浅析物理电工实验教学的探讨

摘要：为培养具备现代科技素质的高质量高层次创新人才，物理电工实验教学必须在教学内容、教学方法、教学手段和教学的环境条件等各个方面展开全方位的改革实践，建立一种适合当代科技发展的教学新体系，以满足各层次学生学习需要，并达到激发学生学习积极性、主动性的目的。
　　物理电工实验课是一门培养学生科学素质为主线的基础课。它具有丰富的内涵，能引导学生深入观察各种实验现象；建立合理的物理模型，定量地研究物高校都质各种运动的变化规律，分析、判断实验结果的准确性；激发学生的想象力、创造力。物理电工实验在培养和提高学生独立开展科学研究工作的素质和能力方面的教学价值也是其他课程所无法代替的。然而，我国高等教育中存在一个误区，就是理论教学和实验教学的地位问题。实际上，大多数高校都把实验教学放到了次要的地位。这种现象不得到改善，不利于我们国家对跨世纪人才的培养。物理理论教学没有实验基础作支柱，培养出来的学生不会有大作为。物理所要解决的问题，是要通过实验来进行的，只有在实验的基础上才能创造理论，发现理论，完善理论。
　　为了提高物理电工实验的教学质量，使它能够充分发挥培养学生动手动脑能力,提高学生的综合素质，激励学生的创新精神，还应该在改革实验内容和方法上下功夫。
一、合理安排实验课程，促进教学质量的提高：
　　根据教学要求安排实验课时。课时过少，则学生难以在有限的时间内完成，势必造成学生急于求成而草草收兵，不能深刻理解实验内容和目的，影响他们对实验的兴趣；课时过多,则会使学生长时间进行同一个实验，收获不大，甚至觉得单调乏味。所以，教师一定要从教学的实际出发合理安排实验课时。
　　调整实验教学内容，应综合考虑知识的难点和重点，对原有的实验内容进行筛选和整合，减少验证性实验。在思路上将实验分成三个层次：
　　第一，是基础性实验，主要学习实验的基本方法、数据处理、基本仪器的原理和使用。在这一过程中基本是以教为主。学生应当规规矩矩、一板一眼地完成实验基本程序，才能练成扎实的基本功。对初学者采取“全面讲解,教师示范”的方法。
第二、是提高性实验，主要学习物理电工实验的设计方法，学会同一问题采用不同的测量方法或同一方法解决不同问题，在这一过程中教师起主导作用，对学习采取“重点讲解,提出要求”的方法，有些实验采取“提出要求,学生完成”的方法。无论采取什么教学方法，对学生基本实验能力的培养要求不能降低，并创造条件让学生多动手。
　　第三，是设计性实验，学生在教师指导下完成了一部分基本实验后，初步具备了基本的实验技能，这时就应尽量创造条件转入设计性实验教学。在电工实验过程中培养学生掌握查阅资料，设计实验方法，根据实验要求正确选择实验仪器，设计实验线路、实验步骤，独立完成操作实验的能力。
　　物理电工实验需要训练的范围较广，如何在有限的学时内最大限度地选择实验内容，是一个值得探讨的问题。我们认为应遵循加强基础、注意综合这个原则来选择。基础内容的训练有助于基础知识的巩固和培养学生严谨规范的科学作风。经过讨论，我们选择基本测量、常用仪器的使用作为基本实验。学生通过这一层的训练，主要掌握了仪器的结构和使用方法。并由基本实验掌握了误差及有效数字的基本概念。接着，经过筛选，我们将那些物理思想清晰、实用价值很强的经典实验作为提高性实验。这些实验在方法上都有很强的代表性。经过提高性实验的训练，掌握了很多物理量的测量方法和手段，通过这些方法和手段的学习，开阔了眼界，掌握了另一个思维方式和解决问题的方法——实验法,激发了学生的求知欲、想象力和创造力。学生在完成了一定的实验项目以后，对物理电工实验的思路和方法有了一定了解，这时我们提供仪器，让他们完成设计性实验，由于学生的理论知识比较扎实，在实验过程中侧重考察他们对实验条件、误差来源、设计思想方面对知识的灵活运用能力，使学生学会的不止是局限于本章节的内容，而是调动所学物理乃至各学科的知识，解决实际问题，提高学生对学习目的性的认识，增强学习动力，也有助于培养学生的发散性思维能力。
