全息照相實(shí)驗(yàn)報告精選(九篇)
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第1篇：全息照相實(shí)驗(yàn)報告范文
關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新能力 創(chuàng)新意識 教學(xué)模式
中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）09（b）-0013-02
大學(xué)教育的目的是培養(yǎng)人才，而且應(yīng)該是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才[1～2]。在大學(xué)教育中實(shí)驗(yàn)課程是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的不二選擇[3～6]。
通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析，總結(jié)出其內(nèi)在的變化規(guī)律，如果這個規(guī)律對于學(xué)生來說是新的，那么這個過程就是對學(xué)生創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。在實(shí)驗(yàn)的操作過程中會出現(xiàn)各種各樣的問題，通過學(xué)生個人的思考或者與同學(xué)或老師之間的討論來解決這些問題，這個過程也是對學(xué)生創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。
在前一種創(chuàng)新能力訓(xùn)練中，一般不要求學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課時就總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所對應(yīng)的變化規(guī)律，而是在課后的實(shí)驗(yàn)報告里完成。但是這些變化規(guī)律往往都是可以通過查找資料直接得到的，一旦學(xué)生通過查找資料或直接參考其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報告得到這個變化規(guī)律，就達(dá)不到訓(xùn)練創(chuàng)新能力的目的。而且學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課后的行為是教師無法控制的，所以此種創(chuàng)新能力訓(xùn)練不一定能達(dá)到預(yù)期效果。而在后一種創(chuàng)新能力訓(xùn)練中，實(shí)驗(yàn)操作過程中出現(xiàn)的問題需要馬上解決，否則會影響后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作。由于此時是在實(shí)驗(yàn)課上，所以學(xué)生的行為是教師可以控制的。只要教師認(rèn)真控制課堂，就可以保證每位同學(xué)都能進(jìn)行此種創(chuàng)新能力訓(xùn)練。
下面我們以大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程為例來探討如何有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析
現(xiàn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)環(huán)節(jié)主要分為三部分：課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)考核。
1.1 課前預(yù)習(xí)
預(yù)習(xí)，一般要求學(xué)生寫出書面報告，旨在督促學(xué)生課前認(rèn)真閱讀教材，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有一個初步的認(rèn)識。而大多數(shù)學(xué)生，在預(yù)習(xí)時，往往只是盲目的抄寫教材，并沒有認(rèn)真閱讀、記憶、思考。以至于在課堂提問時，經(jīng)常出現(xiàn)老師提出問題，學(xué)生一臉茫然、不知所措的情景。這樣就會使得預(yù)習(xí)效果大打折扣，實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識儲備不足，對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)產(chǎn)生不利影響。
1.2 實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)課主要分為三類：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，往往給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟或課前教師進(jìn)行相應(yīng)的演示。學(xué)生只要熟讀教材、認(rèn)真聽講，不需要太多思考，就可以完成實(shí)驗(yàn)，但是這樣做培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的效果較差。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力上，具有很強(qiáng)的優(yōu)勢。但考慮到學(xué)生實(shí)驗(yàn)水平的參差不齊、教學(xué)時數(shù)的限制、實(shí)驗(yàn)儀器的損耗等因素，開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)具有一定的困難，大多數(shù)高校的實(shí)驗(yàn)課程中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所占的比例都比較低。
1.3 實(shí)驗(yàn)考核
