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物理實驗教學改革與創新(共7篇)

2021-4-10 | 物理實驗論文

第一篇

一、高校物理實驗教學存在的問題

多方面的因素造成我國高校物理實驗教學存在許多問題,下面將從三個方面展開分析:

(一)學時分配不合理

高校為物理實驗教學分配的課時一般為兩個課時,教師需要在較短的時間內,為學生講解實驗原理,并介紹相關器材,學生需要撰寫實驗原理,兩個課時的時間對實驗教學來說捉襟見肘,學生自主學習和思考的時間非常少。學生在試驗中遇到問題,大部分都是向教師請教,得到答案就萬事大吉,雖然這樣能夠解決學生在學習中遇到的障礙,但是自主思考和解決問題的能力沒有得到培養,何談思維發散和創新能力的提高。

(二)沒有認識到實驗的重要性

大學生認為學習物理只要背會定理和定律,能夠在考試中得到好成績就足夠了,忽視了物理實驗的重要作用。這種現象的出現一方面是由于現在社會就業形勢嚴峻,學生認為只有掌握足夠的理論知識,才能在競爭中立于不敗之地,物理實驗對自己的就業和未來沒有什么幫助;另一方面是因為高校缺乏完善的物理實驗教學體系,在實驗器材、實驗教學改革等方面,不愿投入人力和物力,造成教師和學生以應付的態度對待物理實驗。

(三)實驗項目不夠新穎

傳統的物理教學模式根深蒂固,即使在新課程改革和素質教育的大環境下,高校物理教師仍然堅持老舊的教學方法,實驗項目也很少更新。學生雖然能夠獲得足夠的實驗理論知識,但是創新能力很難提高,部分高校甚至照搬中學的物理實驗,毫無新意,項目陳舊。

二、高校物理實驗教學改革策略

針對高校物理實驗教學中存在的問題,我們需要采取多方面措施,改革教學方法,提高物理實驗教學質量。

(一)應該將信息技術運用到教學中,合理使用快速發展的網絡和計算機

傳統的實驗教學方式單一,缺乏多變性和趣味性,難以達到“學以致用”的教學目標,學生缺乏用知識解決實際問題的能力。實踐表明,通過計算機、多媒體來為學生展示實驗器材、實驗過程和實驗現象,使實驗更加生動形象、立體。學生也可以使用計算機網絡,了解儀器的正確使用方法以及實驗的正確步驟,這樣激發了學生學習物理實驗的積極性。此外,高校物理實驗中有一部分較為抽象,在實驗室中難以完成,如光的干涉實驗、熱量的傳導實驗等,這種抽象實驗的教學可以通過多媒體將實驗現象展示給學生,讓學生了解實驗現象中的科學原理,這就能夠彌補實驗室的不足。但是必須注意的是,信息技術教學只是一種輔助教學手段,并不能完全替代傳統教學,教師應該注意適度,不能顧此失彼。

(二)教師應正確對待學生在實驗中產生的錯誤

通過物理實驗教學,學生能夠了解物理現象,增加對物理的認識,但是由于學生的知識不夠全面,對物理實驗中的某些知識不甚了解,在實驗中產生錯誤也是不可避免的。學生和教師都應正視這種錯誤,如果條件允許,教師還應該讓學生故意犯一些錯誤,引發學生對錯誤的思考,并進一步對物理實驗展開自主探究,培養其自主學習的思維和能力。但是教師還要給予學生適當的引導,防止這些錯誤成為學生學習的阻礙,如果這些錯誤降低了他們的自信心,那就得不償失了。舉例來說,在和電路有關的實驗中,學生往往會將線路接錯,造成短路或者其他錯誤,導致燈泡不亮,實驗臺也會發出警報,于是部分學生就不敢接通電源實驗,害怕引起重大錯誤,這時,教師應該鼓勵學生大膽動手,讓學生知道在實驗臺上有電路保護裝置,即使短路也不會產生危害。這樣就可以給學生營造一個寬松、愉悅的實驗環境,提高他們的實踐能力。

