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

淺析物理電工實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(gè)方面展開全方位的改革實(shí)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(dòng)性的目的。
　　物理電工實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)的變化規(guī)律，分析、判斷實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立開展科學(xué)研究工作的素質(zhì)和能力方面的教學(xué)價(jià)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(gè)誤區(qū)，就是理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位問題。實(shí)際上，大多數(shù)高校都把實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)作支柱，培養(yǎng)出來的學(xué)生不會(huì)有大作為。物理所要解決的問題，是要通過實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行的，只有在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，使它能夠充分發(fā)揮培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新精神，還應(yīng)該在改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法上下功夫。
一、合理安排實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課時(shí)。課時(shí)過少，則學(xué)生難以在有限的時(shí)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容和目的，影響他們對實(shí)驗(yàn)的興趣；課時(shí)過多,則會(huì)使學(xué)生長時(shí)間進(jìn)行同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，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(shí)際出發(fā)合理安排實(shí)驗(yàn)課時(shí)。
　　調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)綜合考慮知識的難點(diǎn)和重點(diǎn)，對原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行篩選和整合，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。在思路上將實(shí)驗(yàn)分成三個(gè)層次：
　　第一，是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，主要學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)基本程序，才能練成扎實(shí)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(shí)驗(yàn)，主要學(xué)習(xí)物理電工實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，學(xué)會(huì)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(diǎn)講解,提出要求”的方法，有些實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?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(dòng)手。
　　第三，是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成了一部分基本實(shí)驗(yàn)后，初步具備了基本的實(shí)驗(yàn)技能，這時(shí)就應(yīng)盡量創(chuàng)造條件轉(zhuǎn)入設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在電工實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生掌握查閱資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求正確選擇實(shí)驗(yàn)儀器，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)線路、實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立完成操作實(shí)驗(yàn)的能力。
　　物理電工實(shí)驗(yàn)需要訓(xùn)練的范圍較廣，如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)最大限度地選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，是一個(gè)值得探討的問題。我們認(rèn)為應(yīng)遵循加強(qiáng)基礎(chǔ)、注意綜合這個(gè)原則來選擇。基礎(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(shí)驗(yàn)。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(shí)驗(yàn)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(shí)用價(jià)值很強(qiáng)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)作為提高性實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)在方法上都有很強(qiáng)的代表性。經(jīng)過提高性實(shí)驗(yàn)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(gè)思維方式和解決問題的方法——實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以后，對物理電工實(shí)驗(yàn)的思路和方法有了一定了解，這時(shí)我們提供儀器，讓他們完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)生的理論知識比較扎實(shí)，在實(shí)驗(yàn)過程中側(cè)重考察他們對實(shí)驗(yàn)條件、誤差來源、設(shè)計(jì)思想方面對知識的靈活運(yùn)用能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)的不止是局限于本章節(jié)的內(nèi)容，而是調(diào)動(dòng)所學(xué)物理乃至各學(xué)科的知識，解決實(shí)際問題，提高學(xué)生對學(xué)習(xí)目的性的認(rèn)識，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)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(dú)立分析、設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)、提高實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，共同形成了具有大學(xué)特色的物理電工實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)間、方法、步驟完成實(shí)驗(yàn)，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(shí)、省力，但不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)，更談不上提高實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，所以這種教學(xué)方式必須改革。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)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(dòng)慣量等實(shí)驗(yàn)中，不主張用講義提供的電路圖、數(shù)據(jù)采集方法和實(shí)驗(yàn)步驟，鼓勵(lì)學(xué)生用自己認(rèn)為更科學(xué)的方法來做實(shí)驗(yàn)。在測定棱鏡折射率的實(shí)驗(yàn)中，在對分光計(jì)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(shí)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(dú)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?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)過程中，由于實(shí)驗(yàn)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(cuò)，不可能在短短幾個(gè)學(xué)時(shí)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(huì)，則更為寶貴。
　　學(xué)生在自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法時(shí)，乍看實(shí)驗(yàn)內(nèi)容似乎很簡單，通過具體實(shí)驗(yàn)體會(huì)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(shí)驗(yàn)方法來實(shí)現(xiàn)；在實(shí)驗(yàn)過程中要注意哪些是變量，哪些是常量；在整個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，學(xué)生要查資料，反復(fù)修改完善，設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)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(shí)際的能力。在實(shí)驗(yàn)中，教師主要鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)方法的多樣性，對設(shè)計(jì)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(dòng)手動(dòng)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(dú)立解決。做到學(xué)生既能獨(dú)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(shí)驗(yàn)課上來，才能達(dá)到我們提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的目的。
三、為學(xué)生創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果：
　　物理電工實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器也存在著困擾我們的質(zhì)量問題，做實(shí)驗(yàn)時(shí)排除儀器故障占用了我們很多時(shí)間，還嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)效果。今后在采購儀器時(shí)，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(shí)我們的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。另外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)準(zhǔn)備工作中，制定儀器維修的規(guī)章制度，及時(shí)維修、維護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器的可靠性，為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，開放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)室實(shí)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(shí)開放微機(jī)室，讓學(xué)生在微機(jī)上觀看模擬實(shí)驗(yàn)。
面對21世紀(jì)的挑戰(zhàn)，通過物理電工實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量不是一朝一夕的事情，在整個(gè)教學(xué)改革中，物理電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革仍是一個(gè)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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