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大学物理实验论文

摘要:大学物理实验教材是大学物理实验教学的基础工具,直接影响着大学物理实验教学质量.但是,目前我国大学物理实验教材大多理论性偏强,物理实验思想和物理实验方法不能很好的体现.大学物理实验更应注重物理实验思想和物理实验方法的教育.将重心放在大学生物理知识的获取与验证,忽视大学生实验实践能力的培养,偏离了大学物理实验课的培养方向和培养目标.
大学物理实验论文

大学物理实验论文:学生创新能力大学物理实验论文

一、利用大学物理实验培养学生创新能力

(一)学生发散思维的培养

发散思维是创新思维的核心部分,解决问题的过程是发散——集合——发散的循环过程。大学物理实验教学是一种基于创新思维框架下的由发散到集合,再由集合到发散的循环过程,通过培养学生的发散思维,从而达到培养学生创新能力的目的。例如:学生在进行固体密度的测量实验时,就要考虑到该固体是否规则,在液体中的悬浮状况,是否溶于液体等,因此,在多种可能的情况下,学生就要探索不同的实验方法,调动发散思维,从而实现掌握知识,提升自身的创新思维能力。

(二)实验过程是学生发散思维的训练过程

物理实验是围绕一个既定的问题开展的,学生需要调动自身的多种思维能力,运用各种思维方法,例如:综合、分析等,只有这样,才能真正的实现实验目的。在这个过程中,学生的逻辑思维得到了训练。例如:在进行“偏振现象”研究实验时,要求学生设计出各种光路,使之产生不同的偏振光,进而观察不同条件下的实验现象,并进行相互对比。实验前,学生要根据自身掌握的知识,进行科学的假设,做好实验设计;实验过程中,一步步进行验证。类似的实验探究活动能够帮助学生有效的将逻辑思维融入其中,并提升学生的科学探究能力和创新思维能力。

(三)学生在物理实验中提出质疑,进而提升批判思维能力

传统的“一言堂”很大程度上抹杀了学生的批判思维能力,新课改中明确提出,要积极培养学生的创新能力,而批判思维的形成,恰恰是创新能力培养的关键环节。因此,教师在实验教学过程中,理应鼓励学生提出质疑,并带着质疑在实验中加以批判、验证。例如在进行钠光灯波长测量时,有些学生发现测量值与理论值不相符,在深入研究后,发现钠光是由双黄线构成的,即两种波长的混合值,并受到实验环境的影响。学生在物理实验中提出质疑,进而提升了批判思维能力。

(四)学生在物理现象分析过程中形成直觉思维能力

很多物理实验现象需要认真观察才能捕捉到,因此物理实验不仅要求学生掌握好时间,具备逻辑推理能力,还要具备一定的分析预见能力。例如伽利略首先直觉地判断“重物先落地”是错误的,然后通过一次次的实验,得出物体的落地速度不因重量而改变的结论,推翻了亚里士多德“重物先落地”的说法。

二、大学物理实验教学存在的主要问题

(一)教学设备单一,实验仪器高度集成,学生的动手能力受到制约

物理实验仪器的技术含量越来越高,实验仪器高度集成,很多实验步骤都无需学生动手,这样会使学生的动手机会越来越少,动手能力提升缓慢。机械的实验操作,也很难让学生对各种实验原理和设计方法有所了解,更别说创新了。

(二)教学内容陈旧,内容较多

目前物理实验教学内容多是以验证性实验为主,而培养学生创新思维的综合性、设计性实验相对较少,并且在实验教材中,对实验的原理、方法甚至实验数据的处理方案都一一列出,学生做实验的任务就是机械操作,并得出已经知道的实验结果。这样的实验,对于学生巩固所学知识有很大帮助,但对分析能力、设计能力、创新能力的培养却是意义不大,甚至会使学生养成懒惰、不善于动脑的习惯。

(三)教学模式落后

一直以来,物理实验的教学模式多是沿袭传统教学模式。学生被动接受教师“无微不至”的讲解,然后按部就班地顺利完成实验。看似一片“和谐景象”,但是真正的教学目的却没有达到。随着教学改革的不断推进,这种教学模式已经显得落后。

(四)实验教学过程限制颇多

由于实验教科书的指导相当详细,教师只要监督学生一步步完成实验即可,因此在实验教学过程中,教师仅起到了“监工”的作用,而教师的引导作用却无从体现,学生也无法发挥创新能力,甚至还受到教师的诸多束缚,例如:当提出异议时,教师会认为学生不听话(书中已经写得清清楚楚,偏要提出不同意见),并认为是故意找茬。另外,由于实验课时较少,教师力争在有限的时间内完成大量的实验教学工作,也有意压缩学生探究、验证质疑的时间,从而导致学生的实验效果看似显著,实则问题颇多。

(五)实验室缺乏创新环境

高校的实验室往往定时开放,并且很多实验内容也未能面向全体学生(主要指本科生)。学生的很多创新思想不是因缺少实验仪器,就是因仪器使用受限而被扼杀在摇篮里。另外,实验室在师资力量上,也存在严重不足,很多教师多年都未获得过继续深造的机会,自身的专业知识和教学理念仍停留在多年前。这样培养学生的创新能力便很难达到良好的效果。

三、大学物理实验教学改革

(一)改革实验课程体系,培养学生创新思维能力

根据物理实验自身的研究方法和规律,建立从易到难、由单一到综合,循序渐进、逐步提高的大学物理实验课程教学体系。在大学物理实验课程教学体系中,重视实验选修课的设置,满足人才培养的需要,给学生创设创新活动的空间。增加设计性、综合性实验的比例。鼓励学生灵活运用分析、归纳、判断等思维方法,在头脑中形成直觉和想象,构思实验方案,培养学生创新思维能力。

(二)开放物理教学实验室,提高实验经费投入

实验室要面向全体学生开放,时间也不局限于上课期间。从设备的安全及使用效率考虑,可指定专门教师指导和管理,但不能扼杀学生实验的积极性。学生如需动用贵重仪器,可征得管理教师同意后进行。随着物理实验要求的提高,高校应加大物理实验经费的投入,并做到专款专用,同时还要预留出更新设备的资金。另外,高校还应该注意仪器设备的科学使用,提高设备的使用效率,尤其是一些大型仪器设备。

(三)更新理念,增强创新意识

创新不是一时的凭空捏造,而是要具备创新意识和相关的知识储备。由于教师在培养学生的创新意识方面起着引领作用,因此作为教师,首先应具备创新教育的理念,并应用到教学中去,才能正确引导学生创新学习;其次应加强创新知识的学习,具备精深的专业知识和宽泛的综合知识,掌握社会文化、科技发展的新动向,注重对新理论、新技术和新信息的了解,并将这些知识融入到大学物理实验教学中去,才能引导学生把知识学活,有效地培养学生的创新能力。

(四)注重培养学生实验方法,促进学生创新潜力的发挥

要将科学发展史贯穿于大学物理实验教学中,注重科学思想发展史的教育。例如:在电磁感应实验中,介绍法拉第在仔细分析电流的磁效应基础上,认为电流既然能产生磁场,反过来磁场也应该能产生电流,因此提出了磁能生电的假说。尽管在实验中经历了无数次的失败,但他信念坚定,最终发现了电磁感应现象,让学生感受科学探索的艰辛历程,把学生融入到科学家的思维情境和发明创造的氛围中,促使学生将自身的学习和人类社会的发展有机结合起来,更加积极主动地吸收人类社会的先进思想。同时科学家的创新思维方法又可以从方法论上指导学生的学习,使学生主动地从不同视角创造性地思考问题,从而有利于培养学生的创新意识,挖掘学生的创新潜力,提高学生的创新能力。

(五)利用信息技术,开拓创新思维空间

当今的社会是一个信息化的社会,信息技术对各行各业的发展都起到了极大的促进作用,在教育行业也是如此。信息技术改变了教师传统的教学模式,多媒体教学在大学课堂上已经得到普及,并大幅度提升了教学质量。多媒体教学能够在不延长教学时间的前提下,传递给学生大量的信息,是提高教师教学效率的有效途径。根据大学物理实验教学的具体情况,恰当地利用多媒体技术开展实验教学,可以给学生带来直观的实验视觉效果,帮助学生观察实验现象,理解实验内容,提高学生形象思维能力。另外,利用信息技术建立大学物理实验教学网络平台,实现有效的“人机互动”,可大幅度地提高学生的学习积极性,增强学生的创新思维能力。

作者:吴小林 单位:遵义师范学院物理与机电工程学院

大学物理实验论文:留学生大学物理实验论文

一、教师的备课和学生的预习

1.任课教师要有充分的思想准备

有一定上好该门课程的信心,这样才能更好地迎接挑战,工作起来才能有不竭的动力。

2.教材是知识和方法的载体

是学生学习的基本向导,也是教师进行教学的基本工具,在整个教学过程中起着非常重要的作用。目前国内没有适合某些专业留学生的成熟英文版实验教材,因此我们在借鉴了大学物理实验双语教程(邱春蓉、黄整主编)、大学物理实验(唐晋生主编)、辽宁工业大学(以下简称我校)物理实验室编的大学物理实验等实验教材的基础上,结合国外物理实验特点,参考大学物理教学大纲,编写了适合本校留学生实际的实验讲义。讲义初稿完成后,仍然需要教师在上课过程中及时地总结和完善。教师在选择实验项目时要充分考虑学生所学专业和实验室的现有设备,尽量开设一些与大学物理理论课知识、学生所学专业相关的实验项目。对于电子信息、计算机科学与技术等专业,开设了一些与传感器原理、示波器使用等有关的实验;对于土木工程等专业,开设了杨氏弹性模量的测定、转动惯量测定等实验项目。在实验项目选定后,好针对实验中可能遇到的理论知识与理论课教师逐个实验进行沟通,做到教学有的放矢,加深学生对知识点的记忆,提高教学效果。

3.教师要充分准备好物理实验专业词汇。

物理实验课上涉及到的词汇超过理论课。一台实验仪器的每个部件的名称、功能以及如何调节都要做到熟记于心。大部分学生都来自非洲国家,口音重,发音不规范,在上课前应有几次师生见面沟通的过程,使得大家熟悉发音习惯,必要时需要借助文字,较大程度地消除交流中的障碍。实验室内没有针对留学生专用的实验器材,仪器上的铭牌、标识以汉语为主。因此,对于操作复杂,按键、旋钮、档位较多的仪器,教师好在课前做一个实验仪器面板的中英对照说明,以减少学生在实验过程中因文字造成的不必要困难。例如在电位差计使用的实验中,做了两个操作面板的简易对照,学生对此方法普遍反应较好。

4.学生按照老师要求进行实验的预习,准备预习报告。

该预习报告不同于中文教材上所要求的预习实验原理、目的、步骤等内容并将其书写在预习报告纸上,而是根据自编讲义了解实验的原理,在互联网上找到一些讲义以外的相关知识,例如实验的意义,实验所需的仪器以及实验的实际应用有哪些等等,这些内容也不一定要求学生在预习报告纸上书写下来,但是在每个实验开始之前要求学生发表对实验的理解和看法,以防止学生照抄讲义内容,达不到预习的目的。

二、实验讲授指导及实验报告

学生动手做实验之前,教师需要将实验的原理、仪器、步骤清晰简要地写到黑板或课件上,用于讲解的同时也方便学生随时查看。如果实验中需要使用表格来记录测量值,教师还应该设计好表格,并标明各个测量值的单位,避免学生设计的表格不合理,增加教师评判实验报告的工作量。讲述实验步骤时,应采取边讲解边示范的方法,给学生一个直观的印象。讲解步骤过程中要时刻注意学生们的面部表情,如果发现他们有迷惑,一方面可能是教师英语表达所致,另一方面可能是实验内容没听懂,需要及时找到问题症结然后加以解除,确保每个学生都能听清、听懂。需要注意的是,留学生对实验的兴趣很浓,但是持久性不强,因此实验理论部分的讲解时间不宜过长,主要以基本原理和基础技能为主,尽量留给学生足够的时间进行实验的操作。我校留学生每个物理实验安排4学时,其中理论课占1学时,操作为3学时。在近几年的教学实践中,留学生基本都能在规定的时间内很好地完成实验。留学生们在做实验时活泼好动,喜欢同学间进行讨论,有时会两人共同完成实验,即使实验仪器充足。对于这一点,笔者认为,一方面要鼓励他们独立完成实验;另一方面,两人合作也不失为一种可行的实验形式,通过同学间的默契配合,能加深对实验原理的理解,还可以培养他们协同合作的素质。如果条件允许,有必要要求他们改变实验条件得到两组类似的实验结果,以完成互不相同的实验报告。在实验过程中,即使是两名留学生协同操作,他们也会有许多问题需要老师解答。大部分学生的操作很认真、规范,他们希望把实验做到好,因此他们会不断地提出问题,甚至每做一步、每得到一个测量结果都会叫老师来检查是否正确。这个时候教师应该耐心地指导,不要表现出厌烦情绪。对于正常的实验现象,教师善于通过表扬来鼓励学生,使他们感觉到得到肯定与支持,从中收获信心;对于有问题的情况,教师也不要急于直接动手帮学生改正,而是用教师问、学生答的方式来一步步引导他们,使之明白为何会出错、如何去改正。实验完成后,留学生需要独立完成实验报告。此时需要他们整理总结实验的原理、步骤,并对所得数据进行处理,得到各自的实验结论。一份完整的实验报告应该还包含以学生对实验的理解和认识为主要内容的小结。由于留学生人数不多,教师须认真地逐一完成对实验报告的评判,对于报告中出现的问题,特别是数据处理中的有效数字、单位、图标的规范性等要一一为他们注明。因为书写习惯的原因,教师务必要求学生们在完成实验报告时认真书写,不能连笔。否则评判报告时可能只认识几个最简单的单词和阿拉伯数字,造成阅读上的困难。实验报告批改完成后要以分数的形式做结论,并及时返还给学生,尽可能地进行面对面的交流和探讨,使得他们在还有印象的时候做改正,以避免下次实验时出现类似的问题。教学实践证明,返还时间间隔越短,教学质量越好。需要指出的是,在大学物理实验开课之前,有必要对实验的基本概念及实验数据的处理方法进行专门的讲解,针对留学生特点及将要开设的实验项目,重点讲解直接测量量不确定度的计算及图表法处理数据两个方面,简要讲解对数学要求较高的间接测量量不确定度计算及最小二乘法拟合数据等方法。

