主頁 > 技術(shù)文章 > 淺析物理電工實驗教學(xué)的探討 2024-10-16

淺析物理電工實驗教學(xué)的探討

摘要：為培養(yǎng)具備現(xiàn)代科技素質(zhì)的高質(zhì)量高層次創(chuàng)新人才，物理電工實驗教學(xué)必須在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)的環(huán)境條件等各個方面展開全方位的改革實踐，建立一種適合當(dāng)代科技發(fā)展的教學(xué)新體系，以滿足各層次學(xué)生學(xué)習(xí)需要，并達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動性的目的。
　　物理電工實驗課是一門培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為主線的基礎(chǔ)課。它具有豐富的內(nèi)涵，能引導(dǎo)學(xué)生深入觀察各種實驗現(xiàn)象；建立合理的物理模型，定量地研究物高校都質(zhì)各種運動的變化規(guī)律，分析、判斷實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性；激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力。物理電工實驗在培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立開展科學(xué)研究工作的素質(zhì)和能力方面的教學(xué)價值也是其他課程所無法代替的。然而，我國高等教育中存在一個誤區(qū)，就是理論教學(xué)和實驗教學(xué)的地位問題。實際上，大多數(shù)高校都把實驗教學(xué)放到了次要的地位。這種現(xiàn)象不得到改善，不利于我們國家對跨世紀(jì)人才的培養(yǎng)。物理理論教學(xué)沒有實驗基礎(chǔ)作支柱，培養(yǎng)出來的學(xué)生不會有大作為。物理所要解決的問題，是要通過實驗來進(jìn)行的，只有在實驗的基礎(chǔ)上才能創(chuàng)造理論，發(fā)現(xiàn)理論，完善理論。
　　為了提高物理電工實驗的教學(xué)質(zhì)量，使它能夠充分發(fā)揮培養(yǎng)學(xué)生動手動腦能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，激勵學(xué)生的創(chuàng)新精神，還應(yīng)該在改革實驗內(nèi)容和方法上下功夫。
一、合理安排實驗課程，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高：
　　根據(jù)教學(xué)要求安排實驗課時。課時過少，則學(xué)生難以在有限的時間內(nèi)完成，勢必造成學(xué)生急于求成而草草收兵，不能深刻理解實驗內(nèi)容和目的，影響他們對實驗的興趣；課時過多,則會使學(xué)生長時間進(jìn)行同一個實驗，收獲不大，甚至覺得單調(diào)乏味。所以，教師一定要從教學(xué)的實際出發(fā)合理安排實驗課時。
　　調(diào)整實驗教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)綜合考慮知識的難點和重點，對原有的實驗內(nèi)容進(jìn)行篩選和整合，減少驗證性實驗。在思路上將實驗分成三個層次：
　　第一，是基礎(chǔ)性實驗，主要學(xué)習(xí)實驗的基本方法、數(shù)據(jù)處理、基本儀器的原理和使用。在這一過程中基本是以教為主。學(xué)生應(yīng)當(dāng)規(guī)規(guī)矩矩、一板一眼地完成實驗基本程序，才能練成扎實的基本功。對初學(xué)者采取“全面講解,教師示范”的方法。
