霍尔效应实验报告范文
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第1篇
1传统教学中存在的问题
传统的大学物理教学是由普通物理和物理实验两门课组成，课程设计的初衷是让学生通过理论研究和实验观察的方法，抽象逻辑思维和直观的方法来学习物理，二者相辅相成，互相促进，两者同等重要，不可偏废．达到培养学生逻辑思维能力、动手能力和观察能力的目的．但现实情况是，尽管理论课与实验课的基本内容保持大体一致，但由于是两门课，同时由于实验条件的限制，理论与实验很难保持同步，往往会出现这样的情况，理论课讲的是力学内容，物理实验课上做的是光学内容，这样学生很难用学到的理论知识去指导实验以及通过实验来验证和总结物理规律．学生在理论课上还是埋头死记一些物理公式和定义，感到物理课非常抽象、枯燥、难以学懂，而在实验课上，由于对有关的物理理论大都已淡忘，有的甚至根本还没学，因此只是按照规定的操作流程记录一些数据来完成实验报告，实验过程中为什么这样做，通过实验获取什么、锻炼什么、甚至实验的目的都不是很清楚．理论与实验起不到相辅相成，互相促进的作用．
2理论与实验有机的结合
为了解决传统教学中的问题，首先我们将普通物理与物理实验整合为一门课：“大学物理及实验”，使理论教学与实验教学保持同步，教学过程中理论与实验穿行．课堂上讲解有关实验的原理、实验的目的等，在实验中让学生体会和注意有关的实验现象说明哪些物理规律，达到培养学生观察问题、思考问题和解决问题的能力．例如，在力学中，结合物体的受力分析我们要做“用拉脱法测液体的表面张力系数”实验，首先在课堂上讲解液体的表面张力，实验的基本原理以及实验中有关圆环的受力情况，提请学生们在实验过程中，注意观察表征液体表面张力大小的物理量是如何变化的．实验过程中，会发现表征力大小的电压逐渐增加，到最大值后再减小，然后在某个值下突变．结合该实验现象，首先让学生们思考，液体的表面张力是最大值还是突变前瞬间的值，然后告诉学生对该问题现有两种解释，一是由于圆环不是水平的，造成液面部分脱落，所以应该读取最大值．另一是液面是突然破裂，由于环上的水逐渐滑落引起的力由最大值逐渐减小，然后让学生给出自己的观点，并通过实验数据和理论进行证明，将有关内容体现在实验报告中．努力做到用理论指导实验同时通过实验进一步加深对理论的理解．
3课程教学中贯穿CDIO理念
CDIO改革的三个总体目标是要把学生培养成能够掌握深厚的技术基础知识；领导新产品和新系统的开发和运行；理解技术的研究与发展对社会的重要性和战略影响．在课程教学中，结合实验让同学们把每一个实验当作CDIO的一个项目来进行学习，做到在理论课堂上完成C（conceive思考），课下完成D（design设计），在实验室完成I（implement实施）和O（Operate运行）．例如，在电磁学中结合霍尔效应我们要做“霍尔效应及霍尔元件基本参数的测量”实验，首先在理论课上讲解完霍尔效应，让学生们思考霍尔效应有什么用？如何利用霍尔效应测量有关的物理参数？布置课下作业让学生设计霍尔元件基本参数的测量装置，然后在实验室只对学生讲解各个分立仪器设备的作用，整个实验如何操作，如何进行由学生根据自己的设计去实施，整个实验运行的结果体现在实验报告中．这样通过一个具体的普物实验，让学生体会CDIO每一步所包含的内容，使学生CDIO的能力得到不断地锻炼和提高．
4课程教学中注意培养学生的团结协作能力和表达能力
CDIO教学的培养目标之一是要培养学生的团结协作能力和表达能力，教学过程中我们有意识地将一些思考题或项目以作业的形式让学生以宿舍为单位，课下进行充分的讨论和论证，然后每个宿舍推举一个同学在课堂上进行表述．例如，在电磁学中，讲解霍尔效应和电磁感应的内容后，我们布置的项目是用什么物理原理去测量磁场，并设计相应的实验装置，我们发现，学生学了有关的物理知识，如何去用，如何根据相应的物理原理设计实验装置，开始是很欠缺的，需要不断引导和反复训练．通过宿舍内同学之间的讨论，同学们思考问题的不同方式，开阔了思路，增强同学之间团结协作能力，同时也锻炼了表达能力．
5基于CDIO的教学模式改革
传统的物理课侧重培养学生掌握系统的基础知识，往往忽略了培养学生在领导新产品和新系统的开发和运行上的能力，这也是CDIO改革希望达到的目标之一．传统教学模式，重点放在被动的信息传递上，而没有放在让学生更多地从事操作、运用、分析和判断概念上．加之课程概念抽象、公式繁杂，这样的教学模式很难取得好的教学效果．传统的普通物理实验中验证性实验所占比例较大，与产品设计、企业生产等实际的工程环境几乎没有联系，这使得学生在本来最方便获取工程经验的环节反而收获甚少．此外，更重要的是没能将个人能力、职业能力、素质、团队工作和交流能力等一系列综合能力的培养融于课程中．CDIO改革的三个总体目标是把学生培养成能够掌握深厚的技术基础知识；领导新产品和新系统的开发和运行；理解技术的研究与发展对社会的重要性和战略影响．据此，“大学物理与实验”课程体系改革必须考虑一体化课程的构建．制订一体化课程计划，首先向学生阐明该学科与其他学科知识的联系，让学生认识到物理知识与其他各种学科知识是相互支持的；其次在课程学习中，将个人的交流能力以及产品、过程和系统建造能力的培养看作这个课程计划不可分割的一部分．无论理论教学还是实验教学，目的是希望学生通过该课程的学习应学到相应的知识和具备一定的应用能力．理论教学不应该是简单枯燥的“填鸭”，而应该是基于主动经验学习方法的教与学．例如“大学物理及实验”课程中关于光的波动性、光的波长、光的干涉、衍射等光的特性的学习，学生很难根据公式来深刻理解．但是如果我们采用以下过程，学生一定会有领悟．课前准备：教师提出与相应概念有关的一个典型工程案例，学生查找相关概念的资料；课上教师讲授，学生分组讨论或辩论；课后实践：也可以自己设计实验方案来验证有关概念，最后才是学生做课后计算作业．该过程就是一个主动学习的过程，让学生致力于对问题的思考和解决．这个认知的过程不仅有助于提升学生的学习能力，取得良好的学习效果，而且可以帮助学生培养批判性思维能力和养成终身学习能力．教学过程中把教学的重点放在物理原理和物理知识的应用上，简化有关物理原理和公式的推导，精心设计有关的题目或项目，充分发挥学生的创新思维，强调在实际环境中制造产品和实现设计，让学生有机会把所学到的理论知识和专业兴趣联系起来．例如让学生设计测试方案，确定匀强磁场和交变磁场的实验，该项目作为课程内实验虽有相关内容，但学生必须了解同样是测量磁场，不同性质的磁场，其测量方法是不同的，所用物理原理也不同，学生可以首先自主设计测试方案，以宿舍为单位进行交流和论证，然后到实验室进行测试，最终上交书面报告．该报告并非只是测试结果，而是完整的方案解决报告．可以选择项目成绩好的学生制作PPT进行全班的交流．逐渐培养个人工程推理和解决问题的能力、系统思维能力、创造性思维能力以及人际交流等等．
第2篇
关键词：物理实验；教学改革；电类专业；创新能力
物理实验教学改革的主要任务是在有限学时内提高教学效果[1]，使学生的各种能力得到最好的训练和培养。目前，由于国内大部分高校存在实验设备投入相对不足，造成大部分高校对工科所有专业开设同样的实验教学项目和内容[2]。鲜有高校针对某一类工科专业或某一专业开设特定的物理实验教学项目和内容；另外，物理实验室也存在仪器较为陈旧，实验教学内容不能与时俱进，实验教学形式较单一等现象[3-5]；除此之外，高校由专才教育向通识教育的转变，减少学生的基础课时，造成学生的基础不扎实，削弱了学生学习基础课程的兴趣。这些原因使物理实验教学难于达到较好的效果。因此，探索更有效的物理实验教学方法，对促进学生各种能力的培养具有积极的意义。为此，我们以电类专业学生为研究对象，结合电类专业后续课程的需要和对该类人才的需求，探讨了电类专业的物理实验教学改革。