三、成绩评定

成绩是判定学生实验结果的标准,也关系到留学生评定奖学金等的切身利益,因此合理的成绩评定办法是提高教学质量必不可少的因素。我校中国大学生的评分标准为预习报告、课堂操作、数据处理(这三部分组成了的实验报告)分别占10%,40%,50%。然而对于留学生而言不能生搬硬套。留学生的时间观念不如中国大学生强,时有迟到、旷课现象。因此有必要将出勤作为成绩评定的一个指标。实验完成后对于仪器的整理也需要占一定比重。上述两个方面可以有效提高留学生的自律性。另外对预习做得好、课堂表现积极的学生还可以有一定的额外奖励分数。最终,我们的评分标准为预习报告20%,课堂操作30%,数据处理20%,实验小结10%,出勤10%,仪器整理10%,额外的奖励分数不超过10%。这样的评分办法可以将不同层次的学生拉开差距。

四、结语

留学生教育工作是高校发展的趋势和目标,机遇与挑战并存。它直接关系到学校的社会影响和国际声誉,因此教师要根据学生的学习目的、知识背景、习惯特点等实际情况开展适合留学生的教育教学工作,进一步提高教学质量,使得留学生来我国学有所得、学有所成。

作者:孟凡顺 李久会 闫鹏 袁泉 单位:辽宁工业大学理学院 辽宁工业大学国际教育学院

大学物理实验论文:五维一体教学改革下大学物理实验论文

1目前我国大学物理实验教学存在的问题

1.1重理论知识理解与验证,轻实验实践能力培养

在大学物理实验课教学过程中,往往只重视物理理论知识的理解,将重心放在大学生物理知识的获取与验证,忽视大学生实验实践能力的培养,偏离了大学物理实验课的培养方向和培养目标.

1.2实验教材偏理论性,实验思想和方法不足

大学物理实验教材是大学物理实验教学的基础工具,直接影响着大学物理实验教学质量.但是,目前我国大学物理实验教材大多理论性偏强,物理实验思想和物理实验方法不能很好的体现.大学物理实验更应注重物理实验思想和物理实验方法的教育.

1.3多以验证性实验为主,综合性设计性实验为辅

目前我国各高校开设的大学物理实验多以验证性实验为主,验证性实验相对于新技术和新方法运用类型的实验更容易使学生感到枯燥无味,课堂氛围会比较呆板沉闷,不能够很好地激发学生的求知欲望,很大一部分学生只满足于测出所需的实验数据,完成格式化的实验报告.

1.4实验教学方法单一,学生实验较为被动

目前我国大学物理实验课程的教学形式相对固定,教学方法比较单一,忽视各学科之间的兼容性和互补性.由于教学形式的固定,教学方法的单一使大学生做大学物理实验时比较被动消极.

1.5强调按规定的实验步骤操作,忽视灵活性与创新能力培养

大学物理实验教学应适应时代和科学发展的要求,应不断求思、求变和求新,要给大学生营造和创设自由发挥的空间和时间.但是,目前我国大学物理实验课程教学比较强调按规定的实验步骤操作,严重忽视大学生灵活性与创新能力的培养.

2大学物理实验教学的五维一体改革

基于创新人才培养大学物理实验教学五维一体综合改革由大学物理实验教学理念改革维度、大学物理实验教学内容改革维度、大学物理实验教学方法改革维度、大学物理实验报告改革维度和大学物理实验成绩评定改革维度这五个维度构建形成一个综合改革体.

2.1大学物理实验教学理念改革

大学物理实验教学要以大学生为主体,以创新人才培养为导向,从传统的学生接受性学习转移到学生自主学习、探究学习及合作学习相结合的学习方式,充分激发大学生在大学物理实验教学中的主动性和积极性.贯彻以大学生为主体,以创新人才培养为导向的大学物理实验教学改革理念,使大学生能够将大学物理实验中学习到的理论、思想、方法和技能等运用于其专业领域,并逐步培养大学生的探索精神、创新意识和创新能力.针对大学物理实验教学中存在的学生实践能力培养不足,学生学习主动性和积极性低,探究性实验、综合性实验和设计性实验少,忽视创新能力培养等问题,通过学习、反思与讨论,提出行之有效的改革方案(其中包括教学模式、教学内容、教学方法、实验报告撰写及实验成绩评定方式改革等内容).加强对学生的引导、启发和帮助,减少实验中对学生思维能力及动手能力的束缚,以提高大学生做大学物理实验的主动性和积极性,提高团队合作意识,开发大学生的创新意识和创新能力为主要目标。

2.2大学物理实验教学内容改革

改变目前我国大学物理实验仍以验证性实验为主,以探究性实验和设计性实验为辅的局面,过多的验证性实验会束缚大学生的探究能力和创新能力.大力开发探究性实验、综合性实验和设计性实验,增加探究性实验、综合性实验和设计性实验的开设比例,提高综合性实验和设计性实验的开设质量,使学生能够根据自己的专业需求及其兴趣特长选择实验,切实有效地培养大学生的探索精神、创新意识和创新能力.针对大学物理实验教学内容开展调研,通过座谈会、问卷调查方式向实验教师和实验学生进行大学物理实验教学内容改革调研,以更好的设计并确定适合本校的大学物理实验教学内容改革方案.开设了尊重学生求知欲和兴趣的“基础实验,综合应用实验,设计研究实验”课程体系.开设的压力传感器实验、半导体温度传感器实验、电表的设计和改装等综合性及设计性实验改变了学生实验热情不高的状况,激发了学生的兴趣和动力.很多学生还将大学物理实验与自己的专业背景结合,深入研究探索,在学术期刊上发表与设计性实验相关的研究论文.大学物理实验教学内容改革效果显著.

2.3大学物理实验教学方法改革

目前我国大学物理实验教学更多的采用教师讲解→教师演示示范→学生自己操作→教师总结点评→学生完成实验报告→教师批改实验报告的教学流程,教学方法固定单一,教学效果不佳,特别不利于学生的探索精神、创新意识和创新能力的培养.要更多的采用实验探究法、提问解问法、小组研讨法、课题引领法、课内课外融合法、师生团队法和设计创新法等教学方法,更加灵活多变,具有创新因子,有效地提高大学物理实验教学质量,进一步培养大学生的探索精神、创新意识和创新能力.针对教学方法也开展了一系列改革.首先,建立了信息平台,实现了学生根据自己的意向自主选择实验时间、实验教师及实验内容;其次,教师实现了网上评定成绩、网上教学质量分析;另外,针对创新意识及能力较强,且对科研具有较高热情的学生选择性地开设与目前科学研究的前沿课题相关的研究性演示实验,向学生展示更多的学科前沿实验内容,展示物理实验的思想和方法,进一步培养学生的科研兴趣和科研能力,并为学生将来走上其专业相关的研究领域及研发岗位培养浓厚的兴趣,奠定良好的科研基础.通过大学物理实验教学改革,切实高效地培养学生的创新意识、创新精神和创新能力,以达到培养创新人才的目标.

2.4大学物理实验报告改革

在大学物理实验教学中,实验报告的撰写是一个重要环节,教师能够通过大学生撰写的实验报告了解学生的实验完成情况,实验报告也是对学生进行实验成绩评定的重要依据.目前,在大学物理实验教学中所采用的传统实验报告书写格式相对固定,都是格式化的模板,大学生依次填入实验名称、实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据及处理、误差分析与讨论以及对实验的体会就完成了实验报告的撰写.有特色、有创新的实验报告很难见到,很难体现出学生的探究与创新,面对雷同的实验报告,实验教师也很难给出科学恰当的评定成绩.要结合本校的条件和特色,对具体形式不做过多固定要求,不采用格式化的实验报告模板,采用形式多样化的开放式实验报告形式,增加实验探究、实验发现、实验提问、实验扩展、实验改进、实验设计、实验综合和实验创新等板块,还可设置一定比例的按照科技小论文写作格式与写作方法来完成实验报告.目前对于少部分设计性实验鼓励有能力的学生采用开放式实验报告.以硅光电池特性研究实验及核磁共振实验为例,学生可以在教师的指导和引导下,根据自己的兴趣提出问题,设计实验,并最终以小论文形式完成实验报告.这和传统的实验报告撰写方式相比,能够更多地开发学生的创造能力.目前,这种实验报告完成方式有必要进一步推广扩大,但这必须建立在实验教师队伍的素质提高和数量的扩充上.

2.5大学物理实验成绩评定改革

目前我国多数高校的大学物理实验成绩评定一般分为平时成绩和实验成绩两部分,平时成绩考核参考出勤、预习报告等情况给出成绩;实验成绩的评定则根据实验操作、实验原始数据记录和实验报告撰写等给出.这往往使大部分学生忽视探究问题能力的提高.大学物理实验成绩的评定要增加以下内容:(1)要求学生在预习报告中写出自己对于本实验的理解,并提出自己思考的问题;(2)实验中可以4名学生组成一个实验小组(每位学生都有一套完整的实验仪器和设备,每位学生都要完成整个实验),针对不同实验,学生轮流进行实验讲解,并进行小组讨论,培养学生的科学思维能力、科学语言的表达能力以及团队协作意识.实验教师根据学生参与实验讨论的情况判断学生对于实验的预习程度及学习积极性,据此给出相应成绩;(3)实验完成后,激励学生把实验改进、实验与自己专业的联系、实际应用链接、实验设计及实验创新等写入实验报告,以增强学生的创新意识和创新能力.目前,已进行与实验教学体系改革相适应的成绩评定方式,针对不同层次的实验采取不同的方式评定成绩.基础实验仍根据预习、操作和报告三个模块评定成绩;综合性及设计性实验则通过实验选题、实验方案设计、实验操作、实验报告或小论文和简短答辩方式综合评定实验成绩.这样既能训练学生的基本功,打好基础,又能够进一步满足不同专业、不同兴趣爱好学生的需求,有的放矢地进行大学物理实验教学.小论文和答辩方式成绩评定的进一步大范围推广也有赖于实验教师素质的提高和数量的扩充.从实验教学模式、实验教学内容、实验教学方法、实验报告撰写和实验成绩评定方式方面进行大学物理实验教学改革实践,并通过反馈信息进一步进行改革——实践——再改革的循环,将大学物理实验教学改革经验进行推广,对其他专业课实验课教学改革起到辐射和推动作用.

3结论

大学物理实验五维一体教学改革实践表明,基于创新人才培养,开展大学物理实验教学理念改革、教学内容改革、教学方法改革、实验报告改革和实验成绩评定改革的五维一体教学改革,充分挖掘了实验教师的教学智慧和创新能力,改变了学生被动实验的教学状态,激发了学生实验的主动性和积极性,拓展了学生做实验的发挥度和创新空间,有效提高了学生的实验设计能力、实验操作能力、实验提问能力、实验解问能力、实验综合能力和实验创新能力.学生的创新能力有所提高,学生多人次获得江苏省大学生科技创新及物理知识竞赛奖,并在学术期刊多篇,五维一体教学改革取得初步成效.