實(shí)驗(yàn)的考核形式主要為：筆試、操作、口試等。這幾種形式各有利弊。筆試考察范圍全面，但側(cè)重理論，只要記住實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容就能通過考試，無法體現(xiàn)學(xué)生的動手能力；操作考試可以直觀的體現(xiàn)學(xué)生的動手能力，但考慮到學(xué)生的整體水平，一般抽簽考查做過的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只要把做過的實(shí)驗(yàn)再重復(fù)一遍就可以通過考試，這樣就無法考察學(xué)生的創(chuàng)新能力；口試比較靈活，發(fā)現(xiàn)問題可以通過追問來進(jìn)一步了解學(xué)生的真實(shí)水平，但耗時費(fèi)力，實(shí)施起來比較困難。所以用何種考核方式，能更科學(xué)的體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平和創(chuàng)新能力訓(xùn)練的效果有待于進(jìn)一步考慮。
2 培養(yǎng)創(chuàng)新能力必須先調(diào)動學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)創(chuàng)新意識
在中學(xué)的教學(xué)過程中，為應(yīng)付各種考試，學(xué)生習(xí)慣了多背誦，少創(chuàng)新的學(xué)習(xí)模式，這種學(xué)習(xí)模式在很大程度上限制了學(xué)生的創(chuàng)新意識，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在這種背景下，各高校要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力必須先培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。
大部分學(xué)校實(shí)驗(yàn)課成績由平時成績和考試成績構(gòu)成，平時成績比例高，考試成績比例低，平時成績主要為實(shí)驗(yàn)報告成績、考勤和課堂表現(xiàn)成績。而現(xiàn)在的在校生以90后為主，這些學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)更加現(xiàn)實(shí)，如考研、找工作、獎學(xué)金等。所以大部分學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課的目標(biāo)很明確，就是拿到分?jǐn)?shù)，對實(shí)驗(yàn)課并沒有太大的興趣，上課缺乏學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生平時只要按照實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)、上交實(shí)驗(yàn)報告、考前適當(dāng)復(fù)習(xí)，基本不需要有任何創(chuàng)新，就可以及格甚至拿到不錯的成績。所以現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)課程如果按以往的教學(xué)模式授課顯然無法有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不利于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。故而要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，則必然先要調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
3 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的具體做法
由于各高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所占的比例都比較低，所以筆者著重于研究如何在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)中有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。具體做法如下。
3.1 課前預(yù)習(xí)
為了杜絕學(xué)生在寫預(yù)習(xí)報告時只抄不記的現(xiàn)象，筆者建議在預(yù)習(xí)報告的基礎(chǔ)上增加預(yù)習(xí)考試。考試內(nèi)容為實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求掌握的內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)原理、儀器操作規(guī)程等。題量不能過大，以學(xué)生5～10分鐘能答完為宜。通過預(yù)習(xí)考試，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解會更加透徹，有利于實(shí)驗(yàn)過程中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。預(yù)習(xí)考試的形式為網(wǎng)絡(luò)測試，學(xué)生可以通過校園網(wǎng)隨時進(jìn)行，測試通過后才能上課。
3.2 實(shí)驗(yàn)操作
由于學(xué)生通過了預(yù)習(xí)考試，在授課過程中，教師不再需要講解實(shí)驗(yàn)原理等理論知識。節(jié)省下來的時間，可以組織學(xué)生對預(yù)習(xí)時的問題進(jìn)行討論，也可以講解實(shí)驗(yàn)的背景知識以提高學(xué)生對本次實(shí)驗(yàn)的興趣。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)也可以適當(dāng)增加演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如全息照相實(shí)驗(yàn)可組織學(xué)生觀察白光全息照片和往屆學(xué)生的優(yōu)秀作品，并進(jìn)行相應(yīng)的討論。通過以上工作盡可能的調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