1各专业特点
1.1课程结构特点
电类专业在理工科高校中占有半壁江山，是国内理工高校专业的重要组成部分。电类专业包括通信工程、电子信息工程、电子科学与技术、电气工程、微电子技术等专业。其培养目标是：主要培养从事通信工程及计算机网络系统、系统分析、系统设计、系统运行等方面的研究、制造、开发和应用，且具有扎实基础、宽广知识面的、宽口径就业的高级人才[6-7]。电类专业即与“电”相关的专业，主要课程有：电路理论系列课程，如电路分析、电子线路、电路原理、电子技术基础；通信理论系列课程，如电磁场理论、微波技术与天线、光纤通信、移动通信、计算机网络通信；自动控制系列课程，如自动控制理论、信号分析与处理；以及计算机技术等课程。这些专业课程的基础必修课程为高等数学、大学物理、大学物理实验、电工实验等。国内有不少高校对高等数学、大学物理等基础课程对后续专业课程的影响作了较深入的研究[8-10]。得到了扎实的基础课程理论对后续课程的学习具有很大的帮助。另外，基础课程的开设及内容选择对后续专业课程的学习也具有较大的影响。工科专业的课程任务较重，各学科课时也显得较为紧张，特别是目前大学教育呈现宽口径就业人才培养的情况下，表现尤为突出。因此在压缩基础课程时间的前提下，如何设置基础课程，结合各工科专业需要，选择基础课程的教学内容，提高教学效果是工科各专业教研教改的探索方向。大学物理实验作为高等理工科院校的必修基础课之一，在人才培养方面启到了非常重要的作用。但目前全国理工高校仍采用各专业统一实验教学内容的模式。这种情况严重脱离各专业发展需求和社会发展需要，没有达到与时俱进的目的。因此，结合各专业后续课程研究大学物理实验教学内容的选择对探索人才培养具有积极意义。
1.2就业方向及要求
近年来，电类行业快速发展，电类专业的毕业生如沐春风[11]，如华为、中兴、UT斯达康等知名企业给电类专业的毕业生提供了很多就业岗位，而且是诱人的高薪职位。因此，电类专业毕业生的前景较好。毕业生的就业方向分为研发职位、非研发职位以及其它职位。研发职位包括硬件工程师、通信工程师、电子工程师、电气工程师等；非研发职位包括电气运行与维护、测试工程师、技术支持等；除此之外有部分电类毕业生也走上公务员、教师、管理等岗位或继续深造。随着社会的发展，社会各岗位对电类专业毕业生的基本素质要求除了要有扎实的基础知识、宽广的知识面外，还必须具有较强的创新能力。除此之外，随着高校培养电类人才总数的增多，各类企业对该类人才需求相对减小，因此高校必须培养更具竞争力的毕业生才能更适应社会的需求。这种竞争力包括学生的创新能力。因为创新能力的培养不仅要有扎实的专业基础，而且必须有扎实的高等数学、大学物理知识和大学物理实验和电工实验技术，所以基础课程的教学必须更有效，基础课程的教学内容也必须与时俱进。各类实验对培养学生动手能力和创新能力起着关键的作用。其中物理实验是基础的基础，对学生的创新能力的培养具有不可代替的作用。因此基于教学内容分类模式研究不同专业的物理实验教学内容，对激发学生学习兴趣，扩大学生的专业基础知识面，培养学生各种能力具有重要意义。
2教学改革
目前，我国高校专业设置多样化，新专业、热门专业层出不穷[12]。受高校硬件条件和师资条件影响，针对每个专业定制特定的物理实验教学项目并不现实。因此，把同类型的专业按大类开设相应的物理实验教学项目是一种较优化的方式。所以我们以电类专业为例，针对该专业探讨物理实验教学项目与内容的改革。
2.1实验项目的改革
改革前，我校理工科专业的物理实验课时共64学时，包含绪论课学4学时，共2学分，在大一下学期和大二上学期开课。全校理工科专业的实验项目相同，也即所有理工科专业必须完成相同的20个实验项目才能取得相应的学分。改革前后的实验项目同样分为基础实验（A类）、综合性实验（B类）、设计性或探索性实验（C类）。但实验项目和内容突出“电“的特点。在保证课时不改变的前提下，拟对减少电类专业的实验项目，但深化每个实验项目的教学内容，开展探索性实验项目教学。减少实验项目的目的有二方面：一是改变以前教学中各实验项目平均用力的现象，导致每个实验内容完成并不理想；另一方面是虽然减少实验项目，但每个实验项目的内容加深，让学生能更深入地研究改革后的实验项目，从而让学生的思维能力和创新能力得到更好的培养。如表1为改革前后的实验项目及学时数。为了更好地结合后续专业课程，深化学生知识的运用能力和培养学生的创新能力，所以增加了霍尔效应的应用及基于霍尔效应的漏电开关设计的探索性实验，而且把探索性实验作为电类专业学生实验项目中的重要内容，学时共为12学时。
2.2实验项目的选择依据
实验项目和内容选择的主要依据为与电类专业后续课程相关，有利于毕业生的思维能力、创新能力、动手能力的培养，突出“电类“的特点。如示波器（包括数字示波器和模拟示波器）是电子技术、医疗检测技术中使用最广泛的测量仪器之一。它能直接测量电信号或能转化为电信号的物理量的波形。电类专业的后续课程电路分析、电子线路等课程均要用示波器检测的基本知识。学生通过该实验项目的训练，掌握示波器的基本原理，以及测量电信号和分析电信号波形的方法。电类专业毕业生走上专业对口的工作岗位仍需用到示波器检测电子设备的信号波形。因此，开设示波器的基础实验项目能起到为专业课程的学习和工作岗位奠定基础；又如巨磁阻效应在硬盘存储技术中应用非常广泛，由于巨磁阻效应的发现，改变了硬盘的读写方式，巨大地促进了硬盘的存储密度，使硬盘的存储容量以MB字节计到GB到TB字节计的飞跃发展，通过该实验，让学生了解巨磁阻效应现象及其基本原理，以及在计算机中的应用；霍尔效应传感器是一种灵敏度极高的传感器，它可直接测量磁场或磁场的变化，而且测量数据非常精确。根据磁场的变化还衍生出位置传感器等等。因此霍尔效应传感器广泛应用于各类的电子产品或其它工业，如手机、汽车等。因此增设霍尔应用的应用及基于霍尔效应的漏电开关设计的探索性实验项目，旨在深化电类专业学生对知识运用能力、思维能力，更好地培养学生的创新能力。总之，实验教学项目改革体现让学生掌握物理基础知识，培养学生各种能力的同时，让物理实验内容更好地成为专业课程的基础和学生走上工作岗位的基础。
2.3考核评价方式
考核评价是对学生学习过程和学习效果的一种总结，也是教学效果的反馈之一。因此，一个合理的考核评价方式是教学改革的成败的体现之一。改革前的考核方式采用实验报告评分制，但每个实验报告权重一致，最后得到平均值，然后再转化为“优秀”、“良好”、“中等”、“及格“、”不及格“的五级制。改革后，为了体现实验项目要求和实验内容的难易，简单将基础实验、综合实验、设计性实验分别标为A、B、C类等级，A、B、C类等级的权重分别为0.2、0.3、0.5，然后将全部实验报告分数采用A、B、C类等级的加权平均算法得到一个平均实验成绩，(1)根据公式（1）的加权平均值，将平均成绩转化为五级制等级。采用不同权重的目的不仅是为了突出实验教学改革后的重点教学内容，更重要的是突出教学内容背后创新能力和思维能力的培养。
3结束语
目前的物理实验教学模式存在二方面的不足：一方面与后续专业课程结合不紧密，另一方面存在实验项目过多，不利学生在有限时间内掌握过多的基础知识和对某一知识点的深入研究。因此，结合后续专业课程的特点和需求，探索不同专业的物理实验教学改革对人才培养具有积极的意义。我们以电类专业的物理实验教学为例，研究了电类专业物理实验教学的改革，并在部分电类专业作了尝试，取得了良好的教学效果。在保证学时不变的情况下，结合实验室已有的实验仪器和专业后续课程，并突出“电”相关实验的特点，减少实验项目，但深化每个实验项目的教学内容和深度。并增加了具有研究性的实验项目：霍尔效应及其应用及基于霍尔效应的漏电开关设计。通过探索性研究实验项目，深化学生的知识基础，激发了学生探索研究物理的积极性，同时强化了电类学生对霍尔传感器在电子技术中的应用能力，培养了学生的创新精神。因此，这种结合专业特点的基础学科教学方式能较好地激发学生对物理实验的兴趣和积极性，也能较好地培养学生的各种能力，以及促进学生掌握专业的基础知识。
