大學物理實驗范例6篇

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大學物理實驗

大學物理實驗范文1

在高等院校的理工類專業中,物理課程具有重要的地位。物理學實驗課程是一門專業性很強的課程,曾經為培養基礎前沿學科的優秀人才作出了很大的貢獻。而大學物理實驗為高等院校理工科大學生的一門實踐性很強的基礎性實驗,也是大學生進入高校的第一門基礎實驗課,它反映了理工科基礎實驗的一般性問題。通過對大學物理實驗的教學,大學生不僅能正確地去理解物理概念和規律,而且能培養和提高自己的動手能力、觀察能力和實踐能力等,同時也能更好的培養自己的開拓能力、研究能力和創新能力等綜合素質。

因此,在高等學校里面,對大學生開設基礎實驗課,特別是大學物理實驗課程,這就是鍛煉大學生地動手能力、實踐能力和創新能力的重要環節,學好了基礎實驗,對于大學生的專業實驗起到了很大的奠基作用。因此,在高等院校地理工科學生中開展大學物理實驗課,就是為高等院校去培養一批專業知識扎實、動手實踐能力強的創新人才的重要途徑。

在大學物理實驗的實際教學中,由于一直以來受到客觀條件和主觀因素的制約,比如:較差的實驗教學條件與環境,以及不充足的師資力量。在這種情況下進行實驗教學很容易導致學生形成機械化的學習方式,不能自主的去做自己想做的實驗,也制約了學生開拓和創新能力的形成。

因此,要真正去提高和改善高等院校大學物理實驗的教學,應該從大學物理實驗的教學模式、教學課程體系、課堂教學和管理、考核方式等方面進行積極有效地改革[1-3]。

2 對大學物理實驗教學模式進行改革

隨著時代的發展和科技的進步,過去教育資源缺乏的現象得到了解決,特別是各種網絡資源此起彼伏,但是很多高校面對這種豐富的資源并沒有很好的應用,還是采用老一套的教學模式,仍然是按部就班的對大學生進行教學,大學物理實驗課也不例外。安排好時間和實驗項目,有的學校還對學生的小組都要做到安排,這樣就無言的限制了學生自舉選擇實驗項目和實驗時間,只能按照老師的布置。

因此,我認為:大學物理實驗可以分三種方式進行,第一,按照實際情況有些實驗只能在實驗室完成,這就要借助學校的實驗儀器和實驗場地;第二,有些實驗可以用仿真軟件在電腦上完成,這就是虛擬實驗室,這樣的實驗不會受到時間和空間的限制;第三,有些實驗可以采取遠程教學,所有要做這一部分內容的大學生都可以遠程授課,然后自己選擇自己的時間去實驗室動手實踐,這樣很多時候做實驗也很靈活。這樣就可以對大學物理實驗的教學模式得到創新和改革。

3 對大學物理實驗的教學課程體系進行改革[4]

我國絕大部分高校在大學物理實驗教學方面長期處于一種封閉式的教學狀態,一直不變的教學體系在很多高校還是在使用,特別是以前為師范院校的專科學校,等升本后仍然使用以前的物理實驗教學課程體系,根本與當今飛速發展的前沿科學新理論和新技術嚴重脫節。加上有些資源缺乏的高校,把陳舊落后的實驗教學設備和傳統的教學模式、方法和手段仍然拿到現在的課堂上來使用,這樣就更趕不上科學技術進步的步伐。

對大學物理實驗課程來說,一般的大學物理實驗被分為基本物理實驗、綜合性物理實驗、設計性物理實驗等課程模塊,其中基本物理實驗實際上只是大學物理教科書上已有的基本物理規律和物理定律的簡單驗證,處于課堂教學的主要地位。大學物理實驗面向對象是理工科大學生,大學物理是他們剛進入高校就開設的一門基礎課程,也是為其他專業課打基礎的課程,大學物理實驗也是其他專業課的基礎。而綜合性物理實驗是對整個大學物理知識的總結,設計性物理實驗是對大學物理知識的創新和應用。為了能跟上科學技術的發展步伐,我們應該形成從低到高、從基礎到前沿、從理論上接受知識到實踐上能綜合應用知識的新課程教學體系。針對這三個實驗模塊的教學,我們在授課的時候就不能以一個行政班級為授課班級,應該在全校范圍內實行網上選課,這樣成績好和動手能力強的就會選擇有創造性的實驗,而那些成績平平和動手能力欠缺的學生就能保證做完基本的實驗能達到學校要求就可以了,這樣就不會在實驗課上對那些基礎性的實驗有些同學一下子做完,就在那無所事事。而對于那些設計性和創新性強的實驗有些學生根本摸不著頭腦,也就只好在那呆呆的站著走神。

因此,對大學物理實驗課程來說,絕大部分學生因為不適合自己的口味往往感到枯燥乏味,這樣嚴重地影響了學生們對物理實驗課程的學習。根據目前的情況,我覺得大學物理實驗教學體系的改革應當從三個方面進行:第一,開創大學物理實驗教學的開放式教學;第二,實現理論教學與實驗教學的有機結合;第三,提高大學物理實驗教學的層次感。

