前言:尋找寫作靈感?中文期刊網用心挑選的大學物理實驗論文(6篇),希望能為您的閱讀和創作帶來靈感,歡迎大家閱讀并分享。
第一篇:大學物理仿真實驗教學利與弊研究
1大學物理仿真實驗的優越性
1.1投資較少,占用場地小,相對靈活
隨著高等院校招生規模的擴大,人均儀器設備占有量降低及教育資源明顯不足的矛盾日益突出。增加實驗儀器及實驗場地無疑要加大資金的投入,增大了各高校的經濟壓力。仿真實驗相對來說投資及后續追加投資都較少,且占用場地較小,較之實物實驗相對靈活,便于實驗課的安排與調整。
1.2不受外部因素的影響,安全性高
實物儀器在長期使用后由于元器件等的磨損老化等造成了測量誤差偏大,準確度及精確度下降,維修及校準的次數和投入都要增大,且儀器的運行受外部因素(如溫度、濕度、氣壓、光照等)的影響較大,自身穩定性降低。仿真實驗則不受上述外部因素的影響,實驗在程序設計者預先設定的理想狀況下進行,可得到較好的實驗效果,避免了實物儀器因操作不當或失誤造成實驗失敗給學生帶來的挫折感。且投入資金利用周期較長,軟硬件的維護費用也較低。仿真實驗具有很高的安全性,完全避免了實驗自身危險性(如放射、輻射、激光、強磁場等)及實驗出現意外(爆炸、爆裂、泄漏、觸電等)給人帶來的傷害。相比實物實驗中實驗品的消耗及產生的實驗垃圾,仿真實驗真可謂是“綠色環保”實驗。
1.3利用網絡平臺,搭建虛擬實驗室
互聯網技術的飛速發展為網絡教學提供了可靠的技術保障,大學物理仿真實驗可以很好地利用校園網這一網絡平臺,創建虛擬實驗室(即網絡實驗室)。學生可以在任何時間地點登錄校園網進入虛擬實驗室進行仿真實驗操作,打破了傳統實驗室受時間和空間制約的不利影響。教師可利用利用傳統實驗教學模式的優勢,結合虛擬實驗室以及遠程網絡教學形成多維、多層次的大學物理實驗立體教學模式。
1.4激發學生學習興趣,提高學習效率
仿真物理實驗采用最先進的計算機軟件開發技術,為學習者提供了形象直觀、自然逼真、內容豐富的實驗環境,實驗內容設計上采取了flash和三維立體動畫技術———動靜結合、圖文并茂、自然有序,輔以聲音、圖像、動畫等極強的表現力來幫助學生進行多感官的學習。學生可從多方面多角度地觀察學習儀器及原理,便于學生的預習,有助于學生對實驗儀器的熟悉和對實驗原理的理解,極大地激發了學生的興趣,調動了學習的積極性,有效地提高了學習效率。
2大學物理仿真實驗的局限性
2.1仿真實驗不能完全代替實物實驗。
盡管仿真實驗具有極高的“仿真度”,但它仍然無法完全代替實物實驗。仿真實驗無法模擬出實驗者在實物實驗中所能體會到的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等多方面的實際感官體驗。
2.2仿真實驗是理想化的實驗
仿真實驗的內容較死板,大都是實驗現象的復現,是在理想化的實驗環境下得出的理想化的實驗結果。在按照正確的程序操作的情況下,人人都能夠順利地完成實驗并且得到理想的實驗結果。實際上這些都是程序設計者提前“完成”的實驗結果的再現,不利于實驗者在實物實驗中發現問題、分析問題、解決問題能力的培養。
2.3仿真實驗極大地限制了學生主觀能動性的發揮
在仿真實驗中,所有過程都是在虛擬的環境中進行的。學生所做的工作就是動動鼠標,這樣將會淡化對基本技能的訓練,不利于學生實驗技能的培養。學生必須按照程序設計者預先設定的步驟和程序來完成實驗,而不能有自己特有的思路和想法,有種被牽著鼻子走的感覺。在設置相同實驗參數的情況下,實驗結果完全相同,將會挫傷學生實驗的積極性和主動性,逐漸降低實驗和學習的興趣。
2.4仿真實驗阻礙了師生之間的情感交流
在仿真實驗中,學生面對的是電腦,更多的進行的是“人機對話”,降低了師生間的雙向交流和互動,教師的操作指導作用受到限制,教學藝術無從談起,淡化了師生間的直接溝通,學生的課堂反應難以反饋,“以人為本”的理念體現不足。
3仿真實驗和實物實驗的有效統一
3.1正確看待仿真實驗的地位和作用
在大學物理實驗教學中,實物實驗為核心,仿真實驗教學只能是實物實驗教學方法的一種補充[3。將物理實物實驗與仿真實驗有效合理結合,才能收到最佳的教學效果。
3.2仿真實驗的開展要防止走極端,注意“度”的把握
仿真實驗實驗教學的實施要防止走兩個極端,即完全肯定和完全否定仿真實驗。對于定性觀察實驗現象及規律的實驗,可采用仿真實驗教學。對于操作性較強,需要定量測量計算結果的實驗要在條件允許的情況下盡可能地采用實物實驗。仿真實驗和實物實驗的安排要有一定的比例,注意好“度”的把握。
3.3仿真實驗的“仿真度”有待進一步提高
仿真實驗的局限性是由它的“仿真度”決定的,因此要減小其局限性就要進一步提高“仿真度”,使仿真實驗更加逼真,更加貼近實物實驗,這就給軟件開發工作者提出了更高的要求。
4未來仿真實驗開發的思路