實(shí)驗(yàn)操作過程中，教師只給出簡略的實(shí)驗(yàn)步驟。學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，可以通過自己思考、小組討論的方式來解決；如果解決不了，教師可以進(jìn)行適當(dāng)引導(dǎo)。在實(shí)驗(yàn)過程中，鼓勵學(xué)生在不損壞儀器的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新，即使學(xué)生的想法有誤，也要通過引導(dǎo)使學(xué)生找到正確的方向，不能打擊學(xué)生的積極性。教師記錄學(xué)生的表現(xiàn)，如果上課過程中學(xué)生提出問題，并想出比較好的解決方案，教師可根據(jù)具體情況給出15分的創(chuàng)新加分，計(jì)入總成績。例如，在邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)中，在觀測屏上看到的條紋比較密，數(shù)條紋的時候眼睛比較累，為了解決這個問題，有的同學(xué)就把觀測屏取下來，直接讓條紋打在身后的白墻上，這樣條紋就變得比較大，數(shù)起來不累眼了。
通過課前講解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，再以分?jǐn)?shù)激勵，加上教師的鼓勵，學(xué)生會得到足夠的動力和自信。在這種氛圍下，學(xué)生會不斷的發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題，不但培養(yǎng)了創(chuàng)新意識，也使得自己的創(chuàng)新能力逐漸得到提高。
3.3 實(shí)驗(yàn)考核
實(shí)驗(yàn)的考核形式為操作考試或創(chuàng)新報告。操作考試，通過抽簽決定學(xué)生操作內(nèi)容，在選題上盡可能選擇開放內(nèi)容或?qū)ζ綍r內(nèi)容適當(dāng)修改，以考察學(xué)生的操作能力和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新報告要求學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)、開發(fā)實(shí)驗(yàn)儀器的新用途或設(shè)計(jì)一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，著重考察學(xué)生的創(chuàng)新能力。由于平時的實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生已經(jīng)養(yǎng)成了創(chuàng)新意識，為創(chuàng)新報告的完成打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時，創(chuàng)新報告要求從改進(jìn)到設(shè)計(jì)難易分布合理，便于學(xué)生根據(jù)自己的水平選題。具體選用哪種考核方式還需要充分考慮到學(xué)生的實(shí)際情況。
3.4 成績
實(shí)驗(yàn)課總成績分值組成為：實(shí)驗(yàn)操作40%、實(shí)驗(yàn)報告20%、考核40%，創(chuàng)新加分5分。實(shí)驗(yàn)操作成績主要為實(shí)驗(yàn)的完成情況及學(xué)生的課堂表現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)報告成績著重考察學(xué)生的數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)分析等基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?；考核辦法視學(xué)校的具體情況而定。
通過以上做法，杜絕了學(xué)生僅靠照抄、死記硬背獲得好成績的可能性。這樣的成績分布，促使學(xué)生更注重平時實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的表現(xiàn)直接與成績掛鉤，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)動力更強(qiáng)，有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
4 總結(jié)
通過近三年的教學(xué)實(shí)踐，具體教學(xué)效果如下：
（1）在寫預(yù)習(xí)報告時，只抄不記、不思考的學(xué)生基本沒有了。
（2）通過實(shí)驗(yàn)背景知識的講解和演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣有了普遍的提高。
（3）由于實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題不通過思考就無法解決，就完不成實(shí)驗(yàn)，無法得到理想的成績，所以學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中必須不斷的發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題，產(chǎn)生的效果就是學(xué)生的創(chuàng)新能力不斷得到了培養(yǎng)。
（4）有老師的鼓勵和創(chuàng)新加分的激勵，提高了學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的積極性。
（5）學(xué)生提出的問題，教師不一定能夠圓滿解決。學(xué)生在解決問題時所采用的方法，教師也不一定全部掌握。通過這樣的教學(xué)模式，教師的教學(xué)水平也在不斷的提高。實(shí)現(xiàn)了教學(xué)相長，師生共同提高。
教學(xué)實(shí)踐證明，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，筆者所采用的教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面具有一定優(yōu)勢。這種教學(xué)模式，以課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)考核三個環(huán)節(jié)為根本，利用分?jǐn)?shù)約束學(xué)生認(rèn)真對待實(shí)驗(yàn)的每個環(huán)節(jié)，減少了學(xué)生只靠抄寫、記憶獲得理想成績的可能性，利用課堂討論、演示實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新加分等手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中必須不斷創(chuàng)新才能完成實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生逐漸形成創(chuàng)新意識，所以能有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
