摘 要：在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果好，實(shí)驗(yàn)誤差小，有效地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合能力以及求實(shí)的科學(xué)精神和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的目的。

關(guān)鍵詞：霍爾效應(yīng) 磁場(chǎng) 教學(xué)方案 綜合能力

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-1578（2015）10-0028-01

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后所開(kāi)設(shè)的一門(mén)重要的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課程，其目的是使學(xué)生養(yǎng)成一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力，實(shí)驗(yàn)操作能力，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，總結(jié)、歸納和撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力，團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和創(chuàng)新意識(shí)等。

1 實(shí)驗(yàn)中學(xué)生存在的主要問(wèn)題[1]

大多數(shù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟幻鞔_，實(shí)驗(yàn)原理不清楚，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟不熟悉，在沒(méi)有老師的指導(dǎo)下基本上不能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。另外，在實(shí)驗(yàn)中不能用所學(xué)的物理理論知識(shí)去分析觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和判斷所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正誤，團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和動(dòng)手、動(dòng)腦的能力較差。撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告不規(guī)范，大部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄書(shū)，缺乏歸納、總結(jié)能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力等。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案的設(shè)計(jì)

為了解決和克服以上存在的問(wèn)題，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案是非常重要的。

2.1課外引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)

借助網(wǎng)絡(luò)把要完成該實(shí)驗(yàn)必須掌握的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂。（1）霍爾效應(yīng)法測(cè)螺線管磁場(chǎng)的原理是什么？（2）測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度要測(cè)的關(guān)鍵物理量是什么？（3）采用什么方法測(cè)霍爾電壓？讓學(xué)生針對(duì)性的預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，老師在網(wǎng)上答疑，提高實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的效果。

借助網(wǎng)絡(luò)把實(shí)驗(yàn)儀器的操作使用上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂。拍攝教師介紹使用實(shí)驗(yàn)儀器螺線管磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)儀和螺線管磁場(chǎng)測(cè)試儀測(cè)量霍爾電壓的視頻并上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂，讓學(xué)生身臨其境，這比起只看實(shí)驗(yàn)教材中的圖片和文字介紹更容易讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)儀器的使用。

借助網(wǎng)絡(luò)把預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的樣本上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂。學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后第一次寫(xiě)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，不知道怎么寫(xiě)。把預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的樣本上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂以供學(xué)生參考，讓學(xué)生能比較規(guī)范的寫(xiě)出預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.2考查學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的效果

在上課前首先檢查學(xué)生是否按要求完成了預(yù)習(xí)報(bào)告，然后隨機(jī)抽查每個(gè)小組成員對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中提出的幾個(gè)問(wèn)題，由每小組學(xué)生共同回答，并作為預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)。這樣有利于促使學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，提高預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的效果。再者，老師可根據(jù)學(xué)生回答問(wèn)題的情況、針對(duì)性地對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解和指導(dǎo)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

2.3提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師。通過(guò)介紹霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用來(lái)提高學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)的興趣。

2.3.1霍爾效應(yīng)及其發(fā)展

霍爾效應(yīng)[2]是載流試樣在與之垂直的磁場(chǎng)中由于載流子受洛侖茲力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)而在垂直于試樣和磁場(chǎng)方向的試樣兩個(gè)端面上產(chǎn)生電勢(shì)差的現(xiàn)象。霍爾效應(yīng)在不斷的發(fā)展和應(yīng)用，

馮·克利青在極強(qiáng)磁場(chǎng)和極低溫度下發(fā)現(xiàn)了量子霍爾效應(yīng)，它的應(yīng)用大大提高了測(cè)量有關(guān)基本常數(shù)的準(zhǔn)確性?？茖W(xué)家們?cè)?010年的研究中發(fā)現(xiàn)了無(wú)需外磁場(chǎng)的量子霍爾效應(yīng)（量子化反常霍爾效應(yīng)），這一發(fā)現(xiàn)為低能量耗散的新型電子器件設(shè)計(jì)指出了一個(gè)新的發(fā)展方向。

2.3.2霍爾效應(yīng)的應(yīng)用[3]

利用霍爾效應(yīng)原理制成的霍爾元件是一種磁電轉(zhuǎn)換元件，又稱霍爾傳感器?；魻杺鞲衅鞅挥迷谌粘Ｉ钏玫碾娖魅缦匆聶C(jī)、錄像機(jī)、電飯煲、電冰箱等中。同時(shí)它在工程技術(shù)和科學(xué)技術(shù)中也有著廣泛的應(yīng)用，如確定半導(dǎo)體的類型、確定載流子的濃度、測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度、測(cè)量電流強(qiáng)度、測(cè)量微小位移、壓力傳感器、車(chē)用傳感器、電磁無(wú)損探傷、磁流體發(fā)電等?；魻杺鞲衅髟陲w機(jī)、軍艦、航天器、新軍事裝備及通訊中應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。

2.4重點(diǎn)講授，指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)

用霍爾效應(yīng)法測(cè)螺線管磁場(chǎng)是采用的間接測(cè)量法。教師重點(diǎn)講授是怎樣得出用霍爾效應(yīng)法測(cè)螺線管磁場(chǎng)的原理式B=■ [4]？為什么要采用電流和磁場(chǎng)換向的對(duì)稱測(cè)量法來(lái)測(cè)量霍爾電壓[5]？教師邊講邊演示電流和磁場(chǎng)換向的對(duì)稱測(cè)量法測(cè)量霍爾電壓的方法[6]。然后教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)和答疑，并對(duì)學(xué)生所測(cè)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查簽字。

2.5指導(dǎo)學(xué)生撰寫(xiě)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是在預(yù)習(xí)報(bào)告的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充、修改和完善。它包括實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)誤差討論。把往屆學(xué)生寫(xiě)得較好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂上讓學(xué)生作為參考。教師著重講解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理，培養(yǎng)學(xué)生處理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，要提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要采用多種教學(xué)方法和教學(xué)手段，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合素質(zhì)和能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王本菊.理工科學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀及其對(duì)策[J].四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013第36卷.

[2][4][5][6]蒲利春，王本菊.大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2005.08.

[3]王本菊.霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用[J].中國(guó)校外教育，2011.06.