4 對大學物理實驗課堂教學與管理進行改革

在過去和現在的很多高校,進行大學物理實驗課教學過程中,一般的教學方式就是實驗教師把本節課要講解的內容告訴上課的學生,比如:本次實驗的實驗目的、實驗原理以及實驗注意事項等都一一告訴學生,有些老師給學生做演示實驗,邊做邊給學生講解實驗方法、步驟、儀器使用、數據記錄、數據處理等等,認真聽的學生根本就不要做實驗就知道實驗結果了,有些偷懶的學生就把老師的演示實驗記錄下來作為實驗數據。這樣上實驗課,有的學生實驗數據都測完了還不知道儀器用的是什么原理,就更談不上提高他們的動手能力和創新能力了。

要使理工科專業大學生的物理思想、實踐能力和動手能力能與最新的科學技術接軌,就必須激發學生的主動學習興趣和積極性,只有這樣才能使最新的科技技術成果融入到實驗教學內容之中去,例如:在做全息照相實驗的時候,上課之前就首先應該自己能分清楚普通照相與全息照相的區別,最好自己在網上搜集很多關于這種照相技術的資料,然后一走到實驗式就很熟練的可以造作,同時也聯系了很多其他的知識。對高校量大面廣的工、商、文科學生在一年級開設大學物理實驗,其目的就是為了從使得大學生的知識面能廣闊,有很好的物理實驗的設計思想、物理實驗方法,會使用基本的儀器儀表等,這樣就能拓寬學生的知識面,培養他們綜合運用知識的實驗能力。

5 對大學物理實驗考核方法進行改革

為了有效的提高大學物理實驗課的教學質量,提高學生們的動手操作基礎實驗的能力,同時培養學生們在物理綜合知識上的創新意識,高等院校應該對大學物理實驗考核的方法進行改革。改革實驗考核方法,目的在于提高教師的教學質量與學生的教學效果,目前絕大部分高校的大學物理實驗考核由兩大部分構成:即平時成績與期末考試成績。一般高校的實驗平時成績包括實驗預習報告、實驗操作和出勤率,這就占50%,而期末考核成績占50%。實驗課程考核主要是要學生做一個簡單的實驗,然后讀個數據就可以了。這樣傳統的實驗操作方式,對于提高學生的實際水平的幫助不高。我本人認為這種陳舊的考核方式應該改變,應該給每一位學生一個靈活的考試方式:要每個學生在規定的時間內隨機操作一個實驗,或者在規定的時間內交一個自己動手做的作品。這樣來作為期末的考核成績。這樣就使得學生自然而然的在平時會努力積累實驗的操作技能,每個學生都會動手去做實驗,同時也會改變以前有的學生在做完物理實驗以后進行專業課實驗時,連基本物理實驗儀器都不會使用的尷尬情況。

6 結論

對大學物理實驗在教學過程中進行改革,其目的就是去激發大學生對于物理基礎實驗的學習積極性和學習主動性,培養學生對大學物理實驗產生濃厚的興趣,同時更好地鍛煉了學生在實驗操作時,能把理論知識與實驗項目相結合,并且能在基本實驗的基礎上有一定的設計和創新。同時,對大學物理實驗進行改革,可以提高高校的教學質量,可以提高大學物理實驗的教學效果,為國家和社會培養專業基礎扎實、實踐創新能力強的優秀人才。

大學物理實驗范文2

針對我院應用技術型人才培養目標和“大學物理實驗”課程開設現狀,筆者本著“加強基礎,工程導向,多方結合,提升素質”的理念,以應用為主題,結合教師教研和科研成果,面向不同專業背景學生,開發了一系列綜合性和設計性實驗,研究成果對于同類獨立學院“大學物理實驗”課程改革具有一定的借鑒作用.

關鍵詞:

大學物理;綜合性、設計性實驗;獨立學院

“大學物理實驗”是工科大學生的一門重要的基礎課,它體現了科學實驗的共性,在實驗思想、方法以及手段等方面是各學科科學實驗的基礎.在培養學生嚴謹的科學思維和創新能力、理論聯系實際,特別是與科學技術發展相適應的綜合能力等方面起著重要的作用.根據人才培養目標、實驗教學改革、實驗室建設任務及國家教育部評估的要求,實驗教學項目中綜合、設計性項目應不斷增加.天平學院是蘇州科技大學的獨立學院,目標是培養適應地方發展的應用技術型人才,綜合性和設計性實驗在培養學生綜合實驗能力、動手能力和創新能力方面起到重要的作用,因此結合我院大學物理實驗課程開設現狀,筆者本著加強基礎、重視實踐的目標,面向不同專業對綜合性、設計性實驗進行開發和建設.

1綜合性、設計性實驗的特點

綜合性物理實驗涉及的物理理論基礎知識范圍較寬,儀器調節更加精細,有助于較全面地培養學生的學習能力、實驗動手能力和創新意識.設計性實驗是一種介于教學實驗與科學研究實驗之間的物理實驗,它具有對科學研究進行初步訓練的特點.設計性實驗的內容需要經過精心細致的挑選,即具有典型性、綜合性,又具有探索性的特點.同時在綜合性、設計性實驗項目和內容開發時,還要充分考慮學生的知識背景,如:上海機電學院的“大學物理實驗”課程中將全校工科專業分成機械、電子信息、電器三個大類,在綜合與應用型實驗模塊中,設計三個子模塊分別對應三個大類專業,每個子模塊開設5-8項適應本專業的綜合性實驗,供不同專業學生選擇.通過該模塊的學習,使學生在本專業領域打下堅實的實驗基礎,服務于基礎實驗課及專業實驗課.

