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大學物理公式總結范文1
關鍵詞：大學物理教學；學生；能力；科學思想方法
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）49-0186-02
物理學是研究物質的基本結構、相互作用及其運動規律的科學。本文主要闡述了通過以傳授物理知識為載體，從應用微積分知識分析較復雜的物理問題和熟練應用已學知識理解新的物理知識兩個方面，培養學生掌握科學的思想方法。
二、熟練應用已學知識理解新的物理知識
一方面，大學物理知識是以中小學的知識為基礎，以生活見識為依托。例如功的概念是從初中知識出發，經過高中的提高，引導學生將功的計算公式提高到用力矢量與位移矢量的標量積來表示，應用微積分知識使學生完成認識上的飛躍突破，從而具備在變力作用下質點作曲線運動時計算功的基礎知識。
另一方面，學習的目的在于應用，要求學生能夠迅速應用新學的知識分析處理物理問題。例如，在氣體動理論的理想氣體壓強公式的簡單推導中，需要應用中小學的面積、速度和壓強等知識，應用力學中學習的動量定理和沖量概念，即熟練應用物體在1秒內受到的沖量的量值與受到的平均作用力的量值相同等知識，應用新學的統計學中的平均值等知識，引入分子的平均平動動能概念，導出理想氣體的壓強公式，這個公式把可以直接測量的宏觀量與無法觀察的微觀量聯系起來，證明了熱現象的宏觀效應是大量分子永不停息的無規則運動和分子間存在頻繁的碰撞的集體表現這一觀念是合理的，最終理解到壓強是一個統計量，對個別分子而言壓強是沒有意義的，進而理解實際中“真空”這一術語的涵義。
三、總結
大學物理教學的目標是培養學生分析問題和解決問題的能力，這里實踐探索了以傳授學生物理基礎知識為載體、培養學生的科學思想方法為宗旨的基本思想方法。著意訓練學生熟練應用微積分思想分析處理較復雜的物理現象和迅速應用所學知識分析處理物理問題，是培養學生科學思想方法和提高學生認知能力的基本途徑和有效方法。
參考文獻：
[1]巴甫洛夫全集：第5卷[M].北京：人民衛生出版社，1959：17.
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關鍵詞：大學物理；近代物理教學；實際應用
1.近代物理教學在大學物理教學中的現狀
第一，目前大學物理學教材中近代物理教學內容主要涉及相對論和量子論兩大塊內容，而近代物理多涉及復雜的理論，加上教材篇幅相對較少，對近代物理中很多能自成系統的內容只能做簡要介紹。甚至一些內容只能以名詞的形式出現，而無法更深入地闡述。
第二，近代物理雖然有著豐富的內容、美好的應用前景，但是不能做到有效地引起學生的興趣，學生學習起來非常困難。因此，學生對近代物理中一些內容更是只知其然，不知其所以然。
第三，部分學生中學物理基礎薄弱；另外，不能將大學微積分數學知識融入大學物理學的學習之中，導致不會列方程及方程組，使得物理問題無法解決。
第四，目前近代物理教學主要局限于課上講解書本內容，借助多媒體觀察現象，對相關知識內容的前沿成果和探討前沿問題的基本方法的介紹則微乎其微，使得大家誤以為這些重要的物理學知識只有理論意義，沒有實際應用。
2.近代物理教學的改革與探索
對于近代物理教學，我們要在現有教學模式的基礎上有所拓展，使學生以所學課本知識為輻射點，對相關內容展開廣泛的研究。教師教學為學生找到了解科學前沿的一個突破口，就可提供攀登科學前沿的能量，助其在感興趣的方向前行。
第一，增強學生學習興趣。興趣是最好的老師，缺乏興趣，事難極致，學習也不例外。在近代物理學教學中，吸引學生注意力很重要。
