段坤杰，衡麗君

（河南城建學(xué)院，河南 平頂山 467036）

實(shí)驗(yàn)儀器和教學(xué)方法優(yōu)化研究

段坤杰，衡麗君

（河南城建學(xué)院，河南 平頂山 467036）

針對(duì)大學(xué)生物理知識(shí)減少和儀器設(shè)備智能化的現(xiàn)狀，在綜合分析的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的對(duì)策.

實(shí)驗(yàn)儀器；教學(xué)方法；優(yōu)化研究

科技的進(jìn)步對(duì)物理實(shí)驗(yàn)科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生重大的推導(dǎo)作用，同時(shí)也產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響。在一般的工科院校，作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程——大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)。往往是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多而創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)較少，若一味的采用集成化較高的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，就失去了對(duì)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，思維判斷能力。作為工科院校，不僅要使學(xué)生具備較深入廣博的理論知識(shí)，而且要使學(xué)生具有從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的較強(qiáng)能力。物理實(shí)驗(yàn)是對(duì)工科院校學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的一門(mén)獨(dú)立的必修的基礎(chǔ)課程，是學(xué)生在高等院校受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開(kāi)端。它在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段去發(fā)現(xiàn)、觀(guān)察、分析和研究解決問(wèn)題的能力方面；在提高學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)方面都起著重要的作用。

常規(guī)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)踐和綜合分析討論，基本上屬于繼承和接受前人知識(shí)、技能，重復(fù)前人工作的范疇，這些都是科學(xué)實(shí)驗(yàn)入門(mén)的基礎(chǔ)訓(xùn)練。一般來(lái)說(shuō)，這類(lèi)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐的考驗(yàn)都比較成熟，不論在實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、儀器配套、內(nèi)容取舍、現(xiàn)象觀(guān)察、數(shù)據(jù)控制等方面都具有基礎(chǔ)性、典型性和繼承性的意義。但是，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)“開(kāi)發(fā)學(xué)生智能、培養(yǎng)與提高學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)”這一根本目的來(lái)看，對(duì)學(xué)生進(jìn)行具有科學(xué)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程訓(xùn)練性質(zhì)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是十分必要的。做設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí)要求學(xué)生自行推論有關(guān)理論、確定實(shí)驗(yàn)方法、選擇配套儀器設(shè)備、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，最后寫(xiě)出比較完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在理工科教學(xué)中的重要性越來(lái)越被大家認(rèn)識(shí)，為加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)理工院校購(gòu)進(jìn)了大量的新型實(shí)驗(yàn)儀器，對(duì)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到了積極的促進(jìn)作用。但是，隨著大學(xué)生物理知識(shí)減少和儀器設(shè)備智能化，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也出現(xiàn)了一些新問(wèn)題。本文針對(duì)部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的優(yōu)化措施.

1 實(shí)驗(yàn)儀器的智能化的優(yōu)化

新型的實(shí)驗(yàn)儀器不僅能讓學(xué)生掌握更多先進(jìn)的測(cè)量手段，而且還能通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)物理原理理解。如GST-Ⅳ型光速測(cè)定儀讓學(xué)生了解光拍頻法測(cè)光速的原理，NMR-Ⅱ型核磁共振測(cè)試儀則可以掌握穩(wěn)態(tài)吸收法測(cè)共振頻率。新型的CCD伸長(zhǎng)法楊氏模量測(cè)試儀不僅大大降低了實(shí)驗(yàn)誤差，從而提高實(shí)驗(yàn)效率，而且讓學(xué)生更多的接觸高新技術(shù)，對(duì)學(xué)生了解和研究科學(xué)技術(shù)有很多的幫助。但是，新型儀器的儀器原理欠缺直觀(guān)性，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器原理剖析具有局限性。傳統(tǒng)儀器調(diào)試、調(diào)節(jié)較困難，但在培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)技能方面有更多的優(yōu)勢(shì)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的基本技能及其調(diào)試能力，傳統(tǒng)的楊氏模量測(cè)試儀如圖1有助于學(xué)生更好的解逐差法和光放大原理等，智能型的楊氏模量測(cè)量?jī)x很難起到這樣的效果?？傊瑢?duì)測(cè)量的精確度要求高的科研實(shí)驗(yàn)智能型實(shí)驗(yàn)儀器非常必要，而普通物理實(shí)驗(yàn)中對(duì)于以培養(yǎng)學(xué)生基本技能的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目最好不要盲目購(gòu)置。另外，對(duì)于智能化的實(shí)驗(yàn)儀器的教學(xué)一定要補(bǔ)充更多直觀(guān)的實(shí)驗(yàn)原理，更大限度的發(fā)揮先進(jìn)儀器的優(yōu)勢(shì)，見(jiàn)圖1。

