关于物理实验的设想

高如强

物理学是实验科学，物理概念的建立和物理规律的发现都依赖于反复的实验。物理实验课的目的是：使学生在实验的基本知识、基本方法、基本技能等方面受到较系统的训练，加深对物理学基本概念和基本规律的理解和掌握，培养良好的科学素质、创新精神和实践能力。

一、 改革物理实验教学，努力培养创新人才

（一）、精选必做实验，扩大选做实验

可对原有实验做认真细致的分析和反复多层次的讨论，从中精选1/3～1/2最基本的实验为"必做实验"。这些实验需具有特别重要的意义和十分明确的要求，包括物理实验领域最主要的内容。

其它大部分实验改为"选做实验"，同时增加许多新实验供学生选择。选做实验内容广泛，方法新颖，充满现代气息，必然深受学生欢迎。有实验供学生选择，大大提高了学生学习的主动性和积极性，有利于他们创新精神的培养和个性的发展。

（二）、实验园地和自学实验

为了让学生有自由进行实验活动的条件，可开辟一定面积的"实验园地"，并开设自学实验选修课。

在实验园地里，放置各种类型的即将报废的仪器，如示波器、显光镜、计算机等。学生可在园地里进行自己喜爱的实验活动。园地实行"拆坏无过。修好有功，创新有奖"的原则，学生可以不必但心损坏仪器的赔偿，因而可大胆的拆、装、创。

（三）、小课题实验和综合实验

在学生较好的完成了基本实验的基础上，开设"小课题实验"和"综合实验"，以进一步提高学生的创新精神。

总之，为了培养创新人才，物理实验教学改革在这方面的工作大有可为。

二.对设计性实验的一些建议

（一）、原理设计性实验

为了克服作业和实际操作性设计实验的不足，在理论教学中，除通常的作业外，通过让学生完成一定数量的原理性设计实验，也是培养学生综合应用知识和创新能力的方法。

（二）、实际操作性设计实验

实际操作性设计实验，要求学生不仅给出实验原理、所需仪器、操作步骤等，而且要实际操作。要求实验室要有充足的仪器，或者需要给学生指定一定的仪器范围。

（三）、制作性设计实验

要求学生按照一定的物理原理，设计并制作某一装置，来验证某一规律或达到某一特定目地。例如制作一装置，使一只鸡蛋随之从四楼落下而不破，并要求所用原料最少。

三.在物理实验中引入计算机辅助教学

在物理实验中引入计算机辅助教学，必须保持其课程的主体性和基本内容不变，紧紧地围绕着实验方法和技能的学习与训练来选好题材和内容。

1）计算机辅助教学（CAI），主要用计算机课件来帮助学生做好预习、思考问题和对一些较难调节的仪器、装置或较难做好的实验给予启发和提示。

2）對实验数据的处理和分析。 在物理实验中，对实验数据的处理和分析是必不可少的。有一些处理比较繁杂，手工计算很困难，改用计算机辅助来做就容易得多。在基础物理实验阶段，主要是应用微机辅助来做的拟合、查值、误差计算和图表的制作。

3）模拟实验 在物理实验中，有一些验证性实验对测量精度要求比较高，采用仪器测量难以达到要求。还有一些实验是对过程或现象进行研究的，使用仪器装置无法做到或缺陷较多。对于这一类仪器做不到或效果不好的实验，可以用计算机模拟实验的办法来解决。

4）辅助测试和过程监控 这是计算机应用的硬件基础，主要包括接口的连接与使用;数据的采集、存储;实验过程的监测，控制。

在基础物理实验中引入微机辅助教学有利于学生早一点学习计算机的应用，但在教学安排上 ，要注意一些问题

1）分阶段进行。将微机辅助实验的方法和技术分解成若干个单元，在进行教学时将各个单元分散安排到各段实验中，按先易后难，先简单后复杂编排好

2）注意各有关教学内容之间的配合，如程序的设计和算法语言，必要的高数知识的配合;微机辅助测试和算法语言、接口技术的配合等等，要注意安排好。

3）不要面面俱到而是有所选择。由于基础物理实验的性质和教学课时的限制，引入过多的计算机机应用是不行的。因此必须根据具体情况来选取适合该专业的题材。

总之，在物理实验中引入计算机辅助教学，对于物理教学和科学研究都具有重大的意义，前景非常广阔。

四.物理实验中优化学生实验心理

据调查，形成学生不良实验心理的原因主要包括以下几个方面 1）来自我国应试教育心理的影响，学生认为物理实验是以巩固理论知识为主，对于自身实验技能和独立意识"帮助不大" 2）来自实验课本身教材、教学设计、教法陈旧的影响。这种缺乏创意和趣味的实验教学模式难以激发学生的求知欲 3）来自教书与育人脱节的影响。

学生在实验中暴露的心理问题，很大程度上需要从教育观念和办学思路上加以解决，只有使新的教育思想从观念上得到确立，化解和调适这些制约教学效果的不良心理定势才能收到实效。

改进物理实验考试方法。动力是在压力下产生的，学生学不好物理实验，一定程度上也在于考试压力不大或没有考试压力。所以要对物理实验课进行标准化考试，这样对规范实验教学，提高教学质量起到重大的作用。

必需加强教学中的思想疏导工作，传授知识和灌输道理双管齐下。大学物理实验确实需要精讲细作，但决不意味着教师可以忽视育人的责任。由于学生在整个中学时代都是一种应试教育的气氛下走过来的，思想观念还很不成熟，忽然有一种开放式的环境中由自己思考和安排一切还不具备条件，如果在教学中缺乏成才目标、素质结构、努力方向和实现立足点等问题的疏导，提高教学质量就失去了保证。

综上所述，优化实验心理是提高物理教学质量，促进学生实践能力生成的一个重要环节，挖掘这方面的潜力是高校实验教学改革不可忽视的内容之一。