参考文献
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第3篇
关键词：物理实验；参与性学习；独立学院
近年来，随着各行各业对创新型应用型人才的需求，本科教学的模式也该随之变革。多年来中国的教育使得大多数学生养成被动的学习方式，重理论、轻实践，不愿花费时间去找办法解决实际问题。而参与性教学是解决这一现状的比较好的方式。大学物理实验课程是学生进入大学遇到的第一门实践性课程。开展好这一门课对学生的意义重大。除了学习操作仪器处理数据等一些必需的技能外，还必须让学生明白在实践中发现问题进而解决是十分重要的。目前，物理实验参与性学习甚至研究性学习在一些大学中已开展得比较系统，如东南大学、复旦大学皆有自己的一套物理实验研究性教学模式。对于这些学校，一方面，教学和科研实验室条件好；另一方面，学生基础好，对学习有兴趣并更具钻研精神，参与性教学比较容易开展。而对于独立学院，相对来说实验室条件有局限性，教师的主要任务是搞好教学，大部分学生也是以拿到学分为目标而完成课程。但是，笔者认为独立学院的学生也是需要进行参与性学习培养的。本文结合笔者的教学经验讨论在现有条件下如何在独立学院的物理实验课程中开展参与性学习。
一、独立学院物理实验教学现状
以中国传媒大学南广学院为例，该学院对广播电视工程、通信、电信专业的学生开展了大学物理实验课程的教学。实验教学内容包括力学、光学、电磁学这几部分，基本符合对工科电类本科生的培养要求。学院针对自己所具备的实验仪器已经编写出配套的实验教材，并在10年来的教学中积累了丰富的教学经验，但仍然存在一些问题需要重视和解决。
1.实验教学模式化。实验课的流程是教师讲解实验原理，介绍实验仪器，安排实验内容，学生按部就班测量数据，撰写实验报告。在这种模式下，学生往往在原理还比较模糊的情况下就机械性地测量数据，最后虽然完成了实验，但很多学生并没有去思考实验设计、仪器搭配等基本问题，应具备的科学和工程素养得不到提高。
2.实验报告形式死板。实验报告使用的是统一的实验报告册。上面分为实验目的、实验仪器、实验原理、实验步骤、数据处理与分析这几块。除了最后一块，大多数学生只是不加思考去抄实验教材。一则浪费时间，二则没有琢磨和真正理解实验原理和实验中的一些实际问题。
3.实验考核形式单一。目前，实验成绩由两部分构成，出勤和操作占50%，实验报告占50%。一方面，学生是按教师的讲解按部就班操作的，很难提高学生操作技能和解决问题的能力；另一方面，由于实验报告形式死板，实验报告成绩相差也不大，不能反映学生对实验的真实掌握情况，也不能通过实验成绩对学生实现成绩上的区分和应有的激励作用。
二、物理实验参与型学习方案探讨
目前，国内独立性学院正处于发展初期，学校往往由于办学条件和生源层次的限制，无法在实验科研条件和学生课外科研项目上有太多的投入。在长期的教学实践中，笔者总结出以下几种参与性学习方案，并取得了较好的效果。
1.改进实验报告形式。实验报告采取一份报告对应一个实验的形式。报告上印制好做该实验前需要作答的问题，用来检查学生的预习情况。接着是数据表格的填写、误差分析、作图等。最后是实验完成后需要作答的一些问题。该方法既能大大节约学生书写实验报告的时间，又能使他们更加认真地进行预习，通过问题不知不觉地对实验原理和实验方法进行掌握。
2.与学生一起解决实验中遇到的问题。当学生在做实验时，总会碰到一些意想不到的问题。教师可以抓住这些机会，在排除实验仪器故障或错误实验方法时，让学生参与其中观察，思考甚至动手来一起讨论解决这些问题，这样能够使得学生深刻地了解仪器的构造，并提高其发现解决问题的能力。
3.拓展实验小课题。在常规实验内容的基础上，教师还可以建议学生利用现有仪器去探究其他的物理现象和规律，自己完成感兴趣的实验小课题。比如分光计实验的常规内容是对三棱镜的顶角和汞光灯绿色谱线折射率的测量，在此基础上，教师可以启发学生测量汞灯的光谱和色散曲线。再比如，霍尔效应实验中除了常规的测量线圈轴线上的磁场外，还可以将测量扩展到整个空间的磁场分布。这种扩展可以有很多，它既不需要购买新仪器，又可以锻炼他们科学研究的能力。本文通过分析独立性学院物理实验课程的现状，探讨设计了具有较强可行性的参与性实验教学方案。希望通过开展上述参与性学习方案，利用现有的实验室教学条件在规定的必修课时内，促使独立学院工科学生掌握实验研究的方法和手段，培养应有的科学研究和工程技术素养。
参考文献：
[1]陈乾，戴玉蓉，钱锋.课内外相结合引导低年级学生自主研学[J].实验室研究与探索，2011，30（10）.
第4篇
1.与中学物理教学的衔接
由于中学物理模块化处理，学生学到的知识是不完整的，不同学校选学的内容不一样，做过的实验也不一样。如此一来，有的学生没学习到热学、光学，有的没学习到振动和波，有的没学习到动量和近代物理知识。在中学，自习老师去辅导，有问题能及时得到解决；进入大学之后，物理学习更偏向抽象推导，依托强大的数学工具可以将研究进行得更深入，也更精确。在大学，老师对物理概念讲解多，课堂知识密度大，低年级学生很不适应，导致实验时，在理解实验原理上感到困难，对实验的重要性认识不够，缺少基本的实验操作技能，有的甚至连接简单的线路都不会，只能是依葫芦画瓢地完成实验报告。
2.大学物理实验课和大学物理课在课程上的衔接
物理实验从原来的物理课程中分离出来，形成了一门独立的课程后，教学时间安排上与大学物理课不同步，大一下学期开始上实验课，力、热、电、光、近代物理各方面实验全有。大学物理课还没讲到的知识可能在大学物理实验课中就要用到，所以，在做实验时难免会遇到一些新知识、新概念。这样，老师讲的就显得多了，有点不像实验课，这也导致学生对实验课的不适应，加大了学生的认知难度，实验时困难重重。
二、教学改进的几点思考
1.大学物理实验也要激发学生的学习兴趣
其一，通过联系生活实际，将本实验的重要性告诉学生，可以激发学习兴趣。教师在备课时应关注实验在实际中的应用。比如，“用箱式电位差计测量热电偶的温差电动势”，可以告诉学生，人们家里用的燃气灶，其中有的电磁阀就是用温差电动势原理控制燃气、及时报警的，简单地讲一下其工作原理。“RLC串联电路的暂态过程研究”，一方面可以联系供电设备中实际电路，当电源接通或断开后的“瞬间”，这时电路中的电流或电压可能出现过电压或过电流的现象，如果不预先考虑到暂态过程中的过渡现象，电路元件便有损伤甚至毁坏的危险；另一方面，通过暂态过程的研究，还可以控制和利用过渡现象，如提高过渡的速度，可以获得高电压、大电流，起到延时等作用。“全息照相”，可以加进白光再现拍照，介绍生活中的全息防伪标识原理。“调相型磁通门实验”，可以介绍磁通门测磁法在第二次世界大战中被应用于探雷、探潜等方面，战后被广泛应用到地磁研究、地震预报研究等。这样通过联系生活实际进行教学会收到好的效果的。
其二，实验课上要精讲，多给学生操做和思考的时间培养兴趣。教师要弄清学生做这个实验的目的是什么，讲解重点是什么。比如，“三线扭摆测转动惯量”实验，如果其教学目的是掌握测量原理和方法，训练不确定度的计算，那么，其中公式的推导就不必细讲，不要占用学生那么多的时间。如果老师还像教小学生那样手把手地教学生怎么做实验、怎么算不确定度，那么，学生只能模仿重复，而不会被激发兴趣的。“吃人家嚼过的馍不香”，学生的兴趣是在动手、动脑中培养起来的。