作者:李明雪 单位:中国矿业大学理学院

大学物理实验论文:课程改革视域下大学物理实验论文

一、大学物理实验课程教学中存在的问题

1.课程安排分立。

几乎所有高校的物理实验课程安排都是按着力学、热学、光学、电磁学和近代物理实验等顺序进行。这种安排秉承循序渐进的原则,突出了各部分内容之间的连贯性,却忽视了他们之间的相互融合与联系,学生往往会觉得只是做了一些相互没有关系的实验,缺乏对实验课程体系的整体感知,不能有效的建立起科学的物理思想。

2.验证实验过多。

课程内容大多以验证性实验为主,这些实验规定了实验内容、实验仪器和实验方法,甚至连实验结论都限制死了。学生在实验中只能被动接受,并容易养成“对数据”的坏习惯,不能有效培养其正确的实验态度和科学的实验精神。

3.教学手段形而上。

现代教育技术手段应用大多停留在播放PPT课件的形式上,学生不能做有效的记录,缺乏深入思考,只是被动接受,更别谈主动探索,大大抑制了学生的实验热情,降低了实验积极性。

4.教学课时不足。

迫于课时压力,课堂教学中学生独立思考的时间严重不足,教师代替学生进行思考,变成了“填鸭式”教学。同时,学生也只关心在规定时间内能否完成实验,测量结果是否正确,只重视“量”,而忽视“质”,失去了实验本身的意义,容易养成学生的思维惰性。

二、应采取的方法

为了有效提高学生科学研究和实验动手能力,对现有的物理实验内容进行重新整合,对教学方法、教学手段进行改革,重新修订教学计划,合理安排课时和教学进度,完善学习成绩考核体系,使学生能在有限的课时内圆满完成实验。采取如下方法:

(一)编写特点鲜明的实验教材

充分调研国内各高校物理实验开展现状和教材使用情况,结合本校实际和专业特点,改进实验内容,编写实验讲义,同时要考虑各专业后续课程的开设,迎合学生发展的需要,满足分层次教学的要求。

1.突出物理思想和实验思路。

例如在“十一线电位差计测电动势”的实验中,要从可变电源和滑线变阻器的关系上,说明设计“电位补偿法”的本质属性,并可依据该基本原理和思想实现多种电路的电与非电量的测量。

2.迎合不同层次教学的需求。

增加实验教材中“趣味实验”的内容,激发学生探索学习的兴趣;同时增加“基础性预备实验”内容,让物理水平相对较低、动手能力相对较弱的同学能及时补缺,不致对课程失去学习的动力;着重编写“基础性必做实验”内容,以满足绝大多数同学学习的需要;对“综合性实验”,“设计性实验”只提出相应的实验要求,提供一定的实验仪器范围,和简单的实验提示或参考方法等,给学生充分发挥创造力的空间,培养学生的科学实验创新意识。

3.公式推导可做取舍。

教材中如涉及到已在大学物理课程中学习过的实验理论依据或公式的推导,一般不作安排或少安排篇幅,只作为结论直接引用。但是,如果是测量公式中的假设或近似等条件等要给予分析,以使学生充分理解实验过程。

4.仪器介绍详略得当。

对教材中涉及通用类或相似性的实验仪器,在绪论或相关特定章节作共性介绍;对非通用或某领域专用仪器作特别详细介绍,例如,对调节步骤较多、难度较大的“分光计”实验则安排一定篇幅的介绍和分。

(二)建立分层次实验教学模式

分层次教学是突出学生主体地位,实践因材施教的必然举措。实验教学内容的安排应该打破传统、加强融合、有效整合,把大学物理实验内容分成几个不同的层次,各层次的实验要求不同。结合物理实验的特点,主要分为以下四个层次:

1.趣味性实验:

该层次内容多为高中物理知识的延伸,以趣味性为主,如“鱼洗”和“静电感应”等实验。这类实验不需要记录实验数据,通过学生的自我摸索,激发学生对实验的兴趣和对知识的渴求。

2.基础性实验:

该层次内容主要让学生学习基本的测量,熟悉基本仪器的使用,掌握数据记录和处理方法,正确分析实验结果,为进行下一层次的实验打下坚实的基础。

3.综合性实验:

在上一层次的基础上,着重要求学生加强对物理原理的深入理解,注重培养学生建立科学的物理思想和科学画面,提高学生对物理知识的综合运用能力。

4.设计性实验:

该层次为物理实验课程的较高层次,学生根据实验要求,自行设计实验方案,选取所需的实验仪器。通过查阅资料、设计方案、动手实践并解决实验中出现的问题,从而有效培养学生分析问题、解决问题的能力,达到较好的实验效果。根据专业特点,大学物理实验教学可分为A、B两个层次进行。A层次是较高层次,适用于通信工程、电子信息等专业,宜多开设综合性,设计性试验内容;B层次是较低层次,适用大部分理工科专业,宜多开设基础性试验内容。两个层次的实验学时是相同的,实验个数可以不同,把学生可获得的学分做相应调整,以满足不同层次学生的需要。

(三)形成实验开放教学体系

实验开放教学体系包括实行实验室开放制度和科研平台开放模式两部分。实验室开放是实验仪器时间与空间的开放,学生可根据自身的实际情况,对实验时间、实验内容进行主动的选择,不再受制于课时的限制。只要学生勇于探索、积极创新,就给学生创造相应的实验条件,实验内容不只限于课本和教材。实验室开放的目的是为学生创造主动学习的环境,变“被动学习”为“主动探索”,增加学生使用实验仪器的时间,提高学生参与实验的兴趣,同时也提高了实验仪器的使用率。当然,实行实验室开放教学绝不是放任学生,而是需要特定的老师认真组织、全程参与引导,建立健全实验室开放的各项规章制度,对实验室仪器和学生实验进行严格管理。实验开放教学还包括科研平台开放模式,通过该平台的开放,建立科学研究开放教学体系。每个有科研项目和科研条件的老师,可以申请成为本科生的科研导师,吸纳学生进入研究团队。在科研导师的指导下,学生结合物理实验的相关内容,进行一定数量的科研探索。在此基础上,借助各级各类学科创新竞赛平台,学生可以申请学校及省部级创新项目。

(四)整合现代化教学手段

1.建立大学物理实验课程的教学网站。

首先,网站可进行实验教学通知的及时,让学生能在及时时间获知实验室的相关教学动态;其次,实现网络品质教学资源的共享,把课程教案、习题解答、实验指导、教学课件和授课录像等进行网络,学生可免费访问,使其能进行有效的独立自主学习;,可增加教师在线及时互动系统,学生可在规定的时间内进行在线提问,网络值班教师应在及时时间对学生提出的问题给予解答,高效便捷。

2.建立大学物理实验仿真实验室。

通过计算机软件,动态模拟实验仪器及操作。学生可通过电脑进行虚拟的实验操作,测量数据的实时显示,为学生调整实验方法做出参考。同时,学生也可根据测量结果进行有效分析,实现更加灵活的操作和更加逼真的实验体验。

3.引进实验课程选课系统。

开课前在教学网站公布本学期可选的实验内容,实验的开设时间和所能容纳的学生人数等信息,实验学生可根据自己的专业、兴趣和个人时间安排,选出适合自己的必做实验和选做实验,做到因材施教,因人施教,个性充分发展。

(五)完善科学的考核评价体系

大学物理实验课程与其他理论课程相比,更应注重平时的实践过程,提高实验操作占总评成绩的比重,充分调动学生参与实验的主动性,有效完善科学的实验考核评价体系。打破以考试成绩评定学生实验能力的传统考核方式,把考核的环节充分拓展到每次的实验操作中。在课堂实验进行时,任课教师根据学生现场操作情况,给出每次实验的操作分数。同时,教师可在学生进行实验时,对任意学生提出实验相关的问题,以评定学生的实验预习情况和对实验原理、实验步骤的掌握程度。实验结束时,教师除了对每个学生的实验数据进行审核外,还要对学生的整体操作情况做出相总结性评分。同时,这种方法也使得学生不得不主动参与到实验的每个环节中,课前认真预习,课堂独立实验,课后深入总结。大学物理实验课程改革虽然已经取得了一些成绩,但是还存在一些问题,如学生的创新意识、自主性还有待提高。今后,需进一步在教学实践中思考、分析教学规律,收集其他任课教师和学生的相关建议,作及时的改进和修改,总结出一套行之有效的改革模式和方法,逼得学生们积极主动的参与到实验中来,并从中获得满足感和成就感,从而达到培养其创新精神、创新意识和研究能力的目的。同时,该项教学探索研究活动对其他专业的实验教学改革,也能起到一定示范和借鉴作用。

作者:王兴福 葛智勇 毛巍威 单位:南京邮电大学理学院

大学物理实验论文:教学改革视域下大学物理实验论文

1.教学分类和层次目标

大学物理实验目前按教学类型分有公共必修实验,仿真实验,开放实验,远程网络实验等。公共必修的实验按教学内容分针对不同类别也有所不同。一般像我校类的综合性大学,专业较多,学生来自全国各地,物理基础不太相同,各专业对物理的要求也不一样。普遍实行物理实验开课分类进行。各专业针对不同的需求选择不同类别。我校的物理实验课共两个类别,分别称为A,B类。A类48学时,B类30学时。B类相应对物理要求较低的专业,比如农业养殖类一般选择B类,其他理工科类选择A类。A类B类教学分层次也不同,A类分为三个教学改革视域下大学物理实验管理现状初探张鑫,李金玉(浙江海洋学院,浙江舟山316000)层次:基础、提高、设计。B类分为两个层次:基础、提高。这样的分类既避免了一刀切的问题,也符合了学生课业的需求。A,B类基础层实验相同以达到基本实验能力的锻炼,提高层,设计层实验要求逐步提高,B类涉及的实验相应减少和没有。对于每个层次我们也有明确的要求和目标。基础层要求规范实验操作、撰写合格实验报告、定性分析实验误差,提交合格实验报告。提高层目标设定为培养独立实验操作能力,能简单分析和处理实验中出现的问题,并能完整地定性和定量的分析实验误差,撰写合格实验报告。设计层要求自主选做,在自己查资料基础上以论文形式提交科学报告或者实物和专利。教学分类和各层次目标明确,既有利于学生的能力的培养和积极性又有利于实验的考核。避免了以往统一标准不重视学生创新性培养的状况。

2.实验预习内容和方式

每位同学进入实验室前,必须做好实验内容的预习,这一点毋庸质疑。有别于其他学科带上书本就可以去学习的模式,实验课是不同的。预习作为实验前的准备是对实验的必要的了解。只有做好预习才能保障实验的顺利进行。我们学校实验前要对预习检查,预习内容必须写在实验报告册上。预习不要求重复累赘的抄写书本上的内容,重点解决3个问题:做什么;根据什么去做;怎么做。基本内容包括:目的、原理、步骤、表格设计。也就是简要的反映实验前的准备。我校的预习报告可以参考书本和挂在网上的预习提纲。目前国内有些学校提出无纸化实验,比如浙江师范大学和浙江大学,学生直接登陆到网络服务器下载相关的实验预习即可。预习形式虽然不同但实践结果表明做好预习才能确保实验的效果。相比于传统的显得过于呆板预习方式,通过网络下载预习结合了现代计算机和网络技术,是不是确实更加有效率,值得我们探讨。

3.实验过程程序和要求

进行实验是大学实验课的中心环节。实验操作规范、独立完成是我们的目标也是实验的考核指标。经过一系列的变革我校实验室以逐渐更新了实验项目及提高了实验条件以适应社会的需要和利于的人才培养。目前我校大学物理实验室能保障每位学生单独操作一台仪器并对要求学生实验按如下程序进行:一是进入实验室后按编组找到对应的实验仪器。二是实验预习报告放在实验桌上,待老师抽查并认真熟悉、检查测量仪器、装置是否完好,记下主要测量仪器的型号和主要参数包括测量范围和精度,填写实验仪器使用登记本。三是根据仪器使用说明,正确安装和调试仪器,按实验步骤进行实验,记录数据,如有疑问可以及时向教师提出。四是实验完毕后要及时整理数据,如有问题,应该重测和补测。原始数据必须记录到实验报告上,老师签字后方可离开实验室。教师在原始数据上签字和以上其他程序要求一方面确保了学生抄袭篡改实验数据另一方面创造了良好的实验氛围。因为通过这样的方式进行实验可以让学生明白要获得合理的数据必须通过自己正确的操作才有的。目前有许多高校采取网上报告的形式,他们的实验数据由系统集中采集。这个方式可以通过系统自动处理并显示结果。实验操作还是由学生独立完成,仍然强调的是学生的动手创新能力和科学实验素养的培养。电脑化只是便于教师批阅实验报告,提高了批阅的效率和度推进了实验教学的信息化管理。基于层次不同老师的教学也是不同的,对于基础层老师要进行讲解和做简单的演示;而提高层的同学们有了一定的实验基础,教师作出简要的说明后重在学生自己实验。设计层只需要实验教师给出几个可选择的实验而没有具体资料,学生自行选择实验内容,实验时间也不作严格规定,可以在两周的时间完成实验室工作。实验重在培养学生的科学实验能力,强调提高学生的自主能动性及利于学生的创新能力发展。