促進學生研究性學習。適當討論，提升同學探索總結表述、交流物理學理論知識的能力，提高學生自主學習的興趣。比如在講到力學習題時，有關于弓箭系統箭初速度的理論計算。題目答案的設定是將箭視為質點，弓視為理想彈簧，甚至有版本習題冊中題目給定弓的儲能部件是弓弦，那么在講完答案之后，不妨結合實際情況深入討論如下問題：“比賽用箭一般為75cm至80cm，箭桿粗7mm，質量30g左右，那么能將箭視為質點么？”由于箭出射后會有蛇形振動而形成駐波，而且有尾羽定向，其實這種近似誤差較大，再有弓的儲能部件是弓臂，其應力較大，所以不能忽略自重而視為理想彈簧。也就是說，在機械運動層面，力學系統在給定初始條件時，具體的實驗結果也有隨機分布的內在趨勢。課本上的公式不能理解為教條，而只能是解決實際問題可以選擇的方法之一。進而激發學生學習、鉆研，獻身祖國科技事業，不僅可活躍氣氛，而且豐富了知識，可增強學生學習興趣。
第二，拓展學習內容。在量子物理基礎部分，德布羅意提出的物質波理論非常抽象，即使德布羅意關系非常簡潔明了，如果只講授理論和公式，同學們依然會因為內容過于抽象而無法掌握物理思想的實質，而此時如果在講解理論的同時講授物質波的實際應用。同學們就會被課堂內容所吸引，激發學習興趣，從而使得教學事半功倍。
同學們在專題研究中也不能拘泥于課本已有的理論和公式，還要在分析、總結的基礎上大膽猜想，勇于開拓未知領域，得出獨到的見解。在大學物理教學過程中，不能只培養解決問題的能力，更要培養提出問題的能力。
3.結論
近代物理學是大學物理不可或缺的重要內容，對這一部分的講授必須有足夠的學時比重，講解不能只局限于課本內容，更要聯系生產實際與專題研究，為學生進一步學習與實際工作打下堅實的理論基礎，積累必要的實驗技巧。在學習研究的過程中，同時培養學生堅持嚴謹的科學作風，樹立科學精神，堅定嚴肅的科學態度，以縝密的科學邏輯思維方式，為祖國的現代化建設做出更多的實際貢獻。
參考文獻：
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1.1學生數理知識不足，學習的功利性增強，缺乏刻苦鉆研精神
隨著大學的不斷擴招，各層次的錄取分數線也越來越低，且高考制度的改革使物理、化學的重要性降低。大學新生的數理知識基礎越來越不牢固。大學物理與高中物理有密切的聯系。數學知識尤其是高等數學的知識是學習物理必備的工具，學生不會使用這些工具，自然造成學習物理無法克服的困難。近年來就業壓力逐年增加，使學生越來越用功利的眼光審視所學的知識，若知識不能直接創造效益，就不花費功夫學習了。大學物理不能直接轉化為工作技能，且相對較難學，自然就成了學生舍棄的對象?，F在的大學生多是在物質條件優越的環境下成長的，且獨生子女比例較多，大多被父母嬌寵，易形成好逸惡勞的習慣，不愿努力奮斗，對難學的學科自然不愿刻苦鉆研。
1.2大學物理教材說理刻板，與現實脫節，無配套插圖動畫，無法吸引學生的興趣
大學物理教材雖然體系完整，論述嚴密，但通篇都是沒有任何感彩的說教理論，顯得刻板，不形象生動。難以引起學生興趣。教材中沒有多少生活中的實例，理論是純粹的理論，只是書本中的公式定理，和學生生活關系不大，難以激起學生感同身受的體驗。一些難以理解的知識概念沒有配套的插圖、演示動畫配合，也會造成學生認知上的困難。這些大學物理教學中存在的問題綜合起來，使得大學物理變成一門教師難教，學生難學的學科。如何改變這種現狀呢？
2大學物理教學的建議
2.1提高教學者的素質
教師作為教學的主導者，其自身的教學態度、知識水平、知識結構、教學技能是教學效果的最重要的決定性因素。教師要想取得好的教學效果就必須全面提高自己的素質，首先要以認真負責的態度對待教學，研究透徹大學物理教材，不放過任何一個疑點和細節。而且也可以研究多種版本的教材，達到集思廣益的效果。在此基礎上要形成自己的教案或課件，只有把課備好，才能把課上好。新教師教課效果不好的很大原因就是不能透徹地理解教材，沒備好課。同時老師得有廣博的知識面，要了解本學科的前沿的知識，可以將教學和自己的科研課題相結合。這樣才能使課堂教學更加具有吸引力。上好課的另外一個要素是教師的教學技能，這要求教師有較好的語言表達能力，語言風趣幽默、簡潔明了。有清晰的邏輯思路，能將知識的主體框架爛熟于胸，能分清重點、難點，并善于歸納總結。有嫻熟的課堂掌控能力，能抓住學生的注意力，激起學生學習的興趣。有豐富的ppt制作技巧，能制作輔助演示動畫，做出吸引人的課件。這些技巧的掌握能較大地提升教學的效果。