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第2篇：全息照相實(shí)驗(yàn)報告范文
關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)故障；物理實(shí)驗(yàn)
中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）52-0278-02
一、引言
物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，通過物理實(shí)驗(yàn)不但可以加深學(xué)生對物理知識的理解，同時可以鍛煉學(xué)生的動手能力和分析解決問題的能力。因而，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對本科生的基礎(chǔ)物理教學(xué)及后續(xù)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)都起到重要的作用。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，各種實(shí)驗(yàn)故障經(jīng)常發(fā)生。實(shí)驗(yàn)故障的發(fā)生直接影響了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)進(jìn)度，從而影響了對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師總是采取各種必要的措施來盡量減少實(shí)驗(yàn)故障的發(fā)生幾率，而在對學(xué)生的評價中也更傾向于正面評價實(shí)驗(yàn)中沒有出現(xiàn)任何故障的學(xué)生。雖然從實(shí)際測量的角度來講，實(shí)驗(yàn)故障應(yīng)該盡量避免，但是從教學(xué)的角度來講，實(shí)驗(yàn)故障起到的作用并非全是負(fù)面的。從一定程度上來講，實(shí)驗(yàn)故障反而能使學(xué)生更好地深入理解該實(shí)驗(yàn)，更能培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力。因而，從教育、教學(xué)的角度來講，積極地有效利用實(shí)驗(yàn)故障是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的一個重要途徑。本文結(jié)合作者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)和積極利用實(shí)驗(yàn)故障促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的嘗試就物理實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)故障在教學(xué)中的積極作用進(jìn)行闡述，重點(diǎn)闡述對實(shí)驗(yàn)故障的分類方法和如何有效利用實(shí)驗(yàn)故障的教學(xué)方法。
二、實(shí)驗(yàn)故障的分類和特點(diǎn)
為更好地說明實(shí)驗(yàn)故障對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用有必要對實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的常見故障進(jìn)行分類。根據(jù)不同的特點(diǎn)，可以采用不同的分類方法。首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分類，實(shí)驗(yàn)故障的產(chǎn)生原因可以分為儀器故障、操作失誤、環(huán)境影響和虛假故障等。顧名思義儀器故障是由于儀器本身出現(xiàn)故障造成實(shí)驗(yàn)中斷或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)異常。在基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中，出現(xiàn)儀器故障最多的是電磁學(xué)部分的實(shí)驗(yàn)，在電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)中最常見的儀器故障則是所用導(dǎo)線的斷裂或接觸不良，如高阻直流電勢差計(jì)實(shí)驗(yàn)或霍爾效應(yīng)測量螺線管磁場等。當(dāng)然還有些是由于實(shí)驗(yàn)儀器本身出現(xiàn)了這樣那樣的問題造成的，在任課教師準(zhǔn)備充分的情況下，儀器狀態(tài)通常較好，出現(xiàn)這種問題的可能性較小。因操作失誤造成的實(shí)驗(yàn)故障出現(xiàn)的概率也是很大的，這主要是由于學(xué)生接觸實(shí)驗(yàn)儀器較少，對實(shí)驗(yàn)操作不夠熟練。而最主要的原因在于部分學(xué)生課前預(yù)習(xí)不充分，對實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟都不熟悉，加之“野蠻操作”就容易做出錯誤操作。操作失誤是應(yīng)該通過課前預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)中教師的講解盡量避免的，而且由操作失誤引起的實(shí)驗(yàn)故障通過仔細(xì)檢查操作或重新開始全部操作能夠比較快地得到排除。周圍環(huán)境也會對某些光學(xué)或聲學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生顯著的影響。