在未來的仿真實驗設計中,要以單個的實驗儀器(如示波器、干涉儀等)為對象建模,單獨封裝,有獨立的操作接口,建立廣泛的儀器設備模塊庫。實驗者可以利用這些儀器設備模塊進行自由選擇和組合,在仿真環境下能夠集成為自主的設計性實驗,有利于學生發散思維和創新能力的培養。結束語仿真實驗的出現不僅極大地豐富了物理實驗教學的內容和手段,也為大學物理實驗教學改革提供了更多的素材和更大的選擇空間。但是我們要看到事物的兩面性,認清仿真實驗在大學物理教學中的地位和作用,以實物實驗為主體的思路不能變,充分利用二者的優勢,相輔相成,有效結合,在教學實踐中不斷地探索和完善,才能取得最佳的教學效果,才能不斷地提高教學質量,從而實現教育教學的基本目的。
作者:王艷文 王海英 單位:新鄉醫學院生物醫學工程學院河南師范大學物理與電子工程學院
第二篇:大學物理實驗模塊化教學方案
1模塊化教學方式的重要性
大學物理實驗是我校理工科各專業學生接受高等教育后第一個理論與實踐相結合的教學環節。在此環節中,學生第一次有機會將數學和物理的專業理論知識與自然界的真實世界聯系起來,通過動手實際操作體驗理論與實踐的聯系。同時,大學物理實驗課程在培養學生科學實驗能力、提高科學素質和培養學生理論聯系實際能力等方面具有其他實踐類課程不可替代的作用。2012—2014年我校兩次對大學物理實驗室進行了升級改造,實驗設備的數量和質量有了很大提高。這也為進一步改革《大學物理實驗》教學模式、提高課程教學效果以及在培養應用型人才中的作用等方面提供了有力的支持。為了進一步提高大學物理實驗課程的教學效果,發揮大學物理實驗課程在培養學生的動手能力及工程實踐思想中的作用,筆者根據我校專業特色,從劃分大學物理實驗模塊和改進考核方法兩個方面探索適合我校特點的大學物理實驗模塊化教育模式。研究結果不僅可以適應我校轉型發展以及培養應用型人才的要求,充分發揮大學物理實驗在理工科專業中的作用,而且將會在提高學生對大學物理實驗及相關理論課程的學習興趣和學習效果、培養學生的學習能力和動手能力等方面起到積極的促進作用。
2課程體系的模塊劃分
為了利用有限的課時完成大學物理實驗課程的基本教學要求,針對各專業的特點劃分不同的模塊是實行模塊化教學的重要內容之一。按照《非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求》,模塊的劃分不應該是對課程體系的簡單壓縮和組合,而應該結合教學內容、教學模式和教學方法等方面的要求提出切實可行的實施方案。我校大學物理實驗主要滿足電氣工程及其自動化專業、通信工程專業、機械設計制造及其自動化專業、土木工程專業,以及數學與統計學院、化學化工學院、食品工程學院、信息工程學院各專業的校內實踐性教學需要;在條件成熟時,還可以面向部分文科類專業開設部分大學物理實驗課程,以利于全面提高學生的人文和科學素養。在實際教學過程中,大學物理實驗室主要由力學實驗室、電磁學實驗室、光學實驗室和熱實驗室四個基礎實驗室組成,為全校理工科學生提供大學物理實驗和基本實驗技能訓練。結合本校專業設置情況以及學生的學習能力和基礎,依據《非物理類理工學科大學物理實驗課程教學基本要求》,我們提出模塊化設置方案。共設置五個基礎模塊,即力學、熱學、電磁學和光學模塊以及近代物理模塊。根據不同專業的特色和要求設置各個單元的內容和難度,以利于適應專業需要,激發學生學習興趣(培養學生個性化學習),達到培養學生能力的目的。在五個實驗模塊中,我們將大學物理實驗也相應劃分成兩個層次。第一個層次為基礎必修內容,主要以培養學生掌握基礎測量方法和數據分析處理能力,通過實際操作提高實驗技能。第二個層次為專業必修和選修模塊(提高和拓展),根據不同專業的特點以及學生的學習興趣和學習能力來設置。該層次旨在讓學生深入了解與專業密切相關的理論和實驗方法,通過直觀的實驗過程幫助他們理解抽象的理論并提高他們的學習興趣,為將來進一步學習、深造打下堅實的基礎。根據各個專業的特點以及實驗設備現狀,設置了不同專業相應的模塊化方案,其中標識為A的實驗對應于第一層次的可選項目;標識為B的實驗對應于第二層次的可選項目。為了保證模塊化設置與不同專業之間的緊密銜接,對于不同的專業應充分注意各個模塊與專業特點之間的關系,宜按照重點突出、層次分明的原則合理安排。對第一個層次的內容,根據專業情況和教學實踐,我們提出以下模塊化安排原則。首先,對于電氣、電信和電子專業,根據其專業特點以及后續課程的要求,應重點突出電學方面的內容。在教學過程中,引導學生熟練掌握與電學相關的物理量的測量方法和儀器操作方法,這樣不僅有利于提高學生的動手能力,而且也有助于學生通過具體的實驗過程建立直觀的物理圖像,為后續專業課程學習提供有力的幫助。同時選做少量波動光學以及近代物理實驗,以幫助學生理解波動方程的意義和近代物理的特點。其次,對于機械和土木工程專業,應重點強調力學部分的內容。結合專業課程的特點,引導學生把握力學知識的基本概念和分析方法,并能通過實際測量過程理解動力學原理,為學生進一步學習工程力學打下堅實的理論基礎。