2我院大學物理實驗課程現狀

基于本校江蘇省物理實驗教學中心的建設基礎,我院的“大學物理實驗”課程體系包含驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗,但目前存在以下問題:一些驗證性實驗如惠斯通和雙臂電橋實驗,學生在連接電路和排查電路故障時可很好鍛煉動手能力,但由于儀器老化,實驗不能正常開設;有些綜合性實驗,如準穩態法測導熱系數和比熱容實驗,儀器智能化程度高,對學生實踐能力鍛煉不足;實驗項目未能較好地考慮學生的專業特點和認知結構,針對不同專業可選擇的實驗項目較少.

3綜合性、設計性實驗項目的開發研究

根據我院應用技術型人才的培養目標,本著“加強基礎,工程導向,多方結合,提升素質”的理念,筆者調研了同類學院的物理實驗課程中實驗項目設置情況,結合我院不同專業特點,研究了我院各專業背景下物理技術方法的應用現狀.利用工程實踐、教研和科研成果開發綜合性、設計性實驗,修訂實驗項目內容,注重與工程實際的結合,在實驗方案的設計過程中充分考慮所學的知識點及應用背景,修訂或增加與不同專業相對應的、與工程實踐應用聯系緊密的一些綜合性、設計性實驗項目,延伸實驗教學的空間,盡早讓學生介入工程實踐應用,逐步培養學生由理論思維向工程思維過渡,提高學生學習興趣,增強動手能力和解決問題能力.

3.1以應用為主題,開發設計性實驗

以應用為主題,精心設計實驗內容,讓學生在設計實驗方案及完成實驗過程中提高自己分析解決問題的能力,使實踐創新能力得到一定的鍛煉.例如“固體密度的測定”實驗,測量規則和不規則固體的密度、密度大于水和小于水的固體密度;在“液體折射率的測量”實驗中,學生根據所學知識,設計用不同的方法測量液體的折射率,讓學生主動尋找方法來實現測量的目的;在設計性實驗“利用霍耳傳感器測量重力加速度”“利用霍耳傳感器測量半導體材料的電學參數”中,讓學生了解霍耳效應廣泛的應用,擴展視野,提高學生理論聯系實際和實踐的能力.

3.2保留經典實驗項目并升級,不同實驗項目面向不同的專業大類

“用惠斯通電橋測電阻”和“用雙臂電橋測電阻”是“大學物理實驗”課程中經典的電學實驗,要求掌握單、雙臂電橋測電阻的原理,學生在實驗操作中自己連接電路并完成實驗,可以較好地鍛煉動手能力.這兩個實驗集中在學會用電橋測量電阻,學生學習積極性很難提高,實際上電橋有更廣泛的應用,如用電橋對溫度、應力等非電學量的測量,課程中未涉及,而這些應用在電子類專業、土建類專業后續專業實驗課程涉及較多.將“用惠斯通電橋測電阻”和“用雙臂電橋測電阻”這兩個實驗改進升級后,變為電橋測量和應用專題實驗,包含4個子實驗項目:惠斯通電橋和雙臂電橋測電阻;用電阻溫度傳感器制作溫度計;用應變片代替電橋一個臂,研究承重梁的應變與電橋輸出電壓的關系;設計電子秤,并研究如何提高電子秤的靈敏度.土建類專業和電子類專業可根據專業特點選擇不同子項目.土建類專業可了解應力的測量方法,通過實驗設計對承重梁靜態應力進行初步分析.對電子類專業可側重在如何對應變片進行溫度補償及提高電子秤的靈敏度.依據不同專業背景進行實驗項目選擇,提高學習興趣,對后續專業實驗課程起到很好的引領作用.分光計是“大學物理實驗”要求掌握的一種光學測量儀器,開發“分光計上的綜合設計性實驗”,實驗要求掌握分光計的調節方法,觀察光柵的衍射光譜,了解光柵的分光本領,測量光柵的角色散率,并設計利用分光計完成一個或多個設計性實驗.通過本實驗學生可了解光譜的相關知識,為給排水、環境類專業后續課程中光學測量儀器的學習奠定基礎.實驗中,學生可根據分光計的特點,設計測量液體折射率、觀察光的偏振、測量菲涅耳棱鏡銳角等實驗,可充分發揮學生的主觀能動性,鍛煉學生的動手能力.