4.实验报告的撰写和形式

这是对实验全过程的总结和深入理解的一个环节,应独立完成,严禁抄袭实验报告及修改原始数据。我校要求实验结束后一周必须上交详细的实验报告。一般实验报告采用统一册子,报告包括要点有六项:实验数据记录;合理的表格设计;实验数据填写完整;有完整的实验数据计算过程,有单位(包括作图等);实验结果科学、正确的表达;有实验结果的讨论与误差分析,提高层要有定量的误差分析。其中实验结果讨论与误差分析要求结合观察到的现象进行结果分析,分析尽可能具体,定量或半定量,切忌空谈。内容可包括影响误差因素讨论,系统误差修正,结果的性讨论和同公认值比较分析等等。我国各大高校的大学物理实验报告应时代的要求经过多方面的探索,不再是单一标准单一的形式,而是呈现多元化的特点。针对不同对象和阶段,报告形式和内容有所不同。比如我校基础层和提高层报告要求基本相识以报告形式提交,只是提高层要求做定量误差分析。设计层实验要求学生以科技小论文的形式报告实验结果,也可以以PPT形式展示成果。这种多元报告形式也与目前我国许多高校一致,具体的要求可能有所差异但在报告方面的改革趋势一致。

5.考核方式和标准

实验考核如其他课程一样,通过才可以获得学分。怎么考核才能激发学生的积极性?随着改革的进行,报告的形式的改变以及学生实验素养的重视,考核方式也有了变化。由终期考核比重较大到注重平时考核的变化。比如我校实验成绩评定由平时的每份报告分数和操作评分决定。每份基础层、提高层的实验报告评分为:报告70%,操作规范、课堂纪律等30%。设计层评分为:科技小论文、报告。B类总成绩评定:5个基础占40%,4个提高占60%,A类总成绩评定:5个基础占20%,8个提高占40%,1个设计占40%。并且我们规定基础层次不合格者,经本人提出书面申请方可进入提高层次跟读,但提高层次每个实验报告成绩必须在3分(成绩评分为5分制)以上,否则不合格,不能进入设计性实验层学习。总成绩不合格者只能重修,没有补考。为了鼓励学生的自学性、研究性、创新性,学生在本年度内发表跟大学物理实验相关的在学校认可的二级杂志及以上、获得校级课题及以上或获得专利证书,均可评定为大学物理实验成绩。这样的考核方式以平时成绩为主为学生创造了良好的学习氛围,调动了学生的积极性。设计层实验的评分和比例显示了大学物理实验综合实验能力和科研能力还没有独立行动的能力,因此自治与共治社区治理体制的成熟也是一个循序渐进的过程。

作者:张鑫 李金玉 单位:浙江海洋学院

大学物理实验论文:独立学院大学物理实验论文

1改革考核方式,让学生从思想上重视大学物理实验

美籍华人丁肇中在诺贝尔奖的颁奖大会上说:“我希望通过我得到诺贝尔奖能提高中国人对实验的认识。”上世纪,诺贝尔物理获奖项目中69.2%属于实验项目,现今,国内外很多知名前沿研究领域的研究所或高校研究团队都特别重视实验。从某种意义上说,物理实验直接影响整个自然科学的发展。物理实验如此重要,实际上,很多学生在思想上不太重视大学物理实验。当老师原理讲解、演示完毕,很多学生仅机械地重复实验过程,根本没有理解实验原理,谈不上领会该实验过程设计巧妙之处,显然达不到培养应用型人才目标。更不用说借助大学物理实验平台,充分利用实验过程,主动培养自己的科学实验素养等应用型人才应具备的基本素质。仅仅从获取学分的角度对待大学物理实验,使得大学实验教学并没有发挥其应有的重要作用。要扭转这一思想状况,需要改革大学物理实验考核方式。除考核考勤、实验课堂操作表现、实验报告质量外,还应增加实验操作、数据处理单独考试,现场打分,然后给出综合成绩。改革考核制度,从而改变学生的学习态度。只有思想上重视物理实验,才有可能培养学生的科学实验精神及训练实验动手能力。

2自编实验教材

教材不仅是教学的依据,而且是学生学习的依据,其内容应当把培养学生学习及应用知识能力放在极其重要的地位。传统的大学物理实验教材内容追求系统、完整,偏重知识传授。鉴于此,我们针对本地区经济发展特点,结合本校学生的实际情况及专业培养计划,自编了大学物理实验教材。例如根据本地区电子工业比较发达的特点,在利用霍尔效应测量磁场的实验中,我们增加利用霍尔效应判断半导体元件的P型或N型内容。自编实验教材比较灵活。实验内容一般为本校的培养计划量身定做。我们从2005年开始至今,一直使用自编实验教材,教学效果良好。另一方面,自编实验教材因为没有正式出版,故可以根据每一届上课后的教学反馈,对教材的教学方法与教学内容不断进行小修改,直至完善。

3借综合性实验改进教学方法

综合性实验的实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关的知识。这种类型的实验对学生的综合素质要求高,而且培养效果好。传统的大学物理实验教学内容比较单一,弊端多。如果全部实验内容为验证性实验,不仅实验操作步骤简单,而且验证的原理知识少。因此,从培养应用型人才的目标出发,大学物理实验课程必须面向社会,必须有综合性实验。另一方面,传统的大学物理实验教学方法缺乏创新精神的培养。在教学过程中,有的教师详细地讲解实验目的、原理、注意事项、并且完整演示实验步骤及仪器使用。学生根本不用预习和思考实验中的问题,只需上课时重复老师的操作即可顺利完成实验。这导致有的学生实验数据测完了还不清楚实验原理。这种情形只会导致学生对实验失去兴趣,相应的应用型人才培养目标大打折扣。这与大学实验课程培养科学实验素质、创新能力的初衷相违背,与培养动手能力、解决问题、分析问题能力目标相违背。因此,改进大学物理实验课程教学方法必须要有实际行动。我们的自编实验教材里设置有综合性实验。在教学方法上,我们将大学物理实验课程拆分为大学物理实验I和大学物理实验II,即分2个学期开设。大学物理实验I由于学生刚开始接触实验,实验内容没有设置综合性实验,验证性的居多,教学过程中有讲解仪器使用及步骤演示。大学物理实验II中增加综合性实验。在综合性实验教学中,去掉讲解数据处理、仪器使用及实验步骤演示环节。从实际的教学反馈来看,效果不错。在教学方法上,准备进一步改进。今后准备按计划逐步取消实验课演示环节,对于每一个实验,然后逐步将实验教材中近一半的实验项目略去实验步骤,只有实验仪器介绍、实验原理、实验目的及实验要求。从而激励学生自己查阅文献资料,真正培养学生综合分析、团队协作的能力。从而充分发挥大学物理实验课程培养应用型人才目标的潜力。

4在数据处理上普遍采用不确定度

数据处理计算不确定度,不仅增强学生对误差的深刻认识,而且进一步强化学生应用高等数学知识的意识。加强数学和物理基础是21世纪工程教育改革的大前提。很多同学不会灵活应用高等数学知识。同样的数学问题,换成物理题就不会了,或者比较难理解。数学应用能力比较差,归根结底,是应用的比较少,没有形成用数学思考物理问题的习惯。另一方面,课程改革后,实践、实验课程课时比例上升,物理实验教学的地位提升。与理论课涉及的数学知识相比,大学物理实验涉及的数学一般不难,应用的知识点比较单一。如果要求计算测量数据的不确定度,不仅能通过误差的大小看出本次实验测量结果的质量,而且强化学生应用数学知识的意识,对于后续的专业学习及工作都有重要的意义。

5设置公选课

大学物理实验的公选课内容一般面向对物理实验有浓厚兴趣的物理或电子信息专业类学生,多数设置为设计性实验。设计性实验在给定实验目的要求和实验条件下,由学生自行设计实验方案并加以实现,旨在以学生为中心,培养学生独立思考能力,利用实验平台进行创新性实验。进一步为有兴趣有能力的学生日后参加电子设计、机器人设计等知名全国性大赛做好铺垫。另外,大学物理实验公选课还可以面向其他非对口专业的学生。满足如计算机、化学、生物等专业的学生在物理实验方面的需求。这些专业的学生更多侧重应用,因此可设置一些与近代物理和现代实验技术密切相关的实验课题,或训练在化学、生物等领域应用频率较高的实验技术。大学物理实验公选课的教材要充分体现设计型和独立完成这两大核心思想。教材只有建议的实验研究课题,没有实验步骤,没有实验原理,只有一系列的问题。学生必须独立查阅参考书(教材中列出了必读与选读的参考书目),团队成员必须相互协作、认真研究,与指导老师反复讨论,设计实验方案、反复实践,才能完成实验要求。实验完成后,要进行详细的书面总结,向指导老师口头汇报结果,之后学生每人递交一份论文式的实验总结。

6大学物理实验室管理员可设置勤工俭学岗位

实验室设置多个勤工俭学岗位,让学生有机会参与实验室的管理与维护。我们的大学物理实验室近几年一直有勤工俭学岗位,学生积极申请,效果不错。一方面可以让更多的学生了解实验室管理,更好理解、尊重指导老师和实验员的工作;另一方面,当设备仪器有问题需要修理时,学生有更多机会学习如何维修、维护仪器设备,发挥自己的特长帮助实验员解决问题,学以致用。

7结论

按照现代教学论,教学过程既是一个认识过程,更是一个发展过程。在教学过程不仅要传授科学知识,积极帮助学生完成认识过程,更重要的是促进学生发展,培养学生学习、解决问题、与人沟通等综合能力,毕业后更好地适应社会工作。当然,培养这些综合能力不能仅仅通过大学物理实验教学过程短期实现,是一个长期的积累过程。目前,提高大学物理实验教学效果的硬件瓶颈是资金投入不足,实验仪器种类少,仪器设备更新缓慢。这制约了开设综合性或设计型实验的数目,从一定程度上也制约了教材及教学改革的发展。应进一步增加相关投入,整合现有实验资源,推陈出新,让大学物理实验教学这一重要环节能发挥更大的作用。

作者:高玉梅 谭朝阳 刘萍 袁海军 单位:电子科技大学中山学院

大学物理实验论文:物理教学大学物理实验论文

一、目前农林院校“大学物理实验教学现状

1.教学内容过于传统和规范。目前的《大学物理实验》教学主要以基础实验为主,实行统一的大纲、教材和统一的考试,主要对一些成熟的实验方法进行验证和练习,在这种统一的规范下,这样培养出来的学生知识结构单一、思维局限性太强、缺乏个性、缺乏创新。

2.实验教学方式单一,教学效果不理想。传统物理实验教学主要是老师先讲解实验原理,然后根据实验内容讲解实验仪器及内容,有的实验还会进行实验演示,这样,学生只是被动地被灌输实验原理及内容,机械的模仿实验过程,按照固定的程序进行实验,因此,在实验过程中很难发现问题,更谈不上创新,而且,学生对这种教学方式缺乏兴趣,只是被动的完成任务,得到实验数据,拿到学分。3.由于受学时的限制,实验内容拓展性较弱,教师也只能根据学时安排一些相对经典的实验,对一些难度高、复杂的实验,老师也只能忍痛舍弃,学生也失去了很多进一步学习的机会。面对目前大学物理实验教学存在的问题,如何在有效完成实验教学任务的基础上,提高教学质量,并通过对“大学物理实验”的教学达到对大学生独立操作能力、创新能力和自主思维能力的训练和培养是“大学物理实验”教学改革的关键。

二、“大学物理实验”教学实践改革思路与实践

1.教学内容的优化和学生主导地位的确立是“大学物理实验”教学质量提高的关键。“大学物理实验”的教学目的是培养学生动手能力的提高、素质的培养和提高。根据“大学物理实验”的定位,我们紧密围绕提高学生实践动手能力这个中心任务,结合本校实际情况,根据专业将本科生的实验分为工科、理科和农科三大类。在每一类里面,结合学生专业和课程设置,将实验分为三个层次,循序渐进的培养学生的动手能力和创新思维。及时层次,是必做的基础类实验,如传统的力、热、电、光等单项实验,如“扭摆法测刚体的转动惯量”“电源特性研究”“单缝衍射光强分布的测定”“通用示波器的使用”等。其教学目的是在大学物理课程学习的前提下,通过基础类实验初步培养学生理论联系实践的能力,锻炼学生的动手能力,通过这类实验,要求学生能独立地完成一般实验。第二层次,为综合类实验,本阶段实验涉及理论面较广,相对复杂,同一个实验可能会涉及到力、热、电、光和近代物理技术的综合应用。比如,“密立根油滴实验”“电流磁场的测定”、“电表的改装与校准”“光谱定性分析”等。学生可以根据实验目的自己设计实验方案,老师只起到解惑的作用。通过方案的设计、完善及实验的具体操作,培养学生的综合思维和创造能力,加强动手能力。学生通过完成综合类实验,从失败中补足知识的漏洞和操作的缺陷,从成功获得学习的兴趣和动力,在此阶段,学生运用知识和动手能力得到很好的训练。第三个层次,是设计类实验,是选择类实验,有意愿的学生结合自己的专业和兴趣点,提前申请并在老师的指导下,自行调研、选择课题,并根据查阅的资料写出调研报告、实验方案,通过老师和实验小组的充分讨论,确定实验方案,组装实验设备,完成实验。比如,植保学院学生设计的“液体表面张力的测定”,资源环境学院学生设计的“土壤粒径的测量方法改进”,机电学院学生设计的“光电检测技术应用”,生命学院学生设计的“望远镜及显微镜的组装”等都取得了很好的效果。这个层次主要以科研方式进行,主要引导、锻炼学生综合应用实验方法和技术的能力,学习发现问题、提出问题、解决问题的科研的思维和方法,培养他们的创新思维、能力及合作精神。在上述“渐进式”实验教学完成的过程中,学生主导了整个教学活动的,老师会解惑、辅导学生实验中遇到的问题,并提供学生所需实验设备和仪器,从而打破了传统实验教学中老师讲解、演示,学生模仿的被动局面,大大提高了学生学习的积极性和主动性,也激发了学生解决科学问题的动力和潜力,在实验的过程中,学生的动手能力、创新思维得到了很好的训练和培养,学生素质的提高也在潜移默化中完成。