第三,對于化學、化工、數學及其它專業,應根據具體情況突出熱力學、電磁學以及量子力學等部分的內容。對于專業性較強的模塊,可以在內容和結構上做靈活調整,在保證基礎理論體系的前提下,突出重點,適當且合理地精簡和組織模塊體系。完成第一層次模塊化教學內容之后,學生已經初步掌握了適應專業要求的大學物理實驗能力。第二層次的模塊化教學設置一定數量具有綜合性的實驗項目。如力學模塊中的單擺、拍頻實驗,熱學模塊中的比熱容測量、熱傳導實驗,電磁學模塊中靜電場描繪,光學模塊中的衍射光強分布、偏振特性研究,近代物理學中的弗蘭克—赫茲實驗、燃料電池熱性實驗等,可以利用傳感器和微機輔助進行實驗。利用微機進行在線測量,不僅可以有助于提高實驗的效率,還可以通過分析軟件對實驗數據進行深入和準確的分析,提高學生的實驗技能以及分析問題和解決問題的能力。為了提高模塊化教學的效果,在每個模塊都應該明確該單元的知識要點和必須掌握的實驗技能,提出明確的學習目標和要求,并指出該單元與后續專業課程以及工程實踐或未來發展的關系。這樣能使學生明確每一單元的學習目的,有利于引導學生提高學習興趣,把握知識重點,合理選擇實驗項目。
3優化考核模式
合理設置了模塊化教學的內容之后,為了檢查和保證教學效果,應采取相應的考核方法和考核手段。在考核模式上,可以采取更加靈活有效的手段。由于模塊化體系在每個單元的內容設置上目標比較明確,且充分考慮了學生的學習能力差異和自主學習的需要,使得學生對學習目的有比較清楚的認識。學生可以根據每個模塊的具體要求及時反饋和評價自己是否完成相應的要求,并可以在教師的指導下主動完善實驗過程并對實驗數據進行正確分析和處理。教師可以通過現場提問和指導、實驗方案設計完善程度和實驗數據分析能力及處理結果、虛擬試驗以及網絡平臺等形式,及時掌握學生是否理解實驗原理,評價學生的實際動手能力。其結果可以真正起到利用考核引導、督促學生主動學習,檢查和提高教學效果的作用,同時也避免了主要依靠實驗報告評定教學效果的弊端。
4結語
結合我校理工科各專業的特點,提出了大學物理實驗模塊化教學體系的設置方案。在模塊化設置即教學內容的編排上,采用兩層次、六個模塊方案,從基礎和拓展兩個方面提高學生實驗能力和技巧;結合模塊化教學方法提出了靈活、多方位的考核模式,有利于提高學生學習的主動性,對及時反饋教學效果起到積極作用。
作者:董新平 王紅玲 閆潤瑛 王安梅 單位:許昌學院電氣信息工程學院
第三篇:大學物理實驗教學探討
一、對某重點工科大學物理實驗教學現狀的調研
為了調查當前一些工科大學生的實驗能力情況,了解實驗思想方法在物理實驗教學中被師生重視與否的現狀,筆者設計了15個相關問題進行問卷調查,每個題目都給出固定的選項,讓調查對象選擇最符合自己實際情況的答案。
1.調查對象。
隨機抽取某工科大學2013級本科專業電子科學與技術、地質學、應用物理學、電子信息工程、信息安全、交通工程、能源與動力工程、電子信息工程、自動化等理工科9個專業共350名學生作為本次問卷調查的對象,于2014年11月做了此次問卷調查。
2.調查過程。
為了保證本次問卷調查的可行性和有效性,筆者在大規模調查前進行了試驗性調查,在該工科大學12級本科學生中邀請10名學生參與問卷調查,在預調查的過程中,注意觀察調查問卷的設置是否妥當,如有不完善地方可以進行調整。參與調查的10名學生都在20分鐘內按要求做完了問卷調查,說明該問卷內容設置相對合理,可以正式展開調查。正式調查選在13級本科學生在大學物理實驗課的課前展開,在各實驗教師和學生的配合和幫助下,共計發放問卷360份(加預調查的10份),回收352份,經過問卷中測謊題的設置篩選出有效問卷高達348份,符合高樣本數,可以進行相關的數據分析,該次調查順利完滿地結束。
3.調查結果與分析。
筆者對調查問卷的15個問題進行統計并輸入excel表格中進行匯總分析。物理實驗是物理知識的先驅,物理實驗的思想和方法、實驗手段等是其他學科實驗的基礎。大學物理實驗在培養創新型人才的科學素養、科學方法、科學思維和科學精神等科學素質方面具有不可替代的作用,它本應該是工科生非常喜歡的一門課程,然而在調查問卷中,48.8%的學生并不是很喜歡實驗課,甚至有78.2%的學生反映當前的大學物理實驗教學并不能滿足他們的學習要求。值得欣慰的是,50%以上的學生認為實驗中的物理思想方法同物理知識一樣重要,問卷第6題中,只有13.5%的教師會重點介紹實驗設計思想,12.3%的教師會重點介紹實驗方法。究其原因不難發現在傳統的教學觀念中,大學物理實驗普遍被認為是一種實踐課程,在實驗課上要求學生按實驗教材給出的步驟測量出數據,實驗結束后完成實驗報告,讓學生學會操作實驗就算達到教學目標了。