3.3與教研和科研成果相結合,保持課程的活力

與教師教研成果和科研成果相結合,推動實驗項目的開發,實驗內容更貼近實踐應用,保證了課程的可持續性和活力.與教師教研成果相結合,開發“利用復擺研究剛體的平動和平面平行運動”,用兩個相同的長圓柱形剛體,巧妙設計擺線的不同系線方法組成復擺,演示剛體的平動和平面平行運動,并通過光電門測量復擺的周期,可得到轉動慣量.在改革實驗項目中,針對學生實踐動手能力訓練較少的實驗內容,增加更貼近實際應用部分的內容.在“用準穩態法測不良導體的比熱容和導熱系數實驗”中,實驗原理推導從數理方程組入手,學生理解困難,通過教學研究,分析了準穩態物理過程,學生更容易理解實驗的原理;該項目實驗儀器較集成化,對學生動手能力鍛煉不足,增加了熱電偶的定標和測量實驗,讓學生了解實際測溫元件應用時重要的定標步驟,滲透工程實踐應用內容.與教師科研成果相結合,我們開發了設計性實驗“利用白光偏振干涉測量光學玻璃內應力”“利用泰伯效應測量光柵常量”等實驗項目.

4結論

綜合性和設計性實驗的開發是“大學物理實驗課程”改革的一個重要內容,根據我院應用技術型人才的培養目標,以應用為主題,結合教師教研和科研成果,并考慮不同專業背景學生的知識結構,開發了一系列綜合性和設計性實驗,以增強學生實踐動手能力、理論聯系實際能力,提高學生的學習興趣,增強就業競爭力.

作者:王帆 姚慶香 樊麗娜 沙金巧 王軍 單位:蘇州科技大學天平學院 蘇州科技大學數理學院

參考文獻:

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[2]單永明.大學物理實驗創新項目的開發與應用[J].教育探索,2014,33(11):128-129,143.

[3]張萍,侯晨霞,宋金瑤.綜合設計性實驗教學的研究與探討[J].實驗技術與管理,2011,28(8):157—159.

[4]江影,邱淑霞,龐寧.綜合設計性物理實驗項目開發與指導方法的探究[J].大學物理實驗,2012,25(6):116-118.

大學物理實驗范文3

關鍵詞:物理實驗;網絡教學;數字資源

一、引言

隨著信息技術的發展,“慕課”已成為教育領域討論的焦點?!澳秸n”(MOOC,Massiveopenonlinecourses),是新近涌現出來的一種大規模在線課程開發模式。[1]將“慕課”這種新型網絡化教學模式引入到大學物理實驗的教學中,搭建實驗網絡教學平臺,是適應新時代學生學習特征的必然選擇。[2-4]物理學是一門以實驗為基礎的科學,實驗不僅是形成物理概念和掌握物理規律的基礎,更是培養學生動手能力和創新思維能力的關鍵,因而大學物理實驗課程的教學效果對創新型人才的培養至關重要。目前我校大學物理實驗課程主要采用課堂教學為主的傳統教學模式。由于傳統實驗教學受到實驗課時有限,實驗室、實驗設備、實驗教師等教學資源相對緊張等條件的限制,并且數字化教學資源匱乏,學生僅依靠課本進行預習,存在預習流于形式、實驗中缺乏思考、自主學習和創新精神不足等問題,使實驗教學效果非常有限,成為創新人才培養過程中最薄弱的環節之一。為了改善實驗教學數字化資源相對缺乏的狀況,并切實提高學生學習的積極性和主動性,以便提高學生的動手能力和基本實驗素養,我們開展了實驗信息化教學改革。將“MOOC”這種新型網絡化教學模式引入到大學物理實驗的教學中,搭建實驗網絡教學系統,制作實驗數字化教學資源。我們把視頻、動畫、圖片、圖表、實物投影等有機結合起來,使教學內容豐富多彩、教學方法靈活多樣。激發學生對物理的學習興趣,充分挖掘學生的學習潛力,網絡教學還可以使學生對物理實驗的學習在時間和空間上得到延伸,在內容上得到拓展和充分訓練。網絡實驗教學必將成為傳統課堂教學的重要補充和延伸。搭建大學物理實驗網絡教學系統,有助于豐富我校物理實驗教學的數字化教學資源,與傳統的實驗課堂教學相結合,給學生提供全方位、多角度、立體化的實驗教學,從而提高學生的動手能力,培養學生的創新精神。

二、研究思路

首先,通過查閱資料及走訪,調研現有高校大學物理實驗網絡教學系統的搭建及使用效果,分析其優點與不足,并結合我校學生專業特點,制定有中國藥科大學特色的大學物理實驗網絡教學系統設計方案。其次,根據設計方案,搭建實驗教學網絡平臺,初步形成必修實驗為主,仿真、課題實驗為補充的基本框架,并細化各個功能模塊。再次,結合各模塊的功能及特點,搜集大量相關資料,包括制作實驗教案,實驗儀器介紹、操作示范,實驗原理講解,實驗重點、難點演示等相關的電子教案、圖片,動畫、教學視頻等資料,另外,結合大學物理課程教學,設計一些能夠生動、形象地反映物理現象、物理規律的仿真實驗和課題性實驗,制作相應的網絡學習資料和教學視頻,并將所有資料上傳至網絡平臺的相應模塊,完成網絡教學系統的搭建。最后,選擇部分學生和教師(3~5個實驗教學班級)對教學系統進行試用,認真聽取他們對平臺的評價和使用心得及反饋意見,優化平臺的各個功能模塊,完善整個大學物理實驗網絡教學系統,并在大學物理實驗教學中進行推廣和使用。

