時(shí)間：2022-10-09 20:19:22
序論：在您撰寫(xiě)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
之所以將大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程作為理工科學(xué)生在大學(xué)期間接觸到的首門(mén)實(shí)踐性課程，就是希望以實(shí)驗(yàn)的形式加深學(xué)生對(duì)于物理學(xué)的理解，以培養(yǎng)學(xué)生具備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)物理學(xué)研究的能力和科學(xué)素質(zhì)。多年的實(shí)踐成果表明，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的研究性教學(xué)具有較強(qiáng)的可操作性。
1.大學(xué)生普遍接受過(guò)良好的基礎(chǔ)教育，已經(jīng)掌握了較為系統(tǒng)和完備的基礎(chǔ)知識(shí)。他們往往思維活躍，善于創(chuàng)新，對(duì)于新鮮事物抱有強(qiáng)烈的好奇心，是開(kāi)展研究教學(xué)的不二人選。
2.研究性教學(xué)兼顧實(shí)踐性與前瞻性，與高校的課程設(shè)置有著較高的契合度。同時(shí)，高校內(nèi)的各種教學(xué)設(shè)施為探究教學(xué)提供了良好的硬件基礎(chǔ)，圖書(shū)館和校園網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備也為探究學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)提供了豐富的信息資源保障。
3.高校以“雙師型”教師居多，具備開(kāi)展研究教學(xué)所必需的人才儲(chǔ)備。這些高校教師通常同時(shí)肩負(fù)著教學(xué)任務(wù)和科研任務(wù)，承擔(dān)著各類(lèi)課題，有著豐富的科學(xué)研究理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此，在親自向?qū)W生傳授研究方法的同時(shí)，也有利于他們積累自身的探究教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)[3]。
二、霍爾實(shí)驗(yàn)中的研究性教學(xué)
霍爾效應(yīng)一直以來(lái)都是大學(xué)物理的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程，它得名于1879年在金屬中發(fā)現(xiàn)電壓的美國(guó)物理學(xué)家霍爾。以下將以霍爾效應(yīng)為例，對(duì)研究性教學(xué)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用進(jìn)行探究。
1.實(shí)驗(yàn)中對(duì)霍爾元件的電路改進(jìn)和保護(hù)。早前的霍爾元件由金屬制成，由于霍爾電壓過(guò)低而不具有使用價(jià)值。直到半導(dǎo)體技術(shù)的突飛猛進(jìn)，才使霍爾元件在電池測(cè)量和自動(dòng)控制等裝置中得到了廣泛應(yīng)用?；魻栐w積較小，其整體結(jié)構(gòu)為一般為1.50mm×1.74mm。較為頻繁的使用次數(shù)和脆弱的自身構(gòu)造，使霍爾元件極易損壞，因此，對(duì)霍爾元件的保護(hù)就顯得極為重要，這也是為傳統(tǒng)教學(xué)所忽略的。電路上的設(shè)計(jì)改進(jìn)將會(huì)大大提升霍爾元件的耐用程度。其具體操作如下：選取霍爾元件工作電流輸入端中的一端，添加兩根帶金屬夾的導(dǎo)線(xiàn)，使兩個(gè)金屬夾分別夾住保險(xiǎn)絲的兩腿。其中，保險(xiǎn)絲采用直徑為0.32mm、額定電流為1.1A的常用電流保險(xiǎn)絲即可。然后在霍爾元件的電壓輸出端也實(shí)施同樣的步驟，這樣就能有效地保護(hù)霍爾元件。當(dāng)激勵(lì)電流誤接入霍爾元件時(shí)，保險(xiǎn)絲會(huì)燒斷，霍爾元件就得以保存。經(jīng)過(guò)本人對(duì)該霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和反復(fù)驗(yàn)證，當(dāng)0.1A的勵(lì)磁電流接入到該裝置時(shí)，保險(xiǎn)絲會(huì)立即燒毀，從而確保了霍爾元件的完好無(wú)損，說(shuō)明該設(shè)計(jì)是具有一定可行性的。其實(shí)驗(yàn)原理圖如圖1所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該設(shè)計(jì)確實(shí)起到了保護(hù)霍爾元件的作用，從而有效地維護(hù)了霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)器材，對(duì)霍爾效應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到了良好的示范。在進(jìn)一步保證大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行的同時(shí)，也激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)造的熱情，提高了他們靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。
2.霍爾效應(yīng)在螺旋管軸線(xiàn)磁場(chǎng)測(cè)量中的運(yùn)用。在研究長(zhǎng)直螺線(xiàn)管軸線(xiàn)上的磁場(chǎng)分布時(shí)，常常需要利用霍爾效應(yīng)。在工作電流和勵(lì)磁電流都得到固定的情況下，通過(guò)變換霍爾片在長(zhǎng)直螺線(xiàn)管軸線(xiàn)上的位置，逐點(diǎn)獲取霍爾電壓，最后求得磁場(chǎng)大小。而在對(duì)這些數(shù)值進(jìn)行分析時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)模擬的數(shù)值在不同學(xué)科的實(shí)驗(yàn)中具有廣泛適用性，需要借助一種多物理場(chǎng)模擬軟件。這時(shí)學(xué)生就可以小組為單位，利用軟件充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)自主探究。這也是新時(shí)代下的科技優(yōu)勢(shì)。如圖2顯示的就是理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)測(cè)量和數(shù)值模擬3種不同方法在進(jìn)行螺線(xiàn)管軸磁場(chǎng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)得出的分布曲線(xiàn)。圖中可以明顯地看出，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算更加一致。雖然模擬計(jì)算偏差較大，但利用它可以更直觀簡(jiǎn)便地得到整個(gè)磁力線(xiàn)的分布，這正是數(shù)值模擬的優(yōu)勢(shì)所在。而這幾種方法結(jié)果間的差異，也為今后的物理實(shí)驗(yàn)提出了新的研究課題。
三、結(jié)束語(yǔ)
大學(xué)物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)和大學(xué)物理理論占有同等重要地位，它們既有著深刻的內(nèi)在聯(lián)系，又有著各自的任務(wù)和作用。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力及激發(fā)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)方面有著其它學(xué)科不可替代的作用。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)不但把物理理論知識(shí)用到實(shí)驗(yàn)上，而且更好地解釋生活中的物理現(xiàn)象并加以科學(xué)驗(yàn)證。通過(guò)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生達(dá)到以下幾點(diǎn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皩?shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
1.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析和物理量的測(cè)量，能夠更好的加深對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)定義、定律更深刻的理解；
2.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)試和使用，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的能力及臨時(shí)處理突發(fā)事件的能力；
3.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及圖像的繪制，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的保留與取舍及結(jié)果的正確判斷與分析；
4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生以獨(dú)立或合作的方式設(shè)計(jì)一些基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)他們獨(dú)立思考問(wèn)題，合作完成工作的意識(shí)。
二、做好我國(guó)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作
實(shí)驗(yàn)課又不同于理論課程，有它自身的獨(dú)特性，因此，在實(shí)驗(yàn)前必須做好以下幾點(diǎn)工作。