問卷調查結果顯示,只有將近54%的同學對做過實驗中的儀器和實驗操作進行簡單的描述或圖示,在實驗課上,只有10.6%的同學肯定自己能理想地操作實驗,20.4%的同學比較善于做好實驗記錄并對結果進行分析,在實驗中遇到故障只有11.2%的學生能自己獨立解決,對實驗中經常涉及的模擬法、補償法等基本研究方法,只有24%的同學比較熟悉,能熟練使用列表法、作圖法等基本的實驗數據處理方法的同學只有6.6%。通過上述一系列的數據顯示,大學物理實驗課程并沒有切實達到培養學生的基本科學實驗技能、培養學生的科學思維和創新能力等目標。結合此次調查結果,筆者也查閱了大量文獻資料,得出以下結論:當前的物理實驗教學在學生的科學素質培養方面重視不夠,在物理實驗的課堂教學中,大部分教師在講解實驗時,都是對實驗的操作步驟和數據處理進行著重介紹,而忽視了實驗中蘊含的科學精神、科學方法等寶貴的物理思想。學生關心的也僅僅是測量數據和撰寫實驗報告,基本不去思考實驗的思想和方法,只知道按教材步驟做,不理解也不去探究這樣做的原因,導致在做完一系列的大學物理實驗課后,學生不僅出現對基本的實驗方法完全不知,還有實驗興趣下降、個人動手操作能力也沒有提高的尷尬現象。更別提讓學生掌握物理實驗的豐富內涵、培養創新思維和提高學生科學素質了。這種忽略物理實驗思想方法的教學理念割裂了物理現象和物理知識之間的內在邏輯聯系,對培養學生的創新能力不僅沒有促進作用反而會起到一定的阻礙作用,因為思想才是每一個具體實驗的靈魂,只有掌握了靈魂才能真正地學以致用。筆者大量查閱資料幾乎沒有見到有大量涉及實驗思想方法教學的物理實驗教材,足以證明當前教育界對實驗思想方法教學的重視程度遠遠不夠。由此可見,當前的大學物理實驗教育改革應該重點考慮的問題之一應是如何加強實驗思想方法教學,引導學生注重實驗研究方法,在實驗中培養學生的創新能力,鍛煉學生成才從而推動我國的科學技術創新步入一個新的輝煌。在大學物理實驗教學中,著重探討實驗思想方法的教學,把握大學物理實驗的精髓對于培養學生的創新能力和科研精神,造就一批高素質的卓越工程人才有著重大的現實意義。
二、重視實驗思想方法教學在大學物理實驗教學改革中的必要性
重視實驗物理思想方法在大學物理實驗教學過程中的運用,對培養大學生的創新精神有很大作用,回顧物理學史,從古代物理學、近代物理學到現代物理學,它的產生和發展,都是科學前輩們運用創造性思維的成果??v觀歷史,有哪一項重大的科學創新不是和科學思想的應用與發展有關?在物理學史上,牛頓創立了萬有引力定律得益于他造詣頗深的數學思維,盧瑟?;谧约红`活的類比思維提出原子的“行星式模型”,倫琴發現X射線的最大助力是她的直覺和靈感,愛因斯坦創立相對論得益于理想化思維方法等。在物理學的發展長河中,幾乎每一個物理實驗的誕生都有一定的歷史淵源和時代背景,尤其是歷史上一些重大的物理實驗所蘊含的豐富物理思想。在實驗教學中向學生展示物理學家設計實驗的思考過程以及物理學家所散發的科學精神,物理學家們在團體合作、思維的發散基礎上完滿解決科學難題的事例給學生培養團隊合作意識和創新意識樹立榜樣。物理實驗的思想方法方法不但適用于自然科學的研究,也適用于其他科研探究。在物理實驗操作中經常會應用到分析、綜合、抽象、概括、演繹等思維方法,這些思維方法更是學生進行思維活動所不能缺少的。“授人魚,不如授人漁”,素質教育的核心要求是創新教育,是讓學生知道為什么要這樣去做。所以說學習實驗的物理思想方法在培養學生的科學素質方面有更加長遠的意義,遠比僅僅學習實驗的操作步驟受益深遠。例如,實驗方法中的控制變量法可以培養學生初步分析問題、研究問題的能力,轉換法有利于培養學生思維的靈活性,替代法有利于培養學生思維的變通性,模擬法有利于培養學生的科學想象力。對于學生來說,科學思想、科學方法、科學精神和科學態度,將會影響著他們未來的事業和生活,不管他們將踏入什么樣的工作崗位,即便是忘記了具體的物理實驗,但掌握的物理思想方法可以指導他們作為社會人,應用他們已經內化了的物理思想方法形成善于分析、歸納、分類、綜合等的工作思維,從而思考并解決問題??梢哉f實驗思想方法的學習和掌握是他們在汲取科學研究中最高層次層、最有遷移價值的財富。對于教師來說,重視實驗思想方法的教學也有利于他們的創新發明,在實驗教學的過程中,教師只有充分挖掘出實驗中典型的科學思想和科學方法才能更好地教導學生學習,同時教師可以對實驗的程序和設備進行探究,如果能有所突破并應用到教學中,也有利于激發出學生的創新意識。
三、結束語
物理實驗思想方法凝聚了物理學家們的巧妙構思,是他們創新智慧的結晶。當前的物理實驗教學改革可以在教材中突出物理實驗思想方法的介紹及討論,教師要注意引導學生認真分析實驗中所涉及到的實驗思想方法,尤其是一些典型的方法要著重講授,同時要求學生在實驗報告中探討該實驗思想方法的合理性。比如測量金屬材料楊氏模量的實驗要讓學生掌握光杠桿鏡尺法;分光計實驗中讓學生掌握自準直法;電位差計實驗中要讓學生知道補償法的應用等。教師還可以從實驗的目的和現有條件出發,指引學生探索實驗思想方法,從具體要求出發,探究哪種方法最適用,在“探究、實踐、交流”的實驗教學中彰顯學生的主體地位,提高學生的實驗興趣,激發創造性思維,培養出符合時展要求的創造型人才。