2.“大学物理虚拟实验远程教学”的应用是提高实验教学效果的保障。虽然改进后的教学内容和方法很大程度上满足了教学任务的有效完成和学生能力的培养,但也会受实验场地、仪器及时间等的限制,为了进一步拓宽学生的知识面,开阔学生思维,我们教研组设立了“大学物理虚拟实验远程教学”,选用了基础类、综合类、设计类等50余个实验,每个实验包括实验目的、方法、原理、内容及实验模拟及结果分析等模块。学生可以通过校园网登陆,选择实验内容并进行网络模拟。有一部分实验和实际操作实验吻合,学生可以在实际操作后通过模拟实验还原实验过程。还有一部分实验是近代和综合设计类实验,受实验条件的限制暂时没有开设,学生可以自主进行选择、设计及模拟操作。虚拟实验远程教学可以巩固并拓宽学生的理论知识,为学生思维的开阔及创新能力的培养打下良好的基础。

三、结束语

“大学物理实验”是培养学生动手能力、思维能力及创新能力的一门重要基础课程,系统的实验内容和实验技能训练将会使学生受益终身。让学生通过“大学物理实验”的系统学习,提高动手能力、理论结合实践的能力是我们努力的目标。而选择“渐进式”实验内容、以学生为主体的实验教学方法、开放的网络教学环境,将创立新的“大学物理实验”教学模式。这为“大学物理实验”教学效果的提高铺垫了很好的基石。

作者:党亚爱 王立青 王国栋 张敏 单位:西北农林科技大学理学院 西北农林科技大学

大学物理实验论文:大学物理学史物理实验论文

1物理学史融入物理实验教学的必要性

物理学是一门实验科学,物理实验是物理学发展的基础。也可以说是“系统工程”,它集力、热、声、光、电于一体。大学物理实验作为一门独立设制的课程,是学生动手、观察、创造思维、处理数据、总结写作等综合能力提高的过程,有着其他课程不可替代的作用。因此不能教条学习,只是简单地照猫画虎,测几组数据。应使知其然,还能举一反三,循序渐进。要在全学年实验中,致使综合能力有“质”的飞跃。只有这样才能真正起到锻炼实效,这就要求实验教师在每个实验过程中积极引导学生的学习欲望。

2利用物理学史激发学生的兴趣

光学是研究客观世界中有关光现象规律的一门学科,通过大量历史资料和出土文物的分析研究,充分证明我国古代光学在世界科学技术史中的重要贡献。当时物理学领域内成就较大的是墨家,它是由鲁国的墨翟(公元前480~39年)和他的弟子等所创立。《墨经》是墨家的集体创作成果,它比古希腊欧几里得(公元前330~275年)“光学”还早百余年,不仅是中国光学的先驱,在世界光学史中也占经验丰富的地位。《墨经》对光的直进律,做出了精辟的记载,认为从物体上发出来的光线,好像箭矢一样(“光之人,照若射”),通过精细的观察实验发现,当两个光源同时照一物,产生本影和半影,还给投影下了一个科学定义:光有所遮挡的地方就是影。墨家根据光的直进律,制成了世界上最早的针孔照相机。在十一、十二世纪间,我国科学家郭守敬根据光学原理制成了各种天文仪器,观测天象,取得了丰硕成果[4]。

在教学中我们感到,上实验课缺少足够的时间,应该将实验仪器的一些改进通过演示,使学生明了其实用与便捷。而我们只能见缝插针,简单叙述。例如:在薄透镜测焦距的实验中,以前成像的像屏用的是一个喷漆薄铁片。共轭法测焦距,要求同学们在观察到大小两个像,我们说这叫“大像追小像”,追的结果是看两像的中心是否重合,这一步是用成像的方法(细调)验证粗调是否调好了,是否“同轴等高”。为了对比,学生往往在屏上做记号(划一横线),时间长了,白色屏被画得全是横线,面目全非,很难辨别。新仪器做了巧妙的改进,在一小张硬纸板上,印了坐标,然后用塑料薄膜扎制,既美观又实用。这一看似简单的改进,给使用者带来很大便利。让同学们知道,实验仪器的设计也不是的,需要不断改进、更新,这首先就需要认真观察,发现不足,提出建议或思路。

单摆测重力加速度实验,这是经典的物理实验。单摆不仅是测定时间的仪器,也可用来测量重力加速度的变化。及时个发现摆的振动等时性的科学家伽利略,他用实验求得单摆的周期随长度的二次方根而变化。惠更斯制成了及时个摆钟,而且及时次记录到一个耦合的振荡器观察。“惠更斯的同时代人天文学家J.里希尔曾将摆钟从巴黎带到南美洲法属圭亚那,发现每天慢2.5min,经过校准,回巴黎时又快2.5min。惠更斯就断定这是由于地球自转引起的重力减弱。英国科学家罗伯特•胡克发明了圆锥摆,是在两个方向上自由摆动的钟摆。通过分析摆锤圆周运动,他用它来分析行星的轨道运动。19世纪中叶傅科在巴黎的先贤祠证明了地球的自转。牛顿则用单摆证明物体的重量总是和质量成正比的。实验教师本身应该对所做实验从实验内容、历史背景、仪器结构、仪器调节、仪器维护各环节了如指掌,这样才能及时解决和解答实验中出现的种种难点、问题,并迅速应急处理。更重要的是要教会学生遇到问题应该如何面对、怎样解决。当然教师的知识也不是多方位的,在科学技术不断进步的过程中,有些问题也可能会出现瞬间“卡壳”的尴尬现象,这就敦促教师应大量查询资料,不断更新知识,在教学中学习,提高自己认知能力,从而保障教学质量。

3存在的问题

(1)对物理学史融入大学物理实验重视不够,且不重视学生的逻辑思维及动手能力的培养,形成单纯知识灌输。

(2)没有特定时间进行物理学史、物理思想的教学,从而导致在实验课中不系统、不,缺乏完整性。

(3)需进一步加强教师对教学的严谨态度、拓宽知识面、提升自身素质、提高实验教学水平。

4结论

我校是综合性大学,对理、工各科、各专业的学生,从开始做物理实验起,就应有意识地培养他们的观察、动手、逻辑思维、处理数据、归纳写作能力。物理学史不但记述了物理理论的发展历程,再现了物理学家的思维过程,对待科学的态度以及研究物理方法的创新与突破。应引起足够重视,安排适当的课时进行物理学史教学,因材施教。并将物理学史适时充分地穿插、融入到物理实验中,从力、热、声、光、电每一个实验中汲取历史和现代各种“养分”。使学生基本技能、创造思维、科学方法、严谨的科学态度等得到的发展。

作者:王宏伟 张仪叶 单位:太原理工大学

大学物理实验论文:我国大学物理实验论文

一、我国大学物理实验的重要性

大学物理是一门以实验为基础的学科,大学物理实验和大学物理理论占有同等重要地位,它们既有着深刻的内在联系,又有着各自的任务和作用。大学物理实验在培养学生分析问题和解决问题的能力及激发学生科学创新意识方面有着其它学科不可替代的作用。大学物理实验不但把物理理论知识用到实验上,而且更好地解释生活中的物理现象并加以科学验证。通过大学物理实验能培养学生达到以下几点科学实验能力及实验目的:

1.通过对实验现象的观察分析和物理量的测量,能够更好的加深对理论知识的学习,对定义、定律更深刻的理解;

2.通过对实验仪器的调试和使用,能够更好地培养学生动手动脑的能力及临时处理突发事件的能力;

3.通过对实验数据的处理及图像的绘制,能够更好地培养学生对数据的保留与取舍及结果的正确判断与分析;

4.通过实验能使学生以独立或合作的方式设计一些基础性实验,从而培养他们独立思考问题,合作完成工作的意识。

二、做好我国大学物理实验前的准备工作

实验课又不同于理论课程,有它自身的独特性,因此,在实验前必须做好以下几点工作。

(一)实验理论知识的学习。实验前对实验理论知识的学习是做好实验的前提条件。实验理论知识的学习主要是指在实验前要对实验目的、实验原理的熟练掌握,清楚地知道实验的要达到的任务及其所采用的方法,在实验时才能游刃有余地解决实验中所遇到的问题,才能保障实验的顺利完成。

(二)实验设备的准备及调试。在懂得了实验目的及原理的基础上,才知道实验所需要哪些实验设备,及其仪器参数的要求。不但要对所做实验设备准备齐全,而且仪器的摆放也要符合实验要求,并且要对实验仪器按照实验要求进行调试。若中间任何一个环节出现错误都可能影响实验效果,甚至导致实验失败,所以,实验前设备的准备及仪器的调试是做好实验的基本条件。

三、做好我国大学物理实验中的具体工作

(一)实验仪器的规范使用。不同的仪器设备有不同的使用方法及其操作步骤,一定要按照仪器说明书来正确操作使用。要轻拿轻放,要确保仪器设备在安全有效的参数范围内使用。不然,给实验结果会造成较大误差,甚至导致实验的失败。

(二)实验步骤的合理安排。根据实验原理及实验内容来合理安排实验步骤是高效完成实验的关键。对于实验步骤要熟悉掌握,给够给出一个合理的分工安排体系。大学物理实验一般都是小组实验,先测哪些量,测几组数据,谁来测等的分工安排一定要合理明确,才能在规定的时间内顺利完成。

(三)实验中突发事件的处理。实验课不同于理论课,大学物理实验中的很多力学、电磁学、近代物理等实验都会用到高压电,电压可达到380伏甚至会更高,一定要保障学生和实验师的人身安全;也要保障实验室的财产安全。实验中要做好一切安全应急措施,确保万无一失,是做好实验的基本保障。

四、做好我国大学物理试验后的工作

当试验完成后并非一切都结束了,实验后的收尾工作也显得十分重要,这样更有利于下次实验及仪器设备寿命的延长使用。

(一)试验后的检查。试验后的检查主要是指数据是否记漏、设备是否完好、配件是否丢失、开关是否关闭、电源是否切断等事项的检查,以确保下组人员能够继续做实验。

(二)试验后的仪器保养及卫生。由于实验室所使用的是精度较高的仪器设备,不同于其它上教室课时使用的桌椅,对实验室仪器的保养及实验室内的卫生也有着很高的要求。实验完毕后注意仪器的保养:该擦洗的要擦洗,该涂润滑油的涂;地面该扫的扫,该拖的拖。有些仪器怕强光照射,窗帘该拉的要拉上,好的保养及卫生更有利于延长仪器的使用寿命。

(三)总结及反思。试验完成后除了按时上交实验报告外,还要及时总结和反思。总结在此次实验中遇到哪些问题,采用什么办法又是怎样处理的;与其它实验有何异同;有何收获,有何启发;实验过程中的步骤、选用法方、仪器调整等是否有改进的地方。总结和反思是为了能够更快更好更有效地做好下次实验。总之,物理上的任何一个伟大的成就都离不开实验,做好大学物理实验不是一件简单的事情。既要做好实验前的相关准备工作,又要做好实验中的具体事项,还要注意试验后的卫生等工作,才有可能更好地做好大学物理实验。

作者:巨洪军单位:丽江师范高等专科学校

大学物理实验论文:大学物理实验论文

一、研究性教学应用在大学物理实验中的可行性

之所以将大学物理实验课程作为理工科学生在大学期间接触到的首门实践性课程,就是希望以实验的形式加深学生对于物理学的理解,以培养学生具备进行实验物理学研究的能力和科学素质。多年的实践成果表明,大学物理实验的研究性教学具有较强的可操作性。

1.大学生普遍接受过良好的基础教育,已经掌握了较为系统和完备的基础知识。他们往往思维活跃,善于创新,对于新鲜事物抱有强烈的好奇心,是开展研究教学的不二人选。

2.研究性教学兼顾实践性与前瞻性,与高校的课程设置有着较高的契合度。同时,高校内的各种教学设施为探究教学提供了良好的硬件基础,图书馆和校园网络等设备也为探究学习的实现提供了丰富的信息资源保障。

3.高校以“双师型”教师居多,具备开展研究教学所必需的人才储备。这些高校教师通常同时肩负着教学任务和科研任务,承担着各类课题,有着丰富的科学研究理论和实践经验。因此,在亲自向学生传授研究方法的同时,也有利于他们积累自身的探究教学实践经验[3]。

二、霍尔实验中的研究性教学

霍尔效应一直以来都是大学物理的传统实验课程,它得名于1879年在金属中发现电压的美国物理学家霍尔。以下将以霍尔效应为例,对研究性教学在大学物理实验教学中的具体应用进行探究。