（一）實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)前對(duì)實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)是做好實(shí)驗(yàn)的前提條件。實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)主要是指在實(shí)驗(yàn)前要對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理的熟練掌握，清楚地知道實(shí)驗(yàn)的要達(dá)到的任務(wù)及其所采用的方法，在實(shí)驗(yàn)時(shí)才能游刃有余地解決實(shí)驗(yàn)中所遇到的問(wèn)題，才能保障實(shí)驗(yàn)的順利完成。
（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)備及調(diào)試。在懂得了實(shí)驗(yàn)?zāi)康募霸淼幕A(chǔ)上，才知道實(shí)驗(yàn)所需要哪些實(shí)驗(yàn)設(shè)備，及其儀器參數(shù)的要求。不但要對(duì)所做實(shí)驗(yàn)設(shè)備準(zhǔn)備齊全，而且儀器的擺放也要符合實(shí)驗(yàn)要求，并且要對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行調(diào)試。若中間任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤都可能影響實(shí)驗(yàn)效果，甚至導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，所以，實(shí)驗(yàn)前設(shè)備的準(zhǔn)備及儀器的調(diào)試是做好實(shí)驗(yàn)的基本條件。
三、做好我國(guó)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的具體工作
（一）實(shí)驗(yàn)儀器的規(guī)范使用。不同的儀器設(shè)備有不同的使用方法及其操作步驟，一定要按照儀器說(shuō)明書(shū)來(lái)正確操作使用。要輕拿輕放，要確保儀器設(shè)備在安全有效的參數(shù)范圍內(nèi)使用。不然，給實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)造成較大誤差，甚至導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。
（二）實(shí)驗(yàn)步驟的合理安排。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)合理安排實(shí)驗(yàn)步驟是高效完成實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。對(duì)于實(shí)驗(yàn)步驟要熟悉掌握，給夠給出一個(gè)合理的分工安排體系。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)一般都是小組實(shí)驗(yàn)，先測(cè)哪些量，測(cè)幾組數(shù)據(jù)，誰(shuí)來(lái)測(cè)等的分工安排一定要合理明確，才能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)順利完成。
（三）實(shí)驗(yàn)中突發(fā)事件的處理。實(shí)驗(yàn)課不同于理論課，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的很多力學(xué)、電磁學(xué)、近代物理等實(shí)驗(yàn)都會(huì)用到高壓電，電壓可達(dá)到380伏甚至?xí)?，一定要保證學(xué)生和實(shí)驗(yàn)師的人身安全；也要保障實(shí)驗(yàn)室的財(cái)產(chǎn)安全。實(shí)驗(yàn)中要做好一切安全應(yīng)急措施，確保萬(wàn)無(wú)一失，是做好實(shí)驗(yàn)的基本保障。
四、做好我國(guó)大學(xué)物理試驗(yàn)后的工作
當(dāng)試驗(yàn)完成后并非一切都結(jié)束了，實(shí)驗(yàn)后的收尾工作也顯得十分重要，這樣更有利于下次實(shí)驗(yàn)及儀器設(shè)備壽命的延長(zhǎng)使用。
（一）試驗(yàn)后的檢查。試驗(yàn)后的檢查主要是指數(shù)據(jù)是否記漏、設(shè)備是否完好、配件是否丟失、開(kāi)關(guān)是否關(guān)閉、電源是否切斷等事項(xiàng)的檢查，以確保下組人員能夠繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。
（二）試驗(yàn)后的儀器保養(yǎng)及衛(wèi)生。由于實(shí)驗(yàn)室所使用的是精度較高的儀器設(shè)備，不同于其它上教室課時(shí)使用的桌椅，對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器的保養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的衛(wèi)生也有著很高的要求。實(shí)驗(yàn)完畢后注意儀器的保養(yǎng)：該擦洗的要擦洗，該涂油的涂；地面該掃的掃，該拖的拖。有些儀器怕強(qiáng)光照射，窗簾該拉的要拉上，好的保養(yǎng)及衛(wèi)生更有利于延長(zhǎng)儀器的使用壽命。
物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。也可以說(shuō)是“系統(tǒng)工程”，它集力、熱、聲、光、電于一體。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為一門(mén)獨(dú)立設(shè)制的課程，是學(xué)生動(dòng)手、觀察、創(chuàng)造思維、處理數(shù)據(jù)、總結(jié)寫(xiě)作等綜合能力提高的過(guò)程，有著其他課程不可替代的作用。因此不能教條學(xué)習(xí)，只是簡(jiǎn)單地照貓畫(huà)虎，測(cè)幾組數(shù)據(jù)。應(yīng)使知其然，還能舉一反三，循序漸進(jìn)。要在全學(xué)年實(shí)驗(yàn)中，致使綜合能力有全面“質(zhì)”的飛躍。只有這樣才能真正起到鍛煉實(shí)效，這就要求實(shí)驗(yàn)教師在每個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中積極引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。
2利用物理學(xué)史激發(fā)學(xué)生的興趣
光學(xué)是研究客觀世界中有關(guān)光現(xiàn)象規(guī)律的一門(mén)學(xué)科，通過(guò)大量歷史資料和出土文物的分析研究，充分證明我國(guó)古代光學(xué)在世界科學(xué)技術(shù)史中的重要貢獻(xiàn)。當(dāng)時(shí)物理學(xué)領(lǐng)域內(nèi)成就最大的是墨家，它是由魯國(guó)的墨翟(公元前480～39年)和他的弟子等所創(chuàng)立?！赌?jīng)》是墨家的集體創(chuàng)作成果，它比古希臘歐幾里得(公元前330～275年)“光學(xué)”還早百余年，不僅是中國(guó)光學(xué)的先驅(qū)，在世界光學(xué)史中也占領(lǐng)先的地位?！赌?jīng)》對(duì)光的直進(jìn)律，做出了精辟的記載，認(rèn)為從物體上發(fā)出來(lái)的光線(xiàn)，好像箭矢一樣(“光之人，照若射”)，通過(guò)精細(xì)的觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩個(gè)光源同時(shí)照一物，產(chǎn)生本影和半影，還給投影下了一個(gè)科學(xué)定義：光有所遮擋的地方就是影。墨家根據(jù)光的直進(jìn)律，制成了世界上最早的針孔照相機(jī)。在十一、十二世紀(jì)間，我國(guó)科學(xué)家郭守敬根據(jù)光學(xué)原理制成了各種天文儀器，觀測(cè)天象，取得了豐碩成果[4]。
在教學(xué)中我們感到，上實(shí)驗(yàn)課缺少足夠的時(shí)間，應(yīng)該將實(shí)驗(yàn)儀器的一些改進(jìn)通過(guò)演示，使學(xué)生明了其實(shí)用與便捷。而我們只能見(jiàn)縫插針，簡(jiǎn)單敘述。例如：在薄透鏡測(cè)焦距的實(shí)驗(yàn)中，以前成像的像屏用的是一個(gè)噴漆薄鐵片。共軛法測(cè)焦距，要求同學(xué)們?cè)谟^察到大小兩個(gè)像，我們說(shuō)這叫“大像追小像”，追的結(jié)果是看兩像的中心是否重合，這一步是用成像的方法(細(xì)調(diào))驗(yàn)證粗調(diào)是否調(diào)好了，是否“同軸等高”。為了對(duì)比，學(xué)生往往在屏上做記號(hào)(劃一橫線(xiàn))，時(shí)間長(zhǎng)了，白色屏被畫(huà)得全是橫線(xiàn)，面目全非，很難辨別。新儀器做了巧妙的改進(jìn)，在一小張硬紙板上，印了坐標(biāo)，然后用塑料薄膜扎制，既美觀又實(shí)用。這一看似簡(jiǎn)單的改進(jìn)，給使用者帶來(lái)很大便利。讓同學(xué)們知道，實(shí)驗(yàn)儀器的設(shè)計(jì)也不是完美的，需要不斷改進(jìn)、更新，這首先就需要認(rèn)真觀察，發(fā)現(xiàn)不足，提出建議或思路。
