正確認識現(xiàn)在物理教學的新應用發(fā)展制度以及現(xiàn)在物理教學的新發(fā)展方向有什么意義呢?同時我們應該怎樣來促使現(xiàn)在物理的新應用技巧呢?文章選自：《現(xiàn)代物理知識》,《現(xiàn)代物理知識》讀者對象頗為廣泛，有科學工作者、教育工作者、科學管理干部、大學生、中學生和其他物理學愛好者。該刊在傳播和普及科學技術(shù)知識時能以嚴肅認真的態(tài)度做到正確和準確。信息量較大，知識面較廣，所發(fā)表的文章具有很強的科學性、知識性和趣味性，在科技界和教育界有著普遍的感召力和廣泛的影響面。正如該刊刊歌所言：“她用物理的情趣，引我們科苑攬勝;她用知識的力量，助我們奮起攀登!”

　　摘要：綜合設計性實驗與大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不是幾個實驗就能完成的,是一個復雜的系統(tǒng)工程,只有每一個教育工作者都積極參與行動起來,從教學工作的一點一滴做起,才能真正達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目的。此外,在以后的教學中還需要根據(jù)學生具體情況相應調(diào)整和改進教學方法。

　　關(guān)鍵詞：物理教學,教學模式,教學論文

　　1提高學生實驗預習的針對性

　　在以往與學生的交談中了解到,有一部分學生進實驗室之前根本就不進行預習;一部分同學雖說是提前預習了,但上課時會發(fā)現(xiàn)他們根本就沒明白實驗設計原理;還有一部分同學只預習明白了其中一部分,但仍然影響課上正常進行。為了督促學生很好地進行預習,我們在正式上課前一周把實驗卡片發(fā)給學生,實驗卡片包括以下內(nèi)容:思考題、實驗內(nèi)容及數(shù)據(jù)處理、注意事項、評分標準等。其中思考題的設置主要是為了提高學生預習的針對性,抓住實驗設計核心和實驗要點。同時,為了調(diào)動學生的積極性,要求學生進實驗室之前把這些思考題回答在預習報告上。為了避免部分同學完全不進行預習就來做實驗,在課堂上抄寫實驗預習報告,我們還要求學生一進實驗室就即刻提交實驗預習報告。對于雙光柵法測微弱振動位移量實驗,我們設計的思考題如下:

　　(1)微弱振動的振幅如何獲得?

　　(2)本實驗中如何得到拍頻波?其拍頻大小由什么決定?

　　(3)激光器射出的激光波長為635nm,由此可知其頻率為多少?能直接探測嗎?若不能,怎么解決?

　　(4)為什么要使用光拍?形成光拍的條件是什么?(理論上)

　　(5)如何判斷動光柵與靜光柵的刻痕已平行?

　　(6)作外力驅(qū)動音叉諧振曲線時,為什么要固定信號功率?測量時首先要找到音叉的什么頻率?如何找?

　　2圍繞思考題分小組討論

　　學生獨立進行實驗預習時,思路上總會有一定的局限。往往可能因搞不懂某些小知識點阻礙實驗預習的正常進行。所以,我們在正式上課時,首先將學生分成兩組(每組5名學生),思考題分成兩部分,每組負責一部分,討論20分鐘并給出思考題的答案。這樣做不僅發(fā)揮了學生的自主性,還增強了學生的團隊合作意識。同時,也可以使極少數(shù)沒有預習的同學也略學到一些。

　　3提問+提示引導的方式使學生明確實驗思路

　　有相當一部分同學為了完成實驗來做實驗,總是著急做實驗,一遇到問題就叫老師幫忙,而不去認真思考,不設法自己解決。還有,學生在實驗時總是不能將理論課中所學知識靈活地運用到實驗中來,這是一種普遍現(xiàn)象。所以在學生自己動手實驗前,我們采取了以下教學環(huán)節(jié):明確理論上要達到什么目的,借助什么實驗器件可以達到此目的,理論和實驗器件的結(jié)合最終如何達到目的。下面仍以雙光柵法測微弱振動位移量實驗為例展現(xiàn)具體過程。從實驗題目來看的話,提問學生最終要得到哪個物理量?大部分學生可以回答出來:音叉振動的振幅。提示學生,要測量的是長度,有什么獲得辦法?學生會提出用刻度尺、游標卡尺等。再引導學生觀察音叉振動的特點。音叉振動的幅度很小,肉眼完全無法分辨,而且振動的位置時刻在變化,教師否定這種方法。那怎么辦呢?再提示學生我們是綜合設計實驗,可以考慮力學、光學、電學等方法。再看實驗題目,學生會說出利用雙光柵法。新的問題出現(xiàn):什么是雙光柵法?這時要帶著學生一起復習光學中所學知識———光柵。首先回憶光柵的結(jié)構(gòu),從單縫衍射、雙縫干涉的衍射圖樣,猜想光柵的衍射圖樣。同時,利用教學器件激光筆演示激光通過一光柵后投影在墻上的衍射圖樣,與分析結(jié)果比對,直觀明了。學生清楚了光柵的概念后,說明雙光柵即是一動一靜兩光柵,其中動光柵貼在音叉上隨音叉一起振動。再緊接著提問:為什么要用雙光柵法?這時學生一般會不知所措,提示從光的頻率方面考慮。已知實驗激光波長,提問學生激光頻率大小在什么量級。提供給學生儀器價格信息,比如Agilent公司幾個GHz的示波器價格在百萬元左右,直接探測激光這么高頻率的光非常困難,而且儀器造價昂貴。此方法行不通。進一步提示學生,現(xiàn)在光頻率太高了,簡單的想法是降低頻率,這時再讓學生觀察我們實驗提供的示波器能探測的頻率,隨便告訴學生這個儀器只需要幾千元左右,實驗成本大幅降低。又一新問題出現(xiàn):怎么降低?部分學生能說出光拍法。這個時候類比音拍的概念,來講解光拍。根據(jù)波的疊加原理,得出獲得強的光拍信號的理論及實驗條件:利用一動一靜兩光柵得到同方向傳播、且頻率相差很小的兩列光波的疊加。