2.2針對不同專業，制定不同的教學大綱
大學物理學時十分有限，所要學習的內容卻很多，不同的章節對不同專業的重要性并不一樣。因此有必要針對各理工科專業的不同課程需要不相同的物理規律來制定不同的教學大綱，重點講述對某專業有用的章節，適當刪減對本專業關聯不大的章節，讓有限的課時的教學效率更高。例如對電子、測控、通信、自動化等專業的學生，著重講述電磁學的內容，刪減熱學的內容。對機械專業的學生著重講述運動學和剛體力學的內容，刪減熱學的內容。
2.3將物理的理論和現實的生活結合起來
物理學不是枯燥的定理和公式堆積起來的學科，而是反映自然界萬物運動的規律的學說，任何物理規律都有現實生活中的實例與之對應，任何現實生活中的現象都符合物理學的規律。所以物理學的學習可以和現實生活緊密結合起來。而且物理學的學習必須和現實生活結合起來。不和現實生活結合，物理學的學習就變成堆砌公式定理的數學游戲，是字母、符號編制的迷霧叢林，讓人暈頭轉向，自然極其枯燥難懂。只有結合現實生活學習物理學，積極尋找實例去驗證物理規律，面對現象、問題積極用物理規律解釋之，物理學的規律定理才有具體的形象，物理學的學習才變得有意義。物理學的規律定理就像人的骨架，現實的例子就像是人的肌膚，只學骨架雖能把握本質規律、支撐起來理論體系，但若能再將肌膚附上，則更加美麗生動。要想做到物理學理論與現實生活的結合，要求教師要多為物理規律找生活中的實例佐證，并引導學生用物理規律解釋現實的現象。
2.4將物理理論教學與實驗教學結合起來
現在的大學物理理論課的教學和實驗課的教學聯系不是很緊密。一般理論課和實驗課是獨立開設的兩門課，而且可能由兩位老師授課，這兩門課的進度很難協調統一起來。這可能造成學生學完理論知識后要等很長時間才能去做相關知識的實驗，或者學生先做實驗然后才在理論課上知道實驗的原理。這都使實驗和理論課得效果打了折扣。只有將理論課和實驗課結合起來才可能解決上述問題。可以將大學物理理論課和實驗課合成一門課，而且由同一名老師教授，并且將實驗課穿插在理論課中，學完理論就安排相關的實驗課。這樣可以用實驗去證實理論，加深對理論的認識，同時讓理論知識指導實驗，讓實驗思路更清晰，實驗過程也更順利。
2.5將物理知識的教學和物理的發展史結合起來
物理學史與物理學教學的結合是國內外基礎教育改革的一項重要課題。傳統物理學教育以嚴密的物理知識體系的建構為主，而忽視了科學知識建構的過程，只要求掌握現成的規律和定理，而不去管規律和定理的發現過程，不利于學生科學精神和創造能力的培養。將物理學史加入物理教學過程中，可以讓學生了解物理規律的背景知識，知道物理規律的發現過程，體會科學家的思維過程和思維方式，感受物理學中的人文精神。同時經過人文精神的滲透，枯燥的物理規律也變得豐富多彩、有血有肉了。
2.6將物理的知識和科技發展的前沿結合起來
當今的世界，科技發展速度很快，物理學也朝著更深更廣闊的方向發展，并和其他學科不斷融合，形成新的分支交叉學科。而大學物理教授的內容絕大多數還是幾百年前的知識，這不免與現實脫節，阻礙了學生探索新知識的步伐。因此十分有必要將物理學及相關學科的前沿知識作為大學物理的教學內容，如將宇宙起源、大爆炸理論、生命起源、基因技術、廣義相對論、激光技術、半導體技術、超導技術、太陽能技術、粒子物理、最新的諾貝爾獎項等前沿知識通過專題講座或課題視頻放映等形式介紹給學生，可以極大得開闊學生的視野，激起學生探索未知的激情，調動學習物理的興趣。
3結語