(三)加強設計性實驗的教學,并且為學生設置開放的實驗室

傳統的物理實驗內容陳舊,很難提起學生興趣,高校可以根據當前教學內容,結合基礎性實驗,增加一部分設計性實驗。這樣,學生能夠運用自己的物理知識,設計出各種各樣的物理實驗。例如,學生可以通過力學中的碰撞實驗,設計出諸如“勻加速運動物體特性”的設計性實驗。高校應該使實驗室由封閉轉向開放,使學生可以根據自己的興趣和當前學習內容,自主進行實驗,滿足其個性化學習的需求。

三、總結

綜上所述,我國高校的物理實驗教學仍然存在一定問題,高校可以通過采用信息技術教學、培養設計性實驗、開放實驗室等策略,增加學生對物理實驗的興趣,加深其對物理知識的理解,以將學生培養成高水平人才,為教育事業貢獻力量。

作者:張昆 單位:內蒙古大興安嶺林業學校

第二篇

一、實驗內容多元化

(一)綜合性實驗

該層次實驗項目涉及的儀器設備較為復雜,知識綜合性較強,實驗內容難度較大。在實驗過程中,要求學生獨立完成實驗步驟、數據處理、實驗過程中異常現象的分析及對實驗結果的分析和評價,目的是訓練學生綜合運用多種實驗儀器的能力,培養在比較復雜的條件下,觀察實驗現象、采集實驗數據、分析和解決實驗異常現象以及綜合分析問題的能力。

(二)設計性實驗

在掌握基礎性實驗和具備綜合實驗知識及能力之后,為了進一步強化學生的思維能力及動手能力,尤其是為了科學實驗素質的培養和提高而開設的。通過這一層次的實驗,促進學生獨立思考,強化對學生實驗技能及實驗設計思想的培養,是一個再學習、再深化的過程。

(三)研究創新性實驗

充分利用學科優勢,為實驗教學服務。我校物理科學與技術學院現有新疆凝聚態相變與微結構實驗室、新疆碳化硅復合陶瓷工程技術中心和研究生聯合培養“產學研”基地,這些重要平臺將學科成果及時轉化為實驗教學項目,使實驗中心的實驗項目富有特色,與時俱進。我院豐富的科研成果為實驗項目提供了保證,如玻璃化轉變研究實驗、力學譜測量、介電譜測量、全息光學測量等。這些實驗是由實驗中心老師和科研課題組老師共同開發的。通過這一層次的實驗,培養學生分析和解決實驗中遇到的故障及異常現象等能力。設計性和研究創新性實驗為學生提供了自主、創新學習的平臺。學生在這兩個層次的實驗中,積極思考,主動學習,充分發揮了他們在實驗教學中的主體地位,并從實驗教學中獲得了成就感、滿足感。該層次的實驗在啟發學生創新思維、培養學生創新能力方面起到了重要作用。

二、教學方法

在實驗課的教學中,教師和學生都十分重視實驗數據的獲得,而對實驗課的教學過程反而不夠重視。但是,從培養學生實驗素質和實驗能力方面來看,實驗課的教學過程具有舉足輕重的地位。它是強化實驗知識、培養實驗能力及提高實驗素質的過程,也是正確、合理地獲得實驗數據的重要保證。首先,在實驗教學中,引導學生理解實驗原理、實驗設計思路、實驗方法及實驗儀器的構造和運行機理等基本知識。這樣,學生在課堂中會跟著實驗教師的引導主動、積極地思考,充分調動了積極性,激發了實驗興趣,從而發揮了在實驗教學中的主體作用,這也是實驗課成敗的關鍵。其次,引導學生在綜合應用已學知識的基礎上,學會新知識、新方法的應用,這是實驗教學中的重要環節,也是教學中的難點。

