大學物理實驗緒論課的教學思考

仇亮+段益峰+石禮偉

摘要：緒論課的教學效果直接影響著大學物理實驗課程的教學質量，本文從激發(fā)學生興趣、開展分散式教學、優(yōu)化教學手段和強調科學計算軟件的應用等方面提出了提高緒論課教學效果的幾點建議。

關鍵詞：大學物理實驗；緒論課；分散式教學

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）23-0088-02

物理學是一門基礎學科，也是建立在實驗基礎上的學科。大學物理實驗自然也就成為理工科高校學生的一門公共基礎課，是學生進入高校后最先接觸到的實踐性教學環(huán)節(jié)。大學物理實驗是對學生進行系統(tǒng)的科學實驗方法培養(yǎng)和技能培訓的重要一課，為后續(xù)的專業(yè)實驗課奠定堅實基礎，同時也必將對學生大學畢業(yè)以后進行科學研究或者工作實踐產生深遠的影響。實驗緒論課是學生正式開始實驗課程之前對相關方法、相關概念以及數(shù)據處理方法集中學習的過程，緒論課的教學效果將直接影響到學生對實驗課程的認知和重視程度。因此，緒論課對整個實驗課程起到舉足輕重的作用。然而，由于緒論課程的教學不注重激發(fā)學生的學習興趣，教學內容的繁雜抽象，現(xiàn)代教學手段的應用不足和極少鼓勵學生使用科學計算軟件等不足導致緒論課的教學效果往往不盡如人意，從而致使緊接著的實驗教學面臨諸多困難，難以達到理想的教學效果。因此，筆者結合教學實踐，提出了以下幾點建議。

一、把激發(fā)學生的學習興趣放在第一位

愛因斯坦說過：“我認為，對一切來說，只有熱愛才是最好的教師，它遠遠超過責任感?！焙喍灾?，興趣是最好的老師。對于許多剛進入高校的學生來說，物理實驗，乃至物理學就是他們進入高校的工具而已，在高校學習大學物理實驗也僅僅因為它是一門必修的公共基礎課。他們缺乏真正的學習動力——興趣。因此，如何激發(fā)學生對大學物理實驗和大學物理學的興趣，是擺在每一個物理教師面前的迫切問題。

大學物理實驗緒論課作為學生最先接觸到的物理課程，教師要利用緒論課的機會花大力氣去糾正學生的這種認識誤區(qū)，要強調物理實驗對物理學、自然科學及整個社會發(fā)展進步的重要作用，通過具體實例使學生切實感受到物理實驗的重要性。例如，可以通過電磁學理論出現(xiàn)前科學家的一系列實驗說明這些實驗對電磁學理論以及電氣時代到來的重要貢獻。教師也可以從通過實驗課對動手能力的培養(yǎng)以及與學生專業(yè)的關系方面著手激發(fā)學生的學習興趣。學生們都很在意自己的專業(yè)，物理實驗緒論課上要注意介紹實驗和相關專業(yè)的聯(lián)系，使學生感受到是能學有所用、學以致用的。比如，可以通過具體事例說明力學部分的實驗在材料、機械等相關專業(yè)中的應用。此外，還需要強調大學物理實驗旨在通過實驗培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、分析、研究和解決問題的能力，而并非僅僅是重復前人已做的工作。一旦學生意識到這一點，筆者發(fā)現(xiàn)，他們對實驗的重視程度明顯增加。

二、通過分散式教學增強教學效果

實驗緒論課教學效果不夠理想的一個主要原因在于教學內容繁復冗雜。教師往往希望在有限的時間內將盡可能多的內容灌輸給學生，卻往往事與愿違，雖然該講的內容都講到了，但不夠詳細，致使學生沒有理解和掌握，教學效果自然也就大大地打了折扣。

因此，筆者建議緒論課進行分散式教學，做到只精講部分內容，而將其他問題留到后續(xù)的實驗中講解。例如，精講誤差、測量結果的不確定度評定、有效數(shù)字等概念和實驗的基本程序和要求；而將基本儀器的調整、基本測量方法、測量過程和數(shù)據處理等放到具體的實驗中去講解，這個實驗需要用到什么儀器和數(shù)據處理方法，教師就在這個實驗課前講述這個儀器的調整、使用、注意事項以及該實驗用到的數(shù)據處理方法。這樣做的好處之一就是非常有針對性，學生易于接受。這樣做的另外一個好處就是，通常各個高等院校的學生生源分布都較廣，實驗基礎參差不齊，有些學生因條件限制可能沒有受過相關的實驗技能培訓，教師有針對性的講解自然可以在很大程度上幫助他們。在實驗過程中，筆者發(fā)現(xiàn)即使對于游標卡尺的讀數(shù)，仍然有相當一部分學生存在著這樣和那樣的困難，需要進行指導，這也從側面證明了這種分散式教學的必要性。

