先思后行是做好物理實驗的關(guān)鍵

楊 虹 沈 端 張蒼山 黃文奇

（北京信息科技大學理學院，北京 100101）

當今社會是一個多元的社會，“愛瘋”（iPhone）的時代獲取各種信息、知識點的渠道多、速度快。如今坐在課堂里的大學生們個性活潑、自由，比起他們的前輩，他們懂得很多?？梢灿幸稽c：絕大多數(shù)出生于獨生子女家庭的90后依賴性強，他們所知曉的東西與實際擁有的能力二者之間相距較遠，不能學以致用，不能用獲得的知識提高生活、學習的樂趣。我們學校是北京市屬高校，京城的孩子多，學習的分化現(xiàn)象嚴重，物理實驗教師怎樣在實驗課堂上從切實培養(yǎng)學生的能力出發(fā)，在實驗過程中對學生進行恰當?shù)赜柧殞σ粋€青年的成長乃至對社會的發(fā)展都是很重要的。

在多年的教學實踐中我們形成了一定的教學理念，在此做一總結(jié)。

1 明確目標

大學物理實驗的教學目標是在傳授給學生基礎(chǔ)知識的同時，讓學生掌握獲取知識的手段、方法，并通過反復實踐鍛煉、循序漸進地形成初步的科學實驗能力。在實驗教學中，完成數(shù)據(jù)測量并不是最終目標，而理解、掌握相關(guān)實驗的方法，并設(shè)置、滿足所需的實驗條件，獲得反映物理規(guī)律的實驗現(xiàn)象，認識物理規(guī)律才是物理實驗的意義所在。

在我國的現(xiàn)有體系教學中，大學物理實驗是學生真正自己動手做實驗的開端，當大學一年級的學生背著書包走進實驗室的一刻，他們會想當然地以為完成實驗數(shù)據(jù)的測量就是實驗的全部，只等教師簽字認可便萬事大吉。怎樣讓學生走出這一認識誤區(qū)？作為教師，此時此刻，需要引導學生深入了解每個實驗方法產(chǎn)生的背景、原理，體會實驗方法的巧妙所在；理解實驗條件為什么要這樣設(shè)置，如實驗條件不滿足會有怎樣的影響等，使學生能夠主動依照正確的實驗方法、設(shè)置所需的實驗條件，獲得科學的實驗數(shù)據(jù)。當然，學生也能在各種不同實驗條件的“試錯”過程中，體會到滿意的實驗現(xiàn)象、結(jié)果是辛勤勞動、智慧的自然回報，體會到實驗帶來的愉悅。

2 重視過程

實驗過程是需要學生手、腦并用，需要學生不斷思考的。現(xiàn)在流行的“翻轉(zhuǎn)課堂”（Inverted Classroom），要求老師走下圣壇，從傳統(tǒng)的圣人角色轉(zhuǎn)變成導師；要求更加突出學生作為學習的主體性和必要的主動性，通過實踐獲得更真實的學習。可以說大學物理實驗課堂原本就應該更多地屬于學生。高明的老師一定會想出各種方法啟發(fā)學生在實驗過程中發(fā)揮主觀能動性，完成實驗的漸進學習過程。

如我們給學生開設(shè)的第一個實驗是基本測量實驗，讓學生練習各種基本工具的使用。其中有些學生在調(diào)節(jié)物理天平底座水平時，會急于求成，雙手不停地同時擰轉(zhuǎn)兩個地腳螺絲，出現(xiàn)水準泡繞著圈圈走的情況，學生也許上來就會說“老師，這臺天平調(diào)不平”，把責任推到儀器上。這其中，反映出學生思維、邏輯、動手能力方面的“短板”。遇此情景，老師絕不可幫辦，也不必小題大做批評學生?；蛟S和學生開個小玩笑問問學生電子游戲如何通關(guān)，一個“試”字唄。要學生試試調(diào)一只地腳，看看水準泡的反映，據(jù)此現(xiàn)象就要判定出哪邊高、哪邊低，以及下一步是繼續(xù)同向動作還是需要反向操作。因為問題本不復雜，實際上學生經(jīng)過這樣有序地學習步驟，可以很快達到目的，同時認識到自身的問題，并學習按條理、有序的實驗操作，對今后做事是有較大幫助的。