例如在全息照相實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)臺的穩(wěn)定性起到關(guān)鍵性作用，如果在實(shí)驗(yàn)中有同學(xué)碰到了實(shí)驗(yàn)臺使得實(shí)驗(yàn)臺發(fā)生輕微的震動，此時對全息圖像的觀察和拍攝就會受到影響?；蛘咴诼晫W(xué)實(shí)驗(yàn)中周圍的噪聲可能對實(shí)驗(yàn)造成不可預(yù)知的影響。以上分類中的虛假故障并不是真正的實(shí)驗(yàn)故障，而是因?yàn)閷W(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果不熟悉，得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果而不能辨識，或者對實(shí)驗(yàn)操作的精細(xì)程度沒有客觀的認(rèn)識，對儀器的調(diào)節(jié)缺乏足夠的耐心。這種現(xiàn)象多出現(xiàn)在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，光學(xué)實(shí)驗(yàn)對光路的調(diào)節(jié)有較高的要求，需要學(xué)生有較好的實(shí)驗(yàn)操作技能基礎(chǔ)和足夠的耐心。例如在邁克耳遜干涉儀實(shí)驗(yàn)中，如果學(xué)生沒有對固定反射鏡的方位進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，無論怎么調(diào)節(jié)螺旋手輪均觀測不到合適的干涉圖像。而在分光計(jì)測量三棱鏡折射率實(shí)驗(yàn)中，由于分光計(jì)的調(diào)節(jié)步驟比較多，如果學(xué)生在前邊的步驟中調(diào)節(jié)不到位，則后邊就觀察不到正確的現(xiàn)象，整個實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)只能中斷并重新開始。根據(jù)實(shí)驗(yàn)故障的現(xiàn)象特點(diǎn)同樣可以對實(shí)驗(yàn)故障進(jìn)行分類。我們可以將實(shí)驗(yàn)故障分為定量故障和定性故障。定量故障主要是指在出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)故障時所表現(xiàn)出來的現(xiàn)象不明顯，如果不仔細(xì)觀察或不熟悉正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能會被忽略。學(xué)生完成了全部的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容而得到的結(jié)果卻出現(xiàn)問題，大部分都是此類故障所引起的。這類實(shí)驗(yàn)故障的產(chǎn)生原因有學(xué)生操作不規(guī)范引起的，也有實(shí)驗(yàn)儀器本身的問題引起的。對于實(shí)驗(yàn)儀器的問題，在實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備階段實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)重點(diǎn)排查，將實(shí)驗(yàn)儀器維護(hù)到最佳狀態(tài)。另外一種則是現(xiàn)象非常明顯的故障，我們稱之為定性故障。這主要表現(xiàn)為該有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象沒有出現(xiàn)或者出現(xiàn)的現(xiàn)象明顯不同于預(yù)期。這類故障主要表現(xiàn)為在實(shí)驗(yàn)中儀器現(xiàn)象異常或者在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察不到任何現(xiàn)象等。這類故障比較容易發(fā)現(xiàn)，也是發(fā)現(xiàn)后需要立即解決的實(shí)驗(yàn)故障。
三、不同類型實(shí)驗(yàn)故障在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以上各分類的實(shí)驗(yàn)故障所起到的作用也是不同的，可以說是千差萬別的。實(shí)驗(yàn)故障對實(shí)驗(yàn)教學(xué)除具有影響教學(xué)進(jìn)度等負(fù)面的影響外還具有積極的正面作用。這主要表現(xiàn)在，出現(xiàn)因儀器故障造成的實(shí)驗(yàn)故障后，學(xué)生在積極解決實(shí)驗(yàn)故障過程中必須能夠深入理解實(shí)驗(yàn)原理，并進(jìn)一步熟悉實(shí)驗(yàn)儀器。從微觀上來講通過對實(shí)驗(yàn)故障的排除能夠加深對實(shí)驗(yàn)原理的理解和對實(shí)驗(yàn)儀器的熟悉；而從宏觀上來講，則為學(xué)生提供了一個難得的鍛煉機(jī)會，對培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力極其重要。不管是微觀上的作用還是宏觀上的作用都是一帆風(fēng)順的正常實(shí)驗(yàn)步驟所無法提供的。對于操作失誤做成的實(shí)驗(yàn)故障則應(yīng)該在教學(xué)中盡量避免，雖然這類實(shí)驗(yàn)故障也能起到一定的積極的作用，但是操作失誤往往容易損害實(shí)驗(yàn)儀器或?qū)W(xué)生的安全造成傷害，所以必須設(shè)法避免。對于環(huán)境因素產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)故障有些不容易排除，但是通過對現(xiàn)象和產(chǎn)生原因的分析卻能很好的鍛煉學(xué)生的分析能力，因而也具有一定的積極意義。在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的虛假故障則是由于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)節(jié)認(rèn)識不足或馬虎造成的，這類故障的出現(xiàn)具有更多的負(fù)面影響，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度很難找到其積極的意義，因而應(yīng)盡量避免。