單擺測(cè)重力加速度實(shí)驗(yàn)，這是經(jīng)典的物理實(shí)驗(yàn)。單擺不僅是準(zhǔn)確測(cè)定時(shí)間的儀器，也可用來(lái)測(cè)量重力加速度的變化。第一個(gè)發(fā)現(xiàn)擺的振動(dòng)等時(shí)性的科學(xué)家伽利略，他用實(shí)驗(yàn)求得單擺的周期隨長(zhǎng)度的二次方根而變化?；莞怪瞥闪说谝粋€(gè)擺鐘，而且第一次記錄到一個(gè)耦合的振蕩器觀察?！盎莞沟耐瑫r(shí)代人天文學(xué)家J.里希爾曾將擺鐘從巴黎帶到南美洲法屬圭亞那，發(fā)現(xiàn)每天慢2.5min，經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，回巴黎時(shí)又快2.5min?；莞咕蛿喽ㄟ@是由于地球自轉(zhuǎn)引起的重力減弱。英國(guó)科學(xué)家羅伯特•胡克發(fā)明了圓錐擺，是在兩個(gè)方向上自由擺動(dòng)的鐘擺。通過(guò)分析擺錘圓周運(yùn)動(dòng)，他用它來(lái)分析行星的軌道運(yùn)動(dòng)。19世紀(jì)中葉傅科在巴黎的先賢祠證明了地球的自轉(zhuǎn)。牛頓則用單擺證明物體的重量總是和質(zhì)量成正比的。實(shí)驗(yàn)教師本身應(yīng)該對(duì)所做實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、歷史背景、儀器結(jié)構(gòu)、儀器調(diào)節(jié)、儀器維護(hù)各環(huán)節(jié)了如指掌，這樣才能及時(shí)解決和解答實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的種種難點(diǎn)、問(wèn)題，并迅速應(yīng)急處理。更重要的是要教會(huì)學(xué)生遇到問(wèn)題應(yīng)該如何面對(duì)、怎樣解決。當(dāng)然教師的知識(shí)也不是全方位的，在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的過(guò)程中，有些問(wèn)題也可能會(huì)出現(xiàn)瞬間“卡殼”的尷尬現(xiàn)象，這就敦促教師應(yīng)大量查詢(xún)資料，不斷更新知識(shí)，在教學(xué)中學(xué)習(xí)，提高自己認(rèn)知能力，從而保障教學(xué)質(zhì)量。
3存在的問(wèn)題
（1）對(duì)物理學(xué)史融入大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)重視不夠，且不重視學(xué)生的邏輯思維及動(dòng)手能力的培養(yǎng)，形成單純知識(shí)灌輸。
（2）沒(méi)有特定時(shí)間進(jìn)行物理學(xué)史、物理思想的教學(xué)，從而導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)課中不系統(tǒng)、不全面，缺乏完整性。
（3）需進(jìn)一步加強(qiáng)教師對(duì)教學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度、拓寬知識(shí)面、提升自身素質(zhì)、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。
4結(jié)論
1.教學(xué)內(nèi)容過(guò)于傳統(tǒng)和規(guī)范。目前的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)主要以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)行統(tǒng)一的大綱、教材和統(tǒng)一的考試，主要對(duì)一些成熟的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證和練習(xí)，在這種統(tǒng)一的規(guī)范下，這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)單一、思維局限性太強(qiáng)、缺乏個(gè)性、缺乏創(chuàng)新。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一，教學(xué)效果不理想。傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是老師先講解實(shí)驗(yàn)原理，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講解實(shí)驗(yàn)儀器及內(nèi)容，有的實(shí)驗(yàn)還會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，這樣，學(xué)生只是被動(dòng)地被灌輸實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容，機(jī)械的模仿實(shí)驗(yàn)過(guò)程，按照固定的程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中很難發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，更談不上創(chuàng)新，而且，學(xué)生對(duì)這種教學(xué)方式缺乏興趣，只是被動(dòng)的完成任務(wù)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，拿到學(xué)分。3.由于受學(xué)時(shí)的限制，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容拓展性較弱，教師也只能根據(jù)學(xué)時(shí)安排一些相對(duì)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，對(duì)一些難度高、復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，老師也只能忍痛舍棄，學(xué)生也失去了很多進(jìn)一步學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。面對(duì)目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，如何在有效完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)上，提高教學(xué)質(zhì)量，并通過(guò)對(duì)“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)達(dá)到對(duì)大學(xué)生獨(dú)立操作能力、創(chuàng)新能力和自主思維能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)是“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革的關(guān)鍵。
二、“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)實(shí)踐改革思路與實(shí)踐
1.教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和學(xué)生主導(dǎo)地位的確立是“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)質(zhì)量提高的關(guān)鍵。“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)目的是全面培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的提高、素質(zhì)的培養(yǎng)和提高。根據(jù)“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”的定位，我們緊密?chē)@提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力這個(gè)中心任務(wù)，結(jié)合本校實(shí)際情況，根據(jù)專(zhuān)業(yè)將本科生的實(shí)驗(yàn)分為工科、理科和農(nóng)科三大類(lèi)。在每一類(lèi)里面，結(jié)合學(xué)生專(zhuān)業(yè)和課程設(shè)置，將實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)層次，循序漸進(jìn)的培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維。第一層次，是必做的基礎(chǔ)類(lèi)實(shí)驗(yàn)，如傳統(tǒng)的力、熱、電、光等單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，如“扭擺法測(cè)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”“電源特性研究”“單縫衍射光強(qiáng)分布的測(cè)定”“通用示波器的使用”等。其教學(xué)目的是在大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)的前提下，通過(guò)基礎(chǔ)類(lèi)實(shí)驗(yàn)初步培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，通過(guò)這類(lèi)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生能獨(dú)立地完成一般實(shí)驗(yàn)。第二層次，為綜合類(lèi)實(shí)驗(yàn)，本階段實(shí)驗(yàn)涉及理論面較廣，相對(duì)復(fù)雜，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)可能會(huì)涉及到力、熱、電、光和近代物理技術(shù)的綜合應(yīng)用。比如，“密立根油滴實(shí)驗(yàn)”“電流磁場(chǎng)的測(cè)定”、“電表的改裝與校準(zhǔn)”“光譜定性分析”等。學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖约涸O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，老師只起到解惑的作用。通過(guò)方案的設(shè)計(jì)、完善及實(shí)驗(yàn)的具體操作，培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維和創(chuàng)造能力，加強(qiáng)動(dòng)手能力。學(xué)生通過(guò)完成綜合類(lèi)實(shí)驗(yàn)，從失敗中補(bǔ)足知識(shí)的漏洞和操作的缺陷，從成功獲得學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力，在此階段，學(xué)生運(yùn)用知識(shí)和動(dòng)手能力得到很好的訓(xùn)練。