1.注重知识点的衔接，降低难度
大学物理与中学物理教学的衔接，是高校物理教师在大学低年级教学时必须面对的问题。但很多教师更多关注大学范围的物理专题研究，而能够深入了解中学物理教学内容的不多，对二者的衔接问题研究则更少。如果我们多一些关注中学物理教学内容是可以将二者的衔接问题处理好的。如“霍尔效应及其应用”实验原理讲解时，洛伦兹力的方向就可以用学生熟悉的左手定则加安培定则来判断；“电表的改装及其校准”“光电效应测普朗克常量”“受迫振动的研究”“惠斯通电桥测电阻”“示波器的使用”等实验，可以多回顾中学做的实验原理，让学生感觉到大学物理与中学物理知识的衔接点及不同点。
2.课上多些探讨，多些互动
第5篇
[关键词]应用型；大学物理；教学改革
[中图分类号]G642
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3712 2015 13-0070-02
[作者简介]宗波 1981― ，男，江苏泰州人，硕士，南京理工大学泰州科技学院讲师，研究方向：稀土合金和铁氧体材料研究。
一、地方应用型本科院校大学物理教学现状
随着经济的发展，市场的人才需求也不断发生变化，应用型人才是当今市场急需的具有扎实的理论基础知识，同时具有较强的实践应用能力，专业口径宽、思维能力强，能将所学理论技术知识应用于生产当中解决实际问题的复合型人才。[1]《大学物理课程教学大纲》明确规定，大学物理课程教学应侧重帮助学生总结得到相关理论知识的方法与过程。通过构建物理模式让学生理解物理知识，同时培养学生分析问题和解决问题的能力。[2]为满足市场的人才需求，应用型本科院校正改革大学物理教学。但纵观我国地方应用型本科院校的大学物理教学可发现其仍有许多不足之处。
第一，教学内容陈旧，与社会需求脱节。受苏联教育模式的影响，为体现知识的完整性和严密性，我国地方应用型本科院校大学物理教学所使用的教材多是以理论为主，辅以公式和数学推导来解决问题。传统教材过分注重理论知识而忽略了知识的应用，很少有与实际生活相联系的物理知识应用方面的内容，教学内容与社会需求严重脱节，难以实现培养应用型人才的目标。
第二，教学方式落后，难以激发学生学习兴趣。受传统教学思想的影响，很多教师采取传统的教学方式，用“教师讲，学生听”“教师演，学生看”的方式进行教学。这种教学方式未认识到学生的主体性，采取“填鸭式”的方法将知识灌入学生脑中，导致学生不明所以，长此以往地使用这种教学方式不仅不利于学生消化知识，还会使学生逐渐失去学习物理的兴趣。
第三，教师素质不高，影响教学质量。即使是处于信息化的现代社会，还是有很多教师难以跟上时代步伐，在教学的过程中“照本宣科”。就算是物理实验教学，也有部分教师依照教材所示方法给学生讲解和演示，或要求学生依照其事先拟好的方案进行实验，这完全违背了培养应用型人才的要求，也影响了教学质量。导致这种现象出现的主要原因是教师素质不高。有些教师因忙于科研工作而忽略了教学，有些教师则是因为专业基础不扎实，缺乏创新精神导致难以引导学生顺利进行实验或创新课堂教学方法。
第四，成绩考核体系不科学。现大多数地方应用型本科院校的大学物理课程考核多是采取笔试成绩为主、实验成绩为辅的方式，其中实验成绩主要包括学生平时的实验报告和实验过程中的表现。但很多学生的实验报告只是在网上搜索的，有些甚至是抄袭的，而学生在实验过程中的表现教师也难以全面了解；笔试又多是考理论知识，难以全面、客观地反映学生的真实学习情况，在很大程度上打击了学生学习物理的自信心和积极性。
二、地方应用型本科院校大学物理教学改革措施
培养应用型人才既是现代社会经济发展的必然需求，也是本科院校立足于教育市场的有效方法。大学物理是很多地方应用型本科院校的必修课程，这门课程可帮助学生打好扎实的专业基础、提高学生的科学素养及创造性思维能力。[3-4]因此，地方应用型本科院校大学物理教学现存在的问题必须解决。
第一，更新教学内容，实施“模块组合”教学。教学内容是学生获取知识的主要来源之一，不同教学内容的组合是激发学生学习兴趣的一种手段。首先要更新教学内容，将最新的前沿成果融入教材当中，让学生了解所学知识与实际生活的联系，使其认识到大学物理在社会生活中所发挥的作用。如在讲波动光学时可引入激光、光信息、光刻等方面的技术知识，联系生活中常见的光盘记录、激光防伪等技术，使学生感受到物理知识与实际生活有密切的联系，对物理产生浓厚的兴趣。此外，大学物理的课时有限且多为公共课，不同专业的学生对这门课程的需求也不尽相同，教师要恰当地选择教学内容，将其模块化，并科学、合理地进行组合，实施“模块组合”教学。如将大学物理中相对独立的质点力学、刚体力学、振动和波、热学、电磁学、波动学列为纵向模块，将近代物理及物理应用归为横向模块，这样可以根据课时安排或不同专业的培养目标组合各模块，让学生既能学到物理知识，又能提高逻辑分析能力及应用能力。
第二，改善教学方式，联系实际应用。传统的教学方式难以触及学生兴趣点，导致课堂气氛沉闷，教学效果不佳。教师可以采用探究式教学法、实验教学法、演示教学法等方式，活跃课堂氛围，激发学生学习的积极性和主动性。如在讲“红限”时，因其概念抽象，教师可用演示实验的方法，用不同强度的红光照射于金属钾电极表面，都不会产生任何光电流，但用绿光进行照射却有光电流出现。通过这个实验，学生很容易就能理解“红限”的概念。此外，为加强学生的实际应用能力，教师应将课堂教学与实际应用相联系，激发学生兴趣，引导学生将所学知识应用于实际生活当中。如在讲“霍尔效应”时，可引入新闻“量子反常霍尔效应”，这样不但增长了学生的课外知识，而且通过前沿问题的反应让学生了解到大学物理在实际生活中的作用，使学生乐于深入探索物理知识。
第三，提高教师职业素养，加强教师教学能力。教师在教学的过程当中起主导作用，教师的职业素养是影响整个课堂效果的主要原因之一，要想提高教学质量就必须提高教师的职业素养，加强教师的教学能力。为此，可让教师进入专业的培训中心进修，转变教师的教育理念、改善其教学方式、端正其教学态度。另外，借助教研活动让教师在授课之余了解最新的物理科技动态及科研成果，丰富教师的物理应用知识。鼓励教师加强自身的创新能力，在实验的过程中深入思考新问题，这样才能为学生树立榜样，激发学生的创新热情，培养学生的创新思维。
第四，完善成绩考核体系。成绩考核是对学生学习成果的检验，成绩考核的方式在一定程度上影响成绩考核的结果。为全方位、客观地考查学生的学习成绩，教师可采取多元化的考核方式，根据实验的不同层次采取不同的考核方式。如针对基础实验可采取实验成绩加笔试成绩的考核方式，其中实验成绩包括预习成绩、实验过程中的表现及实验总结报告三方面。通过考查学生的预习成绩可提高学生学习的主动性；实验过程中的表现考查学生的动手能力和综合素质；实验总结报告考查学生的数据分析及处理能力。另外，通过笔试成绩可清楚地了解学生对理论知识、实验原理、操作步骤的掌握程度。这种考核方式是改善了传统的考核方式，全面体现了学生的综合素质及能力。
三、结语
大学物理是地方应用型本科院校的专业课程之一，同时也是培养应用型人才的基础课程之一。对于地方应用型本科院校来说，大学物理教学有着举足轻重的作用。为此，在实际的教学过程当中，不仅要重视物理理论知识的教学，更要注重学生实际操作能力的培养，让学生能将所学知识应用于实际生产、生活当中，提高学生的实际应用能力。
参考文献：
[1] 刘冬冬，樊秋波，张文涛.应用型本科院校大学物理教学的探讨[J].佳林斯教育学院学报，2013 5 ：205-206.