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多媒體技術在教學中的應用改變了教師以粉筆和黑板為主要教學媒介的單調模式，圖文并茂、聲像俱佳、表現形式多樣化，深受廣大師生歡迎。
（一）信息量大，教學效率高。大學物理課程中有大量的公式、圖形，如果僅靠手寫，會耗費大量的教學時間，而且在合班教學時，教師較多手寫的內容不易被所有學生看清，這都會影響到教學效率。多媒體教學中，教師備課時將要講的知識點事先做好課件，可以在課堂上節省出較多的時間，這些時間可以用來講解原理、公式的發現和推導過程。多媒體授課形式直觀、有效，能夠調動學生的學習興趣，可以培養學生的科學思維方式，傳授知識的效果更好。
（二）直觀、生動，便于學生理解抽象的物理概念。物理課中有很多難以直接感知的概念和運動過程，例如：氣體分子速率分布、電磁波的產生和傳播、狹義相對論等，學生對這些物理模型僅憑想象很難理解。多媒體教學能夠將這些概念和運動過程用模擬的圖像、動畫等多種方式表現出來，這樣使學生能夠直觀、生動的去感知物理現象和物理內涵，再由表及里，由感性認識上升到理性認識，從而加深學生對物理模型的理解。另外，物理是以實驗為主的學科，利用多媒體技術，可以將一些經典的實驗過程做成演示課件，緊密配合課堂教學內容進行演示，對物理理論知識的教學有積極促進作用。
（三）多媒體課堂互動性強。學生參與教學活動能夠提升學習的主動性，多媒體教學可以實現互動式教學。當講解完某一知識點后，教師可以提出問題讓大家分析、討論，當教師總結時，可以將已講過的相關內容用多媒體課件再次演示，在這個過程中，加深了學生對知識點的理解，同時教師也知道了學生對知識點的掌握情況，因地制宜地調整教學節奏。針對一些難懂的知識點，可以根據多媒體課件反復演示、講解，以免學生因不理解而造成興趣低落。
（四）有助于學生了解物理學的發展歷程和物理學在本學科中的作用。利用多媒體技術，能夠更多地演示物理學的發展歷程和相關的物理學家圖片、視頻等，這有助于學生了解物理學的發展脈絡。也可以介紹一些當前的研究特點，尤其是物理學和本專業學科的交叉領域的研究特點，這樣不僅能拓寬學生的物理視野，同時還能使學生對專業、學科有一個綜合的理性認識，也就是對物理學的重要性有了理性的認識，從而提高學習積極性。
二、大學物理多媒體教學實例
多媒體技術在教學中具有上述優勢，可如何將多媒體技術優勢與具體的物理教學結合起來？我們以光的粒子性為例進行探討。光的粒子性在《大學物理》的近代物理基礎部分，《原子物理學》、《固體物理學》和《半導體物理》的量子物理部分，以及《量子力學》均有體現，是大學階段很重要的物理概念。因為光具有粒子性，所以當光照射到金屬表面時，電子從金屬表面逸出，稱為光電子。這部分知識比較抽象，為了加深學生的認知和理解，可以將光電效應的原理和現實生活中的應用利用多媒體課件展示給學生。利用光電效應開發的光控繼電器，如圖1所示，其原理是：當光照在光電管上，光電管電路中產生光電流，經過放大器放大，使電磁鐵M磁化，而把銜鐵N吸住。當光電管上沒有光照時，光電管電路中沒有電流，電磁鐵就把銜鐵放開，將銜鐵和控制機構相連接，就可以進行自動控制了。這種光控繼電器可以用于自動控制，如自動計數、自動報警、自動跟蹤等設備。在課堂上，展示給學生示意圖，并讓學生對光控繼電器的這些應用展開探討，拉近物理理論和現實生活的距離，同時讓學生認識到物理的重要性，從而提高學生的學習興趣。
三、多媒體教學應注意的事項
多媒體教學雖然有諸多優勢，但在教學過程中也碰到了一些問題。任何事物都具有兩面性，因此我們也不能過分夸大多媒體教學的作用。以下結合多年教學經驗，談一下多媒體教學過程中應注意的問題。
（一）教研室群策群力開發高質量的多媒體課件。課件的質量影響著多媒體教學的效果，如果不結合教學實際，僅僅是網上復制、粘貼制作而成的課件，其教學效果難以保證。針對這一問題，我院應用物理教研室各位老師在素材的收集和編排上融入了集體的智慧，針對每個章節、每個演示內容都做到精益求精。課件在教學使用中，我們還不斷收集學生對課件的意見和建議，而后進行推敲、修改。制作課件要摒棄一勞永逸的態度，應該緊跟學生的特點和時代的特征，不斷的優化和完善課件內容，從而使其作用發揮到最大。