第三個(gè)層次，是設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)，是選擇類(lèi)實(shí)驗(yàn)，有意愿的學(xué)生結(jié)合自己的專(zhuān)業(yè)和興趣點(diǎn)，提前申請(qǐng)并在老師的指導(dǎo)下，自行調(diào)研、選擇課題，并根據(jù)查閱的資料寫(xiě)出調(diào)研報(bào)告、實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)老師和實(shí)驗(yàn)小組的充分討論，確定實(shí)驗(yàn)方案，組裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備，完成實(shí)驗(yàn)。比如，植保學(xué)院學(xué)生設(shè)計(jì)的“液體表面張力的測(cè)定”，資源環(huán)境學(xué)院學(xué)生設(shè)計(jì)的“土壤粒徑的測(cè)量方法改進(jìn)”，機(jī)電學(xué)院學(xué)生設(shè)計(jì)的“光電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用”，生命學(xué)院學(xué)生設(shè)計(jì)的“望遠(yuǎn)鏡及顯微鏡的組裝”等都取得了很好的效果。這個(gè)層次主要以科研方式進(jìn)行，主要引導(dǎo)、鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)的能力，學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的科研的思維和方法，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維、能力及合作精神。在上述“漸進(jìn)式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)完成的過(guò)程中，學(xué)生主導(dǎo)了整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的，老師會(huì)解惑、輔導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，并提供學(xué)生所需實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器，從而打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中老師講解、演示，學(xué)生模仿的被動(dòng)局面，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，也激發(fā)了學(xué)生解決科學(xué)問(wèn)題的動(dòng)力和潛力，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維得到了很好的訓(xùn)練和培養(yǎng)，學(xué)生素質(zhì)的提高也在潛移默化中完成。
2.“大學(xué)物理虛擬實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)”的應(yīng)用是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的保障。雖然改進(jìn)后的教學(xué)內(nèi)容和方法很大程度上滿(mǎn)足了教學(xué)任務(wù)的有效完成和學(xué)生能力的培養(yǎng)，但也會(huì)受實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、儀器及時(shí)間等的限制，為了進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識(shí)面，開(kāi)闊學(xué)生思維，我們教研組設(shè)立了“大學(xué)物理虛擬實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)”，選用了基礎(chǔ)類(lèi)、綜合類(lèi)、設(shè)計(jì)類(lèi)等50余個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、方法、原理、?nèi)容及實(shí)驗(yàn)?zāi)M及結(jié)果分析等模塊。學(xué)生可以通過(guò)校園網(wǎng)登陸，選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模擬。有一部分實(shí)驗(yàn)和實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)吻合，學(xué)生可以在實(shí)際操作后通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)還原實(shí)驗(yàn)過(guò)程。還有一部分實(shí)驗(yàn)是近代和綜合設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)，受實(shí)驗(yàn)條件的限制暫時(shí)沒(méi)有開(kāi)設(shè)，學(xué)生可以自主進(jìn)行選擇、設(shè)計(jì)及模擬操作。虛擬實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)可以鞏固并拓寬學(xué)生的理論知識(shí)，為學(xué)生思維的開(kāi)闊及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下良好的基礎(chǔ)。
三、結(jié)束語(yǔ)
（一）學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)
發(fā)散思維是創(chuàng)新思維的核心部分，解決問(wèn)題的過(guò)程是發(fā)散——集合——發(fā)散的循環(huán)過(guò)程。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種基于創(chuàng)新思維框架下的由發(fā)散到集合，再由集合到發(fā)散的循環(huán)過(guò)程，通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。例如：學(xué)生在進(jìn)行固體密度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)，就要考慮到該固體是否規(guī)則，在液體中的懸浮狀況，是否溶于液體等，因此，在多種可能的情況下，學(xué)生就要探索不同的實(shí)驗(yàn)方法，調(diào)動(dòng)發(fā)散思維，從而實(shí)現(xiàn)掌握知識(shí)，提升自身的創(chuàng)新思維能力。
(二)實(shí)驗(yàn)過(guò)程是學(xué)生發(fā)散思維的訓(xùn)練過(guò)程
物理實(shí)驗(yàn)是圍繞一個(gè)既定的問(wèn)題開(kāi)展的，學(xué)生需要調(diào)動(dòng)自身的多種思維能力，運(yùn)用各種思維方法，例如：綜合、分析等，只有這樣，才能真正的實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生的邏輯思維得到了訓(xùn)練。例如：在進(jìn)行“偏振現(xiàn)象”研究實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求學(xué)生設(shè)計(jì)出各種光路，使之產(chǎn)生不同的偏振光，進(jìn)而觀察不同條件下的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并進(jìn)行相互對(duì)比。實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生要根據(jù)自身掌握的知識(shí)，進(jìn)行科學(xué)的假設(shè)，做好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一步步進(jìn)行驗(yàn)證。類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)能夠幫助學(xué)生有效的將邏輯思維融入其中，并提升學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維能力。
（三）學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中提出質(zhì)疑，進(jìn)而提升批判思維能力
傳統(tǒng)的“一言堂”很大程度上抹殺了學(xué)生的批判思維能力，新課改中明確提出，要積極培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，而批判思維的形成，恰恰是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，理應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生提出質(zhì)疑，并帶著質(zhì)疑在實(shí)驗(yàn)中加以批判、驗(yàn)證。例如在進(jìn)行鈉光燈波長(zhǎng)測(cè)量時(shí)，有些學(xué)生發(fā)現(xiàn)測(cè)量值與理論值不相符，在深入研究后，發(fā)現(xiàn)鈉光是由雙黃線(xiàn)構(gòu)成的，即兩種波長(zhǎng)的混合值，并受到實(shí)驗(yàn)環(huán)境的影響。學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中提出質(zhì)疑，進(jìn)而提升了批判思維能力。
（四）學(xué)生在物理現(xiàn)象分析過(guò)程中形成直覺(jué)思維能力
很多物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象需要認(rèn)真觀察才能捕捉到，因此物理實(shí)驗(yàn)不僅要求學(xué)生掌握好時(shí)間，具備邏輯推理能力，還要具備一定的分析預(yù)見(jiàn)能力。例如伽利略首先直覺(jué)地判斷“重物先落地”是錯(cuò)誤的，然后通過(guò)一次次的實(shí)驗(yàn)，得出物體的落地速度不因重量而改變的結(jié)論，了亞里士多德“重物先落地”的說(shuō)法。
二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問(wèn)題
(一)教學(xué)設(shè)備單一，實(shí)驗(yàn)儀器高度集成，學(xué)生的動(dòng)手能力受到制約