[2] 孙厚谦，洪林，史友进，等.应用型工科“大学物理”课程教学改革的实践与思考[J].中国大学教学，2010 12 ：49-51.
第6篇
关键词：传感器；检测技术；实验教学改革；应用型人才培养；教学效果
中国分类号：G642.0 文献标识码：A
一、引言
《传感器与检测技术》作为自动化、测控技术与仪器及电子信息工程等专业的专业课程，具有很强的实践性和应用性，同时传感器实验教学是整个教学环节中的一个重要组成部分。长期以来，理论教学重于实验教学的观念根深蒂固，影响了传感器教学的效果，为适应应用型人才培养目标，传统的传感器实验教学迫切需要改革。
二、传感器实验教学中存在的主要问题
1.实验项目验证性多于设计性和综合性
目前，我院使用的传感器实验装置是由浙江天煌提供的型传感器实验箱，所提供的实验项目大多为验证性实验，设计性、综合性的实验内容较少。比如电阻应变式传感器、电感式传感器、电容式传感器、霍尔式传感器、热电阻传感器和光电式传感器等，用来验证传感器的工作原理、被测量与电量之间如何转换；学生通过实验了解传感器的物理效应，比如，电阻应变式传感器，当施加压力时，传感器的电阻发生变化，通过测量电路，转换成电压输出，这样的实验，与实际工程相差甚远。工程中，需要的是传感器的参数、特性和使用方法等，以至于学生没有更多的实践空间，与工程实践脱节严重。
2.实验内容单调
目前，我院使用的传感器实验箱对学生的开放程度比较低，传感器的测量电路学生很少接触到，不涉及或很少涉及传感器的安装、接线和信号处理等，学生只是进行简单的接线，记录实验数据，对实验原理和方法根本不去关心，这种通过实验箱完成的以验证性实验为主的实验方式不利于培养学生实验的积极性和动手能力；有时传感器实验模块出现故障时，学生会比较感兴趣，想拆开看看里面到底是什么结构，经过仔细研究会发现里面的电路比实验本身要有趣得多。而且，大多数实验项目的都是测量压力、位移和温度等，对于振动、转速等不能测量，实验项目比较单一。根据目前培养方案的实验学时分配，实验项目主要集中在压力、位移和温度的测量，比如位移的测量，虽然不同的传感器原理不同，但实验操作步骤及接线相似，对学生动手能力没有提高，限制了学生的创新思维。
3.教学方式单调枯燥
传统的传感器实验教学是注入式的，从实验原理、步骤、实验注意事项，都面面俱到地由老师讲解，然后学生被动地按老师的演示方法进行实验操作。这使学生处于被动的学习状态，甚至有的学生做完后还不知道做这个实验为什么这样做，扼制了学生学习的主观性、创造性，阻碍了学生的全面综合素质的培养，实验效果一般。
4.实验考核手段单一
传统的实验教学中，学生实验成绩是按照实验报告完成情况进行考核，包括实验预习、实验操作步骤、实验结果及数据处理等，存在同学之间互相抄袭的问题，不能够真实反映学生对实验掌握的真实水平。为了激发学生实验的积极性，将实验成绩计入学生的平时成绩，占30%～40%。
三、传感器实验教学改革的应对措施
1.深化传感器实验教学改革，着力培养学生动手能力
根据传感器实验教学存在的问题，对目前的传感器实验教学进行全面改革：从教师的教学观念，到学生的实验的目的等各方面都要认识到传感器实验在传感器教学中的重要性，在实际实验教学中不断培养学生独立的操作动手能力。总体上说，注重引导，使学生普遍对实验重视程度提高，能主动预习准备实验，甚至带着问题进实验室。
2.改革传感器实验教学的内容及方法
（1）实验教学内容的改革
为使学生通过实验，掌握传感器的基本原理，巩固教学内容；在实验教学过程中除了要求学生得出实验数据外，还要求对数据进行处理，包括非线性误差、灵敏度的计算及思考题的分析等。同时，开发设计性实验项目，如电子秤，对电子秤标定时要反复调节差动放大器增益电位器Rw3及零位电位器 Rw4，直至托盘空时电压表显示为0V，200g砝码时显示为0.2V，反复调节最终是可以达到要求。
（2）实验教学方法的改革
在实验教学方法上，要注意因材施教，采用启发式教学方法。实验课前要求学生预习，课上根据具体实验项目的特点，可以不进行演示实验，只简单介绍传感器的结构、原理，注意事项，让学生自己动手操作，发挥主观能动性。教师对学生操作过程中存在的问题进行指导，并对测量结果进行验收。比如在做差动变压器零点残余电压测试实验时，学生调不出来零点残余电压时衔铁对应的位置，这时老师可以提问学生，差动变压器衔铁向两个方向移动，输出电压的大小和相位都是怎么变化的，明白了移动方向不同，相位不同，就能够根据示波器上的波形判断出什么位置时的输出电压是零点残余电压。通过像这个实验一样的实验教学方法改革，我们认识到如果在每次实验指导中都能够采用启发式的方法引导学生，那么学生就能够举一反三，还能激发学生的学习兴趣。
3.改革课程考核方法
学生通过实验不仅能很好理解理论知识，还可以培养学生的动手、创新能力。因此，将实验成绩考核定位在是否理解并灵活应用所学知识以及鼓励创新实践的过程，而不仅仅是结果正确与否。以实验课的上课经验，采用当面验收的方式，通过演示和口头介绍展示实验过程，学生完成实验报告。实验成绩包括学生的实验操作过程、实验数据的测量；同时为了确保实验数据的真实性，要求每组学生提交一份实验数据，由指导教师确认后成绩才有效。
四、传感器实验教学改革效果分析
通过传感器实验教学方法的改革实践，改革的目的就是要让学生感觉到每一个实验都是一次挑战，必须要有充分的准备、细心的操作和灵活的思维。每一次实验的完成，不仅要让学生的实验能力得到充分的训练和提高，更重要的是要激发学生的主观性和创造性。
实践证明：改革传统的教学方法，采用启发式教学法进行实验教学，能很好地激发学生的学习的兴趣，明显提高教学效果。
参考文献：
[1]邓长辉.传感器与检测技术 [M].大连：大连理工大学出版社，2012.
[2]周杏鹏.现代检测技术[M].北京：高等教育出版社，2010.
[3]李晋尧.传感器与检测技术课程教学方法改革[J].教育教学论坛，2012（35）.
[4]孙传友.现代检测技术及仪表[M].北京：高等教育出版社，2012.
