨磁阻效應(yīng)現(xiàn)象及其基本原理，以及在計算機(jī)中的應(yīng)用；霍爾效應(yīng)傳感器是一種靈敏度極高的傳感器，它可直接測量磁場或磁場的變化，而且測量數(shù)據(jù)非常精確。根據(jù)磁場的變化還衍生出位置傳感器等等。因此霍爾效應(yīng)傳感器廣泛應(yīng)用于各類的電子產(chǎn)品或其它工業(yè)，如手機(jī)、汽車等。因此增設(shè)霍爾應(yīng)用的應(yīng)用及基于霍爾效應(yīng)的漏電開關(guān)設(shè)計的探索性實驗項目，旨在深化電類專業(yè)學(xué)生對知識運用能力、思維能力，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力?？傊?，實驗教學(xué)項目改革體現(xiàn)讓學(xué)生掌握物理基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生各種能力的同時，讓物理實驗內(nèi)容更好地成為專業(yè)課程的基礎(chǔ)和學(xué)生走上工作崗位的基礎(chǔ)。

2.3考核評價方式

考核評價是對學(xué)生學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果的一種總結(jié)，也是教學(xué)效果的反饋之一。因此，一個合理的考核評價方式是教學(xué)改革的成敗的體現(xiàn)之一。改革前的考核方式采用實驗報告評分制，但每個實驗報告權(quán)重一致，最后得到平均值，然后再轉(zhuǎn)化為“優(yōu)秀”、“良好”、“中等”、“及格“、”不及格“的五級制。改革后，為了體現(xiàn)實驗項目要求和實驗內(nèi)容的難易，簡單將基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、設(shè)計性實驗分別標(biāo)為A、B、C類等級，A、B、C類等級的權(quán)重分別為0.2、0.3、0.5，然后將全部實驗報告分?jǐn)?shù)采用A、B、C類等級的加權(quán)平均算法得到一個平均實驗成績，(1)根據(jù)公式（1）的加權(quán)平均值，將平均成績轉(zhuǎn)化為五級制等級。采用不同權(quán)重的目的不僅是為了突出實驗教學(xué)改革后的重點教學(xué)內(nèi)容，更重要的是突出教學(xué)內(nèi)容背后創(chuàng)新能力和思維能力的培養(yǎng)。

3結(jié)束語

目前的物理實驗教學(xué)模式存在二方面的不足：一方面與后續(xù)專業(yè)課程結(jié)合不緊密，另一方面存在實驗項目過多，不利學(xué)生在有限時間內(nèi)掌握過多的基礎(chǔ)知識和對某一知識點的深入研究。因此，結(jié)合后續(xù)專業(yè)課程的特點和需求，探索不同專業(yè)的物理實驗教學(xué)改革對人才培養(yǎng)具有積極的意義。我們以電類專業(yè)的物理實驗教學(xué)為例，研究了電類專業(yè)物理實驗教學(xué)的改革，并在部分電類專業(yè)作了嘗試，取得了良好的教學(xué)效果。在保證學(xué)時不變的情況下，結(jié)合實驗室已有的實驗儀器和專業(yè)后續(xù)課程，并突出“電”相關(guān)實驗的特點，減少實驗項目，但深化每個實驗項目的教學(xué)內(nèi)容和深度。并增加了具有研究性的實驗項目：霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用及基于霍爾效應(yīng)的漏電開關(guān)設(shè)計。通過探索性研究實驗項目，深化學(xué)生的知識基礎(chǔ)，激發(fā)了學(xué)生探索研究物理的積極性，同時強化了電類學(xué)生對霍爾傳感器在電子技術(shù)中的應(yīng)用能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。因此，這種結(jié)合專業(yè)特點的基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)方式能較好地激發(fā)學(xué)生對物理實驗的興趣和積極性，也能較好地培養(yǎng)學(xué)生的各種能力，以及促進(jìn)學(xué)生掌握專業(yè)的基礎(chǔ)知識。

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篇(2)

[關(guān)鍵詞]應(yīng)用型；大學(xué)物理；教學(xué)改革

[中圖分類號]G642

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]2095-3712 2015 13-0070-02

[作者簡介]宗波 1981― ，男，江蘇泰州人，碩士，南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院講師，研究方向：稀土合金和鐵氧體材料研究。