物理實(shí)驗(yàn)儀器的技術(shù)含量越來(lái)越高，實(shí)驗(yàn)儀器高度集成，很多實(shí)驗(yàn)步驟都無(wú)需學(xué)生動(dòng)手，這樣會(huì)使學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)越來(lái)越少，動(dòng)手能力提升緩慢。機(jī)械的實(shí)驗(yàn)操作，也很難讓學(xué)生對(duì)各種實(shí)驗(yàn)原理和設(shè)計(jì)方法有所了解，更別說(shuō)創(chuàng)新了。
(二)教學(xué)內(nèi)容陳舊，內(nèi)容較多
目前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多是以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相對(duì)較少，并且在實(shí)驗(yàn)教材中，對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理、方法甚至實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方案都一一列出，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的任務(wù)就是機(jī)械操作，并得出已經(jīng)知道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)有很大幫助，但對(duì)分析能力、設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)卻是意義不大，甚至?xí)箤W(xué)生養(yǎng)成懶惰、不善于動(dòng)腦的習(xí)慣。
(三)教學(xué)模式落后
一直以來(lái)，物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式多是沿襲傳統(tǒng)教學(xué)模式。學(xué)生被動(dòng)接受教師“無(wú)微不至”的講解，然后按部就班地順利完成實(shí)驗(yàn)?？此埔黄?ldquo;和諧景象”，但是真正的教學(xué)目的卻沒(méi)有達(dá)到。隨著教學(xué)改革的不斷推進(jìn)，這種教學(xué)模式已經(jīng)顯得落后。
(四)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程限制頗多
由于實(shí)驗(yàn)教科書(shū)的指導(dǎo)相當(dāng)詳細(xì)，教師只要監(jiān)督學(xué)生一步步完成實(shí)驗(yàn)即可，因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師僅起到了“監(jiān)工”的作用，而教師的引導(dǎo)作用卻無(wú)從體現(xiàn)，學(xué)生也無(wú)法發(fā)揮創(chuàng)新能力，甚至還受到教師的諸多束縛，例如：當(dāng)提出異議時(shí)，教師會(huì)認(rèn)為學(xué)生不聽(tīng)話(huà)(書(shū)中已經(jīng)寫(xiě)得清清楚楚，偏要提出不同意見(jiàn))，并認(rèn)為是故意找茬。另外，由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少，教師力爭(zhēng)在有限的時(shí)間內(nèi)完成大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，也有意壓縮學(xué)生探究、驗(yàn)證質(zhì)疑的時(shí)間，從而導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果看似顯著，實(shí)則問(wèn)題頗多。
（五）實(shí)驗(yàn)室缺乏創(chuàng)新環(huán)境
高校的實(shí)驗(yàn)室往往定時(shí)開(kāi)放，并且很多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也未能面向全體學(xué)生(主要指本科生)。學(xué)生的很多創(chuàng)新思想不是因缺少實(shí)驗(yàn)儀器，就是因儀器使用受限而被扼殺在搖籃里。另外，實(shí)驗(yàn)室在師資力量上，也存在嚴(yán)重不足，很多教師多年都未獲得過(guò)繼續(xù)深造的機(jī)會(huì)，自身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和教學(xué)理念仍停留在多年前。這樣培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力便很難達(dá)到良好的效果。
三、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
(一)改革實(shí)驗(yàn)課程體系，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力
根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)自身的研究方法和規(guī)律，建立從易到難、由單一到綜合，循序漸進(jìn)、逐步提高的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系中，重視實(shí)驗(yàn)選修課的設(shè)置，滿(mǎn)足人才培養(yǎng)的需要，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新活動(dòng)的空間。增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)的比例。鼓勵(lì)學(xué)生靈活運(yùn)用分析、歸納、判斷等思維方法，在頭腦中形成直覺(jué)和想象，構(gòu)思實(shí)驗(yàn)方案,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。
(二)開(kāi)放物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，提高實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)投入
實(shí)驗(yàn)室要面向全體學(xué)生開(kāi)放，時(shí)間也不局限于上課期間。從設(shè)備的安全及使用效率考慮，可指定專(zhuān)門(mén)教師指導(dǎo)和管理，但不能扼殺學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。學(xué)生如需動(dòng)用貴重儀器，可征得管理教師同意后進(jìn)行。隨著物理實(shí)驗(yàn)要求的提高，高校應(yīng)加大物理實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的投入，并做到專(zhuān)款專(zhuān)用，同時(shí)還要預(yù)留出更新設(shè)備的資金。另外，高校還應(yīng)該注意儀器設(shè)備的科學(xué)使用，提高設(shè)備的使用效率，尤其是一些大型儀器設(shè)備。
(三)更新理念，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)
創(chuàng)新不是一時(shí)的憑空捏造，而是要具備創(chuàng)新意識(shí)和相關(guān)的知識(shí)儲(chǔ)備。由于教師在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)方面起著引領(lǐng)作用，因此作為教師，首先應(yīng)具備創(chuàng)新教育的理念，并應(yīng)用到教學(xué)中去，才能正確引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)；其次應(yīng)加強(qiáng)創(chuàng)新知識(shí)的學(xué)習(xí)，具備精深的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和寬泛的綜合知識(shí)，掌握社會(huì)文化、科技發(fā)展的新動(dòng)向，注重對(duì)新理論、新技術(shù)和新信息的了解，并將這些知識(shí)融入到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去，才能引導(dǎo)學(xué)生把知識(shí)學(xué)活，有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(四)注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方法，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新潛力的發(fā)揮
要將科學(xué)發(fā)展史貫穿于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，注重科學(xué)思想發(fā)展史的教育。例如：在電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，介紹法拉第在仔細(xì)分析電流的磁效應(yīng)基礎(chǔ)上，認(rèn)為電流既然能產(chǎn)生磁場(chǎng)，反過(guò)來(lái)磁場(chǎng)也應(yīng)該能產(chǎn)生電流，因此提出了磁能生電的假說(shuō)。盡管在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次的失敗，但他信念堅(jiān)定，最終發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，讓學(xué)生感受科學(xué)探索的艱辛歷程，把學(xué)生融入到科學(xué)家的思維情境和發(fā)明創(chuàng)造的氛圍中，促使學(xué)生將自身的學(xué)習(xí)和人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展有機(jī)結(jié)合起來(lái)，更加積極主動(dòng)地吸收人類(lèi)社會(huì)的先進(jìn)思想。同時(shí)科學(xué)家的創(chuàng)新思維方法又可以從方法論上指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)，使學(xué)生主動(dòng)地從不同視角創(chuàng)造性地思考問(wèn)題，從而有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(五)利用信息技術(shù)，開(kāi)拓創(chuàng)新思維空間