作者:梅忠義 宋麗影 單位:合肥工業大學電子科學與應用物理學院
第四篇:大學物理實驗教學實踐與思考
一、對大學物理實驗和理論課教學進行整合同步,改變理論與實驗割裂的現狀
目前大學物理和大學物理實驗是兩門獨立課程,往往是同時開設的,造成很多實驗在做的時候,實驗原理在理論上還沒有學習,極大影響實驗效果。應根據大學物理課程的教學進度,調整大學物理實驗項目順序,讓大物實驗在該實驗涉及的理論講授后一周內進行,使學生通過實驗及時驗證所學理論知識,同時用學習的理論解釋實驗現象,達到理論聯系實踐的效果。建議本著教育以人為本的原則,將大學物理課程理論教學與實驗教學統籌協調安排,可能的話將大學物理實驗和理論課整合成一門課,實驗作為整個課程一個不可割裂的部分看待(就像其他課程一樣),有利于任課教師整體考慮理論與實驗的關系。
二、對大學物理實驗內容、實驗管理方式、實驗教學方法和手段進行改革
1.實驗內容改革
目前大學物理實驗項目較多,而學時一再壓縮,要想都做不現實。那么哪些實驗該做,哪些實驗選做甚至不做,才能達到最佳效果呢?教學實踐中應根據不同專業后續課程的需要,對大學物理實驗進行取舍。如對機械工程專業來說,力學類實驗最有用,應該都做,而像弗蘭克-赫茲實驗就沒必要做。對電子科學與技術專業來說,力學類很多實驗如單擺測重力加速度就沒必要做,而弗蘭克-赫茲實驗應該做。還有些實驗,如長度測量和誤差處理,應該所有專業都應該做,因為基本測量方法和誤差處理所有專業都會涉及,也是所有實驗的基礎??梢愿鶕煌瑢I分成必做實驗和選做實驗,必做實驗是與本專業后續課程密切相關的,所以必須做,而選做實驗是學生根據個人情況有選擇性地做。具體是機械類專業力學類實驗全做,部分光學實驗如牛頓環測厚必做,電學和熱學部分實驗選做;而電子信息類專業電學和光學實驗全做,力學和熱學部分實驗選做等,總之大學物理實驗項目應充分征求各專業的專業課老師的意見,利用好有限的大學物理實驗學時,以做到學以致用。另外大學物理實驗課程教學內容應注重與最新科研、工程和社會應用實踐的聯系,融入科技創新和實驗教學改革成果。
2.實驗管理方式改革
目前我國應用型本科院校大學物理實驗課有規范化教學和開放式教學兩種模式。規范化教學是由實驗指導教師指導學生在規定的上課時間內完成既定實驗項目;而開放式教學是將實驗全部擺出,學生根據自身情況預約時間選擇實驗項目到實驗室完成,實驗教師只在實驗室值班和答疑。目前大多數應用型本科院校由于人力物力的原因采用規范化教學;少數條件好的學校采用開放式教學。教學實踐中發現這兩種模式的單一采用已不能適應需要,應采用二者結合的方式。學生初學這門課的時候采用規范化教學,通過幾次規范化實驗課,讓學生掌握一些基本實驗技能、實驗方法與處理數據技巧,使其初步具有獨立操作能力。然后將部分實驗開放,由學生自由選擇項目做。如電學實驗,先采用規范化教學法,讓學生熟悉電流表和電壓表等儀器的用法,掌握基本技能,再采用開放式教學,將惠斯通電橋的應用、電表改裝及校準等實驗需要的儀器擺出,由學生選做。學生自己設計實驗方案,自己挑選儀器。這樣學生既受到規范化工程訓練,又提高學生物理學思維和獨立工作能力,為今后專業實驗奠定扎實基礎。建議有條件的應用型本科院校的大學物理實驗室建立自己的教學網站,學生在網上根據每學期實驗設置情況選擇實驗項目和實驗時間,同時允許學生退選和補選實驗,給學生一定的回旋余地。學生通過網絡及時了解實驗成績,通過網絡社區與老師討論,這種“交互式”師生關系能充分調動學生的學習積極性和主觀能動性,激發學生對實驗的興趣,培養學生創新意識和能力。
3.實驗教學方法和手段改進
大學物理實驗要重視演示實驗的功能,增強學生的學習興趣。對一些實際生活中難以見到的物理現象,演示實驗能增強理論講授的說服力。而與生活生產密切相關的高科技含量較高的演示實驗對引導學生了解科學前沿具有重要意義。對一些不易實物演示的,則可通過計算機模擬,如微觀的、宏觀的、極慢的、極快的物理過程采用計算機進行逼真模擬,放大或縮小物理場景,將物理過程形象地展示在學生面前,使學生透徹理解物理本質。建議教師自制一些演示實驗的工具,學校投入一定經費購置一些演示儀器,供大學物理實驗教學使用。大學物理實驗同樣重視仿真實驗,如用有關軟件模擬電場線,磁力線的分布,讓學生通過仿真實驗獲得對物理知識的感性認識。部分大學物理實驗還可考慮與專業實驗對接,如三線擺測物體的轉動慣量可以考慮和理論力學或者機械原理的有關專業實驗對接,以達到提高學生知識水平和能力的目的。實驗數據處理和作圖是大學物理實驗中的重要環節。部分實驗數據繁雜,計算量大,手工繪圖粗糙,處理結果偏差較大,使學生花大量時間用于數據計算而忽視實驗本身的物理內涵,本末倒置,因此建議在大學物理實驗教學中引入相關軟件,如Excel、Matlab或Origin用于數據處理和繪圖。