一、地方應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場的人才需求也不斷發(fā)生變化，應(yīng)用型人才是當(dāng)今市場急需的具有扎實的理論基礎(chǔ)知識，同時具有較強的實踐應(yīng)用能力，專業(yè)口徑寬、思維能力強，能將所學(xué)理論技術(shù)知識應(yīng)用于生產(chǎn)當(dāng)中解決實際問題的復(fù)合型人才。[1]《大學(xué)物理課程教學(xué)大綱》明確規(guī)定，大學(xué)物理課程教學(xué)應(yīng)側(cè)重幫助學(xué)生總結(jié)得到相關(guān)理論知識的方法與過程。通過構(gòu)建物理模式讓學(xué)生理解物理知識，同時培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。[2]為滿足市場的人才需求，應(yīng)用型本科院校正改革大學(xué)物理教學(xué)。但縱觀我國地方應(yīng)用型本科院校的大學(xué)物理教學(xué)可發(fā)現(xiàn)其仍有許多不足之處。

第一，教學(xué)內(nèi)容陳舊，與社會需求脫節(jié)。受蘇聯(lián)教育模式的影響，為體現(xiàn)知識的完整性和嚴(yán)密性，我國地方應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理教學(xué)所使用的教材多是以理論為主，輔以公式和數(shù)學(xué)推導(dǎo)來解決問題。傳統(tǒng)教材過分注重理論知識而忽略了知識的應(yīng)用，很少有與實際生活相聯(lián)系的物理知識應(yīng)用方面的內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容與社會需求嚴(yán)重脫節(jié)，難以實現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

第二，教學(xué)方式落后，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。受傳統(tǒng)教學(xué)思想的影響，很多教師采取傳統(tǒng)的教學(xué)方式，用“教師講，學(xué)生聽”“教師演，學(xué)生看”的方式進(jìn)行教學(xué)。這種教學(xué)方式未認(rèn)識到學(xué)生的主體性，采取“填鴨式”的方法將知識灌入學(xué)生腦中，導(dǎo)致學(xué)生不明所以，長此以往地使用這種教學(xué)方式不僅不利于學(xué)生消化知識，還會使學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)物理的興趣。

第三，教師素質(zhì)不高，影響教學(xué)質(zhì)量。即使是處于信息化的現(xiàn)代社會，還是有很多教師難以跟上時代步伐，在教學(xué)的過程中“照本宣科”。就算是物理實驗教學(xué)，也有部分教師依照教材所示方法給學(xué)生講解和演示，或要求學(xué)生依照其事先擬好的方案進(jìn)行實驗，這完全違背了培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求，也影響了教學(xué)質(zhì)量。導(dǎo)致這種現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因是教師素質(zhì)不高。有些教師因忙于科研工作而忽略了教學(xué)，有些教師則是因為專業(yè)基礎(chǔ)不扎實，缺乏創(chuàng)新精神導(dǎo)致難以引導(dǎo)學(xué)生順利進(jìn)行實驗或創(chuàng)新課堂教學(xué)方法。

第四，成績考核體系不科學(xué)。現(xiàn)大多數(shù)地方應(yīng)用型本科院校的大學(xué)物理課程考核多是采取筆試成績?yōu)橹?、實驗成績?yōu)檩o的方式，其中實驗成績主要包括學(xué)生平時的實驗報告和實驗過程中的表現(xiàn)。但很多學(xué)生的實驗報告只是在網(wǎng)上搜索的，有些甚至是抄襲的，而學(xué)生在實驗過程中的表現(xiàn)教師也難以全面了解；筆試又多是考理論知識，難以全面、客觀地反映學(xué)生的真實學(xué)習(xí)情況，在很大程度上打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的自信心和積極性。

二、地方應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理教學(xué)改革措施

培養(yǎng)應(yīng)用型人才既是現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然需求，也是本科院校立足于教育市場的有效方法。大學(xué)物理是很多地方應(yīng)用型本科院校的必修課程，這門課程可幫助學(xué)生打好扎實的專業(yè)基礎(chǔ)、提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)及創(chuàng)造性思維能力。[3-4]因此，地方應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)存在的問題必須解決。

