演示實驗室分層次大學物理論文

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演示實驗室分層次大學物理論文

1物理演示實驗室建設必要性

①演示實驗和以往的科研類型的實驗和教學類型的實驗都不相同,演示實驗試將前者進行了創新結合,學習和研究兼顧,使得學生自主獲得知識的能力得到了培養。傳統的科研還有教學實驗項目不在演示實驗的承擔范圍中,只是擔負別具一格的教學任務,即擔負設計、調配、判斷還有改進和評論以及總結等。合理利用演示實驗室的儀器,建立開放實驗項目要求根據實驗儀器進行合理安排實驗,因地制宜進行教學。

②演示實驗儀器最適合做開放性實驗項目。儀器種類多,相較于其他的實驗室,它在管理方上比較靈活,同學可以利用課余時間等等來使用這些儀器。再者,這樣的實驗教學方式十分機動,教學形式較其它方式自由,學生可依照自己的選擇來挑選儀器,激發了學生的學習興趣。

③對創造能力的發揮有推動作用。通過這樣的方式有利于學生將其知識向能力轉變,學生的實踐活動的范圍經由他們對儀器的組裝而擴大。學生可以發揮自己的穿鑿能力,也為其科研能力的培養奠定了基礎。

④發達水平較低的地區更適用于使用這種教學方式。還可用于對文科大學物理的實踐性教學。這種辦學思想見效快,且對儀器的投資較少,適合在發展水平不高的地區進行推廣。

⑤設計性實驗用于學生選做實驗階段,主要以對學生綜合素質和綜合能力的培養為主,答辯式、研究式的教學法被這樣的試驗方式所采用。在該階段,經由教師提供實驗的項目,學生依據自身的興趣愛好,進行選擇,通過對資料的查閱以及調研,對理論進行推理驗證,以確定實驗的方法,從而自行對實驗的裝備進行選擇,并獨立地完成實驗。并且在結束試驗之后進行相關經驗的總結和進行論文的撰寫。綜合設計性實驗項目在教育模式方面的主體是教育者,學生的主題活動形式更加具有了實踐和創造性,教育的內容充分考慮到學生和受教育者的需求,學生和教師從課程教學計劃的實施者向設計者轉變,以前的制度化的課程(經由事先確定)也向學生在一定的框架之下進行自主選擇的持續變化的活動內容發生轉化,學生的個體需求在這樣動態化的課堂當中得到了饜足,學生作為主體的活動也得到了積極調動,很多方面都相對于之前的實驗室有了很大的不同。以自我為主體在活動中得到了充分展現。學生對活動的積極參與也將自身的能動作用進行了積極調動,學生實現了自主學習,實現了創造的機會,充分展示了他們的獨特之處,他們獨立發現和思考并解決遇到的問題的能力在暢游于儀器的“海洋”中得到了體現,對課堂教學要創新這一要求在“從任務到觀察到行動到問題到反思到解決”的模式中得到了彰顯。所以,這樣的演示實驗室可以滿足創新教育的需求。對這樣的實驗室的合理科學的利用來建設設計性和綜合性的實驗項目有利于特色化創新教育的進展,這也為以后的實驗室建設發展提供了優良的空間。

2演示實驗室分層次開放的思路與方法

利用現有的儀器設備,分層次對不同專業學生分層次實施不同的實驗項目,加以輔助材料設計一些物理實驗。分為4個層次的實驗專區。

①物理基礎演示實驗,主要針對文科專業學生進行開放。旨在培養文科大學生的自然科學素養。實驗從物理基礎知識為出發點,其內容簡單,應用廣泛。主要以定性研究為主。這類實驗有:能量穿梭機———主要利用機械能守恒,動能與勢能之間的相互轉化,有蒸汽機的模型,還有有趣的光學趣味實驗等。

②對大學理科專業的學生開設的一些與大學物理相關定性實驗,如:李薩如圖像變換、海市蜃樓的模擬原理、電磁加速器的現象及原理等。

③綜合性及自主設計性的實驗,主要針對物理專業大三、大四的學生,在對物理實驗基礎上開設一些綜合性的實驗。例如:激光調腔實驗的研究、多普勒效應的演示、激光竊聽等。根據學生的理論及實驗基礎的特點,由學生自行設計,在實驗老師的協助指導下完成課題的研究。

④培養師資教學技能。利用一些常用儀器演示實驗,如:靜電屏蔽與高壓尖端放電實驗研究,進而研發多種演示小實驗:靜電噴水現象“、電風”吹滅蠟燭等實驗。為以后開展基礎實驗教學示范基地,培養欠發達地區師資力量做好硬件資源的儲備工作。還可以開設一些與中學物理和大學物理實驗均有關聯的實驗,構建實驗預備區,為中學物理與大學物理知識銜接做好準備工作。

3理論價值與應用前景

物理設計性實驗室的開設要建立在學院的實驗能力的基礎之上,需要學員在解決或者實際測量的問題當中將物理的知識還有實驗的技能加以運用。以后的專業課程和科學的訓練還有學術研究的進行要經由學員通過分析和解決問題將自己的理論知識轉變為自己對實際的問題的解決來進行訓練??简瀸W員的物理實驗基本功的把握程度的有效途徑就是設計性實驗室。設計性實驗室同時也是可以使學生發現和解決問題的個人能力得到提高的有效方法。在這個過程當中,學員的學習樂趣將會通過自己對材料的查閱和對方案的比較,自己設計切合原理的實驗操作步驟得以充分體會。該實驗室的開始有利于學員結合自身的相關知識,達到學習和發展能力的有機統一,實驗教師也由此更加便于了解其情況,并為其找到適合的教學方向和制定合適的教學方法。演示實驗室的開放對不同層次的學習者有著深遠的影響,及早地開展物理演示實驗室分層次開放實驗并及時實施有著重要的實踐價值及深遠的意義。

①可以激發實驗人員的創新能力,提高技術能力,促進他們之間的技術交流;

②可以節省或暫時緩解資金問題,進一步提高了該校設備的可利用價值和利用率。

③可建立教師與同學進行互動的平臺,提高物理專業學生動手動腦的能力、有利于開展文科大學生對物理學科的科學素養的培養,同時提高教師教學和科研能力。

④還能夠為中學物理師生提供物理實驗的平臺,為欠發達地區學校學生提供更好的進修場所。

作者:許巧平 單位:延安大學物理與電子信息學院

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