　　數(shù)學推導得出動光柵的振動速度與光拍頻率的關(guān)系:ωd=2πvd,其中ωd是光拍圓頻率,v是動光柵振動速度(也即音叉振動速度。),d是光柵密度。即F拍=ωd2π=vd=v·n0,其中n0=1d為光柵密度。這樣力學量v和光學量F拍之間搭起了橋梁。學生熟知音叉振動的振幅與音叉振動速度的關(guān)系:A=12T/20v(t)dt=12T/20F拍(t)n0dt=12n0T/20F拍(t)dt。引導學生從頻率的基本定義出發(fā)分析積分結(jié)果所代表的物理意義:半個音叉振動周期內(nèi)光拍拍頻波的個數(shù)(借助示波器!)。在學生清楚了音叉振幅的測量方法后,再來回顧振動的知識,即音叉振動的特點。提問學生音叉振動屬于簡諧振動、阻尼振動、受迫振動等中的哪一類振動?學生能夠正確回答:受迫振動。提問學生哪些因素影響受迫振動的振幅?如何影響?利用蕩秋千、共振引起橋梁斷裂等例子引導學生找到答案:策動力的大小和頻率,且固定策動力頻率時,策動力越大,振幅越大;固定策動力大小,改變策動力頻率,共振時,振幅最大,此時策動力頻率接近固有頻率,遠離固有頻率時,振幅迅速減小。所以在研究音叉振動的諧振曲線時,考慮的是策動力頻率對音叉振動振幅的影響,此時應固定策動力大小。但是前提是選擇好合適的策動力大小,若策動力太大,半個音叉振動周期內(nèi)光拍拍頻波的個數(shù)太多,眼睛無法分辯。若策動力太小,振動太微弱,無法研究振動。要研究諧振曲線,最簡單的方法是找到共振點,提問學生怎么找?這時實驗儀器是打開的,讓學生靜下來注意聽音叉發(fā)出的聲音。引導學生說出音叉發(fā)出的聲音和音叉振幅的關(guān)系。學生明白了找共振點的方法是聽聲音。這時進一步提問我們?nèi)硕軠蚀_地分辨出哪個聲音最大嗎?學生會說不能,那怎么辦?再回到計算振幅的公式,學生會恍然大悟,示波器上半個音叉振動周期內(nèi)光拍拍頻波的個數(shù)最多時,對應的即是共振點。最后,和學生一起總結(jié)實驗思路:

　　(1)調(diào)整光路,經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器后在示波器上觀察到強的光拍信號;

　　(2)尋找音叉振動的諧振點,調(diào)整音叉功率和頻率,聽音叉聲音,并借助示波器。

　　(3)測量完整的諧振曲線,此時固定音叉功率。隨后學生自己整理思路,自己獨立動手完成實驗。

　　4對部分學生進行進一步指導

　　按步驟3討論完實驗思路后,由于學生個體的差異,相當一部分同學還是有很多不明白的地方。這時再單獨指導。了解學生的問題,搞清學生的問題出現(xiàn)在哪里。先讓學生從理論上找出答案,然后再讓學生尋找具體哪個或哪些實驗儀器部件可以達到目的。而不是直接告訴學生結(jié)果。這個環(huán)節(jié)學生起主導作用。

　　5實驗報告

　　中對實驗步驟的要求為了督促學生對實驗操作過程進行回顧,我們特別要求在實驗報告上詳細寫出實驗步驟。學生在完成這一部分的過程中有時會發(fā)現(xiàn)操作過程中的重大失誤。教師在批閱實驗報告時也能從這一部分及時發(fā)現(xiàn)學生的問題,引起學生對細節(jié)問題的關(guān)注,培養(yǎng)全面良好的實驗習慣和能力。同時這一要求還可以加深學生對實驗設計思路的認識。

　　6實驗報告中對實驗數(shù)據(jù)處理的要求

　　實驗報告中要求將實驗原始數(shù)據(jù)進行整理列表,反復要求學生標明物理量、單位及有效數(shù)字,培養(yǎng)良好習慣和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,為以后教學和科研工作打基礎。要求利用Excel、Origin等軟件進行作圖,培養(yǎng)學生計算機處理數(shù)據(jù)的能力。這一教學方法是在對三屆學生的教學過程中逐漸摸索出來的,受到了較好的效果,具體體現(xiàn)在教學評估成績的提高:第一屆學生給教師的教學評估成績?yōu)?2.03,第二屆學生給教師的教學評估成績?yōu)?4.27,第三屆學生給教師的教學評估成績?yōu)?4.41。