实验仪器和教学方法优化研究

段坤杰，衡丽君

（河南城建学院，河南 平顶山 467036）

实验仪器和教学方法优化研究

段坤杰，衡丽君

（河南城建学院，河南 平顶山 467036）

针对大学生物理知识减少和仪器设备智能化的现状，在综合分析的基础上，提出了相应的对策.

实验仪器；教学方法；优化研究

科技的进步对物理实验科学的发展产生重大的推导作用，同时也产生了一定的负面影响。在一般的工科院校，作为基础实验课程——大学物理实验。往往是验证性实验较多而创造性实验较少，若一味的采用集成化较高的实验设备，就失去了对学生的动手实践能力的培养，思维判断能力。作为工科院校，不仅要使学生具备较深入广博的理论知识，而且要使学生具有从事科学实验的较强能力。物理实验是对工科院校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修的基础课程，是学生在高等院校受系统实验技能训练的开端。它在培养学生运用实验手段去发现、观察、分析和研究解决问题的能力方面；在提高学生科学实验素质方面都起着重要的作用。

常规的教学实验主要是进行实验实践和综合分析讨论，基本上属于继承和接受前人知识、技能，重复前人工作的范畴，这些都是科学实验入门的基础训练。一般来说，这类实验经过长期教学实践的考验都比较成熟，不论在实验原理、实验方法、仪器配套、内容取舍、现象观察、数据控制等方面都具有基础性、典型性和继承性的意义。但是，从实验教学应“开发学生智能、培养与提高学生科学实验能力和素养”这一根本目的来看，对学生进行具有科学实验全过程训练性质的设计性实验教学是十分必要的。做设计性实验时要求学生自行推论有关理论、确定实验方法、选择配套仪器设备、进行实验实践，最后写出比较完整的实验报告。大学物理实验在理工科教学中的重要性越来越被大家认识，为加强实验室建设理工院校购进了大量的新型实验仪器，对学校的实验教学起到了积极的促进作用。但是，随着大学生物理知识减少和仪器设备智能化，大学物理实验教学中也出现了一些新问题。本文针对部分实验项目进行分析，提出相应的优化措施.

1 实验仪器的智能化的优化

新型的实验仪器不仅能让学生掌握更多先进的测量手段，而且还能通过实验加深对物理原理理解。如GST-Ⅳ型光速测定仪让学生了解光拍频法测光速的原理，NMR-Ⅱ型核磁共振测试仪则可以掌握稳态吸收法测共振频率。新型的CCD伸长法杨氏模量测试仪不仅大大降低了实验误差，从而提高实验效率，而且让学生更多的接触高新技术，对学生了解和研究科学技术有很多的帮助。但是，新型仪器的仪器原理欠缺直观性，对实验仪器原理剖析具有局限性。传统仪器调试、调节较困难，但在培养学生基本的实验技能方面有更多的优势，有助于培养学生的基本技能及其调试能力，传统的杨氏模量测试仪如图1有助于学生更好的解逐差法和光放大原理等，智能型的杨氏模量测量仪很难起到这样的效果。总之，对测量的精确度要求高的科研实验智能型实验仪器非常必要，而普通物理实验中对于以培养学生基本技能的实验项目最好不要盲目购置。另外，对于智能化的实验仪器的教学一定要补充更多直观的实验原理，更大限度的发挥先进仪器的优势，见图1。

图1 传统杨氏模量实验装置图

2 高中和大学物理课程内容的减少和高中实验的淡化的补偿措施

由于近几年高中和大学物理课程内容一定程度上被减少，另外，二本院校的生源大多来自农村，多数演示实验和分组实验没有开设，学生很少有机会接触实验仪器，所以很难具备基本的实验知识和操作技能。使得实验课中必须补充更多相关的物理知识.例如核磁共振测试仪，由于原子物理内容很少涉及，学生对实验原理了解甚少，这样必须给学生补充足够多的物理知识，才能让学生明白其原理。课堂上的操作又相对简单，对于基础一般的学生而言很难有好的效果。例如霍尔效应实验也有类似的问题，原理复杂，动手操作较简单，很多学生仅仅是按几个按钮，记几个数而已，如果不明白原理，实验就失去了意义。因此，一定调动学生的主动性，使学生在课下认真预习和查阅资料，课堂上老师也要深入分析，这样才能发挥智能化实验仪器的优势。总之，一定要以基本知识和基本方法为前提，以培养学生的实验技能为中心，采用合适的教学方法，发挥传统仪器和智能型仪器的优势，提高学生的实验方法和实验技能。

3 开放实验中存在的问题和改善策略

自改革开放以来，一提到开放就被认为一定是好的，于是，开放实验室和开放实验就成了所有实验室必须要有的。当然如果实验中心具备一定的条件和实验老师采用科学的教学方法，开放实验室和开放实验必然为学生提供更多的实验平台，更好的锻炼自主创新能力。表1是近几年的在开放实验方面有益的尝试。首先，实验室的仪器要更新，必须购买适合开放实验的仪器，如DHSJ5电磁学设计性实验装置和THQWY-1外用表的设计和组装总之，对开放对象要严格把关，没有查阅相关资料一定不准进入，指导老师一定组成研究小组，对开放实验项目选取和实验形式等相关内容充分讨论。为了让更多的学生受益，要制定必要的奖励机制。奖励机制必须具有合理性和可操作性，才能让开发实验流于形式。

表1 近三年改革的变化

4 结 论

在实验课的初期，要以传统实验仪器为主，让学生更多了解实验原理和实验方法，培养学生的基本操作方法和技能，接下来利用智能仪器让学生了解更多的高新技术，提高学生的科研能力，培养学生的科研素养。最后，对学有余力的同学，以开放开放实验为主题，培养学生的科技创新能力。大学物理实验教学改革任重而道远，只有切实改变教学理念，不断优化教材和实验室建设，不断的变革教学模式，合理拓展教学项目，注重培养学生创新能力，才能使得大学物理实验的教学水平不断提高。

［1］ 刘丹.新型大学物理实验仪器探讨［J］.贵州学院学报，2011，6（3）:54.

［2］ 代伟，陈太红.卧式杨氏模量测量仪［J］.物理实验，2007，27（8）:14.

［3］ 石明吉，张定群.大学物理实验教学中存在的问题及应对策略［J］.南阳师范学院学报，2011，10（9）:97.

［4］ 孙宇航.设计性物理实验教学探讨［J］.大学物理实验，2009，22（3）.

The Research and Improvement of Young's Modulus Experiment

DUAN Kun-jie，HENG Li-jun
（Henan University of Urban Construction，Henan Pingdingshan 467036）

In view of the present situation for college students physical knowledge reduction and instrument intelligent instrument，on the basis of comprehensive analysis，put forward the corresponding countermeasures. Key words:experiment instrument；teaching method；improvement

O4-33

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.01.036

1007-2934（2015）01-0110-03

2014-09-18