先思后行是做好物理实验的关键

杨 虹 沈 端 张苍山 黄文奇

（北京信息科技大学理学院，北京 100101）

当今社会是一个多元的社会，“爱疯”（iPhone）的时代获取各种信息、知识点的渠道多、速度快。如今坐在课堂里的大学生们个性活泼、自由，比起他们的前辈，他们懂得很多。可也有一点：绝大多数出生于独生子女家庭的90后依赖性强，他们所知晓的东西与实际拥有的能力二者之间相距较远，不能学以致用，不能用获得的知识提高生活、学习的乐趣。我们学校是北京市属高校，京城的孩子多，学习的分化现象严重，物理实验教师怎样在实验课堂上从切实培养学生的能力出发，在实验过程中对学生进行恰当地训练对一个青年的成长乃至对社会的发展都是很重要的。

在多年的教学实践中我们形成了一定的教学理念，在此做一总结。

1 明确目标

大学物理实验的教学目标是在传授给学生基础知识的同时，让学生掌握获取知识的手段、方法，并通过反复实践锻炼、循序渐进地形成初步的科学实验能力。在实验教学中，完成数据测量并不是最终目标，而理解、掌握相关实验的方法，并设置、满足所需的实验条件，获得反映物理规律的实验现象，认识物理规律才是物理实验的意义所在。

在我国的现有体系教学中，大学物理实验是学生真正自己动手做实验的开端，当大学一年级的学生背着书包走进实验室的一刻，他们会想当然地以为完成实验数据的测量就是实验的全部，只等教师签字认可便万事大吉。怎样让学生走出这一认识误区？作为教师，此时此刻，需要引导学生深入了解每个实验方法产生的背景、原理，体会实验方法的巧妙所在；理解实验条件为什么要这样设置，如实验条件不满足会有怎样的影响等，使学生能够主动依照正确的实验方法、设置所需的实验条件，获得科学的实验数据。当然，学生也能在各种不同实验条件的“试错”过程中，体会到满意的实验现象、结果是辛勤劳动、智慧的自然回报，体会到实验带来的愉悦。

2 重视过程

实验过程是需要学生手、脑并用，需要学生不断思考的。现在流行的“翻转课堂”（Inverted Classroom），要求老师走下圣坛，从传统的圣人角色转变成导师；要求更加突出学生作为学习的主体性和必要的主动性，通过实践获得更真实的学习。可以说大学物理实验课堂原本就应该更多地属于学生。高明的老师一定会想出各种方法启发学生在实验过程中发挥主观能动性，完成实验的渐进学习过程。

如我们给学生开设的第一个实验是基本测量实验，让学生练习各种基本工具的使用。其中有些学生在调节物理天平底座水平时，会急于求成，双手不停地同时拧转两个地脚螺丝，出现水准泡绕着圈圈走的情况，学生也许上来就会说“老师，这台天平调不平”，把责任推到仪器上。这其中，反映出学生思维、逻辑、动手能力方面的“短板”。遇此情景，老师绝不可帮办，也不必小题大做批评学生。或许和学生开个小玩笑问问学生电子游戏如何通关，一个“试”字呗。要学生试试调一只地脚，看看水准泡的反映，据此现象就要判定出哪边高、哪边低，以及下一步是继续同向动作还是需要反向操作。因为问题本不复杂，实际上学生经过这样有序地学习步骤，可以很快达到目的，同时认识到自身的问题，并学习按条理、有序的实验操作，对今后做事是有较大帮助的。

可以说，每个物理实验过程中都会贯穿着诸多大大、小小的问题，如何认识、解决它们，正是锻炼学生的大好机会。教、学双方都应该重视实验过程中的技术细节。

3 学会思考

实验是培养动手能力的重要环节，但是动手能力不是手动的能力，尤其不是忙乱手动的能力。动手能力应该是在大脑指挥下，有目标、有序地调控仪器达到实验使用要求的能力。有的学生到了实验室就会抑制不住地手摸摸这儿、碰碰那儿，而且漫无目标，这种无意识的动作非常不好。如何克服呢？还是要启发学生学会分析、思考。

以分光计的调节为例，目测粗调、各半调节都是要调望远镜水平（1个水平调节螺丝）、要调载物台水平（3个水平调节螺丝）。实验中只有当目测粗调水平后才可能通过光学现象，有针对性地分别调节望远镜高低、以及载物台下方每次选定的1个水平调节螺丝高低，分别向目标位置接近一半距离才行。如果平面镜的放置不科学，就会增加调节难度；如果调错了底脚螺丝，就不能达到调平的目的，就好像希腊神话中那个被惩罚不断推着石头上山的西西弗斯，每次都会在接近成功时又回到起点，徒劳反复。当这种情况出现时，学生很容易垂头丧气，甚至想放弃。其实老师在这一关键时刻再帮助学生提炼一下问题，帮助引导学生对调节过程、现象、方法进行进一步的分析、思考，通常学生还是能够理清思路，并比较顺利地完成分光计的各半调节以及后续的调节要求的。经过一番失败的锤炼，学生的收获更大。他们能够更深刻地认识到各半调节的道理，更加锻炼了各项操作的技巧。经过思考后的动手操作才是科学的操作。

4 锻炼能力

经过一定数量实验的训练，学生应该在阅读理解能力、动手操作能力、主动分析思考问题各项能力方面有积累、有提升。学生应该能够把在实验教学中遇到的问题、解决的方法、逐渐转化成一种随身而带的能力。这个阶段，教师可以提醒学生回顾总结，也可以适时地提出一些一般工程实践中遇到的技术问题，鼓励学生多思考、钻研，刺激学生的学习欲望，一旦学生对某一问题深入地探究下去，必将强劲推动学生综合能力的提高。这也是物理实验课程对培养我国创新人才的一大贡献。这几年，我校学生在参加北京市物理实验竞赛活动中取得了较好的成绩，这和实验室教师们平时注重在教学过程中对学生进行实验能力的锻炼是分不开的。

5 结语

陶行知先生有一句教育名言“手脑双全，是创造教育的目的。中国教育革命的对策是使手脑联盟”。本文立足大学物理实验课堂从教学目标、实验过程、分析思考等环节谈到了我们在多年实验教学中的一些体悟。

实验教学中处处散落着需要教师、学生细细品、慢慢悟的道理。集知识片段，经融会贯通，是能力提升的必经之路。物理实验，重在悟理，善于积累，定能贯通。

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