可以說，每個物理實驗過程中都會貫穿著諸多大大、小小的問題，如何認識、解決它們，正是鍛煉學生的大好機會。教、學雙方都應該重視實驗過程中的技術(shù)細節(jié)。

3 學會思考

實驗是培養(yǎng)動手能力的重要環(huán)節(jié)，但是動手能力不是手動的能力，尤其不是忙亂手動的能力。動手能力應該是在大腦指揮下，有目標、有序地調(diào)控儀器達到實驗使用要求的能力。有的學生到了實驗室就會抑制不住地手摸摸這兒、碰碰那兒，而且漫無目標，這種無意識的動作非常不好。如何克服呢？還是要啟發(fā)學生學會分析、思考。

以分光計的調(diào)節(jié)為例，目測粗調(diào)、各半調(diào)節(jié)都是要調(diào)望遠鏡水平（1個水平調(diào)節(jié)螺絲）、要調(diào)載物臺水平（3個水平調(diào)節(jié)螺絲）。實驗中只有當目測粗調(diào)水平后才可能通過光學現(xiàn)象，有針對性地分別調(diào)節(jié)望遠鏡高低、以及載物臺下方每次選定的1個水平調(diào)節(jié)螺絲高低，分別向目標位置接近一半距離才行。如果平面鏡的放置不科學，就會增加調(diào)節(jié)難度；如果調(diào)錯了底腳螺絲，就不能達到調(diào)平的目的，就好像希臘神話中那個被懲罰不斷推著石頭上山的西西弗斯，每次都會在接近成功時又回到起點，徒勞反復。當這種情況出現(xiàn)時，學生很容易垂頭喪氣，甚至想放棄。其實老師在這一關(guān)鍵時刻再幫助學生提煉一下問題，幫助引導學生對調(diào)節(jié)過程、現(xiàn)象、方法進行進一步的分析、思考，通常學生還是能夠理清思路，并比較順利地完成分光計的各半調(diào)節(jié)以及后續(xù)的調(diào)節(jié)要求的。經(jīng)過一番失敗的錘煉，學生的收獲更大。他們能夠更深刻地認識到各半調(diào)節(jié)的道理，更加鍛煉了各項操作的技巧。經(jīng)過思考后的動手操作才是科學的操作。

4 鍛煉能力

經(jīng)過一定數(shù)量實驗的訓練，學生應該在閱讀理解能力、動手操作能力、主動分析思考問題各項能力方面有積累、有提升。學生應該能夠把在實驗教學中遇到的問題、解決的方法、逐漸轉(zhuǎn)化成一種隨身而帶的能力。這個階段，教師可以提醒學生回顧總結(jié)，也可以適時地提出一些一般工程實踐中遇到的技術(shù)問題，鼓勵學生多思考、鉆研，刺激學生的學習欲望，一旦學生對某一問題深入地探究下去，必將強勁推動學生綜合能力的提高。這也是物理實驗課程對培養(yǎng)我國創(chuàng)新人才的一大貢獻。這幾年，我校學生在參加北京市物理實驗競賽活動中取得了較好的成績，這和實驗室教師們平時注重在教學過程中對學生進行實驗能力的鍛煉是分不開的。

5 結(jié)語

陶行知先生有一句教育名言“手腦雙全，是創(chuàng)造教育的目的。中國教育革命的對策是使手腦聯(lián)盟”。本文立足大學物理實驗課堂從教學目標、實驗過程、分析思考等環(huán)節(jié)談到了我們在多年實驗教學中的一些體悟。

實驗教學中處處散落著需要教師、學生細細品、慢慢悟的道理。集知識片段，經(jīng)融會貫通，是能力提升的必經(jīng)之路。物理實驗，重在悟理，善于積累，定能貫通。

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