4.在實驗中引進物理學史教育
注意在大學物理實驗課中引入物理學史教育,可以受到良好的教學效果。做實驗時,介紹一下該實驗在物理學中的歷史地位和影響、最初思路方法、做該實驗的第一個科學家,道出相關理論的源流、發展、驗證和形成過程,激發學生好奇心和興趣,使下面的講解變得容易,實驗效果無疑非常好。同時通過物理學史的介紹將相關理論知識聯系在一起形成知識 面,從而加深學生對理論知識的理解和掌握,對科學家事跡的介紹有利于培養學生實事求是的科學態度和嚴謹認真的科學精神。所以,大學物理實驗課中引入物理學史教育具有重要意義。
三、在大學物理實驗教學中貫穿安全教育和愛護設備教育
1.培養學生安全意識
安全意識是當代大學生的基本素養之一,但在大學物理實驗教學實踐中,發現很多學生安全意識淡薄,這一點在電學實驗中尤為突出。特別做交流電實驗的時候,有同學圖省事改動線路時不切斷電源,帶電操作,這是非常危險的事情,極易產生人身傷害。建議大物實驗時,把實驗安全問題放在首要地位,樹立學生的安全意識,告誡學生按照實驗規程操作。還有些同學紀律散漫,在實驗過程中打打鬧鬧,很容易跌倒,地上有開關,弄不好碰破了頭會導致人身傷害,所以在大學物理實驗教學的同時要貫穿安全教育。
2.培養學生愛護實驗設備、愛護公物的意識
在大學物理實驗教學中,發現很多同學對實驗設備不愛惜,如電學實驗中,個別人不按要求,將電壓一個勁兒往上調,導致白熾燈燒掉了,還有個別同學野蠻操作,特別對示波器的探頭線,經常硬拉強拽,造成不必要損壞。對導線的插拔有時不按照要求捏住根部進行,而是強拉線身,導致很多導線看似是好的,實際上已經不導通了。針對這個問題,應該對學生展開愛護實驗設備教育,在給學生演示示波器探頭線和導線插拔的正確方法時,嚴肅實驗室紀律和操作規程,讓他們明白只能將電壓調到實驗指導書允許的上限就不能再上調了,另外引導學生想一想,為什么現在實驗室的好多設備不能用,有那么多故障,是什么原因造成的?師兄師姐們過去是不是也像我們現在這樣不愛惜設備,導致現在很多實驗開展起來困難重重?如果我們繼續不愛惜實驗設備,那我們的師弟師妹們以后做這些實驗的時候不是情況更糟嗎?很多同學都表示一定要愛惜設備,不能給師弟師妹們留下爛攤子。經過幾次實驗時的安全教育和愛護設備教育過后,學生的安全意識有了明顯提高,操作設備溫柔多了,在做光學實驗的時候,都知道不能用手捏透鏡,收到良好效果。
四、在大學物理實驗教學中貫穿素質教育和育人功能
1.組織紀律性、協作精神和團隊意識培養
大學物理實驗教學的根本目的是培養人,組織性、紀律性、協作精神和團隊意識是新時代大學生必備的素質,大學物理實驗教學中,發現不少學生組織性紀律性很差,協作能力很差,實驗前不預習,實驗過程中毫無頭緒,大聲喧嘩,實驗課遲到缺勤現象嚴重。教學實踐中,我通過班干部和部分同學了解到班上哪些同學學習比較認真,態度比較端正,指定他們擔任各個小組的組長,讓他們在實驗前督促同組人提前預習,來實驗室時互相提醒不遲到,實驗后及時寫實驗報告。另外指定動手能力比較強的同學輪流演示實驗,具體措施是自己主動報名加其他同學民主推薦,排定每次實驗演示的同學,這些同學在實驗前認真預習,吃透實驗精神,有什么問題在實驗前事先和我溝通,并且提前將實驗預做一下,總結出現的問題并準備解決預案。正式上實驗課的時候,讓這個同學演示給其他同學看,我在旁邊講解,提醒大家注意事項,以及可能出現的現象和解決辦法,在確認同學們都弄明白的情況下,讓他們2~3人一組分組實驗,實驗中出現的問題讓他們及時舉手向我提問,我及時幫他們觀察出現的問題,引導他們用書本上的理論知識進行分析,找出癥結,并最終順利完成實驗。
2.規范性實驗報告和應用文寫作能力培養
實驗報告是對一項實驗工作做出規范的、全面的、實事求是的總結,并以書面形式表達出來。撰寫完整規范的物理實驗報告是教學的重要環節,也是當工科大學生的基本技能技巧。但在大學物理實驗教學實踐過程中發現很多大二學生居然不知道完整的實驗報告怎么寫,這些學生的實驗報告往往是將測得的實驗數據一羅列,就沒下文了:沒有分析,沒有結論,沒有思考。針對這個問題我以“怎樣寫實驗報告”為題在實驗前給每個小組都詳細講解一遍:應該如何寫,包括哪幾個部分,要注意哪些東西,然后結合部分實驗報告進行點評。并且提醒同學們實驗報告是一種應用文寫作,以后工作中,還可能有類似報告要寫,雖然有所差別,但大同小異,套路是一樣的,今天寫實驗報告,將來在工程技術工作實踐中就可能要寫研究報告、工程技術報告,所以同學們要高度重視它,切實提高應用文寫作能力,為今后工作打下基礎。經過幾次大學物理實驗,學生的實驗水平明顯提高,一般問題都能自己解決,完整的數據表格也能輕松搞定,而且學生問的問題也上了檔次,實驗報告寫得越來越認真,圖表都很清楚、明顯規范。很多同學都表示通過大學物理實驗課,確實學到了不少東西,加深了對書本知識的理解,弄清楚了很多概念,而且改掉了過去散漫的作風,養成了嚴謹的工作態度,提高了協作精神,團隊意識明顯提高,受益匪淺,達到了素質教育的目的。