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)壳鞍唇虒W(xué)類(lèi)型分有公共必修實(shí)驗(yàn)，仿真實(shí)驗(yàn)，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)等。公共必修的實(shí)驗(yàn)按教學(xué)內(nèi)容分針對(duì)不同類(lèi)別也有所不同。一般像我校類(lèi)的綜合性大學(xué)，專(zhuān)業(yè)較多，學(xué)生來(lái)自全國(guó)各地，物理基礎(chǔ)不太相同，各專(zhuān)業(yè)對(duì)物理的要求也不一樣。普遍實(shí)行物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)課分類(lèi)進(jìn)行。各專(zhuān)業(yè)針對(duì)不同的需求選擇不同類(lèi)別。我校的物理實(shí)驗(yàn)課共兩個(gè)類(lèi)別，分別稱(chēng)為A,B類(lèi)。A類(lèi)48學(xué)時(shí)，B類(lèi)30學(xué)時(shí)。B類(lèi)相應(yīng)對(duì)物理要求較低的專(zhuān)業(yè)，比如農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖類(lèi)一般選擇B類(lèi)，其他理工科類(lèi)選擇A類(lèi)。A類(lèi)B類(lèi)教學(xué)分層次也不同，A類(lèi)分為三個(gè)教學(xué)改革視域下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)管理現(xiàn)狀初探張?chǎng)?李金玉（浙江海洋學(xué)院，浙江舟山316000）層次：基礎(chǔ)、提高、設(shè)計(jì)。B類(lèi)分為兩個(gè)層次：基礎(chǔ)、提高。這樣的分類(lèi)既避免了一刀切的問(wèn)題，也符合了學(xué)生課業(yè)的需求。A,B類(lèi)基礎(chǔ)層實(shí)驗(yàn)相同以達(dá)到基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ腻憻挘岣邔?，設(shè)計(jì)層實(shí)驗(yàn)要求逐步提高,B類(lèi)涉及的實(shí)驗(yàn)相應(yīng)減少和沒(méi)有。對(duì)于每個(gè)層次我們也有明確的要求和目標(biāo)。基礎(chǔ)層要求規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作、撰寫(xiě)合格實(shí)驗(yàn)報(bào)告、定性分析實(shí)驗(yàn)誤差，提交合格實(shí)驗(yàn)報(bào)告。提高層目標(biāo)設(shè)定為培養(yǎng)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)操作能力，能簡(jiǎn)單分析和處理實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，并能完整地定性和定量的分析實(shí)驗(yàn)誤差，撰寫(xiě)合格實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)層要求自主選做，在自己查資料基礎(chǔ)上以論文形式提交科學(xué)報(bào)告或者實(shí)物和專(zhuān)利。教學(xué)分類(lèi)和各層次目標(biāo)明確，既有利于學(xué)生的能力的培養(yǎng)和積極性又有利于實(shí)驗(yàn)的考核。避免了以往統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)不重視學(xué)生創(chuàng)新性培養(yǎng)的狀況。
2.實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)內(nèi)容和方式
每位同學(xué)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，必須做好實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的預(yù)習(xí)，這一點(diǎn)毋庸質(zhì)疑。有別于其他學(xué)科帶上書(shū)本就可以去學(xué)習(xí)的模式，實(shí)驗(yàn)課是不同的。預(yù)習(xí)作為實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備是對(duì)實(shí)驗(yàn)的必要的了解。只有做好預(yù)習(xí)才能保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。我們學(xué)校實(shí)驗(yàn)前要對(duì)預(yù)習(xí)檢查，預(yù)習(xí)內(nèi)容必須寫(xiě)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)上。預(yù)習(xí)不要求重復(fù)累贅的抄寫(xiě)書(shū)本上的內(nèi)容，重點(diǎn)解決3個(gè)問(wèn)題：做什么；根據(jù)什么去做；怎么做?；緝?nèi)容包括：目的、原理、步驟、表格設(shè)計(jì)。也就是簡(jiǎn)要的反映實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備。我校的預(yù)習(xí)報(bào)告可以參考書(shū)本和掛在網(wǎng)上的預(yù)習(xí)提綱。目前國(guó)內(nèi)有些學(xué)校提出無(wú)紙化實(shí)驗(yàn)，比如浙江師范大學(xué)和浙江大學(xué)，學(xué)生直接登陸到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器下載相關(guān)的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)即可。預(yù)習(xí)形式雖然不同但實(shí)踐結(jié)果表明做好預(yù)習(xí)才能確保實(shí)驗(yàn)的效果。相比于傳統(tǒng)的顯得過(guò)于呆板預(yù)習(xí)方式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載預(yù)習(xí)結(jié)合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是不是確實(shí)更加有效率，值得我們探討。
3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程程序和要求
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是大學(xué)實(shí)驗(yàn)課的中心環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、獨(dú)立完成是我們的目標(biāo)也是實(shí)驗(yàn)的考核指標(biāo)。經(jīng)過(guò)一系列的變革我校實(shí)驗(yàn)室以逐漸更新了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及提高了實(shí)驗(yàn)條件以適應(yīng)社會(huì)的需要和利于的人才培養(yǎng)。目前我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室能保證每位學(xué)生單獨(dú)操作一臺(tái)儀器并對(duì)要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)按如下程序進(jìn)行：一是進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后按編組找到對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器。二是實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告放在實(shí)驗(yàn)桌上，待老師抽查并認(rèn)真熟悉、檢查測(cè)量?jī)x器、裝置是否完好，記下主要測(cè)量?jī)x器的型號(hào)和主要參數(shù)包括測(cè)量范圍和精度，填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)儀器使用登記本。三是根據(jù)儀器使用說(shuō)明，正確安裝和調(diào)試儀器，按實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，如有疑問(wèn)可以及時(shí)向教師提出。四是實(shí)驗(yàn)完畢后要及時(shí)整理數(shù)據(jù)，如有問(wèn)題，應(yīng)該重測(cè)和補(bǔ)測(cè)。原始數(shù)據(jù)必須記錄到實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，老師簽字后方可離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。教師在原始數(shù)據(jù)上簽字和以上其他程序要求一方面確保了學(xué)生抄襲篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)另一方面創(chuàng)造了良好的實(shí)驗(yàn)氛圍。因?yàn)橥ㄟ^(guò)這樣的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生明白要獲得合理的數(shù)據(jù)必須通過(guò)自己正確的操作才有的。目前有許多高校采取網(wǎng)上報(bào)告的形式，他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由系統(tǒng)集中采集。這個(gè)方式可以通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)處理并顯示結(jié)果。