圖1 傳統(tǒng)楊氏模量實(shí)驗(yàn)裝置圖

2 高中和大學(xué)物理課程內(nèi)容的減少和高中實(shí)驗(yàn)的淡化的補(bǔ)償措施

由于近幾年高中和大學(xué)物理課程內(nèi)容一定程度上被減少，另外，二本院校的生源大多來(lái)自農(nóng)村，多數(shù)演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)沒(méi)有開(kāi)設(shè)，學(xué)生很少有機(jī)會(huì)接觸實(shí)驗(yàn)儀器，所以很難具備基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和操作技能。使得實(shí)驗(yàn)課中必須補(bǔ)充更多相關(guān)的物理知識(shí).例如核磁共振測(cè)試儀，由于原子物理內(nèi)容很少涉及，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理了解甚少，這樣必須給學(xué)生補(bǔ)充足夠多的物理知識(shí)，才能讓學(xué)生明白其原理。課堂上的操作又相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)于基礎(chǔ)一般的學(xué)生而言很難有好的效果。例如霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)也有類(lèi)似的問(wèn)題，原理復(fù)雜，動(dòng)手操作較簡(jiǎn)單，很多學(xué)生僅僅是按幾個(gè)按鈕，記幾個(gè)數(shù)而已，如果不明白原理，實(shí)驗(yàn)就失去了意義。因此，一定調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，使學(xué)生在課下認(rèn)真預(yù)習(xí)和查閱資料，課堂上老師也要深入分析，這樣才能發(fā)揮智能化實(shí)驗(yàn)儀器的優(yōu)勢(shì)?？傊?，一定要以基本知識(shí)和基本方法為前提，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能為中心，采用合適的教學(xué)方法，發(fā)揮傳統(tǒng)儀器和智能型儀器的優(yōu)勢(shì)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能。

3 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題和改善策略

自改革開(kāi)放以來(lái)，一提到開(kāi)放就被認(rèn)為一定是好的，于是，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)就成了所有實(shí)驗(yàn)室必須要有的。當(dāng)然如果實(shí)驗(yàn)中心具備一定的條件和實(shí)驗(yàn)老師采用科學(xué)的教學(xué)方法，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)必然為學(xué)生提供更多的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，更好的鍛煉自主創(chuàng)新能力。表1是近幾年的在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)方面有益的嘗試。首先，實(shí)驗(yàn)室的儀器要更新，必須購(gòu)買(mǎi)適合開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的儀器，如DHSJ5電磁學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)裝置和THQWY-1外用表的設(shè)計(jì)和組裝總之，對(duì)開(kāi)放對(duì)象要嚴(yán)格把關(guān)，沒(méi)有查閱相關(guān)資料一定不準(zhǔn)進(jìn)入，指導(dǎo)老師一定組成研究小組，對(duì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選取和實(shí)驗(yàn)形式等相關(guān)內(nèi)容充分討論。為了讓更多的學(xué)生受益，要制定必要的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制必須具有合理性和可操作性，才能讓開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)流于形式。

表1 近三年改革的變化

4 結(jié) 論

在實(shí)驗(yàn)課的初期，要以傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器為主，讓學(xué)生更多了解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生的基本操作方法和技能，接下來(lái)利用智能儀器讓學(xué)生了解更多的高新技術(shù)，提高學(xué)生的科研能力，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。最后，對(duì)學(xué)有余力的同學(xué)，以開(kāi)放開(kāi)放實(shí)驗(yàn)為主題，培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革任重而道遠(yuǎn)，只有切實(shí)改變教學(xué)理念，不斷優(yōu)化教材和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，不斷的變革教學(xué)模式，合理拓展教學(xué)項(xiàng)目，注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，才能使得大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)水平不斷提高。

［1］ 劉丹.新型大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)儀器探討［J］.貴州學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，6（3）:54.

［2］ 代偉，陳太紅.臥式楊氏模量測(cè)量?jī)x［J］.物理實(shí)驗(yàn)，2007，27（8）:14.

［3］ 石明吉，張定群.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略［J］.南陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，10（9）:97.

［4］ 孫宇航.設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討［J］.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2009，22（3）.

The Research and Improvement of Young's Modulus Experiment

DUAN Kun-jie，HENG Li-jun
（Henan University of Urban Construction，Henan Pingdingshan 467036）

In view of the present situation for college students physical knowledge reduction and instrument intelligent instrument，on the basis of comprehensive analysis，put forward the corresponding countermeasures. Key words:experiment instrument；teaching method；improvement

O4-33

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.01.036

1007-2934（2015）01-0110-03

2014-09-18