大學(xué)物理實驗課堂教學(xué)探索

劉澤江

摘要：近年來，經(jīng)濟的發(fā)展，促進我國科技水平的提升。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入教學(xué)過程已成為一種有效手段。與以往的傳統(tǒng)教學(xué)比較發(fā)現(xiàn)，過于單一和無趣的教學(xué)模式和方法不僅影響了教學(xué)質(zhì)量，還降低了效率，也壓抑和束縛了學(xué)生對知識的好奇心、積極性、創(chuàng)造性和思維的多向性，這在很大程度上影響了對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。物理學(xué)科是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，因此，大學(xué)物理實驗教學(xué)在大學(xué)物理教學(xué)結(jié)構(gòu)中應(yīng)占有主要地位。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實驗;網(wǎng)絡(luò)選課;改善課堂教學(xué)效果;教學(xué)條件改進

引言

物理實驗課程是大學(xué)物理基礎(chǔ)課程的重要組成部分。近年來，隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和科技的不斷進步，提升高校物理實驗課程的教學(xué)質(zhì)量、把實驗與理論知識結(jié)合在一起成為廣大高校物理教育工作者不斷思考的問題。

1大學(xué)物理課程教學(xué)的現(xiàn)狀

1.1教學(xué)基礎(chǔ)條件方面

大學(xué)物理課程和物理實驗課程的教學(xué)過程各自分為兩個學(xué)期完成，共安排了5個理論學(xué)分和2個實驗學(xué)分。由于大學(xué)物理課程的理論性強、知識結(jié)構(gòu)復(fù)雜，教學(xué)過程學(xué)時安排緊張，主要以講授書本知識為主，對書本之外的相關(guān)知識和研究前沿擴展較少。部分學(xué)生修完課程之后仍可能存在一些認(rèn)識誤區(qū)，認(rèn)為大學(xué)物理課程僅是高中物理的重復(fù)和復(fù)雜化，而沒有意識到大學(xué)物理在專業(yè)課程及專業(yè)發(fā)展中的基礎(chǔ)作用和重要應(yīng)用。學(xué)時不足限制了教學(xué)內(nèi)容和方法的改革空間，難以全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，不能滿足后期的強理論性課程的學(xué)習(xí)需求。物理實驗設(shè)備儀器數(shù)量較少，在實驗安排過程中經(jīng)常存在沖突，導(dǎo)致一些實驗項目安排在晚上或周末進行。物理實驗設(shè)備硬件陳舊，缺乏全面維護，影響了學(xué)生的實驗操作體驗和學(xué)習(xí)積極性。

1.2學(xué)生方面

在課前預(yù)習(xí)中，枯燥繁雜的文字解說、機械死板的儀器結(jié)構(gòu)圖極大考驗學(xué)生的學(xué)習(xí)耐心和積極性，大多學(xué)生并不能從缺乏趣味的書本材料中對實驗內(nèi)容形成立體化映像，因此在課前預(yù)習(xí)中常表現(xiàn)為積極性低、主動性差，一些學(xué)生在預(yù)習(xí)報告中敷衍了事、抄襲，甚至完全不預(yù)習(xí)。在實驗課程中，基于有限的課時考慮，實驗教師大多會直接重點講解實驗知識要點，而并不會以引導(dǎo)的手段促進學(xué)生主動探索。因此，實驗操作基本以臨摹完成任務(wù)為主要目標(biāo)，學(xué)生在實驗課程中缺乏主動性，不會獨立思考、分析問題，所有問題全都依賴于教師指揮和解答，課堂整體上缺乏獨立思考和探討的氛圍。實驗課程的完成即整堂課的結(jié)束，課堂學(xué)習(xí)并不具有課后延展性，學(xué)生完成實驗報告后互動交流的可能性和頻率較低，學(xué)生疑惑無法及時解答，知識無法及時鞏固，直接影響教學(xué)質(zhì)量。

