大学物理实验规范教学

吕波，彭凤梅，邱庆顺，饶黄云，徐小华

大学物理实验规范教学

吕波1，彭凤梅1，邱庆顺2，饶黄云1，徐小华1

（1. 东华理工大学抚州校区 物理实验中心，2. 东华理工大学长江学院 物理实验中心，江西 抚州 344000）

物理实验教学的规范对人才培养有重要的影响．阐述了从实验教案的编写、实验板书的设计、实验操作的规范以及实验评分标准等方面进行规范教学的意义，并以迈克尔逊干涉仪实验为例讲述了规范实验教学的具体实施方法．研究表明，规范物理实验教学，能有效提高教学质量，促进人才培养．

物理实验；迈克尔逊干涉仪；规范教学

物理实验是高等院校理工类专业学生重要的公共基础必修课[1]，该课程可以加深学生对物理知识的理解，同时为学生提供科学实验的基本训练，培养学生的初步科学实验能力，提高学生的科学创新意识[2]．该课程在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力[3]等方面具有其他实践类课程不可替代的作用[4]．

物理实验教学质量的高低，很大程度上取决于物理实验教学的规范性．物理实验是一门大型的公共课，一般由物理实验中心的全体教师共同承担实验教学的任务，因此每个物理实验教学的规范标准应该由实验中心的全体教师共同讨论、修改、制定，要求每个教师必须按照制定的实验教学标准进行每个实验的规范教学，确保实验教学的质量．首先，物理实验教案的编写要规范，有针对性，要充分考虑现有的实验仪器、给定的实验学时、学生的实验接受程度等，编写一份切合实际的、科学的、可操作性的实验教案，为后续的实验教学打下基础．其次，实验室黑板上的板书要简明扼要、重点突出（如实验原理的板书），实验原理图的作图要美观，避免不同的教师带实验书写不同的板书而导致教学的随意性．第三，实验教学的操作要统一，如实验初期，教师面向学生讲解实验原理、实验仪器使用的介绍等．实验中，如何指导学生调试实验仪器、观测实验现象、记录实验数据等；实验后期，指导学生如何处理实验数据，整理实验仪器等．最后，制定每个实验的评分标准，包括实验前的预习打分、实验操作的打分、后期实验报告的批改打分等．

以物理实验中心（简称实验中心）所开设的迈克尔逊干涉仪实验教学为例，阐述如何实施大学物理实验的规范教学．

1 实验教案的撰写

在撰写该实验教案时，有2个重点环节必须要考虑．首先，迈克尔逊干涉仪实验是一个近代物理综合性实验，对学生而言实验原理比较难理解．所以在实验教学设计时，考虑如何向学生讲清楚实验原理，如定域干涉与非定域干涉的概念，尤其要阐述明白实验中观察到圆环的“吞”与“吐”的物理实质．其次，还要考虑实验室现有的仪器现状，迈克尔逊干涉仪实验室有2种干涉仪，一种是WSM100/200型，另一种是WMG-1型．所以中心教师在实际教学中，会向学生介绍这2种仪器的异同，方便学生的实验操作．

2 实验黑板的板书

一个好的实验板书，应该字体优美，图形美观、表格清晰，板书内容重点突出、简洁大方．为此，实验中心组织全体教师一起讨论确定实验板书的内容，委托粉笔字书写能力强的教师板书文字，委托作图能力强的教师在黑板上做出实验原理图．为了防止板书及作图的随意性，还制作了该实验的黑板板书的电子版，并交由专门的打印设备打印，贴在黑板上．电子版制作板书的好处是可以修改，再打印，保证实验教学的与时俱进．迈克尔逊干涉仪实验的电子版板书见图1．

图1 迈克尔逊干涉仪实验的黑板板书

3 实验操作的统一

对每个物理实验的操作，规定４个环节：（1）实验预习报告的检查及随机提问、学生签名及教师为其指定实验桌号；（2）教师实验原理的讲解及实验操作的简单介绍；（3）学生的实验操作及教师的来回巡视；（4）实验结束后教师为学生打实验操作分．在第1个环节，教师检查学生是否写了实验预习报告，并且随机向学生提问，要求学生回答与实验有关的问题，可切实增强学生对预习环节的重视，提高学生自主学习能力，达到更好的学习效果．每次实验每个学生都必须签名，防止学生不来做实验，这种考勤最传统但是效果最好．教师为每个学生指定实验桌号，目的是对学生实验操作中进行有效监控，防止学生实验中的窜组．在第2个环节中，实验中心教师借助大屏幕和投影仪，向学生讲解实验原理．对一些不易让所有学生同时观察到的实验现象，如牛顿环实验中明暗相间干涉圆条纹或者分光计实验中的十字叉丝，教师利用CCD，将目镜中观察到的实验现象在液晶显示器呈现出来[5-6]，所有学生都能看到而且看得很清楚，提高了课堂效率．在迈克尔逊干涉仪的实验操作讲解中，实验中心教师有一个独特做法．通常教师在向学生展示观察圆形光屏上的圆环“涌出”或“淹没”时，由于干涉仪上的圆形光屏小，只有靠近光屏的学生才能看得比较清楚，而离得远的学生看得模糊甚至看不见．为解决这个问题，实验中心教师的做法是：取下那个小圆形光屏，在其后方稍远处放上一个大的白色纸屏，让干涉光形成的明暗条纹呈现在大的白色纸屏上，此处条纹半径比较大，条纹的“涌出”或“淹没”非常明显，离得远的学生也看得很清楚．在第3个环节中，教师来回巡视学生的实验操作，一则可以督促学生认真做实验，防止学生偷懒或伪造数据，二则评估学生的实验操作是否正确规范，为第4环节给学生实验操作打分建立依据．第4个环节，教师评估学生的实验数据，结合学生的实验操作表现，当场给予学生实验操作分，并在学生的原始数据上签好教师名字，并要求学生在提交正式的实验报告时附上这张原始数据纸，目的是防止学生篡改实验数据进行数据处理．