實驗教學與相應理論課中的知識密切相關,但它們之間又沒有直接一一對應的關系。在實驗教學中,更多的是綜合性實驗,即一個實驗要用到幾個學科領域的知識點,而且更強調實驗的方法和知識的綜合應用。在教學方法上,針對多元化的實驗內容采取分層次教學方式,建立以學生為中心的“自主式、合作式、研究式”的實驗教學模式。在基礎實驗教學中,改變了教師講、學生做的實驗教學方法,采取學生相互討論實驗目的、原理、實驗步驟,教師針對學生提出的問題幫助分析和解決的方式,改變了以教師為主導的實驗教學模式。

設計性實驗是指學生通過自己查找資料寫出實驗原理,根據實驗室現有的實驗儀器自己進行合理搭配,設計出可行的實驗方案,然后通過觀察實驗現象采集實驗數據,最后處理實驗數據,對實驗結果進行評價和分析,整個實驗過程都由學生獨立完成,教師僅做針對性的指導。研究創新性實驗,是在第二課堂中進行,不占用計劃學時,主要針對那些學有余力或對實驗有興趣的學生進行進一步的實踐創新訓練和培養的活動,同時也為學生的畢業設計和畢業論文提供服務。在實驗教學中,應充分利用多媒體教學軟件,豐富教學內容。實驗中心建有自己研發的具有特色的物理實驗網站,可以實現學生下載教師電子教案、實驗報告、學習資料,了解教學資源、設備管理和實驗項目管理等。這些資源能滿足物理實驗課程的教學需要,并在教學中發揮積極作用,顯著提高了教學效果。

三、考核方式

實驗考評采取多種考核方式相結合的綜合評定方法。普通物理實驗共開設四個學期,第一學期主要開設基礎類實驗,考核方式為平時實驗成績占50%,期末成績占50%。其中,期末成績為實驗理論綜合考試,采取閉卷形式。其余學期的實驗成績考核方式為平時實驗成績占40%,期末操作考試占30%,設計性實驗小論文占30%。平時實驗成績包含實驗預習、實驗過程中的表現和紀律、實驗儀器的正確規范使用、實驗操作熟練程度、實驗報告等各項指標。小論文根據實驗方案的可行性和創新性、實驗結果的正確性和小論文的規范性等要素進行成績評定。操作考試讓學生以抽簽的形式隨機抽取實驗項目及試卷,考試時間為20分鐘。采取上述考核方式的目的在于表明對實驗成績的考評更注重實驗過程及創新,消除了以往僅根據實驗報告的好壞給成績的弊端。

四、改革效果

通過對應用物理學專業實施上述一系列的實驗教學改革,學生的創新意識和研究能力有所提高。近三年,物理實驗中心支撐大學生創新性實驗項目18項,一名同學在“挑戰杯”全國大學生課外學術科技競賽中獲自治區優秀獎。關于普通物理實驗教學的改革,針對我校學生的實際情況,我們也在不斷地探索和向兄弟院校學習,旨在通過不斷改革,真正培養學生的實踐創新能力。

作者:李禎 單位:伊犁師范學院物理科學與技術學院

第三篇

1大學物理實驗教學中存在的問題

1.1學生的認知問題學生普遍不太重視物理實驗,通常在做實驗之前根本不知道要做什么,沒有預習、沒有準備,甚至有的學生根本就不帶實驗指導書和實驗報告,更有甚者,有的學生根本就不來上課,讓同學代寫報告;即便是來上課的學生,也不是所有的都認真聽課.另外,實驗課基本都是一個班級的學生在同一時間內做相同實驗,用相同的方法、同一類實驗儀器得到的數據和結果也大致相同,這樣導致有些學生照搬別人的做法,不加思索地得到結果應付了事.總之,學生學習大學物理實驗的積極性和主動性較差.

1.2教學方法的問題在大學物理實驗教學過程中仍然是傳統的教學模式占主導地位,教師通常在開設實驗課之前首先講授誤差理論的相關知識,然后再分班抽取必做實驗和選作實驗.在開設的物理實驗中,主要以驗證性實驗為主,學生一般都是照搬教師的操作過程,被動地接受知識和實驗方法,任務性地完成每一次實驗.導致學生學習的積極性和能動性無法調動起來,教學效果較差.