第一，更新教學(xué)內(nèi)容，實施“模塊組合”教學(xué)。教學(xué)內(nèi)容是學(xué)生獲取知識的主要來源之一，不同教學(xué)內(nèi)容的組合是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一種手段。首先要更新教學(xué)內(nèi)容，將最新的前沿成果融入教材當(dāng)中，讓學(xué)生了解所學(xué)知識與實際生活的聯(lián)系，使其認(rèn)識到大學(xué)物理在社會生活中所發(fā)揮的作用。如在講波動光學(xué)時可引入激光、光信息、光刻等方面的技術(shù)知識，聯(lián)系生活中常見的光盤記錄、激光防偽等技術(shù)，使學(xué)生感受到物理知識與實際生活有密切的聯(lián)系，對物理產(chǎn)生濃厚的興趣。此外，大學(xué)物理的課時有限且多為公共課，不同專業(yè)的學(xué)生對這門課程的需求也不盡相同，教師要恰當(dāng)?shù)剡x擇教學(xué)內(nèi)容，將其模塊化，并科學(xué)、合理地進(jìn)行組合，實施“模塊組合”教學(xué)。如將大學(xué)物理中相對獨立的質(zhì)點力學(xué)、剛體力學(xué)、振動和波、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動學(xué)列為縱向模塊，將近代物理及物理應(yīng)用歸為橫向模塊，這樣可以根據(jù)課時安排或不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)組合各模塊，讓學(xué)生既能學(xué)到物理知識，又能提高邏輯分析能力及應(yīng)用能力。

第二，改善教學(xué)方式，聯(lián)系實際應(yīng)用。傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以觸及學(xué)生興趣點，導(dǎo)致課堂氣氛沉悶，教學(xué)效果不佳。教師可以采用探究式教學(xué)法、實驗教學(xué)法、演示教學(xué)法等方式，活躍課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。如在講“紅限”時，因其概念抽象，教師可用演示實驗的方法，用不同強度的紅光照射于金屬鉀電極表面，都不會產(chǎn)生任何光電流，但用綠光進(jìn)行照射卻有光電流出現(xiàn)。通過這個實驗，學(xué)生很容易就能理解“紅限”的概念。此外，為加強學(xué)生的實際應(yīng)用能力，教師應(yīng)將課堂教學(xué)與實際應(yīng)用相聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實際生活當(dāng)中。如在講“霍爾效應(yīng)”時，可引入新聞“量子反?；魻栃?yīng)”，這樣不但增長了學(xué)生的課外知識，而且通過前沿問題的反應(yīng)讓學(xué)生了解到大學(xué)物理在實際生活中的作用，使學(xué)生樂于深入探索物理知識。

第三，提高教師職業(yè)素養(yǎng)，加強教師教學(xué)能力。教師在教學(xué)的過程當(dāng)中起主導(dǎo)作用，教師的職業(yè)素養(yǎng)是影響整個課堂效果的主要原因之一，要想提高教學(xué)質(zhì)量就必須提高教師的職業(yè)素養(yǎng)，加強教師的教學(xué)能力。為此，可讓教師進(jìn)入專業(yè)的培訓(xùn)中心進(jìn)修，轉(zhuǎn)變教師的教育理念、改善其教學(xué)方式、端正其教學(xué)態(tài)度。另外，借助教研活動讓教師在授課之余了解最新的物理科技動態(tài)及科研成果，豐富教師的物理應(yīng)用知識。鼓勵教師加強自身的創(chuàng)新能力，在實驗的過程中深入思考新問題，這樣才能為學(xué)生樹立榜樣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

第四，完善成績考核體系。成績考核是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的檢驗，成績考核的方式在一定程度上影響成績考核的結(jié)果。為全方位、客觀地考查學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，教師可采取多元化的考核方式，根據(jù)實驗的不同層次采取不同的考核方式。如針對基礎(chǔ)實驗可采取實驗成績加筆試成績的考核方式，其中實驗成績包括預(yù)習(xí)成績、實驗過程中的表現(xiàn)及實驗總結(jié)報告三方面。通過考查學(xué)生的預(yù)習(xí)成績可提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性；實驗過程中的表現(xiàn)考查學(xué)生的動手能力和綜合素質(zhì)；實驗總結(jié)報告考查學(xué)生的數(shù)據(jù)分析及處理能力。另外，通過筆試成績可清楚地了解學(xué)生對理論知識、實驗原理、操作步驟的掌握程度。這種考核方式是改善了傳統(tǒng)的考核方式，全面體現(xiàn)了學(xué)生的綜合素質(zhì)及能力。