第7篇
一大学物理实验对于应用型创新人才培养的作用和意义
1培养学生的问题意识
物理实验是一门基础实践课程，能够充分调动学生的各个器官。特别是在那些探索性、设计性的实验过程中，往往产生很多意想不到的问题，学生在意识到这些问题之后，就会产生一种困惑、怀疑和探索求知的心理，学生会自发的进入一种强烈的问题情境中去，经过教师的适时引导和学生的积极思考及实验小组的探讨，学生会主动探索和解决所发现的问题，这正是创新精神所要形成的基础必备素养。
2培养学生的实践动手能力
这里所说的实践动手能力主要是指掌握科学实验的手段和方法，能够在实验中认真观察，如实记录实验现象和数据，力求客观准确和真实可靠，在实验过程中能够积极思考，勇于发现问题，并在教师的引导下对问题积极思考主动探索，不盲从、不轻信，追寻问题的答案和解决方法。物理实验本身就是一门动手实践课程，通过实验的锻炼，学生能够持有科学的态度，运用科学的方法，有方向、有目标的寻求和探索真理。
3培养学生的创新能力
首先，大学物理实验尤其是以设计性为主的实验，在实验过程中引入了科学研究，打破了传统教师、课堂、教材为中心的教学格局，创造了发挥个人创造意识的环境和氛围，有助于培养学生的创新意识。再者，通过对相同实验目标的不同探究体验，引导学生从不同角度分析解决问题，培养其发散思维。实验设计和探究过程中，注重学生的独立思考，提高其思维的独立性、灵活性和变通性，训练他们的创新思维。最终，通过物理实验的训练，培养学生获取信息、发现、分析、解决问题、科学设计、团队协作、组织管理和语言表达的能力，最终实现创新能力的发展和提高。
二大学物理实验培养应用型创新人才的教学方法
当前，独立学院的大学物理实验教学往往是沿承母体院校的实验教学体系，存在内容陈旧、教师中心学生机械重复试验等现象，在实验中，往往是学生按照教师和教材中规定的实验步骤，按部就班的操作，这在很大程度上阻碍了学生动手能力和创新能力的发展。学生创新能力的培养和提高，是通过创新的教育教学活动得以实现的。要实现应用型创新人才的培养目标，需要从改革实验内容、改进课堂教学方法、改变教学方式、引入先进手段、改进评价方式等方面对当前的大学物理实验教学进行改革和创新。
1改革实验内容，增大设计性实验项目比重
传统的物理实验教学内容侧重验证性实验，实验结论往往是教材上学过的理论知识，学生的兴趣不高。实验教学中应该改变这种现状，要结合物理学的发展方向，及时更新教学内容，增加当前实用性的新技能和新技术。另外，加大设计味性实验的比重，把机械的验证性实验改造成探索性更强的设计性综合性实验。当然，实验项目的设置上要注意符合学生的知识技能基础，内容设置注重梯度性。比如学生做了“霍尔效应”的实验后，让学生利用霍尔效应制作磁控开关，做了“等厚干涉”实验后，让学生利用等厚干涉检查表明粗糙程度等。在这些实验之前，教师给出实验要求，学生根据要求和目标分成实验小组，进行资料查阅、制定实验方案、选择实验器材、进行操作、完成实验报告。在此过程中，教师要积极参与到小组实验中去，适时地给予引导和帮助。通过这些新实验项目，学生能够把所学的理论知识和实验技能进行灵活运用，大大提高了学生的实验兴趣，增强了学生发现并解决问题的能力，锻炼了学生的科学思维及创新思维。
2改进课堂教学方法，拓展学生思维
在大学物理实验教学中，要激发学生实验兴趣，拓展学生思维，培养其创新能力，除了更新实验设备，具备一定的硬件条件之外，实验指导教师还要不断的研究和探索新的教学方法，改变过去简单陈述原理、演示实验操作的做法。首先，实验知识和原理的解释要注意层层深入。如在讲到“数字电压表调零”时，可以通过以下几个小问题进行层层讲解：为什么要在“+”“-”两端短路接地后调零？一般情况下，为什么荧光屏上显示“0.001、0.002、0.003”等不为零的数据且不断跳跃变化呢？针对实验中常见的这些有趣现象，边演示边讲解，层层深入，激发学生的兴趣，挖掘学生的创新潜力。其次，讲解要注重通俗易懂形象生动。非物理专业的大学物理实验课程时间短任务重，学生的基础相对薄弱，教师要简单明了形象生动的讲解，力求给学生留下更多的时间思索和探究。最后，要学会适时设疑，激发学生兴趣和创造性思维。教师可以利用教材中的难点设疑，如在“钢丝杨氏模量的测定”这一实验中，给出问题：在直径为0.5mm的金属丝下悬挂1kg的物体，钢丝长度会有细微的变化，怎么测量这种变化？还要注意在实验中引导学生发现和提出问题。如有的学生在“等厚干涉”实验中会提出这样一个问题：光从光疏介质射向光密介质的时候，为什么只有垂直或者掠射才会产生半波损失，其他情况如何呢？在学生有这些疑惑时，教师要及时引导学生参阅有关书籍，解决这些疑惑。
3改革实验教学方式，实施开放式实验教学
除了常规的实验课堂教学之外，可以开展大学物理实验室开放，实现时间、设备资源及教学方法和手段的开放。在常规的实验课堂时间外，由学生预约登记，合理安排实验时间。学生每项实验的时间长短上也不做限制，让他们根据自己的实际情况和实验项目难度进行实验，以加强其实验技能的训练和便于实验探究的充分性。另外，开放实验设备资源，一方面便于提升学生的实验课预习效果，让学生对照实验器材进行预习比传统对照课本进行预习的效果要好得多，便于他们充分了解各种实验器材的功能和使用方法，大大提高了课堂实验效率。另一方面，有助于培养学生对物理实验的兴趣，实验室开放过程中，便于学生大胆尝试，实验技术人员或指导教师主要起到引导作用，变授之以鱼为授之以渔，放手让学生去探索，鼓励他们多尝试，从多种尝试所出现的各种现象或故障入手，启发学生积极思考，分析和解答所见到现象的原因，得出正确的实验结论。
4引入先进教育技术，丰富大学物理实验内容
随着科技的进步和时代的发展，现代物理实验逐步与先进的科学技术接轨，因此，教学中要注重将现代技术的成果渗透到实验教学中去。如将光纤技术、磁共振技术、传感器技术等应用到物理实验中，将多功能数显卡尺、CCD图像采集等现代化一起引入实验教学，提升物理实验室的现代感，提高学生对新知识和新技术的适应能力和创造力。另外，为充分发挥有限实验资源的教育作用、节约教学成本和让学生接触更多的实验，开拓视野，必须在物理实验教学中引进和运用现代教育技术手段，如幻灯机、实物投影仪、CAI、计算机仿真实验、网络等等。通过计算机仿真软件，让学生在虚拟的环境中接触更多的现代化设备和科学实验方法，能够大大的开阔视野和思维，提高学生的综合能力。
5改进评价方法，促进学生实践创新能力提高
大学物理实验课程是一门操作性很强的基础实践课程，不能单以期末考试成绩作为对课程掌握程度的判定标准。在课程评价上要加大平时成绩的比例，平时成绩中对学生实验能力的评价既要重视实验结果的正确与否，更要重视学生参与实验的过程，对学生动手、动脑、思维、设计、查阅文献等各种能力的考查都要考虑在内。对于实验过程中，能够独立提出创新实验方法或有独特见解的学生要给予附加分值，给出较高评价。期末考试既要包括科学实验理论知识的考量，更要重视动手操作能力和创新能力的考察。让学生独立完成本学期曾做过的一个实验项目，或者分组合作完成一个实验项目的设计，等等。
总之，为社会培养出更多应用型创新人才，提高学校的人才培养质量，我们的大学物理实验教学必须进行教学内容、方法方式的改革，采用创新的教育教学方法。在教学中充分发挥学生的主体地位，加强教师对学生的引导，不断聚焦学生的注意力，鼓励学生发现、提出、探索和解决新问题，不断启发和激活学生的好奇心和创新思维，全面提高学生的综合能力，提高物理实验教学对学校应用型创新人才培养和服务社会的贡献度。
参考文献
[1]姚列明，霍中生，李业凤.研究性物理实验教学与创新型人才培养[J].实验室研究与探索，2011（3）.
[2]胡成华，史玲娜.大学物理实验教学创新模式的探索与实践[J].物理与工程，2012（1）.