（二）把握好教學節奏。多媒體課件的使用，使教師部分擺脫了手書的辛苦，但也出現了一些老師講課速度過快，或者僅僅照著課件讀出來等現象，這非但不能提高教學質量，而且還會造成學生的學習興趣低落。[3]對此，教師應該清醒地認識到，多媒體只是輔助教學工具，不是萬能的，只有對知識系統、詳細的講解和剖析，才能夠使學生聽到關鍵內容。教師備課時對課件內容要爛熟于心，授課時可以以課件為提綱，實現課件頁面與知識點講解的有機對接，游刃有余地組織教學，并且根據學生的掌握情況，適當調整、安排進度。
（三）多媒體教學應與傳統教學有機結合。如果過分強調教學手段現代化的作用，只能導致教學重“形式”輕“效果”。從本質上講，多媒體教學和傳統教學只是不同的教學形式，并不對立。[4]尤其是對于大學物理教學，里面有很多重要公式，如果僅靠課件的展示，學生很難理解公式的推導過程，這時傳統教學的優勢就體現出來了。教師將公式的詳細推導過程逐步書寫出來，學生在了解公式推演過程的同時，能夠加深對公式的理解。對于部分例題，采用傳統的教學方法，循序漸進地書寫出每一步的推導過程，同樣也可以提高學生的科學思維能力。所以，在大學物理教學過程中，應將多媒體教學與傳統教學巧妙地結合起來，交替使用，才能真正提高教學效果。
四、結束語
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關鍵詞：思維定式；正遷移；物理教學
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）37-0150-02
一、引言
思維定式即思維慣性，是指人們把在以往學習過程中已經掌握的思維活動經驗和思維規律應用到后續的學習活動中，經過多次反復使用形成的一種定型化的思維程序和模式。思維定式對學生的學習既能產生正遷移作用，又能產生負遷移作用。學生在掌握新概念、新規律時總是要利用已有的知識，使原本孤立的新概念、新規律同大腦里原有的認知結構中儲存的知識信息相聯系，以促進和加強對新概念、新規律的認識與理解。如在進行“機械振動概念的引入”教學時，教師利用教材，從日常生活的實例出發，選取彈簧振子、單擺、水中的浮沉子、不倒翁等為振動的物體，啟發學生抓住這些物體振動的共同特點——物體在中心位置兩側做往復運動，從而建立起機械振動的概念，形成正確的思維定式，為往后學習和理解簡諧運動打下了堅實的基礎。大學生在中學階段的學習過程中積累了許多解決問題的經驗和方法，那些方法對于解決中學物理問題大都是行之有效的。當他們進入大學后，仍然習慣套用中學時解決問題的方法去解決大學物理問題，其結果可想而知。因此，學生在學學物理過程中，若能正確地利用思維定式將會事半功倍，否則將事倍功半。
二、高中與大學物理教學和學習的特點
1.高中物理教學和學習的特點。高中學生的認知能力已基本成熟，其抽象思維能力有了很大提高，他們已經可以用推理的方式去思考和解決物理問題，具有了較強的探究性學習能力。為了高考，教師會給學生總結出各類物理問題的解決方法，使他們形成一種固定的思維模式。
2.大學物理教學和學習的特點。學生進入大學的初期，大都會經歷一段學習上的不適應時期。他們在學習上遠離了名目繁多的考試，獲得了更多的自由支配時間，這對于他們進行自主學習和研究性學習是非常有利的。就大學物理學科而言，其特點是教學內容多，課堂信息量大，注重推理、論證。上課時以教師講授為主，學生必須在課外花費很多時間自學才能理解教學內容。
三、思維定式對物理教學的作用
由思維定式引起的遷移可分為正遷移和負遷移兩種，一種是舊知識的學習能幫助和促進新知識的學習，這種遷移就是正遷移；另一種是舊知識的學習干擾或抑制新知識的學習，這種遷移就是負遷移。
