大学物理实验教学方法新模式探索

任宇芬+翟凤潇

摘要：本文在分析大学物理教学中存在问题和原因后提出几项改革措施，通过这些方法的应用将实验课教学多样化，不仅调动了学生的学习积极性，而且提高了教学质量。这些方法的应用使本校大学物理实验课教学效果有明显改善。

关键词：物理实验；教学；新模式

中图分类号： G4 文献标识码：A

基金项目：本文系郑州轻工业学院校级基金项目资助（2014XJJ009）

大学物理实验课是工科院校一门非常重要的实践课程。随着时代的进步，面对新时代的大学生，传统的实验教学方法受到空前的挑战，本文主要介绍课题组近几年来针对目前大学物理实验教学中存在的几个问题，实践教学改革获得的一些经验。

一、教学中存在的问题

根据本校学生上实验课情况并结合一些调查结果[1]，发现当前大学物理实验课教学中存在着如下几个问题：

1.学习积极性不高，预习效果较差；

本校实验课上课环节包括课前检查预习，但通过检查发现20位学生中真正做预习者寥寥无几，预习部分书写混乱，预习思考题答案几乎雷同，在课堂讲解提问时，学生能回答出问题者也很少。

2.实验课中缺乏思考， 难以自主获取知识；

这一问题主要表现在课堂上实验操作环节，学生碰到困难时不能积极主动阅读教材解决问题，而一味让老师讲解或问同学，其实教材对实验步骤的描述很清楚，只需认真阅读，实际操作便可完成，但多数学生不愿意动脑筋，缺乏努力探索精神。

3.实验报告抄袭现象严重。

数据处理是大学物理实验教学中一个重要环节，通过数据处理可以培养学生一丝不苟的科研态度和处理问题的能力。但在教学实践中发现由于实验数据繁杂，处理数据中误差分析要求较高，所以有一大部分学生不愿意静下心来花时间处理数据，致使出现严重的数据抄袭现象。

二、原因分析

1.传统教学模式陈旧

传统大学物理实验课，一般分为原理讲解、操作演示、学生操作和教师辅导几个部分。针对当前的大学生，这种方式可能在第一次上实验课时还比较新鲜，但整个学期每次实验课都如此重复，学生会感到乏味。此种课堂教学方法已经不能满足现代大学生的思维模式，达不到培养学生动手能力，培养学生实践探索精神的要求。

2.数据处理冗繁

每次实验课结束都会留数据处理这一项作业，由于实验数据比较多，处理时，不仅需要计算还需要作图，人工计算，手绘各种关系曲线图费时费力，而且容易出错。学生不愿意花时间和精力进行繁杂的数据处理，致使大部分学生选择在课前抄袭。

三、教学探索

基于目前大学物理实验教学中存在的诸多问题，提出几项适合大学物理实验课的改革措施。

1.因实验内容施教

在本校，大学物理实验课项目包括力学、热学、电学和光学几类实验[2]。一般光学实验比较难，其它电学和力学的实验相对简单。在教学中，根据实验的难易程度，采用不同的课堂教学模式，如转动惯量的测量、金属比热容的测量、霍尔效应及应用这些原理和操作都很简单的实验，课堂上教师就不做主要讲解和演示，让学生分组讨论后自己动手操作，期间如果有问题教师再及时辅导补充。但对于分光计的调整和使用实验、迈克尔孙干涉仪的调整和使用实验以及多用电表的设计与制作等操作较难的实验，在课堂上，教师首先让学生分组讨论然后讲解演示实验。

2.因学生层次施教

针对班内学生理论基础差异和动手能力差异实行不同的教学模式，在课堂上，首先根据学生情况分组，然后让每组中实验能力强的学生带动基础差、动手能力差的学生从理论到操作进行讨论、分析30分钟。目的是通过讨论调动每一位学生的学习积极性，通过争辩，学生可以尽量把实验搞懂。预习过后，推选其中理解透彻的学生给大家讲解，学生自己讲实验，对于学生来说更有亲和力、吸引力。

3.引入计算机技术进行数据处理

数据处理是实验中一项重要工作，会包括平均值计算、标准偏差计算、拟合方程和作图等工作。实验中会测量出大量数据，学生如果手工进行这项工作既麻烦又容易出错。现在学生几乎每个人都有电脑，并且也开设了相应的计算机课程，学生习惯于使用计算机处理一些事务。而计算机的一些软件如Excell、origin和Matlab等在处理数据方面非常便捷，具有明显优势。

基于此，本课题组教师在实验数据处理部分，根据实验数据的特点引导学生应用不同的软件进行数据处理，如转动惯量实验，本课题组要求学生通过Excell软件做表格，只需在Excell表格中，按照表格的模式修改成相应的形状然后复制在word中就可以了，另外可以直接通过Excell计算平均值或求和。

热导率的测量实验数据处理中，有一项要求学生利用T-t数据组绘制散热盘的冷却曲线（T～s曲线），实验中引导学生用origin做关系曲线如图1所示，通过使用origin软件，学生不仅可以正确处理数据还可以学会一种绘图软件。

图1 散热盘冷却曲线

电子逸出功测量实验中需要测量的数据较多，处理计算量大。如果利用Matlab优越的计算和作图性能，将简化实验处理的工作量并提高数据处理的科学性。考虑到学生年级较低计算机编程能力较差，实验中教师将编写好的Matlab代码给学生让回去进行数据处理。

四、结论

随着时代的进步，大学物理实验教学也面临诸多挑战，面对不同的实验内容，不同层次的学生，如果都采用一种教学模式进行教学自然不会收到很好的教学效果，另外，实验数据处理还采用传统处理方法，势必学生会感到困难、烦躁并且准确率不高。本课题组在调查研究基础上采取相应的教学措施，活跃了课堂气氛，调动了学生学习积极性，并且让学生将物理实验与计算机技术结合起来。培养了学生分析问题解决问题的能力，同时能促进学生计算机水平的提高。

參考文献：

[1]冯元新.大学物理实验教学现状的问卷调查与分析[J].浙江科技学院学报， 2011（8）.

[2]缪兴中.大学物理实验教程[M.]北京： 科学出版社，2006.