第二、是提高性實驗，主要學(xué)習(xí)物理電工實驗的設(shè)計方法，學(xué)會同一問題采用不同的測量方法或同一方法解決不同問題，在這一過程中教師起主導(dǎo)作用，對學(xué)習(xí)采取“重點講解,提出要求”的方法，有些實驗采取“提出要求,學(xué)生完成”的方法。無論采取什么教學(xué)方法，對學(xué)生基本實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)要求不能降低，并創(chuàng)造條件讓學(xué)生多動手。
　　第三，是設(shè)計性實驗，學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成了一部分基本實驗后，初步具備了基本的實驗技能，這時就應(yīng)盡量創(chuàng)造條件轉(zhuǎn)入設(shè)計性實驗教學(xué)。在電工實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生掌握查閱資料，設(shè)計實驗方法，根據(jù)實驗要求正確選擇實驗儀器，設(shè)計實驗線路、實驗步驟，獨立完成操作實驗的能力。
　　物理電工實驗需要訓(xùn)練的范圍較廣，如何在有限的學(xué)時內(nèi)最大限度地選擇實驗內(nèi)容，是一個值得探討的問題。我們認(rèn)為應(yīng)遵循加強基礎(chǔ)、注意綜合這個原則來選擇�；A(chǔ)內(nèi)容的訓(xùn)練有助于基礎(chǔ)知識的鞏固和培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的科學(xué)作風(fēng)。經(jīng)過討論，我們選擇基本測量、常用儀器的使用作為基本實驗。學(xué)生通過這一層的訓(xùn)練，主要掌握了儀器的結(jié)構(gòu)和使用方法。并由基本實驗掌握了誤差及有效數(shù)字的基本概念。接著，經(jīng)過篩選，我們將那些物理思想清晰、實用價值很強的經(jīng)典實驗作為提高性實驗。這些實驗在方法上都有很強的代表性。經(jīng)過提高性實驗的訓(xùn)練，掌握了很多物理量的測量方法和手段，通過這些方法和手段的學(xué)習(xí)，開闊了眼界，掌握了另一個思維方式和解決問題的方法——實驗法,激發(fā)了學(xué)生的求知欲、想象力和創(chuàng)造力。學(xué)生在完成了一定的實驗項目以后，對物理電工實驗的思路和方法有了一定了解，這時我們提供儀器，讓他們完成設(shè)計性實驗，由于學(xué)生的理論知識比較扎實，在實驗過程中側(cè)重考察他們對實驗條件、誤差來源、設(shè)計思想方面對知識的靈活運用能力，使學(xué)生學(xué)會的不止是局限于本章節(jié)的內(nèi)容，而是調(diào)動所學(xué)物理乃至各學(xué)科的知識，解決實際問題，提高學(xué)生對學(xué)習(xí)目的性的認(rèn)識，增強學(xué)習(xí)動力，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力。
　　由教學(xué)內(nèi)容的層次化和多樣化決定的傳統(tǒng)內(nèi)容與現(xiàn)代技能兼顧，基本訓(xùn)練與獨立分析、設(shè)計并存，循序漸進(jìn)的安排，以及在此基礎(chǔ)上建立起基礎(chǔ)實驗、提高實驗和設(shè)計實驗，共同形成了具有大學(xué)特色的物理電工實驗課程體系。
二、改革教學(xué)方式,提高教學(xué)質(zhì)量：
　　過去,我們的實驗教學(xué)方法單一，注重操作無誤、結(jié)果正確，按照課本指定時間、方法、步驟完成實驗，為此教師不得不進(jìn)行詳細(xì)講解，把可能出現(xiàn)的問題交代詳盡。這種方法省時、省力，但不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)，更談不上提高實驗的教學(xué)質(zhì)量，所以這種教學(xué)方式必須改革。