1.实验中对霍尔元件的电路改进和保护。早前的霍尔元件由金属制成,由于霍尔电压过低而不具有使用价值。直到半导体技术的突飞猛进,才使霍尔元件在电池测量和自动控制等装置中得到了广泛应用。霍尔元件体积较小,其整体结构为一般为1.50mm×1.74mm。较为频繁的使用次数和脆弱的自身构造,使霍尔元件极易损坏,因此,对霍尔元件的保护就显得极为重要,这也是为传统教学所忽略的。电路上的设计改进将会大大提升霍尔元件的耐用程度。其具体操作如下:选取霍尔元件工作电流输入端中的一端,添加两根带金属夹的导线,使两个金属夹分别夹住保险丝的两腿。其中,保险丝采用直径为0.32mm、额定电流为1.1A的常用电流保险丝即可。然后在霍尔元件的电压输出端也实施同样的步骤,这样就能有效地保护霍尔元件。当激励电流误接入霍尔元件时,保险丝会烧断,霍尔元件就得以保存。经过本人对该霍尔效应实验的改进和反复验证,当0.1A的励磁电流接入到该装置时,保险丝会立即烧毁,从而确保了霍尔元件的完好无损,说明该设计是具有一定可行性的。其实验原理图如图1所示。实验结果证明,该设计确实起到了保护霍尔元件的作用,从而有效地维护了霍尔效应实验器材,对霍尔效应的物理实验教学起到了良好的示范。在进一步保障大学物理实验教学顺利进行的同时,也激发了学生创造的热情,提高了他们灵活运用所学知识的能力。

2.霍尔效应在螺旋管轴线磁场测量中的运用。在研究长直螺线管轴线上的磁场分布时,常常需要利用霍尔效应。在工作电流和励磁电流都得到固定的情况下,通过变换霍尔片在长直螺线管轴线上的位置,逐点获取霍尔电压,求得磁场大小。而在对这些数值进行分析时,为了实现模拟的数值在不同学科的实验中具有广泛适用性,需要借助一种多物理场模拟软件。这时学生就可以小组为单位,利用软件充分发挥主观能动性,实现自主探究。这也是新时代下的科技优势。如图2显示的就是理论计算、实验测量和数值模拟3种不同方法在进行螺线管轴磁场测量实验时得出的分布曲线。图中可以明显地看出,实验结果与理论计算更加一致。虽然模拟计算偏差较大,但利用它可以更直观简便地得到整个磁力线的分布,这正是数值模拟的优势所在。而这几种方法结果间的差异,也为今后的物理实验提出了新的研究课题。

三、结束语

在大学物理实验教学的探索实践中,适当地引入研究性教学对培养学生综合素质和创新思维起到极大的促进作用。学生在实验过程中会以具体问题的解决为目标,借助文献资料对已有知识进行总结与归纳,从而加深对知识的理解。在以小组为单位进行探究时,同学间的交流合作能力也得到了加强,学习的积极性得到了提高。大学生具有的科研意识和创新精神也有了进一步提升。具体而言,随着文中谈及霍尔元件的广泛应用,对霍尔效应的教学也应该随之变革。本文即是结合大学物理实验教学中霍尔效应的内容,对霍尔实验的一些方法提出了改进。在运用新技术手段的同时也发现了传统教学所未注意到的新课题。总之,研究性教学在提高学生综合能力、培养学生创新精神方面成果显著,对大学物理实验教学的发展有着深远的意义。

作者:刘卫卫单位:盐城师范学院

大学物理实验论文:三段式大学物理实验论文

一、体系设置

1.学生的学习兴趣较弱,主观能动性较差。提高性实验阶段增强学生的学习兴趣,令其学习自觉性和主动性明显提升。2.开放实验室难以吸引学生,实验室设备使用率低。拓展性实验阶段采用半开放形式,所开放实验项目达几十项,学生按兴趣和专业在网上自选实验,无教师授课情况下,解决实验过程中出现的实际问题,并完成实验;实验设备使用率大幅度提高,实验室基本无空置设备。

二、教学模式

三段式半开放实验教学体系在“基础、提高、拓展”教学阶段采用不同的教学方式,循序渐进,使得学生由被动学习转为主动学习,教师由自主授课转为辅助咨询,整个过程实现了学习以学生为主,教师为辅的状态。基础性实验阶段,采用固定教师,小班化启发教学模式。授课时,教师结合板书、课件,面面俱到,讲清楚每个实验的关键和细节;实验时,关注每个学生的操作状况,指导到人,使得每个学生都感受到教师对其关注,保障每个学生能掌握基本工具和方法的运用,务求避免有个别学生只看不动手的状况,启发学生自己动脑,逐步培养学生的信心。经过及时阶段后,学生对实验将不再有胆怯心理,信心和自觉性得到明显增强。提高性实验阶段,采用固定教师,小班化教学模式。授课时,教师点到即止,逐步减少实验细节的讲解;实验时,视学生状况不同,给予适当的引导和提示,使得学生理解理论跟实践的差异,碰到问题能独立思考,解决实际问题,能在以自己为主的状况下,顺利完成实验。经过第二阶段后,学生对实验表现出较大主动性,实验的预习和质量明显提高。拓展性实验阶段,采用无教师授课,学生自由选择实验的半开放模式。整个第三阶段开放实验达25-30项,由所有教师分块管理,指导教师的角色转换为实验管理员。网上公布所有第三阶段实验项目及课件,学生根据自己的兴趣和专业,自由选择,在规定时间内到实验室,按黑板上书写的提示,独立完成实验,所得数据由管理教师审阅、签字确认。整个过程只有当学生碰到无法解决的状况时,才会找管理教师咨询和帮助。该阶段所开放实验项目和实验设备均远超前两个阶段。

三、创新特点

近年来,随着国家对教育的日益重视,各高校实验室都增大了投入,特别是硬件方面;而《大学物理实验课程》作为一个常规的基础公共课程,一般采用“大锅饭”教学模式,即固定10-15个实验项目,按顺序授课。因此,一个矛盾日益突出———实验设备越来越多,而使用率却越来越低。针对这种情况,三段式半开放实验教学体系具有以下三个突出特点:1.将原来的“大锅饭”教学模式,分成“三段”,使得教学模块化、层次化,循序渐进的教学模式更利于提高学生的实验信心和学习兴趣。2.“半开放”的第三阶段,使得学生的知识面大为拓宽。第三阶段的“半开放”使得整个课程所开放的实验项目达35项以上,包括许多曾获诺贝尔物理学奖的经典实验,引发学生的巨大兴趣,使得部分的学生敢于参与到科学研究中来。3.基于半开放的模式,使得实验室设备的使用率大大提高。自从采用三段式半开放实验教学体系后,浙江大学城市学院大学物理实验室历年的实验设备使用率均接近90%。

四、效果评价

每学期结束时,实验中心通过问卷调查、师生座谈、建议反馈等形式,获取学生三段式半开放课程教学的相关信息和建议。最近一学年的调查显示,三段式半开放课程教学获得了92%的支持和满意率。“大学物理实验的分段半开放教学方法非常好地培养了我们的自主动手和创新能力。实验内容安排合理,从入门到进阶,由浅及深,而教师的讲解却是从繁到简。从我们不敢动手碰仪器,到可以按照教师的讲解和指导做实验,再到我们亲自动手实践,那种感觉很好”,某位一年级的学生,在调查问卷中说道。2010年5月,浙江大学城市学院物理实验教学中心被列入“2010年浙江省本科院校及时批省级实验教学示范中心建设点名单”。2013年11月,顺利通过了浙江省级实验示范中心验收。评估专家组对三段式半开放式的实验教学体系给予了高度评价,认为该体系确实符合学生的认知规律,不同的教学阶段,采取不同的教学方法,带来不同的教学效果,使学生能力培养成为了教学的主要目标。而且能够使得实验室的仪器设备得到充分利用,使用率很高,这个也是其他高校实验室迫切需要解决的问题。

作者:钟伟民单位:浙江师范大学

大学物理实验论文:分析工科大学物理实验教学改革

导读:大学物理实验作为大学生的一门重要科学实验课程。教学改革,浅析工科大学物理实验教学改革。 关键词:大学物理实验,教学改革 大学物理实验作为大学生的一门重要科学实验课程,不仅让学生受到严格的、系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧,更主要的是培养学生严谨的科学思维能力和

创新意识,培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力,激发学生科技创新能力[1]。

近年来,各工科院校对物理实验教学进行了多方位、多层次的改革,取得了一定的成绩,但也存在一些问题[2]:一是从教学方法上来看,教师多以“言传身教”为主,这种“ 填鸭式”教学方法难以激发学生的学习兴趣,不利于培养学生的创新能力;二是从实验内容上来看,验证性实验较多、与物理科学的前沿比较接近的实验较少;三是教学手段、技术与设备落后,计算机辅助教学作用未能得到充分发挥,计算机和网络技术在教学中的应用程度较低。因此,必须对大学物理实验的教学内容、教学方法和教学手段进行改革。

1 改进实验内容

物理实验教学在不同层次人才培养中的定位、要求和作用应该有所区别。比如,研究型或学术型人才培养与应用型人才培养在物理实验课程的教学摘要作用。此类实验应在教师指导下由学生自主完成,并可让学生尝试通过方式整理、总结实验结果。以上三类实验在大学物理实验教学体系中应以提高型实验为主体,三者相辅相成,共同促进实验教学效果的提高。

2 改革教学方法[2]

首先应在如何引起学生对做实验的兴趣上做文章;其次应在如何提高学生的创新意识和创新精神上做文章。比如,如何在物理实验教学中鼓励学生提出问题?如何提高学生在物理实验中提出问题的能力?

2.1 采用启发、引导和讨论式教学法

对于综合性实验和一部分较难的基础性实验,为了体现教师的主导作用和学生的主体作用,教师可以采用启发、引导和讨论式教学法。教师可以要求学生进实验室时必须提交预习报告,内容包括本次实验的目的、内容和步骤等。然后,教师简要介绍实验原理和做实验时的注意事项,启发学生思考这次实验所用的仪器是否还有其他用途。教师在提出问题和分析问题时要尽量调动学生的兴趣。让学生积极思考,主动索取知识。实验过程中,教师要全场巡视,帮助学生解决在实验中遇到的共性问题。,教学改革。,教学改革。

2.2 采用探究式教学法

对于设计性实验,教师好采用探究式教学法,即教师不介绍设备、 仪器的使用方法,而是让学生自己阅读教材和仪器使用说明书,接着由学生集体讨论、交流各自的实验预习报告,介绍实验方案,汇报测试过程、分析结果,教师再提出问题,启发学生,并引导学生展开讨论,完成实验。,教学改革。这种课堂上的互动不仅能培养学生主动参与、独立思考、积极探索的精神,为他们终身学习打下良好的基础,而且能增强学生的竞争意识和进取意识,锻炼学生的口头表达能力。,教学改革。

3 引入现代教育技术

3.1利用多媒体技术

利用多媒体技术可以对实验原理和实验过程进行生动形象的模拟仿真,利用数据处理和逻辑判断功能对实验结果进行分析和预测,将静态变为动态,使声音、图像、动画、文字有机地组合在一起,增强教学活力,激发学生的学习兴趣,改善实验教学效果。东南大学物理实验中心针对教学中存在的问题:(1)新的实验教学体系对教师的要求明显提高,突显出了品质教师资源的短缺;(2)难以实现对学生个性化深层次的指导;(3)面向广大学生开放,实际管理操作上有困难,他们构建了信息平台,引入计算机作为助教,改变传统实验教学师生单一交互的局面,建立新型教学关系,创建物理实验课程“多重交互”教学模式,取得了良好的教学效果。

3.2 建立实验室物理教学网站

学生可以根据中心提供的网址登录网站,在网上了解每学期的实验设置和内容介绍等情况,根据选课规则选择自己在本学期要做的实验题目和实验时间,以便更好地安排时间预习功课。在这一方面,复旦大学物理实验中心建立的教学网站被学生称为自己的维基百科,人人参与编辑,灵活、快捷、全开放。2007年7月1日开通以来,点击量已经突破了380万次,平均3000次/天,形式改变带来了互动教学质的变化。

大学物理实验课程是大学物理教学环节的重要组成部分,对于工科学校而言,物理实验课程尤其重要。实验课程具有课堂讲授所无法比拟的优势,直观性、操作性以及学生在实验中的主动性、 探索性和创造性,是实验课程的主要特点。,教学改革。任何学科都不是一成不变的,都必须适应形势的发展和变化。,教学改革。在信息时代到来的今天,工科大学物理实验教学需要在实验内容、教学方式、师资培养等方面不断改进,才能形成合理的、适合本校特色的大学物理实验教学体系。

大学物理实验论文:大学物理实验教学改革的思考和实践

1 大学物理实验改革的背景

《新世纪高等教育教学改革工程》是教育部在2000年启动的教育改革项目,其教学改革项目中设立了一个“高等学校基础课实验教学示范中心建设标准的研究项目”,以此规范高等学校课实验室的建设。高校物理实验教育对于高校教育有着重要的作用,因为物理实验教学可以有效提高学生的科学素质、创新精神和实践能力。

