摘 要：邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)與使用是大學(xué)物理實驗光學(xué)部分必做實驗項目之一，其實驗原理復(fù)雜，操作煩瑣，學(xué)員理解和掌握其內(nèi)涵存在一定難度，而且實際教學(xué)效果與教學(xué)目標有差距。為了達到大綱要求的教學(xué)目標，進一步提高我校學(xué)員對該實驗的掌握程度，筆者通過不斷摸索和改進，進行了實驗的教學(xué)設(shè)計，僅供同行參考。

關(guān)鍵詞：邁克爾遜干涉儀；教學(xué)效果；教學(xué)目標；教學(xué)設(shè)計

邁克爾遜干涉儀是利用分振幅法產(chǎn)生雙光束以實現(xiàn)干涉的精密光學(xué)儀器，在光學(xué)和近代物理的計量技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。利用邁克爾遜干涉儀測光波波長是大學(xué)物理實驗光學(xué)基礎(chǔ)實驗之一。筆者與同行交流發(fā)現(xiàn)，相對于大學(xué)物理實驗中力、熱、磁等實驗項目來說，光學(xué)實驗在講授和學(xué)生實際動手操作過程中出現(xiàn)的問題最多，實驗原理不容易理解和掌握，教學(xué)效果與教學(xué)目標存在差距。同時，按照我校舊的教學(xué)大綱，大學(xué)物理實驗需要在第二學(xué)期秋季完成，而大學(xué)物理理論課有關(guān)光學(xué)知識的講授也安排在第二學(xué)期秋季，且講到光學(xué)部分時大學(xué)物理實驗即將結(jié)課。這樣就產(chǎn)生了一個非常突出的矛盾，絕大部分學(xué)員在實驗時根本沒有理論基礎(chǔ)，部分基礎(chǔ)好的學(xué)員雖然課前做了大量預(yù)習工作，但講課過程中學(xué)員配合度不夠，互動性不強，迫使教員需要花費大量時間補充理論知識，學(xué)員還不一定都能聽懂。按照舊大綱要求，這一實驗僅2學(xué)時，每次學(xué)員都是匆匆忙忙動手操作，數(shù)據(jù)普遍存在誤差，操作過程中出現(xiàn)的問題無法得到及時解決，取得的教學(xué)效果并不理想。筆者通過不斷的摸索和改進，找到了一個比較適合我校學(xué)員的教學(xué)設(shè)計。

一、課前預(yù)習

課前預(yù)習對每個實驗者來說都非常重要。為了督促學(xué)員認真預(yù)習，課前在召開教學(xué)聯(lián)席會時下發(fā)紙質(zhì)版預(yù)習任務(wù)單，該任務(wù)單包括如下幾方面內(nèi)容：第一，查找資料，自學(xué)有關(guān)光干涉方面的相關(guān)知識；第二，掌握等傾干涉和等厚干涉產(chǎn)生的原因，正確分析等傾干涉和等厚干涉的異同；第三，了解邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)、使用方法及讀數(shù)方法、注意事項等；第四，學(xué)習用邁克爾遜干涉儀測激光波長的方法；第五，觀看我校網(wǎng)絡(luò)課程有關(guān)本實驗項目的課程視頻，撰寫實驗預(yù)習報告，帶著疑問走進實驗室。

二、課上實操

在課前預(yù)習的基礎(chǔ)上，學(xué)員來到實驗室后按照PPT中的實驗步驟進行操作，PPT中的實驗步驟僅具有提示作用。期間教員觀察這一組學(xué)員的預(yù)習情況，確定后面的教學(xué)方法。

第一種情況，如果發(fā)現(xiàn)這一組學(xué)員在20分鐘左右大部分能調(diào)整出實驗現(xiàn)象的話，集中演示時就由一名較好的學(xué)員進行教授。教員進行補充，提出與理論相關(guān)的問題及注意事項。教學(xué)方法以師生互動討論式為主。由于大部分學(xué)員已經(jīng)觀察到了實驗現(xiàn)象，所以很愿意與教員配合，積極討論實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，個別沒有觀察到實驗現(xiàn)象的學(xué)員也迫切想知道失敗的原因，積極思考尋找解決方法，課堂氣氛活躍、和諧，學(xué)習氛圍濃厚。在師生共同討論后，學(xué)員進一步觀察實驗現(xiàn)象，教員引導(dǎo)學(xué)員利用精密機械讀系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)。若問題較多則給予第二次集中輔導(dǎo)，個別問題單獨指導(dǎo)。教員最后預(yù)留15分鐘對本次實驗的主要內(nèi)容進行小結(jié)，將實驗原理、操作注意事項、數(shù)據(jù)處理方法等以提問的方式共同分析討論，深入探討邁克爾遜干涉儀的改進及擴展問題。

第二種情況，如果在20分鐘內(nèi)大部分學(xué)員沒有調(diào)整出實驗現(xiàn)象的話，集中演示時教員就是主體。教員應(yīng)依照PPT邊演示實驗步驟，邊幫助學(xué)員理解每個步驟設(shè)計的原因，指出這里面又包含了哪些實驗原理，以及利用精密機械系統(tǒng)讀數(shù)的方法、注意事項等。教學(xué)方法以講授為主。演示實驗現(xiàn)象時教員可故意犯錯，以引導(dǎo)學(xué)員分析錯誤產(chǎn)生的原因。大部分學(xué)員由于理解了實驗原理及沒有觀察到實驗現(xiàn)象，因此很樂意配合教員重新開始實驗，直到觀察到實驗現(xiàn)象，按要求記錄數(shù)據(jù)，完成整個實驗。教員最后預(yù)留5分鐘左右，對數(shù)據(jù)處理方法、課堂出現(xiàn)的情況加以分析。邁克爾遜干涉儀應(yīng)用的擴展宜留在課后，以便學(xué)員寫在實驗報告的結(jié)論里。

三、結(jié)語

通過上述教學(xué)設(shè)計的改進，課堂氣氛活躍，學(xué)員注意力都很集中，普遍反映沒想到這么復(fù)雜的光學(xué)實驗自己能做得這么好。據(jù)大學(xué)物理理論課教員反映，學(xué)完本實驗后，學(xué)員對光學(xué)干涉相關(guān)內(nèi)容的理解程度明顯高于其他內(nèi)容。同時，通過本學(xué)期的考試成績也可以發(fā)現(xiàn)運用上述教學(xué)方法取得的成果。2017年參加本實驗項目考試的80名學(xué)員，滿分30分，平均分25分。其中及格人數(shù)為72人，占總?cè)藬?shù)90%；30分人數(shù)33人，占總?cè)藬?shù)的41.3%。2016年參加本實驗項目考試的學(xué)員為90人，平均分為23分，其中及格人數(shù)為75人，占總?cè)藬?shù)的83.3%，30分人數(shù)為30人，占總?cè)藬?shù)的33.4%。結(jié)課時學(xué)員對授課教員的滿意度為100%。當然，教無定法，以上教學(xué)設(shè)計僅是筆者自己的觀點，希望能與同行交流，取長補短。

作者簡介：胡瑋通（1982— ），女，吉林長春人，碩士研究生學(xué)歷，實驗師，研究方向：光信息科學(xué)與技術(shù)。