三、利用新穎的教學手段吸引學生

在大學物理實驗緒論課的教學中，很多教師要么全部采用板書教學，要么使用已有的滿是公式和文字的課件，口頭講解既枯燥又抽象，學生在課堂上昏昏欲睡，緒論課的教學效果可想而知。

因此，緒論課教師需要采用新穎的教學手段。具體來說，可以將多媒體技術與板書教學結合起來。在講述物理實驗的重要地位時，可以通過圖片或視頻展示物理實驗在科學技術及人類社會發(fā)展上的重要作用；在介紹實驗基本程序和要求時，可以結合相關的視頻并輔以必要處的講解，使學生一目了然，印象深刻；而對誤差、測量結果不確定度評定等的講解，可以在PowerPoint課件上分類給出具體的定義式，并列出某次實驗的結果作為實例計算出各個待求值，這樣使學生對所學的知識點有了感性認識，加深了理解和記憶；同時，課前還可以將PowerPoint課件分發(fā)給學生，讓他們預習，課上有針對性地聽講。教學手段的多樣化也有助于消除由于滿堂灌的教學方式給學生帶來的困乏感，調動學生的學習興趣。這些通常都是傳統(tǒng)的教學手段所不能做到的，教學效果往往也是傳統(tǒng)教學手段所不能望其項背的。

四、強調科學計算軟件的應用

在大學物理實驗中，數(shù)據處理是實驗的重要一環(huán)。然而，由于實驗數(shù)據較多，不確定計算公式煩瑣，運算量較大，學生課程壓力大等諸多因素的制約，這一環(huán)節(jié)的執(zhí)行效果往往并不盡如人意，甚至會出現(xiàn)數(shù)據處理結果和實驗數(shù)據不相符的現(xiàn)象。另外一方面，現(xiàn)在的學生對計算機應用相當熟悉，在掌握了相關的概念以后，完全可以使用相關的科學計算軟件進行數(shù)據處理。

因此，在實驗緒論課上，教師可以因勢利導，簡單介紹相關的科學計算軟件，如matlab、mathemtatica等，演示其在數(shù)據處理方面的強大功用，鼓勵學生利用這些科學計算軟件進行實驗數(shù)據的處理。同時，可以根據本校開設的相關計算機課程，由授課教師給出實驗數(shù)據，作為緒論課作業(yè)，請學生利用科學計算軟件進行數(shù)據處理。筆者所在學校的數(shù)學系開設了mathematica課程，筆者在緒論課及實驗中請他們利用該軟件進行數(shù)據處理，效果明顯好于不利用軟件的學生?？茖W計算軟件的應用不但可以加深學生對相關概念的理解，也可以在后續(xù)的實驗中，將學生從繁重的計算任務中解放出來，專注于對實驗本身的探討，突出了實驗的重點。此外，科學計算軟件的應用還可以提高學生的數(shù)據處理能力和計算機應用能力。

緒論課的教學效果直接影響著整個大學物理實驗課程的教學質量，只要教師加以適當?shù)囊龑В岣邔W生對大學物理實驗乃至大學物理課程的興趣是完全可以做到的。本文就如何提高緒論課的教學效果，提出了幾點建議。上述建議在實踐教學中對提高教學質量的確大有裨益。

參考文獻：

[1]陳峻，吳福根，周譽昌.淺談大學物理實驗緒論課的教學[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2009，（1）.

[2]鄭玉.淺談如何上好大學物理實驗緒論課[J].甘肅科技縱橫，2013，（6）.

[3]蘭燕娜.大學物理實驗緒論課改革探討[J].廊坊師范學院學報（自然科學版），2012，（3）.

[4]樊娟娟，潘振東，李雪.大學物理實驗緒論課教學改革探討J].吉林省教育學院學報，2013，（2）.

基金項目：中國礦業(yè)大學實驗教改項目《〈大學物理實驗〉教學模式的創(chuàng)新與研究》（2013E08）。

作者簡介：仇亮（1981-），男，安徽舒城縣人，博士，教授，研究方向：量子信息。

endprint