1.思維定式的正遷移作用。在教學實踐中發現，由于思維定式的作用，學生在解決問題時通常會按照某種習慣的思路去考慮問題。當這種習慣思路與新問題的正確解決途徑一致時，思維定式將產生正遷移作用，促進問題得到快速解決。在大學物理教學過程中，可引導學生在解決物理問題時善于聯想高中時解決過的類似問題，通過分析對比，找出問題的共同點，學會舉一反三，從而找到解決問題的有效途徑，促進正遷移作用的形成。如教師在講授《力學》中運動學部分關于速度和加速度的定義時，可讓學生首先回憶一下高中物理中速度和加速度是怎樣定義的，教師只需講解在大學物理中速度的定義是v=■，學生聯想到高中物理中加速度a=■，模仿速度的定義方法不難得出加速度的定義為a=■=■。
2.思維定式的負遷移作用。思維定式是一種“以不變應萬變”的固定思維模式，它注重的是問題之間的相似性和不變性。因此，當遇到的新問題與過去解決過的舊問題的相似度較高時，在舊問題解決過程中形成的思維定式通常有助于新問題的順利解決；而當新問題與舊問題相比其差異十分明顯時，思維定式就會干擾，甚至阻礙新問題的解決。
大學生思維定式負遷移作用的具體表現是：不善于具體問題具體分析，常常用記憶替代思維；不注重物理概念和物理規律之間的聯系，總是孤立地看待物理現象和問題；不注重物理公式和物理規律的適用范圍；不善于多動腦子，發散思維能力欠缺；總想用中學物理中解決常量問題的方法去解決大學物理的變量，不習慣利用微積分求解有關變量問題。例如：一人手握啤酒瓶使其處于靜止狀態，當手的握力增大時，手和瓶之間的靜摩擦力是否改變？學生在學習滑動摩擦力時知道，滑動摩擦力隨著正壓力的變化而變化，這種概念在學生的頭腦中深深扎根，久而久之形成一種思維定式。當遇到靜摩擦力這樣的新問題時不假思索地照搬套用，從而想當然地得出“手和瓶之間的靜摩擦力增大”的錯誤結論。
四、消除思維定式負遷移作用的對策
1.強調物理問題中變量的概念。大學物理和高中物理的顯著差異使研究問題的深度和范圍不同，所使用的數學工具也不相同。高中物理研究的問題主要是常量，使用的數學工具主要是初等數學；而大學物理研究的大多是變量，使用的數學工具主要是高等數學。初學大學物理的學生很難適應這種變化，他們很難接受變量的概念，不善于用高等數學表達和分析物理問題，這也是他們學學物理的主要障礙之一。因此，在教學實踐中，教師要把變量的思想和處理變量問題的方法滲透到每節課的教學中。
2.注意物理規律的適用范圍。由于思維定式的作用，學生常常會犯經驗主義錯誤，忽視物理公式、定理的適用范圍，從而造成分析問題或解題的錯誤。物理概念、定理及公式都是在一定的條件下，通過對某類物理現象的歸納，或者對某些物理過程所具有的共性進行總結得出的，因此它們都有其適用范圍和成立的條件。在教學過程中，要注意向學生闡明物理公式、定理、定律的適用范圍和條件，防止學生將相對真理絕對化或者把局部經驗普遍化。
3.注重培養學生發散思維能力。發散思維又叫求異思維，是指從一個目標出發沿著不同的途徑去思考，不受常規約束，尋求變異，探求多種解決問題途徑的擴散式思維方式。在日常教學中，要引導學生遇到物理問題時進行多方位思考和論證，敢于沿著不同的方向去嘗試、探索，使他們的思維方式具有靈活性、廣闊性、深刻性和獨創性。在遇到一些物理問題時，學生習慣于利用公式去推導和演算得出結論，認為那樣做思路清晰，結構嚴謹；但有時若能引導他們換一條思路進行分析，也許能獲得意想不到的結果。比如有些問題如果借助圖像的變化規律進行分析、討論，反而能夠更簡捷、更快速地得出結果。另外，在上習題課時要精選典型例題，注重對學生進行一題多問、一題多變和一題多解的訓練，讓他們養成從多個角度思考問題和從多種途徑解決問題的習慣，使學生的發散思維能力不斷提高。
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【關鍵詞】《大學物理實驗》 常見問題 分析