　　由教学内容的层次化和多样化决定的传统内容与现代技能兼顾，基本训练与独立分析、设计并存，循序渐进的安排，以及在此基础上建立起基础实验、提高实验和设计实验，共同形成了具有大学特色的物理电工实验课程体系。
二、改革教学方式,提高教学质量：
　　过去,我们的实验教学方法单一，注重操作无误、结果正确，按照课本指定时间、方法、步骤完成实验，为此教师不得不进行详细讲解，把可能出现的问题交代详尽。这种方法省时、省力，但不利于学生能力的培养，更谈不上提高实验的教学质量，所以这种教学方式必须改革。
在实验教学中鼓励学生自己动手，在改装电表、常用仪器的使用、基本测量、牛顿第二定律和转动惯量等实验中，不主张用讲义提供的电路图、数据采集方法和实验步骤，鼓励学生用自己认为更科学的方法来做实验。在测定棱镜折射率的实验中，在对分光计进行必要的调整后，最重要的就是准确测出钠灯通过棱镜的最小偏向角。大多数学生不知如何判断最小偏向角，这时教师可以提问，启发学生如何改变入射角，观察偏向角的变化，让学生自己探索，独立找出最小偏向角。并引导学生侧重对物理现象的观察、分析和研究，不过分追求测量的准确度。因为在实验过程中，由于实验设备的差异性，测量结果可能并不准确，甚至会遇到种种异常现象或操作出现差错，不可能在短短几个学时内得到预定结果。但是如果能在排除故障、探索异常现象和分析操作失误等方面，得到顺利者所没有的启发和体会，则更为宝贵。
　　学生在自己设计实验方法时，乍看实验内容似乎很简单，通过具体实验体会到，真正把学到的基本知识用活并不容易。他要考虑所用公式的条件怎样通过实验方法来实现；在实验过程中要注意哪些是变量，哪些是常量；在整个实验中误差最大的来源在哪里，是否有方法克服等等一系列问题。学生的精神状态也发生了变化，感到自己是仪器的主人，而不是仪器的附庸。为了搞好实验，学生要查资料，反复修改完善，设计的方案多种多样，比我们设想的要多得多。多数学生遇到问题一定要自己弄明白，并在实验中检验自己的想法。这些都符合我们的培养目标——具有创新意识和理论联系实际的能力。在实验中，教师主要鼓励实验方法的多样性，对设计思想是否科学进行把关。
　　在教学过程中，侧重让学生动手动脑，并不是撒手不管，而是启发性提出一些问题，供学生参考，引导他们积极思考、独立解决。做到学生既能独立解决问题，又不感到束手无策。俗话说：兴趣是最好的老师。只有把学生的兴趣引到实验课上来，才能达到我们提高实验教学质量的目的。
三、为学生创造良好的实验环境，提高实验课的教学效果：
　　物理电工实验教学离不开高质量的教学仪器。由于市场大环境的影响，实验教学仪器也存在着困扰我们的质量问题，做实验时排除仪器故障占用了我们很多时间，还严重影响了实验效果。今后在采购仪器时，一定要深入调查、广泛探讨，把有限的资金用在刀刃上，购买一些各校反映良好、质量过关的仪器来充实我们的实验内容。另外，在实验教学准备工作中，制定仪器维修的规章制度，及时维修、维护实验仪器，提高实验教学仪器的可靠性，为提高实验教学质量打下良好的基础。同时，开放实验室，鼓励学生自己设计实验，并在实验室实现自己的设想，增加学生物理学习和研究的兴趣。开放电教室，播放教学影片。同时开放微机室，让学生在微机上观看模拟实验。
面对21世纪的挑战，通过物理电工实验教学，学生应该具备怎样的知识结构、能力结构和素质结构是我们探索的目标。提高物理电工实验教学质量不是一朝一夕的事情，在整个教学改革中，物理电工实验教学的改革仍是一个薄弱环节，我们还要不断努力，锐意进取，才能达到提高教学质量的目的。

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