五、改進大學物理實驗考核體系
改進實驗考核方法,旨在提高教與學的積極性。目前大學物理實驗考核由平時成績與課期末考試成績兩塊組成。平時成績包括出勤率和實驗報告撰寫,期末考試成績《大學物理實驗(上)》是考核學生處理實驗數據方法的掌握,而《大學物理實驗(下)》是考核實驗原理,導致學生實驗過程中不認真對待,數據抄襲現象嚴重。不少同學在大學物理實驗結束后做專業課實驗,連萬用表都不會用。為了保證實驗課教學質量,建議對《大學物理實驗(下)》進行實驗操作考核。抽簽決定考試項目并單人操作,當場評分。由于有期末單人操作考試的壓力,因此學生的實驗態度發生了根本性變化,由以往只注重實驗結果向注重實驗操作步驟及實驗報告轉變,態度積極認真,效果良好。在對學生的考核上,強化平時成績,平時成績占80%,同時注重考查學生自學能力(預習報告,20%)、表達能力(數據處理和分析,20%)和操作能力(20%)??己朔绞匠P試、抽簽操作外,還應建立多元化實驗考核方法,如學生自制實驗器材的,或者改進實驗方案的都可以折算成平時成績的一部分,大大激發學生學習興趣和創新能力。另外為了提高學生實際操作能力,缺做實驗的學生允許補做或重做。隨著時代進步和教育改革深化,大學物理實驗教學實踐中還會面臨更新形勢,還會遇到更多問題,但我相信,只要秉承一顆責任心,堅持教書的同時育好人的原則,遇到問題想辦法解決,甚至創造條件解決,就能不斷提高大學物理實驗的教學水平,推動大學物理實驗教學進步。
作者:笪誠 單位:巢湖學院機械與電子工程學院
第五篇:大學物理實驗教學學生科學能力培養
1大學物理實驗教學的作用和現狀
大學物理實驗教學將物理理論和物理實際相結合,因此更具實踐性.由于科技發展的沖擊和大學教育理念的不斷完善,對于大學物理實驗教學也在進行著多方面的探索和研究.尤其在提出創新教育和素質教育的新課改要求后,大學物理實驗教學中的教學改革得到了進一步的深化,但大學物理實驗的教學內容、教學方法和教學評價等方面還有待于完善.首先,實驗內容還是以基礎性和驗證性實驗為主,探索性和設計性實驗偏少.由此導致學生的學習興趣不足,課堂不夠活躍.其次,教學方法還是教師講,學生聽;教師示范后,學生重復操作,或是學生按實驗指導用書的指示一步步進行操作的傳統模式.這樣的教學方法使學生缺少獨立思考的空間,不利于培養學生的科學探究能力和創新能力.再次,實驗成績的考核還是以書面呈現的實驗數據和實驗報告為主.書面的成績評定方式不能綜合反應學生在實驗中創造性地解決問題的能力.
2實驗過程中學生科學探究能力的培養
基于目前大學物理實驗教學中存在的問題,尋找一種恰當的教學模式成為問題的關鍵.近年來,在培養人才科學素養的教學宗旨指導下,探究性教學模式得到廣大教學研究人員的關注,這一模式在不同學科領域教學中得到了廣泛實踐,并取得了巨大的成功.據此,把這一教學模式引入到大學物理實驗的教學中,并且在教學過程中尤其注重學生科學探究能力的培養.以培養學生基本實驗技能和科學探究能力為目標,首先對實驗內容進行了重新優化整合.在內容上,減少了基礎性和驗證性實驗,增加了探究性和綜合性實驗.探究性實驗以學生為主體,實驗前給學生分好小組,針對給定的實驗題目,學生制定科學探究實驗的計劃和實驗方案,根據實驗目的學生自己準備實驗器材,器材可來源于學生生活中的用品和器具,也可和實驗室提前預約.經歷這一過程,學生能夠進一步明確實驗目的.而且通過實驗方案的設計,提高了學生的科學探究能力.改變傳統的以教師為主的教學方式,采取教師為主導,學生為主體的方式.圍繞著加強學生素質和提高創新能力的目標,采取每次實驗前給出問題,學生通過查閱文獻資料的方式進行實驗準備,整個實驗過程都以學生為主體,做實驗的方式由學生想,學生自己操作,困難由學生自己解決,教師主要負責提示學生實驗中的安全注意事項.學生解決不了的問題,可以采取課上討論的方式,教師從旁引導,實驗數據采用隨堂處理,課上提交的方式.整個實驗過程都體現出了研究性大學物理實驗的自主性、合作性、研究性和開放性的教學特色.在實驗成績考核上,采取多種方式相結合.依據探究性實驗教學的方式,將實驗考核依據培養學生科學探究能力和科學素養所占的權重,分為實驗設計、實驗操作和實驗處理三個部分,部分實驗提交實驗報告,讓學生自主選擇探究性實驗和綜合性實驗提交實驗論文,讓學生提前了解論文的格式和撰寫的過程.多種考核方式的結合能夠充分調動學生學習的主動性和積極性.
3結語
通過大學物理實驗探究式教學的方式,可以讓學生積極主動地參與到科學探究過程中,掌握科學探究方法,體會科學探究的精髓和快樂,使學生成為具有科學探究能力和科學素養的創新性人才.