三、結(jié)語

大學(xué)物理是地方應(yīng)用型本科院校的專業(yè)課程之一，同時也是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的基礎(chǔ)課程之一。對于地方應(yīng)用型本科院校來說，大學(xué)物理教學(xué)有著舉足輕重的作用。為此，在實際的教學(xué)過程當(dāng)中，不僅要重視物理理論知識的教學(xué)，更要注重學(xué)生實際操作能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生能將所學(xué)知識應(yīng)用于實際生產(chǎn)、生活當(dāng)中，提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力。

參考文獻(xiàn)：

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篇(3)

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；實驗故障；物理實驗

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）52-0278-02

一、引言

物理實驗教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，通過物理實驗不但可以加深學(xué)生對物理知識的理解，同時可以鍛煉學(xué)生的動手能力和分析解決問題的能力。因而，物理實驗教學(xué)對本科生的基礎(chǔ)物理教學(xué)及后續(xù)的專業(yè)實驗教學(xué)都起到重要的作用。在物理實驗教學(xué)中，各種實驗故障經(jīng)常發(fā)生。實驗故障的發(fā)生直接影響了實驗的教學(xué)進(jìn)度，從而影響了對實驗現(xiàn)象的觀察和對實驗數(shù)據(jù)的測量。在實驗教學(xué)中教師總是采取各種必要的措施來盡量減少實驗故障的發(fā)生幾率，而在對學(xué)生的評價中也更傾向于正面評價實驗中沒有出現(xiàn)任何故障的學(xué)生。雖然從實際測量的角度來講，實驗故障應(yīng)該盡量避免，但是從教學(xué)的角度來講，實驗故障起到的作用并非全是負(fù)面的。從一定程度上來講，實驗故障反而能使學(xué)生更好地深入理解該實驗，更能培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力。因而，從教育、教學(xué)的角度來講，積極地有效利用實驗故障是提高實驗教學(xué)質(zhì)量的一個重要途徑。本文結(jié)合作者在實驗教學(xué)中的經(jīng)驗和積極利用實驗故障促進(jìn)實驗教學(xué)的嘗試就物理實驗中的實驗故障在教學(xué)中的積極作用進(jìn)行闡述，重點闡述對實驗故障的分類方法和如何有效利用實驗故障的教學(xué)方法。