三、研究結果

1.教學系統基本結構通過前期對南京大學、東南大學、上海交通大學、合肥工業大學等諸多高校的大學物理網絡教學情況的調研和分析,并結合我校學生的知識儲備及專業需求,制定出以“基本實驗為主,課題研究性實驗為補充”;包含“實驗預習”、“實驗操作”、“實驗報告”三大板塊的“大學物理實驗網絡教學系統的基本框架”,如圖1所示。2.數字化資源制作通過前期對我校所開設的所有大學物理基本實驗進行分析,結合學生學習掌握情況,選取了“光的干涉”和“示波器的使用”兩個重要且典型的光學和電學實驗,在課題性實驗中,設計了《信號放大電路的設計和仿真》實驗,對這幾個實驗,按照形成的“教學系統框架”制作了所需的所有文字、圖片、電子教案、教學視頻等數字資源。在教學資源制作過程中,根據各板塊的需求,選取了最好的呈現方式,例如“實驗簡介”、“預習檢測”、“實驗報告”主要以文字和圖片的形式呈現;“實驗原理”則主要以文字、圖片構成的PPT和通過錄屏教師講解形成的教學視頻呈現給學生;“儀器介紹”、“操作要點”和“數據測量”則主要通過對教師在實驗室對照儀器講解進行拍攝、錄制和后期編輯形成的教學視頻呈現,這幾個實驗共制作完成了9個教學視頻,如表1所示,最終形成了全方位、多角度、立體化的大學物理實驗網絡教學資源。本研究的一個重要特色內容是實驗教學視頻的拍攝和制作。所有視頻資源均為筆者在實驗室獨自用手機拍攝,在拍攝中克服了拍攝工具簡陋、光源不足環境嘈雜等困難,通過大量剪輯制作、聲音降噪處理,最終使視頻結構完整、布局合理、畫面清晰穩定地呈現出來。圖2、圖3為制作的教學視頻截圖。為考慮方便學生手機觀看視頻,視頻格式均設置為MP4格式,每個視頻時長控制在7分鐘左右,視頻大小約為40M左右。視頻結構包括開頭、引言、正文、結語。開頭給出該視頻講解內容的標題,引言給出該部分理論知識,正文演示實驗操作、數據測量方法,小結部分總結視頻內容,思考部分提出問題留給學生思考。在視頻內容設計上注重以下幾個方面:①比較。②過程。③仿真與理論相結合。④畫面精細,安排合理。⑤元素豐富,音頻清晰。⑥在不影響觀看的前提下,增加了一點人文元素和背景音樂。3.實踐運用及效果評價我們選取了2015級8個教學班級(約250人)對該實驗系統進行了試用。選取154048和154049兩個班,在教學過程中一個班使用教學系統,而另外一個班未使用教學系統,對教學效果進行比較,如表2、圖4、圖5所示。課前,學生利用預習板塊中的“微課”視頻了解實驗儀器,熟悉調節、使用方法,理解實驗原理,這比單獨依靠教材預習要形象、生動,學生產生了學習興趣。設定10道預習檢測題目,通過答題的正確率來反映預習效果,從表2以及圖4和圖5中可以看出,使用系統后,答題正確率顯著提高,預習效果顯著增強。課堂上,教師通過視頻演示實驗過程,保證了所有學生都可以全方位、多角度地看清教師的操作,通過完成實驗內容以及數據測量正確率來反映課堂教學效率,從表2以及圖4和圖5中可以看出,使用系統后,完成實驗內容時間明顯縮短,數據測量正確率也得到提高,可見,使用系統后,實驗課堂教學效率得到了提高。課后,學生通過系統對實驗進行思考、回顧、總結,并撰寫實驗報告。我們在整個實驗教學過程中對該實驗系統進行了運用,收效明顯。使用該系統后,學生認為通過“微課”視頻喜聞樂見的形式,預習實驗變得輕松、易懂,教師認為,通過微視頻演示實驗變得清晰、明了??傊?,通過試用,我們發現將網絡教學系統與傳統實驗課堂教學相結合進行物理實驗教學,將學生對物理實驗的學習在時間和空間上得到延伸,在實驗的各個環節得到充分訓練,在實驗內容上得到拓展,學生學習的積極性和主動性有所提高,實驗教學效果明顯增強,學生動手能力有所提高。

四、結語

通過對大學物理實驗網絡教學系統的建設進行探索和教學實踐,我們發現建設該系統的核心是制作高質量的數字化教學資源,這也是決定網絡教學系統是否能夠受到學生青睞并有效使用的關鍵因素。這就要求我們教師一方面要對大學物理實驗課程的知識點進行梳理、剖析、分解;另一方面,要不斷學習信息化技術,掌握拍攝和制作微課視頻的方法和技巧,制作出更多主題突出、精心設計、短小精悍的微課,以便學生真正可以通過教學系統的使用提高實驗學習效率。

參考文獻:

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[2]楊強,金貞姬.構建我校大學物理虛擬實驗網絡教學平臺的研究[J].長春大學學報,2007(8):87-88.

[3]倪燕茹.基于網絡教學平臺的大學物理課程建設的必要性[J].科技創新導報,2015(32):213-214.