在學(xué)生報告這類故障后，任課老師應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行必要的指導(dǎo)，建議他們多思考并更加仔細(xì)地對待實(shí)驗(yàn)，對于這類問題的解決應(yīng)主要依賴于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，要避免老師越俎代庖。從?shí)驗(yàn)故障的現(xiàn)象分類上來說，定性實(shí)驗(yàn)故障相比定量實(shí)驗(yàn)故障對實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生培養(yǎng)更具有積極的意義。這主要是因?yàn)槎ㄐ詫?shí)驗(yàn)故障從現(xiàn)象上非常明顯，在出現(xiàn)故障后學(xué)生能及時發(fā)現(xiàn)并設(shè)法排除這些故障，在排除故障過程中能夠從中學(xué)到更多的知識。而對于定量故障則難于發(fā)揮出積極的作用，定量故障對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的影響幾乎是負(fù)面的。這是因?yàn)椋谝?，定量故障的現(xiàn)象不明顯，僅和正常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有細(xì)微的差異或和正確的結(jié)果有較小的偏差。出現(xiàn)定量故障時學(xué)生通常難于及時發(fā)現(xiàn)，不能引起學(xué)生的注意。第二，這種實(shí)驗(yàn)故障對學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都具有一定的負(fù)面影響。因而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中定量故障是應(yīng)該努力避免的。
四、如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中恰當(dāng)處理實(shí)驗(yàn)故障
為在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中取得良好的教學(xué)效果，任課教師應(yīng)盡量避免在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)定量實(shí)驗(yàn)故障，尤其是具有較小差異的實(shí)驗(yàn)故障。這類故障需要根據(jù)產(chǎn)生的原因分別進(jìn)行排除。首先定量故障主要是由于儀器本身沒有調(diào)零或者儀器元器件老化、損壞等因素造成的，在實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)對每一組儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，對實(shí)驗(yàn)全程的操作進(jìn)行重復(fù)或采用較簡單的方法對關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行核對，在實(shí)驗(yàn)前消除實(shí)驗(yàn)儀器出現(xiàn)定量故障的隱患。學(xué)生的操作失誤也是產(chǎn)生定量故障的重要原因，這主要是由于個別學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作不夠仔細(xì)或存在誤操作所引起的。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)調(diào)按照正確的操作步驟進(jìn)行操作，并提醒學(xué)生仔細(xì)認(rèn)真。而對于環(huán)境因素引起的故障也多屬于定量故障，由于環(huán)境很多時候難于改變，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前盡量消除。而我們所說的虛假故障則大多屬于定性故障，定性故障相比定量故障具有更明顯的正面作用。由于定性故障對實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有明顯的正面影響，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)注意利用這些定性故障來培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決問題的能力。要有效利用定性實(shí)驗(yàn)故障需要根據(jù)定性故障產(chǎn)生的原因注意以下幾點(diǎn)。一是強(qiáng)調(diào)課前預(yù)習(xí)，正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，而要做到能夠排除實(shí)驗(yàn)故障對課前預(yù)習(xí)的要求更高，要求學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)理解實(shí)驗(yàn)原理并對實(shí)驗(yàn)儀器的操作有所了解。遇到問題能否順利解決也就成為檢驗(yàn)課前預(yù)習(xí)效果的重要指標(biāo)。二是實(shí)驗(yàn)過程中要求學(xué)生認(rèn)真操作并仔細(xì)觀察每一步的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)故障。當(dāng)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)故障報告給任課老師時，應(yīng)首先判斷實(shí)驗(yàn)故障的類型和產(chǎn)生原因。如果僅僅是虛假故障，這時候應(yīng)該明確告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)節(jié)是需要耐心和一定實(shí)驗(yàn)技能的，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟仔細(xì)認(rèn)真地進(jìn)行每一步調(diào)節(jié)，不能有急躁的心理。此時學(xué)生可能會希望老師幫其排除實(shí)驗(yàn)故障，作為老師應(yīng)該鼓勵學(xué)生依靠自己的能力進(jìn)行解決。