4 评分标准的制定

制定科学合理的评分标准有利于对学生的实验表现作出正确的评价[7]．物理实验考核突出过程性考核，实验成绩中增加预习成绩和操作成绩的比重[8]，实验中心对每个实验的评分（满分10分）设置为3部分：实验预习（1.5分）、实验操作（4分）和实验报告（4.5分）．每一部分，都有评分细则，打分都有量化（限于篇幅，不再赘叙）．以迈克尔逊干涉仪实验的实验报告批改为例，满分为4.5分，其中的数据记录及处理占2分，实验误差分析及实验的总结占1分，之所以这2项评分占比高，是因为这更能考查学生的实验数据处理能力，更能反映学生对所做实验是否进行了反思和总结[9]，而这恰恰是学生实验能力高低的重要体现．

无以规矩不成方圆，规范大学物理实验教学，能很好地保证大学物理实验教学质量的提高，促进人才培养．该大学物理实验中心是江西省首批实验教学示范中心之一，多年来实验室全体教师一直秉承着规范实验教学的理念，潜心实验教学，使得全校理工类专业学生在大学低年级阶段就打下坚实的物理实验基础，为其后续的专业学习提供了保障[10]．本文介绍了实验中心在规范物理实验教学方面的一些做法，希冀能给予同行一些参考，共同促进大学物理实验教学质量的提高．

[1] 郭袁俊，于景侠，霍中生，等．大学物理实验与理论融合教学的探索[J]．实验室研究与探索，2019，38（7）：188-190

[2] 张勇，李久会．浅谈大学物理实验教学改革[J]．辽宁工业大学学报：社会科学版，2015，17（4）：138-140

[3] 张凤琴，林晓珑，王逍．创新人才培养下的大学物理实验教学改革研究[J]．大学物理，2017，36（3）：36-39

[4] 翟淑琴，李秀平．新工科建设背景下大学物理实验教学探索[J]．教育理论与实践，2020，40（3）：50-56

[5] 邱彩虹，李永强，陈家明，等．基于THDCE-20摄像头成像的牛顿环实验设计[J]．实验科学与技术，2018，16（4）：140-142

[6] 王小怀，李卓凡．分光计快速调节辅助装置的设计与制作[J]．大学物理实验，2012，25（1）：25-27

[7] 王红梅，邹艳，栗军，等．新工科背景下大学物理实验创新教学的探索与实践[J]．中国现代教育装备，2019（11）：104 -106

[8] 李建英，韩新华．物理实验教学的“311”创新模式[J]．高师理科学刊，2017，37（11）：88 -90

[9] 钱霞．大学物理实验教学效果的若干方法和手段的探讨[J]．物理通报，2019（12）：4-6

[10] 郭伟杰．“新工科”背景下的大学物理实验教学改革探索[J]．教育现代化，2019，6（80）：67-68

On the standardized teaching of college physics experiment

Lü Bo1，PENG Fengmei1，QIU Qingshun2，RAO Huangyun1，XU Xiaohua1

（ 1. Physics Experiment Center，East China University of Technology，2. Physics Experiment Center，Yangtze River College，East China University of Technology，Fuzhou 344000，China ）

Discusses the necessity of the standardized physics experiment teaching in connection with talent training．Elaborates the significance of standardized teaching from the preparation of experimental lesson plans，the design of experimental blackboards，the specifications of experimental operations，and the experimental scoring standards．The specific practice of this experimental center is described as an example with Michelson interferometer experiment for peer reference．The result shows that standardizing physics experiment teaching can effectively improve teaching quality and promote talent training．

physics experiment；Michelson interferometer；standardized teaching

O4-33∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2020.09.021

1007-9831（2020）09-0081-03

2020-05-13

江西省教育厅教学改革研究项目（JXJG-16-37-2）；东华理工大学长江学院教学改革研究项目

吕波（1973-），男，江西崇仁人，副教授，硕士，从事大学物理及实验教学研究．E-mail：blv2011@sina.com