實(shí)驗(yàn)操作還是由學(xué)生獨(dú)立完成，仍然強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生的動(dòng)手創(chuàng)新能力和科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的培養(yǎng)。電腦化只是便于教師批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告，提高了批閱的效率和準(zhǔn)確度推進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化管理?；趯哟尾煌蠋煹慕虒W(xué)也是不同的，對(duì)于基礎(chǔ)層老師要進(jìn)行講解和做簡(jiǎn)單的演示；而提高層的同學(xué)們有了一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，教師作出簡(jiǎn)要的說(shuō)明后重在學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)層只需要實(shí)驗(yàn)教師給出幾個(gè)可選擇的實(shí)驗(yàn)而沒(méi)有具體資料，學(xué)生自行選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)時(shí)間也不作嚴(yán)格規(guī)定，可以在兩周的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)室工作。實(shí)驗(yàn)重在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，?qiáng)調(diào)提高學(xué)生的自主能動(dòng)性及利于學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)展。
4.實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)和形式
這是對(duì)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的總結(jié)和深入理解的一個(gè)環(huán)節(jié)，應(yīng)獨(dú)立完成，嚴(yán)禁抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告及修改原始數(shù)據(jù)。我校要求實(shí)驗(yàn)結(jié)束后一周必須上交詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。一般實(shí)驗(yàn)報(bào)告采用統(tǒng)一冊(cè)子，報(bào)告包括要點(diǎn)有六項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄；合理的表格設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整；有完整的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算過(guò)程，有單位（包括作圖等）；實(shí)驗(yàn)結(jié)果科學(xué)、正確的表達(dá)；有實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論與誤差分析，提高層要有定量的誤差分析。其中實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論與誤差分析要求結(jié)合觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行結(jié)果分析，分析盡可能具體，定量或半定量，切忌空談。內(nèi)容可包括影響誤差因素討論，系統(tǒng)誤差修正，結(jié)果的可靠性討論和同公認(rèn)值比較分析等等。我國(guó)各大高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)時(shí)代的要求經(jīng)過(guò)多方面的探索，不再是單一標(biāo)準(zhǔn)單一的形式，而是呈現(xiàn)多元化的特點(diǎn)。針對(duì)不同對(duì)象和階段，報(bào)告形式和內(nèi)容有所不同。比如我?；A(chǔ)層和提高層報(bào)告要求基本相識(shí)以報(bào)告形式提交，只是提高層要求做定量誤差分析。設(shè)計(jì)層實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生以科技小論文的形式報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也可以以PPT形式展示成果。這種多元報(bào)告形式也與目前我國(guó)許多高校一致，具體的要求可能有所差異但在報(bào)告方面的改革趨勢(shì)一致。
5.考核方式和標(biāo)準(zhǔn)
1.任課教師要有充分的思想準(zhǔn)備
有一定上好該門(mén)課程的信心，這樣才能更好地迎接挑戰(zhàn)，工作起來(lái)才能有不竭的動(dòng)力。
2.教材是知識(shí)和方法的載體
是學(xué)生學(xué)習(xí)的基本向?qū)?，也是教師進(jìn)行教學(xué)的基本工具，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中起著非常重要的作用。目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有完全適合某些專(zhuān)業(yè)留學(xué)生的成熟英文版實(shí)驗(yàn)教材，因此我們?cè)诮梃b了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)雙語(yǔ)教程（邱春蓉、黃整主編）、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（唐晉生主編）、遼寧工業(yè)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)我校）物理實(shí)驗(yàn)室編的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)外物理實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，參考大學(xué)物理教學(xué)大綱，編寫(xiě)了適合本校留學(xué)生實(shí)際的實(shí)驗(yàn)講義。講義初稿完成后，仍然需要教師在上課過(guò)程中及時(shí)地總結(jié)和完善。教師在選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)要充分考慮學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)和實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有設(shè)備，盡量開(kāi)設(shè)一些與大學(xué)物理理論課知識(shí)、學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。對(duì)于電子信息、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專(zhuān)業(yè)，開(kāi)設(shè)了一些與傳感器原理、示波器使用等有關(guān)的實(shí)驗(yàn)；對(duì)于土木工程等專(zhuān)業(yè)，開(kāi)設(shè)了楊氏彈性模量的測(cè)定、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)定等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選定后，最好針對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能遇到的理論知識(shí)與理論課教師逐個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行溝通，做到教學(xué)有的放矢，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶，提高教學(xué)效果。
3.教師要充分準(zhǔn)備好物理實(shí)驗(yàn)專(zhuān)業(yè)詞匯。
物理實(shí)驗(yàn)課上涉及到的詞匯超過(guò)理論課。一臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀器的每個(gè)部件的名稱(chēng)、功能以及如何調(diào)節(jié)都要做到熟記于心。大部分學(xué)生都來(lái)自非洲國(guó)家，口音重，發(fā)音不規(guī)范，在上課前應(yīng)有幾次師生見(jiàn)面溝通的過(guò)程，使得大家熟悉發(fā)音習(xí)慣，必要時(shí)需要借助文字，最大程度地消除交流中的障礙。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)沒(méi)有針對(duì)留學(xué)生專(zhuān)用的實(shí)驗(yàn)器材，儀器上的銘牌、標(biāo)識(shí)以漢語(yǔ)為主。因此，對(duì)于操作復(fù)雜，按鍵、旋鈕、檔位較多的儀器，教師最好在課前做一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器面板的中英對(duì)照說(shuō)明，以減少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中因文字造成的不必要困難。例如在電位差計(jì)使用的實(shí)驗(yàn)中，做了兩個(gè)操作面板的簡(jiǎn)易對(duì)照，學(xué)生對(duì)此方法普遍反應(yīng)較好。
4.學(xué)生按照老師要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)，準(zhǔn)備預(yù)習(xí)報(bào)告。