作者:王英 王玉玲 單位:大慶師范學院機電工程學院
第六篇:大學物理實驗教學探索
一、大學物理實驗教學改革
學生多種能力的培養離不開大學物理實驗這個環節。物理實驗室為學生營造良好的環境,物理實驗為培養高素質創新性人才鋪平道路,物理實驗教學改革成為了重中之重。最近幾年,我們共同努力力求在物理實驗的內容、方法和手段等方面得到更好的創新和改革。
(一)更新實驗教學內容
傳統的物理實驗大多是驗證性實驗,內容陳舊,也不能依據學生的專業特點、特長愛好開設具有創新性的實驗。這樣,要想塑造出適應現代高科技、高素質人才是望塵莫及的。針對這些情況,應該從現實應用和創新中提取題材,刪除簡單的驗證性、測量性實驗,增設物理概念、物理意義濃厚,實驗方法、實驗技巧突出的實驗。比如《大學物理實驗》中“長度測量”是借助螺旋測微計和游標卡尺完成的測量性實驗,這些最基本的儀器的使用完全不必作為一個實驗單獨開設,而應在完成其他邏輯性較強、物理意義鮮明的實驗基礎(比如“金屬彈性模量的測定”)上捎帶給大家介紹這些儀器的使用方法即可。也可以將已開設的實驗進行拓展、延伸,如“示波器”的實驗可以增加聲速的測量;還有些實驗不但能培養學生驗證物理原理的基礎能力,又能培養學生通過物理原理來解決實際問題的能力;另外,還可以引入運用計算機處理和采集數據的實驗,例如普朗克常數的測定,這些實驗可以讓剛接觸物理實驗的學生以不同的形式進行重復的基礎訓練。對于具有一定基礎的學生,可以更快的進入深層次的實驗,提高創造性思維和創新能力。我們努力爭取在實驗內容上得到更新,使實驗的綜合性、開放性、創新性得到進一步改善,讓學生在受到基礎教育的同時也能接受適應時代需求的應用教育。
(二)改進實驗教學方法
實驗教學方法的改進是完成實驗教學內容的保證,我們嘗試從以下幾方面做些工作:首先,實驗教學要循序漸進,從基礎實驗逐漸過渡到設計性實驗;其次,實驗教學中趣味教學也是非常重要的,實驗的操作、過程和現象都具有趣味性,相比平時枯燥乏味走過場的實驗課來說,更能吸引學生的注意力,激發學生的學習積極性。最后,采用“啟發式教學”方法來改善教學過程。啟發式教學有很多方式,教師可以引導學生參與課題的研究,可以基于基礎問題探索解決方案;可以針對論題完成相應的論文,引導學生自己思考問題,發表不同的見解。學生的學習是知識的吸收和消化,能力的提高,素質的提升過程。
(三)完善教學手段
現如今,多媒體的廣泛使用,網絡資源的源源不斷。大學物理實驗也要跟上媒體網絡的步伐,與現時代接軌。那么大學物理實驗教學,如何能充分地利用這些先進的媒體技術成為我們不容忽視的重要問題。例如,在傳統實驗中,實驗前的預習報告、實驗后的數據處理和回答問題對于掌握原理和完成實驗的重用性學生都很清楚,但是在實際操作中真正用心完成的少之又少。在這樣的現狀下,我們可以充分利用先進的媒體技術給學生演示實驗,利用先進的物理軟件給學生做仿真實驗。實驗前利用這些資源預做實驗;實驗后通過這些資源復習實驗,物理仿真實驗走進教學,使得學生可以利用自己的自由學習時間去重新認知、理解、復習、和領悟實驗的內涵,促使學生的探究思維和創新能力的培養。
(四)開放物理實驗室
為了適應多元化人才培養目標,大學物理實驗也由傳統的封閉式教學變為開放式教學。開放式教學不僅是實驗管理形式上的開放,而且是實驗教學內容和實驗教學方法的開放,開放物理實驗室是根據學科特點設置多種層次的實驗教學目標,讓學生獨立探索、開拓思維、突出創新、提高素質和能力,強調教學對學生的自由發揮,實驗題材的選取、資料的搜集、研究方案的確定、實驗過程的實施,直到最終階段性成果的獲得,都要求學生積極、主動參與到實驗中來,并積極、主動地探索問題的解決方案。開放實驗時間可以讓學生根據自己對實驗項目的新想法、新思路和新實驗方案的出現來預約實驗時間。開放實驗儀器,可以讓學生充分使用所有儀器自己組合,來完成設計的實驗方案。教師通過對原有實驗的改進,新實驗的開發,構建開放式教學體系,推動課程內容的更新、教學方法的改進、教學管理模式的完善。為學生主動學習和個性發展創造一個較好的外部環境,讓學生根據自己的知識水平和豐富的想象力,有效解決當前實驗教學中存在的不足。開放式教學從教學方法上來說,是一種探究式的學習過程,教師的作用是引導,是對學生的實驗過程與進展的宏觀控制與正確評價,是對學生操作技能的培養實現一種正向遷移。總之,要調動一切積極因素,鼓勵科研,服務于科研。除此之外,對活躍科技活動形式,有兩點建議:1.結合實驗室建設,開展科技活動。實驗室的建設是學科建設的重要內容,學生在課堂上可以獲得學科知識,而在實驗室里卻是實踐深化的基地。在實驗室的建設過程中,讓學生參與實驗室的某些工作與活動。2.結合教師科研項目,設置科研助手。教師的科研能力提高了,就會讓更多的學生有機會參加到科研活動中去,這不但可以將科研與教學結合起來,促進教學質量的提高,更可以實現培養特色人才的目的。開放實驗室既是師生科研探討課題的地方,又是學生的課外科技探究活動的場所,它能促使教師不斷研究、更新實驗教學方法,為祖國培養更多高素質的人才。
二、結束語
大學物理實驗課有助于學生掌握科學實驗的技術與知識,也有助于學生個性能力的發展。這就需要教育者與受教育者共同的努力,探索培養現時代需要的人才更有效的途徑。只有從每個個體做起,從每個教育環節做起才能真正實現創造性人才的培養。教育改革必須轉變教育觀念,從教學管理體制、教學課程的設置,教學方法到教育評價體系的全面改革,互相協調才能真正實現多元化人才的培養目標。十年樹木,百年樹人,教育是一項龐大、復雜的系統工程,我們在推進和深化對現有教育、教學模式的改革中,必須理清人才培養過程中的主線,才能收到一系列改革帶來的實效。
作者:韓曉琴 單位:商丘師范學院物理與電氣信息學院