二、實驗故障的分類和特點

為更好地說明實驗故障對實驗教學(xué)的作用有必要對實驗教學(xué)中的常見故障進(jìn)行分類。根據(jù)不同的特點，可以采用不同的分類方法。首先根據(jù)實驗故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分類，實驗故障的產(chǎn)生原因可以分為儀器故障、操作失誤、環(huán)境影響和虛假故障等。顧名思義儀器故障是由于儀器本身出現(xiàn)故障造成實驗中斷或?qū)嶒灛F(xiàn)象出現(xiàn)異常。在基礎(chǔ)物理實驗中，出現(xiàn)儀器故障最多的是電磁學(xué)部分的實驗，在電磁學(xué)實驗中最常見的儀器故障則是所用導(dǎo)線的斷裂或接觸不良，如高阻直流電勢差計實驗或霍爾效應(yīng)測量螺線管磁場等。當(dāng)然還有些是由于實驗儀器本身出現(xiàn)了這樣那樣的問題造成的，在任課教師準(zhǔn)備充分的情況下，儀器狀態(tài)通常較好，出現(xiàn)這種問題的可能性較小。因操作失誤造成的實驗故障出現(xiàn)的概率也是很大的，這主要是由于學(xué)生接觸實驗儀器較少，對實驗操作不夠熟練。而最主要的原因在于部分學(xué)生課前預(yù)習(xí)不充分，對實驗原理、實驗內(nèi)容及實驗步驟都不熟悉，加之“野蠻操作”就容易做出錯誤操作。操作失誤是應(yīng)該通過課前預(yù)習(xí)和實驗中教師的講解盡量避免的，而且由操作失誤引起的實驗故障通過仔細(xì)檢查操作或重新開始全部操作能夠比較快地得到排除。周圍環(huán)境也會對某些光學(xué)或聲學(xué)實驗產(chǎn)生顯著的影響。例如在全息照相實驗中實驗臺的穩(wěn)定性起到關(guān)鍵性作用，如果在實驗中有同學(xué)碰到了實驗臺使得實驗臺發(fā)生輕微的震動，此時對全息圖像的觀察和拍攝就會受到影響。或者在聲學(xué)實驗中周圍的噪聲可能對實驗造成不可預(yù)知的影響。以上分類中的虛假故障并不是真正的實驗故障，而是因為學(xué)生對實驗原理、實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果不熟悉，得到了實驗結(jié)果而不能辨識，或者對實驗操作的精細(xì)程度沒有客觀的認(rèn)識，對儀器的調(diào)節(jié)缺乏足夠的耐心。這種現(xiàn)象多出現(xiàn)在光學(xué)實驗中，光學(xué)實驗對光路的調(diào)節(jié)有較高的要求，需要學(xué)生有較好的實驗操作技能基礎(chǔ)和足夠的耐心。例如在邁克耳遜干涉儀實驗中，如果學(xué)生沒有對固定反射鏡的方位進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，無論怎么調(diào)節(jié)螺旋手輪均觀測不到合適的干涉圖像。而在分光計測量三棱鏡折射率實驗中，由于分光計的調(diào)節(jié)步驟比較多，如果學(xué)生在前邊的步驟中調(diào)節(jié)不到位，則后邊就觀察不到正確的現(xiàn)象，整個實驗調(diào)節(jié)只能中斷并重新開始。根據(jù)實驗故障的現(xiàn)象特點同樣可以對實驗故障進(jìn)行分類。我們可以將實驗故障分為定量故障和定性故障。定量故障主要是指在出現(xiàn)實驗故障時所表現(xiàn)出來的現(xiàn)象不明顯，如果不仔細(xì)觀察或不熟悉正確的實驗現(xiàn)象可能會被忽略。學(xué)生完成了全部的實驗內(nèi)容而得到的結(jié)果卻出現(xiàn)問題，大部分都是此類故障所引起的。這類實驗故障的產(chǎn)生原因有學(xué)生操作不規(guī)范引起的，也有實驗儀器本身的問題引起的。對于實驗儀器的問題，在實驗前的準(zhǔn)備階段實驗教師應(yīng)重點排查，將實驗儀器維護(hù)到最佳狀態(tài)。另外一種則是現(xiàn)象非常明顯的故障，我們稱之為定性故障。這主要表現(xiàn)為該有的實驗現(xiàn)象沒有出現(xiàn)或者出現(xiàn)的現(xiàn)象明顯不同于預(yù)期。這類故障主要表現(xiàn)為在實驗中儀器現(xiàn)象異?；蛘咴诠鈱W(xué)實驗中觀察不到任何現(xiàn)象等。這類故障比較容易發(fā)現(xiàn)，也是發(fā)現(xiàn)后需要立即解決的實驗故障。