实验课程的重要性高校早已认识到并在逐步加强,改革也不断开展,但是物理实验课程教学的模式还是传统模式:实验教育教师先讲,直接告诉学生本次实验的步骤、方法、目的要求、原理。甚至有的教师还会先做一遍,学生然后按步就搬地照做,指导老师在做的过程中发现学生遇到问题立即指纠正。这样的大学物理实验教育满足不了现在高校教育目标要求。物理实验教育投入不足。资金投入不足,高校设备陈旧,设备不足,功能单一;人力资源投入不足,教师配备明显不足,教师教学能力与教学需求有欠缺,老师教学任务过重。教学模式陈旧死板。教学过程中从教学内容:实验目的、原理、操作步骤讲解等十分详细,学生自足发展、探索、创造空间不足,学生不能在实验中发现问题,解决问题。对实践重视不足。高校在实验教育中依然是重视理论内容,对于实践内容重视不足,教学过程对物理实验的各环节细节注意不够,考核也是以理论知识为主,实践环节占总课时比重过低。课程教育取得效果有限。学生在实验过程中按照步骤进行,对于实验体会不深,学生几乎不自己改正错误,学生参与度低,实验结束后对实验数据的总结工作进行不足,因此实验取得的教育效果显得非常有限。高校对于物理实验课程重要作用认识不足。高校对物理实验教学的作用认识重视不够,导致实验教育地位比较低,对物理实验教育教学改革的必要性认识不够,所以教学方法单一,教学方法落后。高校对学生实验能力培养目的不明确,在实验教学过程中存在问题,严重妨碍了人才创新能力的培养。大学物理实验教学中诸多问题使我们认识到了深入改革已势在必行。

2 大学物理实验课教学改革的思考

物理实验教学的新模式的指导思想:通过实验教学培养学生自主性和创造性思维能力。为此以综合应用性、基本传统性、设计研究性三个方面进行教学改革探讨、研究、资料收集整理工作,编排实验课程,学习内容传统与现代兼顾、指导与灵活性并存。

2.1 大学物理实验教学对象的改革

大学物理实验教学具有培养学生科学素质、创新精神和实践能力的功能。素质教育要求学生掌握现代科技,可以创造性、开创性的开展工作,有综合运用多种学科的能力。扩大物理实验教学受益面,大学物理实验教学的对象就不能仅仅面对理工类学生,也要学科交叉、文理渗透,走出原有的专业限制。

2.2 大学物理实验教学体系和内容的改革

2.2.1 物理实验教学改革大纲

教学改革是一个过程,不可能一步完成,物理实验教学内容的改革分层次完成。认识到培养学生解决具体问题的能力、创新意识是实验教育课程的教学目的。打好学生学习基础。利用基础实验培养学生基本能力的,使他们在物理实验的基本特性中掌握基本知识、方法、技能。物理实验基础测试扎实科学研究的基本功。加强学生自主性培养。增加自主式实验,培养学生的综合能力,让学生自己查资料,设计实验方案,独立完成实验,在试验中发现问题,解决问题。学生更加容易掌握各个仪器的特性和功能,掌握了知识,培养了自主能力。加强实验方法的训练。实验课程也是由理论和实践综合组成的,要合理的安排两者的比例,课时着重向使学生掌握实验方法倾斜,加强多样性实验教育,增加进行综合性应用实验。

2.2.2 物理实验教学改革内容

大学物理实验教师队伍教学思想和观念的转变。教师素质是大学物理实验教学的关键。高校要引导实验教师在实验教育、教学引导等方面知识技能的进修,不断更新知识和教学方法。教师要有自我学习的精神,把科研工作中的新技术、新理论结合到教学中。

更新实验课程体系。完成学生会主动自我获取知识、课程从基本到综合的新实验课程体系建立。教学内容以综合性实验结合基础实验,设计性实验和课题研究性实验接合,保障实验课程自成体系。

实验课程内容改革。增加教师与学生之间的互动内容,增加设计实验内容。减少单纯实验、观测实验课程。合理调整纯理论知识内容的课时配比和传授方式,理论实践相结合。学生真正参与实验并锻炼动手能力。新的物理实验仪器设备随着现代科学高新技术变革不断出现,学校应加大资金投入,及时购买仪器,既可以提供新的实验项目,又可以让学生及时掌握符合社会需要的技能,避免学到内容与社会需求脱节。教师通过讲解这些实验仪器的发展传授知识,增加学生学习兴趣,提高实验课教学质量,培养学生的创新意识。

改革物理实验教学考核模式。考核是检查学生掌握知识主要手段,考评办法和考核制度是否有效直接关系教学改革成果的检验。实验课程可以根据教学内容的不同,采用不同难度的考核标准。大学物理实验教师的考核也是考核重要部分。教师在评定职称中应该加入是否在物理实验教学中将改革精神和内容地展开,重视教学工作的质量检测对于评定的影响。

3 大学物理实验教学改革实践

根据教学改革“教为主导,学为主体”的教学原则,传统的传授知识为主的教学方法已不能适应需求,新的物理实验教学体系更注重应用要使用讨论式、启

发式、研究式等教学方法。基本实验内容和引导性实验应使用启发式、引导式教学方法,学生更好地掌握基础知识,培养实验仪器操作技能,合格完成实验报告。综合、设计性实验教育使用讨论式、提案式教学方法。让实验使学生建立起感性认识,培养学生综合使用实验方法的能力,使学生能够熟练运用物理理论。研究性实验项目教学中使用研究式、答辩式教学方法。因教师只给出实验题目和要求,学生要靠自己完成任务,教师进行启发指导,培养了学生主动学习与对问题实验研究能力,能培养学生解决实际问题的能力,学生理论联系了实际,学生养成独立思考习惯。 结束语

高校学生有大量的自由学习时间,课堂时间和教学内容是有限的,高校可以在建立物理实验教学网络平台引领学生平时学习。通过平台传授一些课堂上没有内容,有需要的学生可以自己学习,满足了一些学生的物理实验知识的高要求,可以将教师讲课过程录下来,把视频资料上传到网络教学平台,让学生可以复习巩固学习内容。

大学物理实验论文:浅论大学物理实验教学模式

实验教学在高等院校人才培养方面扮演着非常重要的角色。大学物理实验与大学物理课堂教学相辅相成,是对大学物理知识的进一步验证,作为高校的一门必修课程在教学中处于极其重要的地位,是其他学科无法替代的。轻实践、重理论的传统教学模式虽已有大的改观,但大学物理实验的重视程度仍没有提到相应高度,如何以实验为依托,激发学生学习积极性,引导学生积极主动的去学习,掌握并能灵活应用所学知识,培养学生的动手能力和创新精神,建立以学生为本教师为辅,促进学生知识、能力、素质等各方面协调发展的物理实验教学模式,仍是实验教学首先要解决的问题。只有将大学物理开放式实验教学和实验创新教学相结合,才能更有效的培养学生的创新能力和创业精神。

一、大学物理创新教学

学生创新能力的培养,需要通过创新的教育教学活动才能实现,这对学校的教学内容提出了更高的要求,教师在整个教学过程中,除了向学生传授理论知识以外,还应尽可能的指导学生,让学生多动手、多思考,引导和培养学生思考问题及实践动手能力。注重实验教学,开设自设计实验项目在每次实验前,教师提出要求,学生根据题目和要求,制定实验方案,独立查阅资料,在自己认真思考的基础上,提出解决问题的设想,实验前准备好所需实验器材,实验过程中要充分发挥教师的主导作用,学生要在教师的指导下进行操作并完成实验,写出实验报告。这样不仅可以较大限度地调动学生学习的积极性,发挥他们的主观能动作用,而且可以变单向信息传递为双向式信息传递与交流。事实证明,加强设计性实验教学,能使学生的思路越来越广,动手能力越来越强。学生通过自己的努力,实验成功获得的成就感,会更加激发学生设计实验的积极性,而每次都会有一些较为新颖的设计方案,创新能力不断提高。比如学生在做电阻伏安特性实验时,不是单纯的画伏安曲线,学生还设计了内接法、外接法两种电路图,两种方法研究伏安特性,根据实验所测数据画出特性曲线,同时还可以根据现有器材研究小灯泡的伏安特性,这样不仅培养了学生综合运用所学知识的能力,还有利于培养学生收集和处理信息的能力以及解决问题的能力,是一条培养学生创新能力的主要途径。

二、大学物理开放式教学

随着各高校对大学物理实验重视程度的提高,大部分院校都实现了大学物理面向全校理工科学生的开放。大学物理实验教学应实现“内容、时间和空间”上的开放,学生可以通过校园网络打破课堂限制,根据自己的时间来选择实验项目并对实验进行预约,实验时间应根据学生的实际情况来确定,不应有时间上的限制,学生在进行实验预习时如果结果不理想可以反复操作,这样操作技能不好的学生也能通过反复操作提高操作水平,能力强的学生还可以对实验进行深入的了解和探索,学生也可以下载教学资源和实验讲义进行自主化的学习,并能通过实验系统对成绩进行查询;教师可以通过实验系统掌握实验课程的开设情况及时了解实验教学安排,对教学做出合理规划;实验管理人员也可以通过实验管理系统对教学资源,人员设备,实验教学进行管理,提高管理的工作效率。实验资源应面向学生开放,利用校园网在网上对实验资源进行展示,保障物理实验资源开放的顺利进行。尤其虚拟仪器实验室应让学生有足够的时间来了解整个实验室,使学生在实验前对仪器的功能和使用方法有充分的认识,培养对物理实验的学习兴趣,以便实验时能够节约时间,提高实验效率。以大学物理实验室为例,大学物理实验室周一至周五对学生全天开放,学生根据自己的时间和所感兴趣的实验项目来预约实验到实验室进行操作,熟悉各仪器的操作方法、步骤以及功能,了解操作中需注意的事项,对所学知识有直观的了解,并能更好的掌握应用。实践表明,通过对全校学生实验教学的开放,不仅使学生对实验仪器有了深入的了解,而且调动了学生学习物理的兴趣,在提高实验效率的同时,培养了学生的动手能力。在开放式实验教学中,教师应强调 “授之以渔”, 改变“抱着走” 、“授之以鱼”的教学方式,着重于启发、引导学生,充分发挥他们的主观能动性,鼓励学生多尝试,让学生放手去做。教师要改变那种有问必答的习惯做法,要从实验现象或故障入手,启发学生积极思考,引导学生结合所学理论知识,独立分析故障原因,进而得出正确结论。通过实验教学让学生在掌握实验内容的同时掌握实验方法,并能举一反三,灵活应用,充分调动学生的创新意识,培养学生的科学精神。教师对学生实验能力作出评价时,不能只重视实验的结果,更要重视实验的过程,要考核学生的实验能力,包括学生提出问题的能力、思维能力、设计能力、动手能力、创造能力、查阅资料的能力等等,即使在基础实验中完成情况一般的学生,如果在开放实验中有独特见解和创新,教师也应给予较高的评价。实验教师通过实验报告考核学生综合分析、处理数据和书面表达能力;通过实验操作检验学生的动手能力和实践能力;通过创新设计实验检验学生的创新能力。三者之和为实验成绩,总成绩为各实验成绩的加权平均值。实验成绩的评定变知识考核为能力考核和综合素质考核,特别侧重学生的创新精神和创新能力的考核,对其实际能力进行的评价。

当前大学物理实验教学模式的改革,必须要符合科学发展和时代进步的要求,通过进一步加强实验室建设,为培养创业型人才和服务社会提供平台。建立以人为本的实验室管理新模式,根据理工科学生的需求,面向全校学生对物理实验室进行开放,并争取在适当的时候向社会开放,其中大学物理演示实验室已经迈出了开放的及时步,从而提高实验室对创业型人才培养和服务社会的贡献度。

大学物理实验论文:大学物理实验的改革与实践

摘 要:为培养具备现代科技素质的高质量高层次创新人才,物理实验教学必须在教学内容、教学方法、教学手段和教学的环境条件等各个方面展开多方位的改革实践,建立一种适合当代科技发展的教学新体系,以满足各层次学生学习需要,并达到激发学生学习积极性、主动性的目的。

关键词:大学教学;物理实验;改革实践

从21世纪科技发展和对人才科学素质要求的角度考虑,物理实验教学的改革必须建立一种适合当代科技发展、有利于培养具有深厚的基础知识的创造性人才的教学新体系。教学内容应反映当代教育思想和高科技成果,教学方法和手段应改变过去的单一模式,建立多级开放实验室,满足不同层次的学生独立进行学习和研究的需求,采用CAI\,Internet网等现代教学手段,改善教学条件,形成多元化的教学环境,激发学生学习的主动性。

中国科技大学“理科实验教学培养学生创新思维创新能力的研究与实践”项目组,在认真研究了我国当前高等教育改革的趋势以及教学方法存在的主要弊端的基础上,对物理实验教学进行了系统的改革,并取得了初步成果。