大學物理實驗范文4

[關鍵詞]大學物理;實驗;教學;自主探究

[中圖分類號]G642[文獻標志碼]A[文章編號]2096-0603(2015)21-0037-01

2013年9月,“嫦娥三號”衛星和“玉兔號”探測車共同完成了中國航天人首次對月面接觸式探測任務,這是以1976年37年來人類第一個軟著陸月球的探測器。航天事業的飛速發展在很大程度上推動了精密儀器、電子設備、文化產品等行業的蓬勃發展。物理科技的前沿應用,為整個社會生活的變革發展注入了強大的動力。由此看來,從初中階段開啟的物理課程,一直發展到大學階段,都是物理科技發展的奠基石教育。

一、大學物理實驗教學的現狀

(一)教師全身心投入

在對待物理實驗課的教學上,大學物理教師都具有嚴謹認真的教學態度,前期設備采購上會同學校一再協商和爭取,中期實驗儀器調試、實驗內容準備,后期教學總結,每一個環節都能體現教師對科學嚴謹認真的教學態度。在大學物理教師看來,他們所傳遞的物理規律性的基礎知識,對于培養物理領域高端的技術性人才,推動中國前沿科技的發展進步,具有非常重要的意義。但在教學方法上,依然采取“灌輸”“示范”教學的理念和方式,無法激發學生的學習興趣,最終形成一片沉寂的教學課堂氛圍。

(二)學生投入較少

高考結束以后步入大學,學生像脫韁的野馬,對學業的投入力度遠不及高中時期的多。很多大學生在大學課堂上睡覺、游戲、玩耍,對課程內容的講解基本不會仔細去聆聽。物理實驗課程的開展,對多數學生而言,經常會流于形式,實驗報告的互相抄襲也成為教師面臨的教學難題。

二、自主探究式教學方法

(一)學生自主探究

大學生在人格意識上基本完成了蛻變,能夠獨立于他人而發表自己的觀點,也能清楚認知行為上的對錯。因此,讓大學生自主參與到物理實驗教學中來,將班級學生分成若干小組,每組抽取一個物理實驗進行課下準備,并在正式課堂上演示講解給其他學生聽。這種學生自主實驗的方法,一方面,給行為上自由散漫的學生一定的教學壓力,推動其完成必要的教學任務;另一方面,促進其在實驗準備、完成和總結過程中學習和了解到實驗的知識內容框架,完善物理教學知識系統,推動物理實驗教學進程。

(二)教師協助輔導

大學生不同于中小學生,在協助指導上不具備“完全聽從教師安排任務”的能力,因此對大學生的物理實驗自主探究,不能照搬照抄中小學教學方式。既要適當放手讓學生去自我準備、自我試驗和自我研究,但也不能完全自由地放縱學生去學習。針對大學生行為散漫、自我約束能力較差的特點,教師要限定時間,限定任務量,并將實驗效果作為成績評判的依據,用這些條件來約束學生進行自我學習,同時最大限度地協助學生完成理論上的講解任務。教師在實驗過程中扮演著“引導者”和“協助者”的角色,切忌替代學生去講解理論知識,替代學生去解決實操問題,替代學生去完成教學內容,學生獨立探究的關鍵在于發揮他們自己的思維能力,教師可以進行提示指導,但絕非完全意義的“幫助”和“替代”。

(三)課后分享總結

每一堂學生自主探究課程都離不開全面完整的分享和總結環節,大學物理實驗教學同樣如此。學生對于實驗準備階段、實施階段、完成推理階段存在的思維問題和操作障礙,都需要進行科學有效的總結。同時,學生也可以自由談論關于自我教學的所思所想,以及對大學物理教學的另一種認識。已經成年的學生,對課堂教學形式的變化自然有著自己獨特的理解,教師對這些理解和想法進行歸納總結,以便在今后的物理實驗教學過程中進行合理運用。學生需要對自我學習效果進行評判、總結和升華,教師對學生思維創意的總結對于物理科研和學術方面也將會起到積極的促進作用。大學物理知識的空間交互性特點要求實驗教學不拘泥于單一的“示范演練”教學法。教師應充分發揮大學生獨立的主觀能動性,發揮他們在實驗過程中的創造性思維和發散思維,既可以讓學生在課堂上“當家做主、思想解放”,讓他們自我主導自己的學習進程,也可以為教師進行學術研究提供寶貴的教學經驗,為大學物理實驗課程增添不一樣的學術風采。

參考文獻:

[1]單美賢,李藝.虛擬實驗原理與教學應用[M].教育科學出版社,2005.