可以對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)性指導(dǎo)，從以下幾點(diǎn)對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)：你是如何確定出現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)故障的；你能確定你的操作過程沒有問題嗎；環(huán)境因素有沒有可能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響；如果是儀器故障你覺得根據(jù)故障現(xiàn)象判斷可能出問題的是哪些部分；你對以上實(shí)驗(yàn)故障產(chǎn)生原因的判斷依據(jù)是什么；對故障每一種可能的產(chǎn)生原因，你覺得可以采取什么樣的方法進(jìn)行排除。學(xué)生通過對這些問題的思考和回答將極大的加深對實(shí)驗(yàn)原理的理解和對實(shí)驗(yàn)儀器的熟悉。在學(xué)生拿出可行的解決方案后，鼓勵學(xué)生按照既定方案嘗試排除實(shí)驗(yàn)故障。對學(xué)習(xí)確有困難的學(xué)生，教師可以幫助他們調(diào)節(jié)儀器或排查故障，但在做每一步操作的同時應(yīng)該給該學(xué)生講解操作的原理。將教師排查實(shí)驗(yàn)故障的思路告訴該學(xué)生，能有利于培養(yǎng)學(xué)生自主完成后續(xù)實(shí)驗(yàn)的能力。在實(shí)驗(yàn)故障排除并順利完成實(shí)驗(yàn)后，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報告中對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的故障和排除過程進(jìn)行較詳細(xì)的總結(jié)。為保證學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報告中能如實(shí)地總結(jié)實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和解決過程，老師首先應(yīng)該強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)故障的發(fā)現(xiàn)和排除對提高實(shí)驗(yàn)技能的重要作用，另外還可以通過一定的分?jǐn)?shù)杠桿來調(diào)動學(xué)生的積極性。通過在實(shí)驗(yàn)報告中的總結(jié)可以使學(xué)生將自己解決實(shí)驗(yàn)故障的思考過程和處理方法系統(tǒng)化，有利于后續(xù)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。
五、討論和結(jié)論
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)故障并非總是起到負(fù)面的作用。本文通過實(shí)驗(yàn)故障的分類說明了有些實(shí)驗(yàn)故障是可以起到積極作用的。實(shí)驗(yàn)故障在很大程度上可以說是實(shí)驗(yàn)中不可避免的問題，傳統(tǒng)觀念上教師在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)中總是盡量避免實(shí)驗(yàn)故障的發(fā)生，而學(xué)生也將實(shí)驗(yàn)故障看作是實(shí)驗(yàn)失敗，在出現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)故障后比較緊張，或強(qiáng)烈依賴于任課教師來解決。我們對實(shí)驗(yàn)故障進(jìn)行較詳細(xì)的分類后發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)故障并不都是壞事，有些實(shí)驗(yàn)故障的出現(xiàn)和排除對實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以說起到了非常正面的作用，或者說其對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的獨(dú)特作用是正常實(shí)驗(yàn)過程所沒有的。要想在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中盡可能地利用實(shí)驗(yàn)故障培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和分析解決問題的能力，首要的任務(wù)就是對實(shí)驗(yàn)故障進(jìn)行詳細(xì)的分類，根據(jù)不同類型的實(shí)驗(yàn)故障的特點(diǎn)分析其對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用。在此基礎(chǔ)上，對實(shí)驗(yàn)故障采取差別化處理，對定量故障而言，在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備前盡量消除；而對定性故障，在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)后可不急于幫助學(xué)生排除，而是鼓勵學(xué)生自主分析問題，提出故障解決方案。要做到這一點(diǎn)，首先要嚴(yán)格要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，另外在實(shí)驗(yàn)過程中要求學(xué)生手腦并用，及時發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的不正?，F(xiàn)象。
總之在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對于實(shí)驗(yàn)故障要做到合理分類、區(qū)別處理、適當(dāng)引導(dǎo)。在這些措施的保障下，實(shí)驗(yàn)故障的正面影響才能夠更好地發(fā)揮出來。
參考文獻(xiàn)：
[1]于建勇，物理實(shí)驗(yàn)教程[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2013.