《大學物理實驗》是各高校理工科非物理專業學生進行實驗基本訓練的一門獨立的必修課程，是學生進入大學后接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端[1]，在實驗思想、實驗方法以及實驗手段等方面是各學科科學實驗的基礎[2]。這門課程一般在高校理工科非物理專業一、二年級開設[3]，是大多數學生接觸到的第一門實踐類課程。與理論課程相比較，《大學物理實驗》具有目的性強、內容廣泛、注重數據處理等特點[4]，學生在學習過程中具有更大的獨立性、自由性和探究性[5]。大多數學生對《大學物理實驗》的認識還停留在高中演示實驗階段，不適應《大學物理實驗》的課程特點，在學習過程中遇到了各種各樣的問題。本文對大學生在學習《大學物理實驗》過程中遇到的常見問題進行歸納總結并給出正確做法，希望能為學生的學習提供一定的指導。
一、實驗預習中的常見問題
預習是實驗中的重要環節[6]。實驗預習中的常見問題有：對實驗認識程度不夠；缺乏數據表格的設計。
實驗的課前預習對于完成實驗操作具有重要的意義。學生通過高質量的預習，能夠理解實驗項目的原理，掌握實驗中的關鍵步驟；能夠根據原理指導實驗操作，對實驗中出現的現象及時分析、糾正；能夠快速而順利地完成實驗操作，會有解決問題時的游刃有余感、克服困難的成就感；同時，理論聯系實際的能力、動手能力，以及發現問題、分析問題和解決問題的能力也會得到充分的鍛煉。反之，如果預習不夠充分，就會在實驗操作過程中處處碰壁，即使能夠勉強完成實驗，也會有很強的挫敗感。
預習也是鍛煉學生自學能力和設計能力的重要環節。而這種自學能力與操作儀器有著直接的關系。任何一個實驗項目對于學生來說都有嶄新的內容需要學習，學生在預習過程中需要消化這些嶄新的知識，并轉化成對實驗儀器的操作能力。同時，學生需要根據實驗內容，結合實驗原理完成對測量任務的預演，據此而設計合理的數據記錄表格。因此，實驗前的數據記錄表格設計體現了學生對于整個實驗內容的把握程度和設計程度。
基于上述原因，實驗預習要求寫出預習報告，報告內容包括實驗名稱、實驗目的、實驗原理、實驗內容和數據記錄表格。其中，實驗原理是關鍵部分，要求簡單明了，既不能把書上所有內容都抄下來，也不能只列公式，讓人看了不知所云。同時，數據表格需要單獨設計在一張紙上，這樣既可以鍛煉學生的設計能力，也能夠避免設計內容與教師要求不一致所帶來的問題。
二、實驗操作中的常見問題
實驗操作環節是各種實驗能力培養的直接環節。實驗操作中要求學生做到正確操作，認真觀測，拒絕作弊。實驗操作環節的基本順序是：教師檢查學生的預習情況及有效證件；教師對實驗原理、內容、實驗儀器等進行簡單講解，學生操作實驗并獲得實驗數據；教師檢查簽字；學生獲得原始數據。
操作過程中學生常見的問題有：發現儀器有問題而不及時與教師聯系；測量數據記錄不符合要求；未養成良好的實驗習慣等。
實驗過程中經常發現有些學生發現儀器有問題時不與教師及時聯系，以致影響了實驗操作的進程；甚至有的學生在實驗臨近結束時還沒有完成要求內容，這種情況下容易出現抄襲數據的現象。其主要原因是學生害怕儀器操作不當，損害儀器，會影響實驗操作分數。其實，任何儀器經過長期使用都會出現故障，這屬于正?，F象。每個實驗項目都配有專業的實驗技術人員負責儀器的維護和維修，只要遵照教材上的實驗注意事項和教師的要求正常操作，就不會影響實驗操作的分數。另外，如果儀器出現故障，通過分析反?，F象找出故障的原因，也是一種重要的實驗能力。
測量數據記錄不符合要求，主要表現在有效數字的記錄和表格規范性兩個方面。
（一）有效數字記錄的正確做法。在讀取有刻度或指針的儀表時，最小刻度以下應再估讀一位，正好是整刻度的，在估讀位上記“0”，當然，游標卡尺類的儀器除外；數字顯示儀表顯示值均為有效數字，不再估讀。多量程儀表要合理選擇量程，充分利用儀器精度，測量讀數有效數字位數最多，即在保證能夠測量出來的情況下，量程盡量小。