大學物理實驗范文5

1.與中學物理教學的銜接

由于中學物理模塊化處理,學生學到的知識是不完整的,不同學校選學的內容不一樣,做過的實驗也不一樣。如此一來,有的學生沒學習到熱學、光學,有的沒學習到振動和波,有的沒學習到動量和近代物理知識。在中學,自習老師去輔導,有問題能及時得到解決;進入大學之后,物理學習更偏向抽象推導,依托強大的數學工具可以將研究進行得更深入,也更精確。在大學,老師對物理概念講解多,課堂知識密度大,低年級學生很不適應,導致實驗時,在理解實驗原理上感到困難,對實驗的重要性認識不夠,缺少基本的實驗操作技能,有的甚至連接簡單的線路都不會,只能是依葫蘆畫瓢地完成實驗報告。

2.大學物理實驗課和大學物理課在課程上的銜接

物理實驗從原來的物理課程中分離出來,形成了一門獨立的課程后,教學時間安排上與大學物理課不同步,大一下學期開始上實驗課,力、熱、電、光、近代物理各方面實驗全有。大學物理課還沒講到的知識可能在大學物理實驗課中就要用到,所以,在做實驗時難免會遇到一些新知識、新概念。這樣,老師講的就顯得多了,有點不像實驗課,這也導致學生對實驗課的不適應,加大了學生的認知難度,實驗時困難重重。

二、教學改進的幾點思考

1.大學物理實驗也要激發學生的學習興趣

其一,通過聯系生活實際,將本實驗的重要性告訴學生,可以激發學習興趣。教師在備課時應關注實驗在實際中的應用。比如,“用箱式電位差計測量熱電偶的溫差電動勢”,可以告訴學生,人們家里用的燃氣灶,其中有的電磁閥就是用溫差電動勢原理控制燃氣、及時報警的,簡單地講一下其工作原理。“RLC串聯電路的暫態過程研究”,一方面可以聯系供電設備中實際電路,當電源接通或斷開后的“瞬間”,這時電路中的電流或電壓可能出現過電壓或過電流的現象,如果不預先考慮到暫態過程中的過渡現象,電路元件便有損傷甚至毀壞的危險;另一方面,通過暫態過程的研究,還可以控制和利用過渡現象,如提高過渡的速度,可以獲得高電壓、大電流,起到延時等作用。“全息照相”,可以加進白光再現拍照,介紹生活中的全息防偽標識原理。“調相型磁通門實驗”,可以介紹磁通門測磁法在第二次世界大戰中被應用于探雷、探潛等方面,戰后被廣泛應用到地磁研究、地震預報研究等。這樣通過聯系生活實際進行教學會收到好的效果的。

其二,實驗課上要精講,多給學生操做和思考的時間培養興趣。教師要弄清學生做這個實驗的目的是什么,講解重點是什么。比如,“三線扭擺測轉動慣量”實驗,如果其教學目的是掌握測量原理和方法,訓練不確定度的計算,那么,其中公式的推導就不必細講,不要占用學生那么多的時間。如果老師還像教小學生那樣手把手地教學生怎么做實驗、怎么算不確定度,那么,學生只能模仿重復,而不會被激發興趣的。“吃人家嚼過的饃不香”,學生的興趣是在動手、動腦中培養起來的。

1.注重知識點的銜接,降低難度

大學物理與中學物理教學的銜接,是高校物理教師在大學低年級教學時必須面對的問題。但很多教師更多關注大學范圍的物理專題研究,而能夠深入了解中學物理教學內容的不多,對二者的銜接問題研究則更少。如果我們多一些關注中學物理教學內容是可以將二者的銜接問題處理好的。如“霍爾效應及其應用”實驗原理講解時,洛倫茲力的方向就可以用學生熟悉的左手定則加安培定則來判斷;“電表的改裝及其校準”“光電效應測普朗克常量”“受迫振動的研究”“惠斯通電橋測電阻”“示波器的使用”等實驗,可以多回顧中學做的實驗原理,讓學生感覺到大學物理與中學物理知識的銜接點及不同點。

2.課上多些探討,多些互動

大學物理實驗范文6

我們要求學生課前寫出預習報告,但是相當一部分學生只是形式上完成了,預習報告盲目抄書,漫無目的,不知道預習什么,有的甚至相互抄襲。究其原因主要是教師指導不到位,學生預習沒有明確的目標,沒有激發學生的積極性。缺乏相互交流的平臺,預習過程中遇到問題無法解決,課后實驗報告不能及時反饋。在大學物理實驗課程建設上強調實驗設備、場地、環境的建設,不重視實驗教學環節的建設。傳統的教學方式、實驗考核形式單一等因素造成了學生對待實驗的態度馬馬虎虎、敷衍了事。課前不認真預習,課堂上做實驗漫無目的,數據造假。課后實驗報告相互抄襲,教師批改報告時經常出現多個同學測量數據不同,計算結果完全相同的現象。諸如此類的現象,讓物理實驗教學失去了它原有的功能。

2實驗教學中培養學生自主性的具體措施

我們以《硅光電池的特性研究》②實驗為例,就如何在有限的時間內培養學生自主學習能力和動手能力進行了深入的研究和探索,這一學期的課堂教學實踐總結如下:《硅光電池的特性研究》實驗步驟簡單,但涉及到的原理對剛上大二的學生來說比較復雜,學生還沒有接觸PN結這一方面的基礎知識,對PN結工作原理和單向導電性的概念很難接受,再加上光電效應的知識大學物理還沒有講到。以前實驗教學中,開始操作之前都會給學生講解PN結的形成工作原理等方面的內容,但是原理與實驗步驟聯系不大,不掌握原理也能完成實驗。所以課前講解對學生沒有吸引力,即使認真聽課的學生能理解的也非常有限。學生被動的按步驟做實驗、盲目的得到實驗數據,實驗效果非常不好。實驗過程中提問問題一問三不知,實驗做完之后預習思考題都回答不上來。課后抄報告現象非常嚴重。究其原因是學生升入大學后對主動學習很不適應,加上對實驗課的不重視,以及實驗考核只看結果,不重過程。造成了學生蒙混過關。為了改變這種現狀,我們進行了深入的教學改革,讓學生自己去研究,利用物理實驗培養學生的自學能力,表現能力,設計實驗步驟的能力和發現問題解決問題的能力。讓學生在明明白白中完成實驗。