一、发展教育技术,创新教学模式

教育资源的缺乏是长期困扰教学质量提高的难题,也是制约教学改革深化的瓶颈。时代的发展和科技的进步对教学提出的越来越高的要求,对学生创新思维和实践能力的培养需要一种趋向个性化的教学,需要比普通公共教学占用更多的教育技术、创新教育手段来解决。在这些方面,中国科技大学天文与应用物理系进行了多年的探索与研究,研究和开发了一批物理教学软件。其中,1996年他们在国际上首创开发出及时套仿真实验教学软件,1998年升级为Windows版本,其规模和虚拟技术水平得到进一步提高和完善,达到国际经验丰富水平。1999年又推出了《大学物理虚拟实验》的Internet网远程教学系统,在国际和国内物理教学界产生了很大的影响,得到了广泛的应用和赞扬。它的意义主要体现在如下三个方面:(1)开创了物理实验教学的新模式,该成果利用计算机把实验设计、教学内容(包括理论教学)、教师指导和学习者的思考、操作有机融合为一体,形成了一部可操作的、活的教科书,为物理实验改革提供了有力的工具,同时克服了实验教学长期受到课堂、课时限制的困扰,使实验教学在时间和空间上得到延伸;(2)为网络教育最难实现的远程实验教学开创了一种新的方法和途径;(3)开拓了CAI研究的新思路,带动了国内CAI的发展,同时为学校开创了新的教学模式。

1. 实验理论教学与实验教学相结合。对有利于深化物理学概念,发现、总结规律并对规律本质做出解释的典型实验,通过仿真软件的虚拟实验环境用于教学中,将实验的方法引入新的概念和规律,把理论教学与实验教学有机地融为一体。对一些典型的知识点,通过CAI教学软件介绍它的应用。

2. 利用CAI软件教学,开设“物理思想进化启迪”Seminar课程。按照物理学的发展,从机械观的兴起、场与相对论到量子观,针对物理概念的重大革新和在其中起过重要作用的著名实验为线索来探索物理学发展的规律、理论与实验的关系,以科学研究与技术创新的关系、培养学生的思维能力和科学素质。

3. 在提高公共物理实验教学水平与质量,培养学生实践能力上,对一些难度高、操作复杂的实验,项目组采用虚拟实验、远程教学(在校园网上完成虚拟实验)与实际实验相结合的二段、二段式教学模式,使学生在课堂内独立完成实际实验。同时,合理配置教学资源。针对实验课量大质低的状况,在总学时不变的情况下,精简实验项目,整合实验教学内容。适当扩大设计性实验,综合性实验的单项实验安排5~8学时,大量的一般性实验通过仿真实验进行。通过上述努力,激发了学生的学习主动性和积极性,大大提高了实验教学的质量和水平。

二、以素质教育为目标,建立物理实验课程新体系

新实验课程的组成分为基本实验、综合性实验、设计性实验、科学小实验等,形成从低到高、从基础到前沿、从接受知识到培养综合能力,逐级提高的一、二、三级基础物理实验课程新体系。每一级物理实验大致用一个学期的时间完成,不同的级别标志着不同实验技能和科学思维水平。这样,基础物理实验课不再是课堂教学内容的简单重复和验证,也不再是把力、电、光、近代物理等独立学科的实验简单地串联起来。使学生从较高起点上进入大学物理实验,逐级走向科学的高峰。

1. 一级物理实验为普及性实验,主要包括基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能的训练和基本测量方法与误差分析等。涉及到力、热、电、光、近代物理各个学科,适合于理、工、文、商学院各专业学生的学习和基本训练。

2. 二、三级物理实验逐步增加综合性实验和设计性实验的比例及难度,有利于激发学生的学习热情,使他们变被动学习为主动学习。以前由教师排好实验、准备好仪器、学生做现成实验的做法,变为在教师指导下自己设计方案完成实验,从而达到培养学生的综合思维和创造能力的目的。通过做设计实验,学生从成功与失败中受到训练,素质得到提高。

3. 四级物理实验以科学小实践方式,围绕基础物理实验组织若干课题,以科研方式进行实验,培养学生的研究、开发应用能力。

在课程安排上,一级物理实验面向全校各学科专业学生开课,二、三级物理实验对理工类专业开课,四级物理实验为物理类各专业学生必修课、理科非物理类各专业学生选修课。)

三、注重实物实验的时代性与先进性,改革实验教学内容

物理实验必须与现代科学技术接轨,才能使现代科技成果渗透到传统的经典课程内容之中,也才能激发学生的学习热情。例如,在对全校工、商、文科学生一、二年级所开设的物理实验中,已涉及光谱技术、真空技术、磁共振技术、核物理技术、X光衍射的技术、光纤技术、传感器技术、光学信息处理技术等。开设这些项目是为了从物理实验的设计思想、实验方法、仪器的设计原理、结构及其应用等方面拓宽学生的知识面,培养他们的综合实验能力。

四、营造创新人才培养的多元化教学环境

目前中国科学技术大学开设的实验类型有公共必修实验、选修实验、仿真实验、远程网络实验、开放实验等。

1. 利用现代教育技术开设“大学物理实验远程教学”

自开设远程网上物理实验教学以来,学生利用校园或Internet网对实验教学内容进行课前预习和课后复习,便于学生充分地学习和掌握实验教学的内容。通过开设网上虚拟物理实验选修课,学生可以根据自己的时间在任何地点自主地进行学习,这满足了不同层次学生的学习需求。

2. 开设开放服务实验室

在每级物理实验中,开设开放服务实验室,它不仅在时间上对学生开放,而且在实验内容上也对学生开放。近两年开放实验的项目有:摆的运动规律及应用研究、电学仪器的设计与制作、光学仪器的设计与制作、波的特性研究、教学软件的设计与开发等。在开放服务实验室中,学生可利用实验室提供的设备自己设立题目,教师只是指导和审核学生提出的实验方案与题目,学生以小论文的形式在Seminar课中上台宣讲,讨论和总结成功和失败的原因、自己的创新点等。

3. 仿真实验室

根据实验的特点和复杂性,实验室提供计算机和物理实验教学软件,与实际实验相配合,通过多种教学方式完成各种物理实验。

大学物理实验论文:浅析定制式大学物理实验教学模式与成绩评价方式研究

[论文摘要]大学物理实验是培养学生实践能力的重要课程。文章基于教学实践提出了定制式大学物理实验教学模式,即把大学物理实验教学内容划分为必修实验、选修实验、探究实验三类,并赋予不同的分值和权重,学生按一定的原则自行定制实验内容;采用实时录入的方式进行成绩管理,按累计总分的方式进行成绩评价。定制式实验模式能够充分发挥学生的自主性、培养他们的创新能力,符合高等教育的规律和目的。

[论文关键词]大学物理实验 教学内容 定制式模式 成绩评价 教学改革

大学物理实验是提高大学生实践能力,为专业知识的学习奠定基础,为满足未来工作需要的重要的实践教学环节。目前,作为工科类高校的基础课,大学物理实验几乎所有的工科院校都已开设,但都普遍存在着学生学习兴趣不高,教学过程、成绩评价复杂,教学创新能力薄弱等诸多问题,因此,有必要对现有的大学物理实验教学进行改革。本文结合多年的大学物理实验教学经验,在借鉴以往研究成果的基础上,提出了一种新的大学物理实验教学模式及成绩管理评价方式。

一、内容定制式大学物理实验教学模式

目前的大学物理实验教学面临的主要问题是学生的自主性得不到充分发挥,教学创新能力无法得到充分体现;现有的实验设备使用率不高,缺乏科研院所间的横向合作。为此,从个性化教育、培养创新能力和自主学习能力的角度出发,参照我校大学物理实验教学改革的前期成果,提出了“定制式大学物理实验教学模式”的概念,简称为“定制式实验”。所谓定制式大学物理实验教学模式,是指学生自我选定、设计所要做的物理实验。把大学物理实验所有的实验项目进行归类,划分为三类:及时类是必修实验;第二类是选修实验;第三类是探究实验,属于开放性实验。三类实验的成绩之和即为大学物理实验的总成绩。

二、定制式实验模式的优势与挑战

1.定制式实验模式具有较强的针对性,力求贴合专业实际。一方面,我国的高等教育目标中要求通过高等教育使学生“具有从事本专业实际工作的基本技能和初步能力”,这种技能与能力的最直接和主要的获得途径便是实验和实践教学环节。而大学物理实验课程担负着对学生进行实验方法和实验技能进行基础训练,逐步提高学生观察和分析实验现象的能力,以及理论联系实际独立工作的能力的任务。虽然在将来不一定要从事这方面的工作,但一定要有基本实验能力和素质作为支撑,因此,必须在提高学生认识物理实验重要作用的基础上,探索出能够贴合生产生活,贴近学生未来就业的物理实验教学内容。

另一方面,强调定制式的出发点就是要使开设的物理实验内容能够较大限度地接近学生的专业方向。在以往确定物理教学实验内容时,很少考虑本校学生的就业方向。随着国家、各省市对高等教育投入的加大,以及各高校多年的积累,增加大学物理实验的数量,利用现有或购置相应的实验设备仪器,开设更适合专业特征的,甚至是学生自行设计实验已成为了可能。

2.动态、灵活、开放是定制式实验较大的优势。与时俱进,紧跟科学技术发展的前沿,关注专业的发展方向是高等教育义不容辞的责任。定制式实验中的探究实验部分正是基于这方面的考虑,任课教师或各个专业的教师可以提供符合专业特色的实验内容,以更大的开放程度,更灵活的实验设计,更快捷的动态更新,把专业知识引入到物理实验中。

3.能够提高学生的兴趣,培养创新能力,强化自主性。采用此种实验模式,在一定程度上解放了学生的思想,他们可以根据自身的兴趣爱好、专业特点、职业目标自主地选择实验内容。

4.设备条件与授课时间是限制开展定制式实验教学模式的瓶颈。开展定制式实验教学模式要求尽可能多地开设本校各专业相关的实验,并尽可能保障设计性、探究性实验的开设。这个要求所要面临的较大困难是在实验设备的保障上,此外很难保障有充分的授课时间。因此,可以在以不增加实验总数的前提下,压缩必修实验数量,增加选修实验、探究实验的数量,以实现鼓励创新、提高专业素养的目的。

三、定制式实验的成绩管理与评价

1.传统的大学物理实验成绩评价方式。从前人的研究成果看,大学物理实验课程成绩的评价方式很多,如平时实验平均成绩、平时实验平均成绩+操作考试成绩、从平时所做实验中任意抽取一个实验成绩+其余的平时实验成绩、平时平均成绩+笔试成绩等,也有采用平时实验、理论考试和操作考试相结合的方式、综合考核的方式,还有的研究者建立了考核的模糊评价模型,有学者研究了国外著名高校的大学物理实验的评价体系,其做法是抛弃了传统的考试评价方法,而采用多环节、结合项目研究、口头报告及写作练习的多方位综合成绩评价体系,很有参考意义。但无论哪种评价方式,其最终目的都是较大可能地发挥实验教学对学生实践技能的提高和实验教学效果的改善。

2.定制式实验采用各类实验成绩累加的成绩评价形式。定制式成绩评价采用的是“必修实验+选修实验+探究实验”累加的成绩评价形式,但与传统成绩累加的评价形式不同,它是一种相对动态的成绩评价方式:必修实验成绩有固定的权重、分值,而选修实验、探究实验的权重和、分值总和固定,而二者的实验数量不固定:(1)必修实验为学生必选。(2)选修实验为学生必选,但数量上可多可少;探究实验为学生可选,数量上可多可少。二者所占分值之和固定,只是分配比例上,可参照大学物理实验目录由学生自己选择。(3)每个探究实验的权重、分值高于自选性实验、必修实验权重,目的是鼓励学生选做探究实验。

定制式实验的成绩管理是十分繁琐的,根据目前的技术水平,可以借助网络平台进行成绩管理是定制式实验成绩管理的有效途径,已有研究者则从评价的媒体平台方面进行过探讨。大多数院校都有自己的校园网,并且许多都开发了基于网络的各类管理软件。我校也开展了大学物理实验网络化成绩管理平台的研究,并已取得了初步成果,借鉴其他的成绩管理软件,只要稍做完善就可以实现实验成绩的实时录入。

3.定制式实验模式及成绩评价实例。以某校上学期大学物理实验定制式实验目录内容为例,简要说明定制式物理实验的内容设计。实例:某学生一学期需要做所有的必修实验,即6个实验,满分是60分,如果再选4个选修实验,满分40分,总分就是100分;如果他不选选修实验,而选择2个探究实验,满分也是40分,总分也可达到100分。

大学物理实验课是工科院校的重要实践性课程,对在校学生学习其他课程以及将来从事科学研究工作、生产生活活动都有着重要的作用。定制式物理实验模式探索了一条符合人才培养规律,符合实验类课程基本要求的新的课程设置模式。初期的教学实践表明,这种模式的效果是比较理想的,教学效果较好。同时,要不断调整实验的内容,克服存在的困难和问题,加强与专业教师沟通,以便建立起更加切实可行的实验方案,相信这种模式必将有着广阔的发展前景。

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