（二）數據表格的規范化要求。數據表格應欄目清楚，項目分明，寫明表的序號和名稱，標明物理量、單位及數量級，注明測量日期、說明和必要的實驗條件，不能使用鉛筆記錄數據。
良好的實驗習慣會使學生終生受益。常見的不良實驗習慣包括：不按要求整理實驗儀器，如儀器亂擺放，不拆連接的電路，儀器不關閉工作電源等；不整理操作臺衛生，如不清理桌面紙屑、橡皮泥，不打掃實驗室地面衛生等。學生在學習過程中要有意識地培養自己的科研素質和實驗作風，克服這些不良習慣。為了讓學生養成良好的習慣，教師應當時時注意給予學生適當的提醒。整理實驗儀器和打掃衛生等實驗素質培養一般占實驗操作成績的5%。
三、實驗報告中的常見問題
實驗報告是科技寫作的一部分，主要是訓練用科技語言進行科技寫作的能力。書寫實驗報告的基本要求是實事求是，嚴禁抄襲。
學生在實驗報告中常見的問題有：數據表格不進行重新整理，數據處理無過程；處理數據時有效數字不正確；作圖不規范。
（一）數據表格整理
書寫實驗報告時不重新整理數據是大多數學生的通病。這主要是由于學生對原始數據的作用認識不到位。原始數據的記錄與保存，是科學實驗的重要環節，是形成科研成果的重要基礎[7]。對原始數據進行進一步分析往往會得到更好的理論。比如第谷把一生的天文觀測資料留給了開普勒，開普勒經過20年的計算和整理，相繼發表了行星運動的第一、第二、第三定律[8]。此外，原始數據是學生完成實驗并獲得教師認可的證明，因此，不能在原始數據上進行任何的涂改，計算，否則視為作弊行為。由于不能在原始數據上進行計算，而原始數據又往往比較雜亂，因此書寫實驗報告時必須要重新整理實驗數據。
數據處理要有必要的過程，所謂有過程是指書寫公式，將數據代入公式，計算并得出結果的一系列過程。數據處理有過程使得實驗數據的處理顯得條理清晰，能夠方便地查到出現錯誤的計算環節，能夠容易確定計算結果的有效數位數，能夠有效避免學生在數據處理過程中的抄襲和偽造。
（二）處理數據中的有效數字問題
數據處理過程中的有效數字不正確是最常見的錯誤之一。實際上，只要記住以下幾個規定就能解決這個問題：1.中間結果和常數的有效數字一般比直接測量讀數的有效數字多取1～2位，有效數字取舍一般采用1/2修約規則；2.合成不確定度的有效數字一般只取一位，相對誤差的有效數字取兩位，有效數字取舍采用1/3修約規則；3.實驗結果的有效數字的末位與不確定度的末位對齊。
（三）作圖的規范化要求
正確規范的作圖基本要求包括：必須注明圖號和圖名；必須標明坐標軸物理量、單位和分度值；必須選用明顯的標志符號表示數據點，如“、×、、、”等，不能用“?”；坐標軸的最小分度對應實驗數據的最后一位準確數位，可以適當放大或縮小倍數在10或0.1之內，如測量數位3.65cm，圖紙的最小刻度應為0.1cm；選擇合適坐標軸比例和原點位置，使圖線在圖紙中央；連線必須使用工具；圖解法必須在圖紙上標出求斜率的取點坐標，有效數字正確，且為接近實驗范圍兩端的兩個非實驗點，斜率和其他量的計算要有必要的過程，結果有單位，有效數字位數一般要多于測量數據的位數。
在上述作圖的規范中，學生最常見的錯誤有：沒有注明圖號名稱；數據點標志符號不明顯；圖解法時選取實驗點等。實際上，每種物理實驗教材上都有作圖及圖解法的例題。由于作圖以及圖解法有統一的要求，只要按照教材上的例題作圖，就能滿足作圖法的基本要求。
四、結束語
《大學物理實驗》對于大學生來說是一門極其重要的實踐類課程，涉及內容范圍廣泛，使用儀器種類較多，數據處理復雜，學生錯誤較多，給學生的學習帶來較多的困惑。本文從實驗預習、實驗操作和實驗報告三個方面總結了學生常見的問題，指出了某些實驗環節存在的意義，分析了出現問題的原因，并給出了正確的解決方法，希望為學生的學習提供有益的幫助。
【參考文獻】
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