2.1建立開放的大學物理實驗交流平臺,利用微課加強課前的預習指導

我們在第一次上《大學物理實驗》時要求學生實名加入E-Learning學習空間,方便教師和學生之間的交流。我們對每個實驗都設置了交流空間,上傳了微課視頻。利用短小精湛的微課視頻強調實驗的目的,讓學生對我要干什么一目了然。在微課視頻中設置問題,讓學生帶著問題去預習?!豆韫怆姵氐奶匦匝芯俊穯栴}如下:(1)PN結是怎樣形成的?為什么具有單向導電性?(2)硅光電池的工作原理和負載特性?(3)LED發光二極管的發光原理?(4)書上的預習思考題及學生在自主預習中遇到的問題。(5)對于要求的實驗內容,你準備怎么做?提示學生可以通過網絡,同學之間的討論對提出的問題思考總結,形成系統的語言準備課堂討論。并在微課視頻中對儀器的各部分進行展示,通過仿真實驗軟件,讓他們在預習中熟悉實驗的各個環節和可能出現的問題,獨立思考通過實驗應掌握什么樣的問題。讓學生根據書本的內容簡單設計實驗步驟。

2.2學習翻轉課堂的模式,課堂教學采用問題討論法,進一步明確實驗目的和內容

因為課前已經預習過,可讓學生自主上講臺對問題進行講解討論,下面同學提出不同的見解進行補充。積極參與講解和討論的學生實驗成績加分。沒有主動參與討論的老師提問,能夠回答的不加分不扣分,沒看書不能回答的扣相應的分數。因為每一次實驗課的人數都是二十人左右,基本上每一個人都有發言或被提問的機會。這種激勵方法促使每個學生去預習看書,大大激發學生的積極性。設置一個寬松的學習討論范圍,實驗之前留出一定的時間,設置合理的問題情境,讓學生去討論,去探究,通過網絡等各種方式鼓勵他們自己找出解決問題的途徑。在一學期的課堂討論中,發現學生們的思維非常開闊,能把各種各樣的可能想象出來,比如講到P型半導體和N型半導體的時候學生發揮豐富的想象能力,會把空穴想成一種特殊物質,形象的說電子就喜歡這種物質所以會互相跑向對方。讓學生講解單向導電性,正極和正極相連,負極和負極相連所以沒有電流產生等等。所有這一切反映了學生在看書的同時發現問題,不懂的地方充分發揮了想象力,雖然有時候不能講到點子上,但是學生在自學過程中這種奇思妙想是非??少F的。學生集思廣益,踴躍發言,說明學生真正的參與到了學習當中,作為老師,也真正的能體會到其中的樂趣。經過討論學生在做實驗的過程中胸有成竹,每個學生都能自己設計自己的實驗步驟,而且在做實驗的過程中會發現很多問題,比如說為什么反偏比正偏時輸出電流大?為什么硅光電池光強一定時負載不同電壓也不同等等?明明白白的做實驗,學生的興趣很高,課堂上相互之間討論的氛圍熱烈。實驗過程中發現的問題,由于原理知識理解得非常透徹,經過思考討論基本都能自己解決。最重要的是實驗真正得到了理解,基本沒有相互抄實驗報告的現象。其實只要能夠獨立完成的學生誰也不想去抄襲。有很多同學反映,這樣的教學方式效果確實不錯。

2.3用科研的態度來影響學生,指導學生正確的處理數據和分析問題

我們在做科研的時候都要對所選的課題進行深入調研,實驗過程認真負責,保證數據的真實性。所以我們教導學生一定要誠實,保證實驗數據真實,不捏造數據,養成良好的科學態度。實驗數據是學生通過實驗獲得的第一手資料,數據的處理和分析在整個實驗過程中就顯得至關重要,在數據處理中大膽的嘗試各種方法,逐差法,最小二乘法,讓學生體驗origin軟件處理數據直觀性,便捷性。

2.4完善實驗教材,保證實驗教材與實驗儀器的一致性

大學物理實驗難易差別較大,比較難的實驗操作比較費時,實行起來比較困難,還有一些實驗雖然簡單,但實驗教材和實驗儀器不太配套,學生在沒看到實驗儀器時預習沒有明確目標,書本上看到的實驗內容、操作步驟和實際的實驗步驟有一定的偏差也給學生的自主學習造成了一定的困難。調動學生預習的積極性,讓學生主動的去探究、討論。首先要保證實驗教材的有效性。結合實驗室的儀器完善實驗教材,實驗目的明確,實驗步驟合理。預習思考題要緊密結合實驗的原理與內容,要讓學生通過回答預習思考題基本能把握實驗的目標與內容,保證學有所獲。

3結論

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