該預(yù)習(xí)報(bào)告不同于中文教材上所要求的預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理、目的、步驟等內(nèi)容并將其書(shū)寫(xiě)在預(yù)習(xí)報(bào)告紙上，而是根據(jù)自編講義了解實(shí)驗(yàn)的原理，在互聯(lián)網(wǎng)上找到一些講義以外的相關(guān)知識(shí)，例如實(shí)驗(yàn)的意義，實(shí)驗(yàn)所需的儀器以及實(shí)驗(yàn)的實(shí)際應(yīng)用有哪些等等，這些內(nèi)容也不一定要求學(xué)生在預(yù)習(xí)報(bào)告紙上書(shū)寫(xiě)下來(lái)，但是在每個(gè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之前要求學(xué)生發(fā)表對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和看法，以防止學(xué)生照抄講義內(nèi)容，達(dá)不到預(yù)習(xí)的目的。
二、實(shí)驗(yàn)講授指導(dǎo)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告
學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)之前，教師需要將實(shí)驗(yàn)的原理、儀器、步驟清晰簡(jiǎn)要地寫(xiě)到黑板或課件上，用于講解的同時(shí)也方便學(xué)生隨時(shí)查看。如果實(shí)驗(yàn)中需要使用表格來(lái)記錄測(cè)量值，教師還應(yīng)該設(shè)計(jì)好表格，并標(biāo)明各個(gè)測(cè)量值的單位，避免學(xué)生設(shè)計(jì)的表格不合理，增加教師評(píng)判實(shí)驗(yàn)報(bào)告的工作量。講述實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，應(yīng)采取邊講解邊示范的方法，給學(xué)生一個(gè)直觀的印象。講解步驟過(guò)程中要時(shí)刻注意學(xué)生們的面部表情，如果發(fā)現(xiàn)他們有迷惑，一方面可能是教師英語(yǔ)表達(dá)所致，另一方面可能是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒(méi)聽(tīng)懂，需要及時(shí)找到問(wèn)題癥結(jié)然后加以解除，確保每個(gè)學(xué)生都能聽(tīng)清、聽(tīng)懂。需要注意的是，留學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣很濃，但是持久性不強(qiáng)，因此實(shí)驗(yàn)理論部分的講解時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，主要以基本原理和基礎(chǔ)技能為主，盡量留給學(xué)生足夠的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作。我校留學(xué)生每個(gè)物理實(shí)驗(yàn)安排4學(xué)時(shí)，其中理論課占1學(xué)時(shí)，操作為3學(xué)時(shí)。在近幾年的教學(xué)實(shí)踐中，留學(xué)生基本都能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)很好地完成實(shí)驗(yàn)。留學(xué)生們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)時(shí)活潑好動(dòng)，喜歡同學(xué)間進(jìn)行討論，有時(shí)會(huì)兩人共同完成實(shí)驗(yàn)，即使實(shí)驗(yàn)儀器充足。對(duì)于這一點(diǎn)，筆者認(rèn)為，一方面要鼓勵(lì)他們獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)；另一方面，兩人合作也不失為一種可行的實(shí)驗(yàn)形式，通過(guò)同學(xué)間的默契配合，能加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解，還可以培養(yǎng)他們協(xié)同合作的素質(zhì)。如果條件允許，有必要要求他們改變實(shí)驗(yàn)條件得到兩組類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以完成互不相同的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，即使是兩名留學(xué)生協(xié)同操作，他們也會(huì)有許多問(wèn)題需要老師解答。大部分學(xué)生的操作很認(rèn)真、規(guī)范，他們希望把實(shí)驗(yàn)做到最好，因此他們會(huì)不斷地提出問(wèn)題，甚至每做一步、每得到一個(gè)測(cè)量結(jié)果都會(huì)叫老師來(lái)檢查是否正確。這個(gè)時(shí)候教師應(yīng)該耐心地指導(dǎo)，不要表現(xiàn)出厭煩情緒。對(duì)于正常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師善于通過(guò)表?yè)P(yáng)來(lái)鼓勵(lì)學(xué)生，使他們感覺(jué)到得到肯定與支持，從中收獲信心；對(duì)于有問(wèn)題的情況，教師也不要急于直接動(dòng)手幫學(xué)生改正，而是用教師問(wèn)、學(xué)生答的方式來(lái)一步步引導(dǎo)他們，使之明白為何會(huì)出錯(cuò)、如何去改正。實(shí)驗(yàn)完成后，留學(xué)生需要獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。此時(shí)需要他們整理總結(jié)實(shí)驗(yàn)的原理、步驟，并對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到各自的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。一份完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該還包含以學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和認(rèn)識(shí)為主要內(nèi)容的小結(jié)。由于留學(xué)生人數(shù)不多，教師須認(rèn)真地逐一完成對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)判，對(duì)于報(bào)告中出現(xiàn)的問(wèn)題，特別是數(shù)據(jù)處理中的有效數(shù)字、單位、圖標(biāo)的規(guī)范性等要一一為他們注明。因?yàn)闀?shū)寫(xiě)習(xí)慣的原因，教師務(wù)必要求學(xué)生們?cè)谕瓿蓪?shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)認(rèn)真書(shū)寫(xiě)，不能連筆。否則評(píng)判報(bào)告時(shí)可能只認(rèn)識(shí)幾個(gè)最簡(jiǎn)單的單詞和阿拉伯?dāng)?shù)字，造成閱讀上的困難。實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改完成后要以分?jǐn)?shù)的形式做結(jié)論，并及時(shí)返還給學(xué)生，盡可能地進(jìn)行面對(duì)面的交流和探討，使得他們?cè)谶€有印象的時(shí)候做改正，以避免下次實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)類(lèi)似的問(wèn)題。教學(xué)實(shí)踐證明，返還時(shí)間間隔越短，教學(xué)質(zhì)量越好。需要指出的是，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)課之前，有必要對(duì)實(shí)驗(yàn)的基本概念及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的講解，針對(duì)留學(xué)生特點(diǎn)及將要開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，重點(diǎn)講解直接測(cè)量量不確定度的計(jì)算及圖表法處理數(shù)據(jù)兩個(gè)方面，簡(jiǎn)要講解對(duì)數(shù)學(xué)要求較高的間接測(cè)量量不確定度計(jì)算及最小二乘法擬合數(shù)據(jù)等方法。
三、成績(jī)?cè)u(píng)定
成績(jī)是判定學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)，也關(guān)系到留學(xué)生評(píng)定獎(jiǎng)學(xué)金等的切身利益，因此合理的成績(jī)?cè)u(píng)定辦法是提高教學(xué)質(zhì)量必不可少的因素。我校中國(guó)大學(xué)生的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為預(yù)習(xí)報(bào)告、課堂操作、數(shù)據(jù)處理（這三部分組成了最后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告）分別占10%，40%，50%。然而對(duì)于留學(xué)生而言不能生搬硬套。留學(xué)生的時(shí)間觀念不如中國(guó)大學(xué)生強(qiáng)，時(shí)有遲到、曠課現(xiàn)象。因此有必要將出勤作為成績(jī)?cè)u(píng)定的一個(gè)指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)完成后對(duì)于儀器的整理也需要占一定比重。上述兩個(gè)方面可以有效提高留學(xué)生的自律性。另外對(duì)預(yù)習(xí)做得好、課堂表現(xiàn)積極的學(xué)生還可以有一定的額外獎(jiǎng)勵(lì)分?jǐn)?shù)。最終，我們的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為預(yù)習(xí)報(bào)告20%，課堂操作30%，數(shù)據(jù)處理20%，實(shí)驗(yàn)小結(jié)10%，出勤10%，儀器整理10%，額外的獎(jiǎng)勵(lì)分?jǐn)?shù)不超過(guò)10%。這樣的評(píng)分辦法可以將不同層次的學(xué)生拉開(kāi)差距。
四、結(jié)語(yǔ)