三、不同類型實驗故障在實驗教學(xué)中的作用

在實驗教學(xué)中，以上各分類的實驗故障所起到的作用也是不同的，可以說是千差萬別的。實驗故障對實驗教學(xué)除具有影響教學(xué)進(jìn)度等負(fù)面的影響外還具有積極的正面作用。這主要表現(xiàn)在，出現(xiàn)因儀器故障造成的實驗故障后，學(xué)生在積極解決實驗故障過程中必須能夠深入理解實驗原理，并進(jìn)一步熟悉實驗儀器。從微觀上來講通過對實驗故障的排除能夠加深對實驗原理的理解和對實驗儀器的熟悉；而從宏觀上來講，則為學(xué)生提供了一個難得的鍛煉機(jī)會，對培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力極其重要。不管是微觀上的作用還是宏觀上的作用都是一帆風(fēng)順的正常實驗步驟所無法提供的。對于操作失誤做成的實驗故障則應(yīng)該在教學(xué)中盡量避免，雖然這類實驗故障也能起到一定的積極的作用，但是操作失誤往往容易損害實驗儀器或?qū)W(xué)生的安全造成傷害，所以必須設(shè)法避免。對于環(huán)境因素產(chǎn)生的實驗故障有些不容易排除，但是通過對現(xiàn)象和產(chǎn)生原因的分析卻能很好的鍛煉學(xué)生的分析能力，因而也具有一定的積極意義。在實驗中出現(xiàn)的虛假故障則是由于學(xué)生對實驗儀器的調(diào)節(jié)認(rèn)識不足或馬虎造成的，這類故障的出現(xiàn)具有更多的負(fù)面影響，從實驗教學(xué)的角度很難找到其積極的意義，因而應(yīng)盡量避免。在學(xué)生報告這類故障后，任課老師應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行必要的指導(dǎo)，建議他們多思考并更加仔細(xì)地對待實驗，對于這類問題的解決應(yīng)主要依賴于學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ苊饫蠋熢劫薮?。從實驗故障的現(xiàn)象分類上來說，定性實驗故障相比定量實驗故障對實驗教學(xué)和學(xué)生培養(yǎng)更具有積極的意義。這主要是因為定性實驗故障從現(xiàn)象上非常明顯，在出現(xiàn)故障后學(xué)生能及時發(fā)現(xiàn)并設(shè)法排除這些故障，在排除故障過程中能夠從中學(xué)到更多的知識。而對于定量故障則難于發(fā)揮出積極的作用，定量故障對實驗教學(xué)的影響幾乎是負(fù)面的。這是因為，第一，定量故障的現(xiàn)象不明顯，僅和正常實驗現(xiàn)象有細(xì)微的差異或和正確的結(jié)果有較小的偏差。出現(xiàn)定量故障時學(xué)生通常難于及時發(fā)現(xiàn)，不能引起學(xué)生的注意。第二，這種實驗故障對學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象和測量實驗數(shù)據(jù)都具有一定的負(fù)面影響。因而在實驗教學(xué)中定量故障是應(yīng)該努力避免的。

四、如何在實驗教學(xué)中恰當(dāng)處理實驗故障

為在實驗教學(xué)中取得良好的教學(xué)效果，任課教師應(yīng)盡量避免在實驗中出現(xiàn)定量實驗故障，尤其是具有較小差異的實驗故障。這類故障需要根據(jù)產(chǎn)生的原因分別進(jìn)行排除。首先定量故障主要是由于儀器本身沒有調(diào)零或者儀器元器件老化、損壞等因素造成的，在實驗之前應(yīng)對每一組儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，對實驗全程的操作進(jìn)行重復(fù)或采用較簡單的方法對關(guān)鍵的實驗現(xiàn)象或?qū)嶒灁?shù)據(jù)進(jìn)行核對，在實驗前消除實驗儀器出現(xiàn)定量故障的隱患。學(xué)生的操作失誤也是產(chǎn)生定量故障的重要原因，這主要是由于個別學(xué)生實驗操作不夠仔細(xì)或存在誤操作所引起的。在實驗教學(xué)中應(yīng)強調(diào)按照正確的操作步驟進(jìn)行操作，并提醒學(xué)生仔細(xì)認(rèn)真。而對于環(huán)境因素引起的故障也多屬于定量故障，由于環(huán)境很多時候難于改變，應(yīng)在實驗前盡量消除。而我們所說的虛假故障則大多屬于定性故障，定性故障相比定量故障具有更明顯的正面作用。由于定性故障對實驗教學(xué)具有明顯的正面影響，在實驗教學(xué)中應(yīng)注意利用這些定性故障來培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決問題的能力。要有效利用定性實驗故障需要根據(jù)定性故障產(chǎn)生的原因注意以下幾點。一是強調(diào)課前預(yù)習(xí)，正常實驗教學(xué)要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，而要做到能夠排除實驗故障對課前預(yù)習(xí)的要求更高，要求學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)理解實驗原理并對實驗儀器的操作有所了解。遇到問題能否順利解決也就成為檢驗課前預(yù)習(xí)效果的重要指標(biāo)。二是實驗過程中要求學(xué)生認(rèn)真操作并仔細(xì)觀察每一步的實驗現(xiàn)象，及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的實驗故障。當(dāng)學(xué)生將實驗故障報告給任課老師時，應(yīng)首先判斷實驗故障的類型和產(chǎn)生原因。如果僅僅是虛假故障，這時候應(yīng)該明確告訴學(xué)生實驗儀器的調(diào)節(jié)是需要耐心和一定實驗技能的，要根據(jù)實驗步驟仔細(xì)認(rèn)真地進(jìn)行每一步調(diào)節(jié)，不能有急躁的心理。此時學(xué)生可能會希望老師幫其排除實驗故障，作為老師應(yīng)該鼓勵學(xué)生依靠自己的能力進(jìn)行解決。可以對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)性指導(dǎo)，從以下幾點對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)：你是如何確定出現(xiàn)了實驗故障的；你能確定你的操作過程沒有問題嗎；環(huán)境因素有沒有可能對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響；如果是儀器故障你覺得根據(jù)故障現(xiàn)象判斷可能出問題的是哪些部分；你對以上實驗故障產(chǎn)生原因的判斷依據(jù)是什么；對故障每一種可能的產(chǎn)生原因，你覺得可以采取什么樣的方法進(jìn)行排除。學(xué)生通過對這些問題的思考和回答將極大的加深對實驗原理的理解和對實驗儀器的熟悉。在學(xué)生拿出可行的解決方案后，鼓勵學(xué)生按照既定方案嘗試排除實驗故障。對學(xué)習(xí)確有困難的學(xué)生，教師可以幫助他們調(diào)節(jié)儀器或排查故障，但在做每一步操作的同時應(yīng)該給該學(xué)生講解操作的原理。將教師排查實驗故障的思路告訴該學(xué)生，能有利于培養(yǎng)學(xué)生自主完成后續(xù)實驗的能力。在實驗故障排除并順利完成實驗后，要求學(xué)生在實驗報告中對實驗中出現(xiàn)的故障和排除過程進(jìn)行較詳細(xì)的總結(jié)。為保證學(xué)生在實驗報告中能如實地總結(jié)實驗中遇到的問題和解決過程，老師首先應(yīng)該強調(diào)實驗故障的發(fā)現(xiàn)和排除對提高實驗技能的重要作用，另外還可以通過一定的分?jǐn)?shù)杠桿來調(diào)動學(xué)生的積極性。通過在實驗報告中的總結(jié)可以使學(xué)生將自己解決實驗故障的思考過程和處理方法系統(tǒng)化，有利于后續(xù)實驗的學(xué)習(xí)。