2大學物理實驗教學方法和手段的改革

2.1多種教學方法和手段同時并用

2.1.1開展物理演示實驗學生可在實驗室預約時間,由專門教師在該時間帶領學生參觀物理演示室,以圖片和文字相結合的方式講解物理學發展歷程、展示物理現象,開闊學生眼界,拓展學生思維.物理演示實驗室面積100m2,歷經多年的提煉與改造,現有實驗項目20余個,參考資料100余種.物理演示實驗積極配合大學物理課堂教學,體現物理學作為一門實驗性科學的特點,學生通過演示實驗教學達到理論與實際相結合,加深對物理學理論的理解,提高學習興趣,增強學生實事求是的精神和探索自然的意識,實現從感性認識到理性認識的升華.

2.1.2利用現代化教學手段提高教學效果實驗室建立了內容豐富的物理實驗網上教學與管理系統,包括實驗背景、儀器介紹、預習要點、實驗原理、實驗內容和分析思考等窗口.學生可以通過網絡預習,下載相關資料,教師可以通過網絡與學生開展互動交流.利用Flash軟件,開發了虛擬物理實驗.學生可通過網絡進行遠程操作,仿真實驗,并完成相應的實驗內容.可幫助學生實驗預習、自學和擴展知識面,加深對物理思想和方法、儀器的結構和原理的理解,學習實驗技能.同時增強學生對物理實驗的興趣,提高教學效果和水平.

2.1.3建立自學實驗室為彌補演示設備的不足和不能演示的物理現象,實驗室建立自學室,放置各類型實驗儀器、設備,面對學生自由開放,學生可在該室進行課前預習、課后研究.同時,積極開發物理實驗教學課件,并掛到網上教學與管理系統中,鼓勵學生學習物理實驗的仿真與模擬演示,使學生了解更多的知識,激發學習興趣.

2.1.4開設研討講座定期開設師生研討講座,學生可在規定時間內自由報名參加.該課程設置充分考慮了新生的特點,重在激發新生的興趣和主動參與意識,具有科普性質,涵蓋面廣,涉及電子、光學、計算機、機械、環保等各領域.教學角度新穎,如“如何求解問題——融合啟發方法的應用”、“經濟中的數學方法”、“光鑷——研究微觀世界的新手段”、“數學中的逆問題”等.通過教師講解、多媒體演示、學生自由討論等手段,啟發學生研究與探索的興趣,培養學生發現問題、提出問題和解決問題的意識.

2.1.5擬開設百年諾貝爾物理獎系列講座為了加強學生對物理學的學習興趣,擬開設百年諾貝爾物理獎系列講座.以百年物理學發展進程中,具有“里程碑”作用的事件為線索,剖析重要事件的背景和作用以及當事人取得成功的經驗,展示科學家的風格與科學精神,探討科學發展的規律、理論與實驗的關系、科學研究與技術創新的關系.拓展學生的思路,強化物理文化素養教育.將人文精神與物理學相結合,幫助學生確立正確的科學思想,啟發學生的創新思維與創新意識.

2.2實驗技術研究與應用

物理實驗室將把科學研究和工程技術實際應用中先進的實驗方法和技術手段引入實驗中,采用了光纖傳感技術、數字存儲顯示技術、計算機數據采集處理技術等,使現代科技進步的成果滲透到物理實驗課程內容中去,使物理實驗教學更貼近科技研究前沿.如將光纖傳感技術應用到楊氏模量的測量實驗中,豐富了實驗內容,提高了學生對物理實驗的興趣,對以后專業實驗課的學習幫助很大.

