关于大学物理光学实验的几点思考

摘 要 光学实验作为大学物理实验课程的重要组成部分，一直以来，不仅发挥着辅助加深大学物理理论知识理解的作用，还是学习光学精密仪器调节等重要实践知识的平台，更为学生们开拓了科学视野，在培养创新思维方面承担重要的教育责任。本文围绕目前大学物理实验教学，主要是光学方面的教学工作所存在的几点问题进行简要分析，并针对这些情况提出可行性的改进建议。

关键词 大学物理实验 光学实验 创新能力

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2017.02.028

Abstract As an important part of experiment of college physics， optical experiment has not only played a supporting role in deepening understanding about theory knowledge of college physics； but provided a practice platform for students to learn the knowledge about adjusting precise optical instruments. Meanwhile， optical experiment could also broaden the students’ horizons of science， develop students’ ability of creative thought. This paper focuses on the teaching of experiment of college physics， mainly analyzes the existing problems on optical experiments， and some useful suggestions have been put forward on how to improve the experimental teaching.

Keywords experiment of college physics； optical experiment； innovation ability

今大学普遍将教学与研究并重作为新的教育理念，力求培养全面和谐发展的新时代青年人才。众所周知，教学的重点是教学计划的完整实施以及教学质量的根本保证。因此针对大学生这一群体，开展研究方面的课程不仅使学生自身能力不断提高和完善，而且还为培养他们的独立创新精神提供了一个重要途径。大学物理实验作为一个非常重要的基础课程，对于刚入学的学生，在其科学与工程的学习方面，都发挥了重要作用。它不仅作为大学物理理论课的重要实践部分，巩固了学生所学的理论知识，同时还使学生掌握了严谨的思维方式以及动手能力。这种理论与实验的结合正是科学思维培养的关键，①正是大学教育所需要的。

实验教学工作经过多年的改革与创新，依据内容的难度水平，发展出了较完整的课程体系，即由三部分组成：基础类实验、综合研究类实验以及开放设计类实验。通常情况下，基础类实验主要通过单一的实验原理、简单的实验方法，使学生掌握基本的物理概念和基本的实验操作技能，例如示波器的使用，分光计的调节和使用等。而综合类实验则是在基本知识和技能的基础上要求学生具有更多的主动性和创新性，尤其是设计类实验需要学生们自己设计实验手段和测量方法，这对于锻炼他们的科学思维起到了非常重要的引导性作用，例如铁磁材料磁化曲线及居里点的测定，光敏电阻特性测定及其应用等。这种课程体系对于大学物理实验教学具有非常重要的实践意义。②

在诸多实验中，光学实验不仅包括分光仪的使用，薄透镜、棱镜等光学镜片的测量等这一类的基础性实验，还包括通过传感器的引入，与力学、电学、磁学等实验结合，如太阳能电池特性研究等综合类实验，③它更是开放设计类实验中经常涉及到的重要实验部分。因此在大学生们实验课程学习中，作为重要组成的光学实验，其教学质量是不容忽视的。④但在目前的实际情况下，依然存在着一些问题，引发我们的思考，亟待我们寻求有效的解决途径以提升教学质量。

1 课程安排不合理，会导致学生开展实验困难

任何一门课程的教学通常都是遵照循序渐进、由浅入深的教育方法，然而在实际教学过程中，却存在诸多的现实问题，导致实验这门课通常并不能遵循以上所提到的规律开展教学。⑤首先，实验课课时量和仪器数量与逐年扩招的学生人数增量无法实时匹配，实验中心因其在整个大学教育中的受重视程度，所获得的资金并不能促使实验室及时新增、更新实验仪器设备，不能适应教学规模的变化和科学研究的发展。因此，课上不仅会出现两位同学共用一台实验仪器的情况，更会因资源有限，上课班级较多等客观条件限制，出现了目前大学物理实验授课普遍采用所有实验轮转排课的方式。在这种情况下，学生们不得不依照学校的安排进行课程学习，而打破了先易后难的顺序，面临基础类、综合类实验混合编排，采取不分先后的上课模式。

这种情况对于光学类实验的学习是尤其不利的。因为光学部分在大学物理的授课中是被排在中后期学习的，然而由于轮转排课，很多同学在没有学习理论知识的前提下便可能先被安排上光学方面的实验课。这种情况对于实验基础较好的同学，或许还可以应对自如，但对于个别基础较差的学生，很有可能导致其预习不充分，实验课上听不懂，动手操作时不知所措，在这样的实验状态下，很容易导致学生对这门实验课程丧失兴趣，甚至会影响到其对其他实验课程的学习。因此对于事先没有接受大学物理光学理论课学习的同学，我们认为应采用特别的教学模式及授课技巧。

首先作为老师，我们应该对学生强调预习的重要性，目前很多同学对实验课重视不够，课上都是机械模仿老师所演示的实验内容，依葫芦画瓢式地记录数据应付了事，没有更多的个人思考，这对学生们创造性思维的培养很不利。⑥因此我们更应该把握住这次机会，在学生对理论知识还没有完全掌握的情况下，从预习入手，引导学生先在头脑中构造出与实验相关的理论上的抽象概念。如在光的偏振性实验、双缝干涉实验等，可以从学生们所熟悉的光沿直线传播的特性出发，对比引出光的相干性、偏振性等概念，然后在课堂上通过老师进一步的讲解理论知识，对其有一个更准确的理解，最后动手做实验时，便将刚刚所形成的抽象概念具体化，对知识点有了深刻的理解和记忆。这也对他们的后续学习具有非常积极的影响。