五、討論和結(jié)論

在實驗教學(xué)中，實驗故障并非總是起到負(fù)面的作用。本文通過實驗故障的分類說明了有些實驗故障是可以起到積極作用的。實驗故障在很大程度上可以說是實驗中不可避免的問題，傳統(tǒng)觀念上教師在準(zhǔn)備實驗中總是盡量避免實驗故障的發(fā)生，而學(xué)生也將實驗故障看作是實驗失敗，在出現(xiàn)了實驗故障后比較緊張，或強烈依賴于任課教師來解決。我們對實驗故障進(jìn)行較詳細(xì)的分類后發(fā)現(xiàn)，實驗故障并不都是壞事，有些實驗故障的出現(xiàn)和排除對實驗教學(xué)可以說起到了非常正面的作用，或者說其對實驗教學(xué)的獨特作用是正常實驗過程所沒有的。要想在實驗教學(xué)中盡可能地利用實驗故障培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣和分析解決問題的能力，首要的任務(wù)就是對實驗故障進(jìn)行詳細(xì)的分類，根據(jù)不同類型的實驗故障的特點分析其對實驗教學(xué)的作用。在此基礎(chǔ)上，對實驗故障采取差別化處理，對定量故障而言，在實驗準(zhǔn)備前盡量消除；而對定性故障，在實驗中出現(xiàn)后可不急于幫助學(xué)生排除，而是鼓勵學(xué)生自主分析問題，提出故障解決方案。要做到這一點，首先要嚴(yán)格要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，另外在實驗過程中要求學(xué)生手腦并用，及時發(fā)現(xiàn)實驗中出現(xiàn)的不正?，F(xiàn)象。

總之在實驗教學(xué)中對于實驗故障要做到合理分類、區(qū)別處理、適當(dāng)引導(dǎo)。在這些措施的保障下，實驗故障的正面影響才能夠更好地發(fā)揮出來。

參考文獻(xiàn)：

[1]于建勇，物理實驗教程[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2013.