高职物理实验教学改革探究

在高职物理实验教学中，应改善传统教学那种对基础知识的传承和基本技能的过分强调，在教学中要有意识的对学生进行科学素质的训练和培养，改革以书本为主，实验为辅的教学模式，开设设计性、综合性的实验题目，把培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识置于实验教学活动中，教给学生科学的实验方法。

1.组织学生用科学的方法完成实验项目

组织学生做一个完整的实验过程是：提出问题→猜想与假设→制定计划与设计实验→进行实验与收集证据→分析与论证→交流与合作。以物理实验为载体，带着问题学习，以学生为主，老师为辅的方式。我以热辐射系列实验为例，向大家推介做这个实验的科学方法。首先，让学生知道什么是热辐射以及它的存在方式。热辐射：赖以生存的宇宙，它就是一个大的辐射体，以电磁波的形式存在。科学家研究的目的：是为了高温冶金测量领域的需要，是为了天文学领域的需要。我们带领学生实验的目的，是从了解热辐射辉煌的发展历程，来学习科学家们怎样发现问题，分析问题，解决问题的方法，用辐射的眼睛看世界，对于我们认识世界起很大作用。学生的实验任务是1.了解热辐射定律；2.测量对应长数；3.得到一个热辐射图像；4.扫描成像的基本原理；5.红外热成像无损检测，也可让学生提出一些拓展项目；6.通过学习实验，激发学生的想象力及主动学习拓展设计思维的能力。接着，我们要向学生介绍做这个实验所用的仪器：热辐射与红外扫描成像仪；它包括温度控制器、位移传感器、辐射传感器、辐射盒、数据采集系统、电脑等。还可以给学生提出1—2个问题供讨论和研究：比如：1.红外扫描成像的基本原理和方法是什么？它与STM&AFM等扫描成像的显微技术有何异同之处？2.在本实验中要获得一幅失真度小的红外图像，要注意哪些问题，实验条件应如何选取。最后每位学生要写出实验课程论文，论文的要求是有：1.引言；2.设计方案；3.实验研究；4.数据分析；5.实验结论；6.参考文献。学生按照老师的要求，可前往图书馆查阅资料并制订实验方案，到实验室进行实验探究和小组讨论。每个实验小组中，学生们都有分工；由负责软件部分的，由负责数据采集部分的。老师也可参与讨论，来启发学生，开阔他们的视野，起到抛砖引玉的作用。最后进入小组答辩阶段，每个小组的组长，向全体同学介绍实验过程，论证得出的结论。学生只有经过上述的实验过程，才真正做了一个完整系统的科学实验。从中，学生们真正体会到了研究的快乐；合作的快乐与成长的快乐。学生一旦将科学方法转化为自己的思维和行为方式，其学习将会起到事半功倍的效果；这样，我们才达到了培养学生科学思维能力及科学素养的目的。

2.在实验教学中鼓励学生“发现——提出”问题，增加实验教学的探究性

在实验教学中，要帮助学生树立科学的批判精神。教师是否善于提问，影响着学生是否善于提问，教师可以用设问、反问做示范，让学生带着问题探究。探究是一种复杂的学习活动，它不仅要求学生掌握一系列的知识和技能，更重要的是要求学生积极参与，能从中获得直接感受和丰富经验的认识活动。为了让学生充分体验探究的过程，应该安排足够的时间和空间让各种想法、各种观点进行充分的交流和讨论。创造条件全面开设实验室，通过做大量实验探究未知，大胆质疑的科学精神。普通物理实验中的现象和规律都是前人已经发现的，但对学生来说是未知的，我们要引导学生自己去认识发现，在实验教学中采用分组探究的实践活动，让学生成为“发现”的主人，让他们充分体验到科学工作者研究的艰辛以及科学发现的喜悦，从而激发学生强烈的探索欲望。我们招收的学生是多层次的；有高职生、少数民族预科生、五年高职生、中职生等。面对不同层次的学生，我们在实验教学中也采用不同的实验法、探究法。我在第一个问题里主要谈的是高职生应该怎样组织实验的教学方法。下面，我就谈谈对待预科生、中职生开展实验教学所采用的探究法。以物理实验课本后面的实验——伏安法测电阻为例。测电阻的方法较多，连接电路的方法也较多，大多数学生认为不同的电路测同一个电阻，所测得的阻值都是一样的；其实不然，采用不同的电路（有电流表内接与电流表外接），测同一个电阻，测出的阻值相差很大，那么，究竟采用哪种电路测电阻准确，产生的误差小呢。在实验中，老师要给出学生至少两个不同阻值的未知电阻R1，R2。其中R1≥Ra;R2≤Rv,（RA是电流表内阻；RV是电压表内阻）。所用实验仪器是：电流表，电压表，滑动变阻器，待测电阻R1、R2,直流电源，开关，导线等。学生按老师给出的实验仪器设计两个不同的电路，同时，学生要测出电流表、电压表内阻。把R1、R2用两个不同的电路连接，通过测得电路中的电流、电压，代入欧姆定律公式算出R1、R2,把算出的两个R1、两个R2与用万用表测出的R1、R2进行比较。学生通过实验就能发现阻值小的电阻应采用哪种电路测得较准确，误差小；阻值较大的电阻又该采用哪种电路测得准确，产生的误差小。通过学生分组探究，从中得出的结论是：当R1≥RA时采用电流表内接法；当R2≤RV时采用电流表外接法，这样测得的电阻值准确，产生的误差小。最后还有更重要的一点，就是要分析产生误差的原因。