在實驗教學(xué)中鼓勵學(xué)生自己動手，在改裝電表、常用儀器的使用、基本測量、牛頓第二定律和轉(zhuǎn)動慣量等實驗中，不主張用講義提供的電路圖、數(shù)據(jù)采集方法和實驗步驟，鼓勵學(xué)生用自己認(rèn)為更科學(xué)的方法來做實驗。在測定棱鏡折射率的實驗中，在對分光計進(jìn)行必要的調(diào)整后，最重要的就是準(zhǔn)確測出鈉燈通過棱鏡的最小偏向角。大多數(shù)學(xué)生不知如何判斷最小偏向角，這時教師可以提問，啟發(fā)學(xué)生如何改變?nèi)肷浣�，觀察偏向角的變化，讓學(xué)生自己探索，獨立找出最小偏向角。并引導(dǎo)學(xué)生側(cè)重對物理現(xiàn)象的觀察、分析和研究，不過分追求測量的準(zhǔn)確度。因為在實驗過程中，由于實驗設(shè)備的差異性，測量結(jié)果可能并不準(zhǔn)確，甚至?xí)龅椒N種異�，F(xiàn)象或操作出現(xiàn)差錯，不可能在短短幾個學(xué)時內(nèi)得到預(yù)定結(jié)果。但是如果能在排除故障、探索異�，F(xiàn)象和分析操作失誤等方面，得到順利者所沒有的啟發(fā)和體會，則更為寶貴。
　　學(xué)生在自己設(shè)計實驗方法時，乍看實驗內(nèi)容似乎很簡單，通過具體實驗體會到，真正把學(xué)到的基本知識用活并不容易。他要考慮所用公式的條件怎樣通過實驗方法來實現(xiàn)；在實驗過程中要注意哪些是變量，哪些是常量；在整個實驗中誤差最大的來源在哪里，是否有方法克服等等一系列問題。學(xué)生的精神狀態(tài)也發(fā)生了變化，感到自己是儀器的主人，而不是儀器的附庸。為了搞好實驗，學(xué)生要查資料，反復(fù)修改完善，設(shè)計的方案多種多樣，比我們設(shè)想的要多得多。多數(shù)學(xué)生遇到問題一定要自己弄明白，并在實驗中檢驗自己的想法。這些都符合我們的培養(yǎng)目標(biāo)——具有創(chuàng)新意識和理論聯(lián)系實際的能力。在實驗中，教師主要鼓勵實驗方法的多樣性，對設(shè)計思想是否科學(xué)進(jìn)行把關(guān)。
　　在教學(xué)過程中，側(cè)重讓學(xué)生動手動腦，并不是撒手不管，而是啟發(fā)性提出一些問題，供學(xué)生參考，引導(dǎo)他們積極思考、獨立解決。做到學(xué)生既能獨立解決問題，又不感到束手無策。俗話說：興趣是最好的老師。只有把學(xué)生的興趣引到實驗課上來，才能達(dá)到我們提高實驗教學(xué)質(zhì)量的目的。
三、為學(xué)生創(chuàng)造良好的實驗環(huán)境，提高實驗課的教學(xué)效果：
　　物理電工實驗教學(xué)離不開高質(zhì)量的教學(xué)儀器。由于市場大環(huán)境的影響，實驗教學(xué)儀器也存在著困擾我們的質(zhì)量問題，做實驗時排除儀器故障占用了我們很多時間，還嚴(yán)重影響了實驗效果。今后在采購儀器時，一定要深入調(diào)查、廣泛探討，把有限的資金用在刀刃上，購買一些各校反映良好、質(zhì)量過關(guān)的儀器來充實我們的實驗內(nèi)容。另外，在實驗教學(xué)準(zhǔn)備工作中，制定儀器維修的規(guī)章制度，及時維修、維護(hù)實驗儀器，提高實驗教學(xué)儀器的可靠性，為提高實驗教學(xué)質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。同時，開放實驗室，鼓勵學(xué)生自己設(shè)計實驗，并在實驗室實現(xiàn)自己的設(shè)想，增加學(xué)生物理學(xué)習(xí)和研究的興趣。開放電教室，播放教學(xué)影片。同時開放微機(jī)室，讓學(xué)生在微機(jī)上觀看模擬實驗。
面對21世紀(jì)的挑戰(zhàn)，通過物理電工實驗教學(xué)，學(xué)生應(yīng)該具備怎樣的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)是我們探索的目標(biāo)。提高物理電工實驗教學(xué)質(zhì)量不是一朝一夕的事情，在整個教學(xué)改革中，物理電工實驗教學(xué)的改革仍是一個薄弱環(huán)節(jié)，我們還要不斷努力，銳意進(jìn)取，才能達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

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