2大學(xué)物理實驗課堂教學(xué)策略

2.1把實驗教學(xué)和理論教學(xué)融合在一起

物理教學(xué)中的演示實驗是最直接明了的教學(xué)手段，對于教授物理基礎(chǔ)知識、強化學(xué)生的獨立思考能力以及提升學(xué)生的動手能力都很有幫助。盡可能地使大學(xué)物理實驗課程教學(xué)的進度與大學(xué)物理理論教學(xué)進度保持一致，將兩種教學(xué)合理地融合。比如，在大學(xué)物理實驗課程中尖端放電現(xiàn)象演示的教學(xué)互作用之前，實驗課程的教師已經(jīng)做了尖端放電的實驗，接下來提出了下面的問題：“小球和尖端等電位，它們的上部和上極板的距離是相等的，但是為什么尖端還是可以放電？”理論課上學(xué)習(xí)了靜電場中的導(dǎo)體知識，而實驗課上又觀看了具體的實驗，學(xué)生便可以輕松地找到問題的答案。雖然小球和尖端電位是相等的，球形電極處曲率小，電荷聚集得少，兩極間的電場弱，空氣層沒有被穿透、不放電，但是尖端電極處曲率大，電荷聚集得多，正負(fù)電極間電場強，空氣層直接被穿透了，因此導(dǎo)致尖端放電。這就是實驗課程和理論知識相結(jié)合的一個很好的案例。不僅如此，還可以安排物理理論教研團隊和實驗教學(xué)團隊互相交流，探討把物理實驗教學(xué)和理論教學(xué)融合在一起的方法。

2.2利用多媒體資源開展多元融合的理論教學(xué)

物理實驗項目需要投入較多的人力和時間，而且受到儀器設(shè)備和場地限制，因此在理論課程的課堂教學(xué)過程中難以進行大規(guī)模的演示性實驗教學(xué)，這種情況下可以充分利用多媒體資源進行課堂教學(xué)。選取和制作一些生動具體的視頻、動畫增強學(xué)生對物理規(guī)律的理解和認(rèn)知，如角動量守恒原理可以利用花樣滑冰、跳水等貼近生活的事例解釋。此外，對部分物理實驗的操作過程進行錄像，在理論教學(xué)過程進行播放和回顧，能夠提高學(xué)生對物理實驗操作的重視，也強化了學(xué)生對理論規(guī)律和實驗現(xiàn)象之間關(guān)系的認(rèn)識，有利于對基礎(chǔ)知識的融會貫通。對于一些理論知識的重點和難點，教師在課余制作微課小視頻，學(xué)生可進行復(fù)習(xí)觀看，加深對相關(guān)知識的理解和掌握。

2.3深入開發(fā)虛擬仿真實驗

實驗部分在整個物理學(xué)科的教學(xué)中占有相當(dāng)大的比重，因此教師與學(xué)生也應(yīng)對提升實驗操作能力提高重視。但從實際情況來看，學(xué)生受到多方面因素的阻礙，難以真正從實驗環(huán)節(jié)獲得應(yīng)有的學(xué)習(xí)效果，多數(shù)實驗教學(xué)安排均浮于表面，未對學(xué)生提升操作能力產(chǎn)生實質(zhì)性的幫助。而科學(xué)技術(shù)逐漸滲透使用于實驗課堂，便可有效解決上述問題。高校可利用建模軟件來設(shè)計虛擬的設(shè)備和儀器，來模擬真實的實驗環(huán)境。學(xué)生可在此仿真環(huán)境中開展實驗操作，自行設(shè)計方案、制定操作步驟，核準(zhǔn)參數(shù)，檢查使用的設(shè)備及儀器的性能等，最后開展實驗操作流程。虛擬的操作軟件能夠達到的智能水平較高，如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生在操作過程中出現(xiàn)誤差，則會自動提出預(yù)警提示，并以正確的操作方式輔助學(xué)生進行糾正。但虛擬操作不同于真實操作，也無法取代真實的實驗操作，只能作為真實實驗之前的演練，為正式實驗提供補充?？梢?，虛擬的實驗環(huán)境能夠為師生間的交流搭建良好的平臺，有效激發(fā)學(xué)生參與操作的積極性，有效推動學(xué)生獲得理想的實驗經(jīng)驗和技能。

結(jié)語

在進行大學(xué)物理教學(xué)時，應(yīng)注意將實驗教學(xué)和理論教學(xué)融合，把演示實驗和理論教學(xué)融合在一起，搭建創(chuàng)新物理實驗的綜合平臺以及調(diào)整考試內(nèi)容結(jié)構(gòu)，同時還要注意理論教學(xué)和實踐教學(xué)的同步。這些措施可以有效地提高大學(xué)物理課程的教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生綜合素質(zhì)的養(yǎng)成打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻

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