又比如：在探究“导体电阻的决定因素”时，有学生问：从实验现象中得到，电压变大时，电流变大，说明电阻变小。因此，电阻与电压有关。应该肯定这位学生提出的问题很有价值，然后，再通过实验来证明电阻与电压无关。这样做，既可以使学生进一步理解电压、电阻、电流的关系，还能激发学生通过实验研究问题的兴趣。

3.把更多的理论教学变为更多的实验教学

物理实验在形成和发展的过程中所建立起来的“观察实验”法、“控制变量”法、“建立模型”法、“理想化”等各种方法，在物理实验中得到了广泛的应用，如果学生在此基础上掌握新的科学研究方法，把更多的理论课堂变成更多的实验基地，紧密联系生产和生活实际，突出物理知识的实用性，开展与生产和生活实际密切相关的实验，将理论和实践结合并升华，在掌握理论知识的基础上，还可精心设计趣味物理实验；进行社会调查，如“学习水能风能的利用”后，可调查当地能源使用情况、环境污染情况，还可结合教材内容，调查噪声污染、热机的使用、农村用电等情况。在学生学习和实验的过程中，我们还可引入多媒体物理教学，多做一些课件，把一些成功的物理现象，如天体运动中关于卫星的发射、变轨、同步卫星的固定轨道等，通过观察，学生一目了然，同时也激发了学生研究物理、探索宇宙的兴趣，对他们今后的工作和学习将起到指导性的作用。

4.积极组织开展物理课外活动

在我国现行的教育体制中，各种教育始终不能摆脱应试教育思想的影响，即使在大学物理教学课堂，学生动手的机会也是比较少的，有些实验本应该是中学阶段完成的，可是对于大多数的学生来说还是新鲜事情。虽然，学生能够从理论上解释很多物理现象，计算各种理论数据，可是生活中并没有通过亲自动手来实现解答。条件允许的学校，开展物理课外活动也是加强对学生科技知识和科学意识教育的重要阵地。于课堂教学相比，课外活动具有更大的灵活性和选择性。因陋就简，延伸实验探究的空间；延伸到学生的生活空间。比如，用鸡蛋来试验液体蒸发吸热；用鸡蛋实验热胀冷缩的性质；用鸡蛋实验浮沉现象。又比如，观察温度对电阻率的影响。取电阻约1.5欧的细铁丝一条（d=0.3mm,l=1000mm）,卷成直径约5mm的螺旋状，和2.5v小灯泡串联到接到两节干电池上，灯泡发光较亮，然后，用酒精灯或蜡烛把铁丝烧红，可看到灯光变得很暗，停止加热，灯又复明，再取同样电阻的锰铜丝（从废的线绕电阻或变阻器上拆取）代替铁丝接入电路中，烧红后灯光变化很不明显，这是因为铁的电阻温度系数大，锰铜的电阻温度系数却小得多。我们还应更多的组织学生利用课外活动时间开展科技制作活动，如自制小收音机、自制门铃、电铃、制作针孔照相机、自制平行光源、楼梯电灯开关电路等。课外活动的开展，既能锻炼学生的科技制作能力，又能为学生将来工作后自制简易工具打下良好的基础。还有一些实验难度比较大，现有水平很难达到，可以借助网络，电视等各种媒体来展示。

让学生使用身边随手可得的物品，随处可见的现象，进行物理探究活动，不仅能让学生感受到生活处处皆科学，而且，能极大地调动和激励学生探究生活中蕴涵的科学道理以及探究的欲望和勇气，感受科学的魅力，从而在潜移默化中逐渐培养学生的科学素质。