第8篇
关键词：实验教学；实验故障；物理实验
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）52-0278-02
一、引言
物理实验教学是物理教学的重要组成部分，通过物理实验不但可以加深学生对物理知识的理解，同时可以锻炼学生的动手能力和分析解决问题的能力。因而，物理实验教学对本科生的基础物理教学及后续的专业实验教学都起到重要的作用。在物理实验教学中，各种实验故障经常发生。实验故障的发生直接影响了实验的教学进度，从而影响了对实验现象的观察和对实验数据的测量。在实验教学中教师总是采取各种必要的措施来尽量减少实验故障的发生几率，而在对学生的评价中也更倾向于正面评价实验中没有出现任何故障的学生。虽然从实际测量的角度来讲，实验故障应该尽量避免，但是从教学的角度来讲，实验故障起到的作用并非全是负面的。从一定程度上来讲，实验故障反而能使学生更好地深入理解该实验，更能培养学生分析解决问题的能力。因而，从教育、教学的角度来讲，积极地有效利用实验故障是提高实验教学质量的一个重要途径。本文结合作者在实验教学中的经验和积极利用实验故障促进实验教学的尝试就物理实验中的实验故障在教学中的积极作用进行阐述，重点阐述对实验故障的分类方法和如何有效利用实验故障的教学方法。
二、实验故障的分类和特点
为更好地说明实验故障对实验教学的作用有必要对实验教学中的常见故障进行分类。根据不同的特点，可以采用不同的分类方法。首先根据实验故障产生的原因进行分类，实验故障的产生原因可以分为仪器故障、操作失误、环境影响和虚假故障等。顾名思义仪器故障是由于仪器本身出现故障造成实验中断或实验现象出现异常。在基础物理实验中，出现仪器故障最多的是电磁学部分的实验，在电磁学实验中最常见的仪器故障则是所用导线的断裂或接触不良，如高阻直流电势差计实验或霍尔效应测量螺线管磁场等。当然还有些是由于实验仪器本身出现了这样那样的问题造成的，在任课教师准备充分的情况下，仪器状态通常较好，出现这种问题的可能性较小。因操作失误造成的实验故障出现的概率也是很大的，这主要是由于学生接触实验仪器较少，对实验操作不够熟练。而最主要的原因在于部分学生课前预习不充分，对实验原理、实验内容及实验步骤都不熟悉，加之“野蛮操作”就容易做出错误操作。操作失误是应该通过课前预习和实验中教师的讲解尽量避免的，而且由操作失误引起的实验故障通过仔细检查操作或重新开始全部操作能够比较快地得到排除。周围环境也会对某些光学或声学实验产生显著的影响。例如在全息照相实验中实验台的稳定性起到关键性作用，如果在实验中有同学碰到了实验台使得实验台发生轻微的震动，此时对全息图像的观察和拍摄就会受到影响。或者在声学实验中周围的噪声可能对实验造成不可预知的影响。以上分类中的虚假故障并不是真正的实验故障，而是因为学生对实验原理、实验现象和实验结果不熟悉，得到了实验结果而不能辨识，或者对实验操作的精细程度没有客观的认识，对仪器的调节缺乏足够的耐心。这种现象多出现在光学实验中，光学实验对光路的调节有较高的要求，需要学生有较好的实验操作技能基础和足够的耐心。例如在迈克耳逊干涉仪实验中，如果学生没有对固定反射镜的方位进行精确调节，无论怎么调节螺旋手轮均观测不到合适的干涉图像。而在分光计测量三棱镜折射率实验中，由于分光计的调节步骤比较多，如果学生在前边的步骤中调节不到位，则后边就观察不到正确的现象，整个实验调节只能中断并重新开始。根据实验故障的现象特点同样可以对实验故障进行分类。我们可以将实验故障分为定量故障和定性故障。定量故障主要是指在出现实验故障时所表现出来的现象不明显，如果不仔细观察或不熟悉正确的实验现象可能会被忽略。学生完成了全部的实验内容而得到的结果却出现问题，大部分都是此类故障所引起的。这类实验故障的产生原因有学生操作不规范引起的，也有实验仪器本身的问题引起的。对于实验仪器的问题，在实验前的准备阶段实验教师应重点排查，将实验仪器维护到最佳状态。另外一种则是现象非常明显的故障，我们称之为定性故障。这主要表现为该有的实验现象没有出现或者出现的现象明显不同于预期。这类故障主要表现为在实验中仪器现象异常或者在光学实验中观察不到任何现象等。这类故障比较容易发现，也是发现后需要立即解决的实验故障。
三、不同类型实验故障在实验教学中的作用
在实验教学中，以上各分类的实验故障所起到的作用也是不同的，可以说是千差万别的。实验故障对实验教学除具有影响教学进度等负面的影响外还具有积极的正面作用。这主要表现在，出现因仪器故障造成的实验故障后，学生在积极解决实验故障过程中必须能够深入理解实验原理，并进一步熟悉实验仪器。从微观上来讲通过对实验故障的排除能够加深对实验原理的理解和对实验仪器的熟悉；而从宏观上来讲，则为学生提供了一个难得的锻炼机会，对培养学生分析问题和解决问题的能力极其重要。不管是微观上的作用还是宏观上的作用都是一帆风顺的正常实验步骤所无法提供的。对于操作失误做成的实验故障则应该在教学中尽量避免，虽然这类实验故障也能起到一定的积极的作用，但是操作失误往往容易损害实验仪器或对学生的安全造成伤害，所以必须设法避免。对于环境因素产生的实验故障有些不容易排除，但是通过对现象和产生原因的分析却能很好的锻炼学生的分析能力，因而也具有一定的积极意义。在实验中出现的虚假故障则是由于学生对实验仪器的调节认识不足或马虎造成的，这类故障的出现具有更多的负面影响，从实验教学的角度很难找到其积极的意义，因而应尽量避免。在学生报告这类故障后，任课老师应对学生进行必要的指导，建议他们多思考并更加仔细地对待实验，对于这类问题的解决应主要依赖于学生的实验能力，要避免老师越俎代庖。从实验故障的现象分类上来说，定性实验故障相比定量实验故障对实验教学和学生培养更具有积极的意义。这主要是因为定性实验故障从现象上非常明显，在出现故障后学生能及时发现并设法排除这些故障，在排除故障过程中能够从中学到更多的知识。而对于定量故障则难于发挥出积极的作用，定量故障对实验教学的影响几乎是负面的。这是因为，第一，定量故障的现象不明显，仅和正常实验现象有细微的差异或和正确的结果有较小的偏差。出现定量故障时学生通常难于及时发现，不能引起学生的注意。第二，这种实验故障对学生观察实验现象和测量实验数据都具有一定的负面影响。因而在实验教学中定量故障是应该努力避免的。
四、如何在实验教学中恰当处理实验故障
为在实验教学中取得良好的教学效果，任课教师应尽量避免在实验中出现定量实验故障，尤其是具有较小差异的实验故障。这类故障需要根据产生的原因分别进行排除。首先定量故障主要是由于仪器本身没有调零或者仪器元器件老化、损坏等因素造成的，在实验之前应对每一组仪器进行校准，对实验全程的操作进行重复或采用较简单的方法对关键的实验现象或实验数据进行核对，在实验前消除实验仪器出现定量故障的隐患。学生的操作失误也是产生定量故障的重要原因，这主要是由于个别学生实验操作不够仔细或存在误操作所引起的。在实验教学中应强调按照正确的操作步骤进行操作，并提醒学生仔细认真。而对于环境因素引起的故障也多属于定量故障，由于环境很多时候难于改变，应在实验前尽量消除。而我们所说的虚假故障则大多属于定性故障，定性故障相比定量故障具有更明显的正面作用。由于定性故障对实验教学具有明显的正面影响，在实验教学中应注意利用这些定性故障来培养学生的分析和解决问题的能力。要有效利用定性实验故障需要根据定性故障产生的原因注意以下几点。一是强调课前预习，正常实验教学要求学生做好课前预习，而要做到能够排除实验故障对课前预习的要求更高，要求学生通过课前预习理解实验原理并对实验仪器的操作有所了解。遇到问题能否顺利解决也就成为检验课前预习效果的重要指标。二是实验过程中要求学生认真操作并仔细观察每一步的实验现象，及时发现可能出现的实验故障。当学生将实验故障报告给任课老师时，应首先判断实验故障的类型和产生原因。如果仅仅是虚假故障，这时候应该明确告诉学生实验仪器的调节是需要耐心和一定实验技能的，要根据实验步骤仔细认真地进行每一步调节，不能有急躁的心理。此时学生可能会希望老师帮其排除实验故障，作为老师应该鼓励学生依靠自己的能力进行解决。可以对学生进行启发性指导，从以下几点对学生进行启发：你是如何确定出现了实验故障的；你能确定你的操作过程没有问题吗；环境因素有没有可能对实验结果产生影响；如果是仪器故障你觉得根据故障现象判断可能出问题的是哪些部分；你对以上实验故障产生原因的判断依据是什么；对故障每一种可能的产生原因，你觉得可以采取什么样的方法进行排除。学生通过对这些问题的思考和回答将极大的加深对实验原理的理解和对实验仪器的熟悉。在学生拿出可行的解决方案后，鼓励学生按照既定方案尝试排除实验故障。对学习确有困难的学生，教师可以帮助他们调节仪器或排查故障，但在做每一步操作的同时应该给该学生讲解操作的原理。将教师排查实验故障的思路告诉该学生，能有利于培养学生自主完成后续实验的能力。在实验故障排除并顺利完成实验后，要求学生在实验报告中对实验中出现的故障和排除过程进行较详细的总结。为保证学生在实验报告中能如实地总结实验中遇到的问题和解决过程，老师首先应该强调实验故障的发现和排除对提高实验技能的重要作用，另外还可以通过一定的分数杠杆来调动学生的积极性。通过在实验报告中的总结可以使学生将自己解决实验故障的思考过程和处理方法系统化，有利于后续实验的学习。
五、讨论和结论
在实验教学中，实验故障并非总是起到负面的作用。本文通过实验故障的分类说明了有些实验故障是可以起到积极作用的。实验故障在很大程度上可以说是实验中不可避免的问题，传统观念上教师在准备实验中总是尽量避免实验故障的发生，而学生也将实验故障看作是实验失败，在出现了实验故障后比较紧张，或强烈依赖于任课教师来解决。我们对实验故障进行较详细的分类后发现，实验故障并不都是坏事，有些实验故障的出现和排除对实验教学可以说起到了非常正面的作用，或者说其对实验教学的独特作用是正常实验过程所没有的。要想在实验教学中尽可能地利用实验故障培养学生良好的实验习惯和分析解决问题的能力，首要的任务就是对实验故障进行详细的分类，根据不同类型的实验故障的特点分析其对实验教学的作用。在此基础上，对实验故障采取差别化处理，对定量故障而言，在实验准备前尽量消除；而对定性故障，在实验中出现后可不急于帮助学生排除，而是鼓励学生自主分析问题，提出故障解决方案。要做到这一点，首先要严格要求学生课前预习，另外在实验过程中要求学生手脑并用，及时发现实验中出现的不正常现象。
总之在实验教学中对于实验故障要做到合理分类、区别处理、适当引导。在这些措施的保障下，实验故障的正面影响才能够更好地发挥出来。
参考文献：
[1]于建勇，物理实验教程[M].徐州：中国矿业大学出版社，2013.
第9篇
关键词：物理实验；教学；新模式
中图分类号： G4 文献标识码：A
基金项目：本文系郑州轻工业学院校级基金项目资助（2014XJJ009）
大学物理实验课是工科院校一门非常重要的实践课程。随着时代的进步，面对新时代的大学生，传统的实验教学方法受到空前的挑战，本文主要介绍课题组近几年来针对目前大学物理实验教学中存在的几个问题，实践教学改革获得的一些经验。
一、教学中存在的问题
根据本校学生上实验课情况并结合一些调查结果[1]，发现当前大学物理实验课教学中存在着如下几个问题：
1.学习积极性不高，预习效果较差；
本校实验课上课环节包括课前检查预习，但通过检查发现20位学生中真正做预习者寥寥无几，预习部分书写混乱，预习思考题答案几乎雷同，在课堂讲解提问时，学生能回答出问题者也很少。
2.实验课中缺乏思考， 难以自主获取知识；
这一问题主要表现在课堂上实验操作环节，学生碰到困难时不能积极主动阅读教材解决问题，而一味让老师讲解或问同学，其实教材对实验步骤的描述很清楚，只需认真阅读，实际操作便可完成，但多数学生不愿意动脑筋，缺乏努力探索精神。
3.实验报告抄袭现象严重。
数据处理是大学物理实验教学中一个重要环节，通过数据处理可以培养学生一丝不苟的科研态度和处理问题的能力。但在教学实践中发现由于实验数据繁杂，处理数据中误差分析要求较高，所以有一大部分学生不愿意静下心来花时间处理数据，致使出现严重的数据抄袭现象。
二、原因分析
1.传统教学模式陈旧
传统大学物理实验课，一般分为原理讲解、操作演示、学生操作和教师辅导几个部分。针对当前的大学生，这种方式可能在第一次上实验课时还比较新鲜，但整个学期每次实验课都如此重复，学生会感到乏味。此种课堂教学方法已经不能满足现代大学生的思维模式，达不到培养学生动手能力，培养学生实践探索精神的要求。
2.数据处理冗繁
每次实验课结束都会留数据处理这一项作业，由于实验数据比较多，处理时，不仅需要计算还需要作图，人工计算，手绘各种关系曲线图费时费力，而且容易出错。学生不愿意花时间和精力进行繁杂的数据处理，致使大部分学生选择在课前抄袭。
三、教学探索
基于目前大学物理实验教学中存在的诸多问题，提出几项适合大学物理实验课的改革措施。
1.因实验内容施教
在本校，大学物理实验课项目包括力学、热学、电学和光学几类实验[2]。一般光学实验比较难，其它电学和力学的实验相对简单。在教学中，根据实验的难易程度，采用不同的课堂教学模式，如转动惯量的测量、金属比热容的测量、霍尔效应及应用这些原理和操作都很简单的实验，课堂上教师就不做主要讲解和演示，让学生分组讨论后自己动手操作，期间如果有问题教师再及时辅导补充。但对于分光计的调整和使用实验、迈克尔孙干涉仪的调整和使用实验以及多用电表的设计与制作等操作较难的实验，在课堂上，教师首先让学生分组讨论然后讲解演示实验。
2.因学生层次施教
针对班内学生理论基础差异和动手能力差异实行不同的教学模式，在课堂上，首先根据学生情况分组，然后让每组中实验能力强的学生带动基础差、动手能力差的学生从理论到操作进行讨论、分析30分钟。目的是通过讨论调动每一位学生的学习积极性，通过争辩，学生可以尽量把实验搞懂。预习过后，推选其中理解透彻的学生给大家讲解，学生自己讲实验，对于学生来说更有亲和力、吸引力。
3.引入计算机技术进行数据处理
数据处理是实验中一项重要工作，会包括平均值计算、标准偏差计算、拟合方程和作图等工作。实验中会测量出大量数据，学生如果手工进行这项工作既麻烦又容易出错。现在学生几乎每个人都有电脑，并且也开设了相应的计算机课程，学生习惯于使用计算机处理一些事务。而计算机的一些软件如Excell、origin和Matlab等在处理数据方面非常便捷，具有明显优势。
基于此，本课题组教师在实验数据处理部分，根据实验数据的特点引导学生应用不同的软件进行数据处理，如转动惯量实验，本课题组要求学生通过Excell软件做表格，只需在Excell表格中，按照表格的模式修改成相应的形状然后复制在word中就可以了，另外可以直接通过Excell计算平均值或求和。
热导率的测量实验数据处理中，有一项要求学生利用T-t数据组绘制散热盘的冷却曲线（T～s曲线），实验中引导学生用origin做关系曲线如图1所示，通过使用origin软件，学生不仅可以正确处理数据还可以学会一种绘图软件。
图1 散热盘冷却曲线
电子逸出功测量实验中需要测量的数据较多，处理计算量大。如果利用Matlab优越的计算和作图性能，将简化实验处理的工作量并提高数据处理的科学性。考虑到学生年级较低计算机编程能力较差，实验中教师将编写好的Matlab代码给学生让回去进行数据处理。
四、结论
随着时代的进步，大学物理实验教学也面临诸多挑战，面对不同的实验内容，不同层次的学生，如果都采用一种教学模式进行教学自然不会收到很好的教学效果，另外，实验数据处理还采用传统处理方法，势必学生会感到困难、烦躁并且准确率不高。本课题组在调查研究基础上采取相应的教学措施，活跃了课堂气氛，调动了学生学习积极性，并且让学生将物理实验与计算机技术结合起来。培养了学生分析问题解决问题的能力，同时能促进学生计算机水平的提高。
⒖嘉南祝