2.3精選實驗項目,優化設計實驗方案

為了啟迪學生的科學思維,培養學生的應用能力,在實驗項目的選擇上,精選出一些物理思想突出、體現培養學生動手能力的、實驗方法技巧較強的技術性實驗項目.如良導體膨脹系數的測定、扭擺法測定不同形狀物體的轉動慣量、光柵衍射實驗等.大幅增加綜合性、設計性項目.如光纖位移傳感器的原理與使用、液晶電光效應的研究、微波模擬光和X射線的特性等.在實驗方案的設計上,注重“設計”性.例如:物理電學設計性實驗中,實驗室提供的是各種類型的電子元器件、電表等獨立元件,而不是成套的儀器,由學生自行設計電路實現一定的功能,學生完成該實驗后,有一種實現自我價值的自豪感.這無形中增加了學生對物理實驗的興趣.

2.4推進應用型教學方法

為啟發學生的思維和創造力,培養動手能力,提高學生應用能力,在實驗教學過程中提出一些應用性的小題目供學生討論和研究.如在“霍爾效應實驗”中,提出如何將霍爾器件用于汽車里程計的設計;在“聲速測量”實驗中,如何用聲波測量距離和定位;在“光纖傳感器實驗中”,提出如何用光纖傳感器測量壓力、溫度、楊氏模量和儲油罐液面的高度等,充分調動學生的積極性,引導學生由被動接受走向主動學習,把應用型教學的思想貫穿各級物理實驗教學的始終.對于設計性實驗,要求學生自己查閱資料、設計實驗方案,動手實施直到完成實驗報告.教師只是啟發和引導學生,充分發揮學生的主觀能動性,調動學生學習的積極性.對于傳統實驗教學所采用的把學生相對集中在某一確定時間進行實驗的方法,由于時間緊,學生難以消化,效果差.為此,采取開放式教學管理辦法,實驗室全天向學生開放.

2.5實行開放式教學管理

實現了“時間、內容和空間”上全方位開放的教學管理模式.建設了基于校園網的物理實驗網上教學與管理系統.學生可以通過網絡預約實驗、下載講義、仿真實驗、查詢成績,實現了上網瀏覽主頁進行異步學習,下載教學資源進行個性化自主學習的學習方式,拓展了知識傳授的空間.教師和學生可以通過網絡了解實驗教學的安排,各實驗室的功能、要求以及開設的課程與實驗內容.實驗室管理人員可以通過網絡對實驗教學、人員設備、資料(軟件)進行管理,并可報表統計等,使實驗室管理工作效率明顯提高.在時間上,學生可以自主選擇上課時間.在實驗內容上,開設足夠多的實驗項目,供學生選擇與本專業密切聯系的實驗項目.在空間上,通過科技創新、科技競賽等多種教學組織形式,以合作式、研究式為主的學習方式,拓展學生進行物理實驗的空間.學生可以通過課堂內外、實驗室內外、網絡平臺、圖書館、虛擬實驗等多種方式進行自主學習,突破了傳統物理實驗室空間的約束,擴展了實驗教學的空間.在實驗教學儀器的安排上,每個實驗室配置16或32臺(套)儀器.同時在自學室配置本學期實驗項目各1臺(套)儀器,用于實驗反復、失敗重做,鼓勵學生進行實驗研究.

2.6設立《1+1應用創新實踐》課程

為培養學生的應用與創新能力,給“拔尖”學生提供創新訓練環境與條件,實驗室建有大學生創新與應用實踐平臺,把選拔人才與培養人才緊密結合起來.宗旨是創立一個開放、流動、聯合的創新和研究環境,選拔學有余力的優秀本科生以多種方式來實驗室學習,加強學術交流,促進學科交叉.充分發揮學生的創造力和創新力,培養具有堅實的理論基礎、較強的應用能力,并且具有一定創新意識、科學實踐能力、科學觀察力的全面發展的應用型人才.

作者:張曉鵬 孫楊 韓仁學 單位:黑龍江科技大學實訓中心

第四篇

1有利于鞏固所學的新知識

有兩個條形磁體放置,在每一根條形磁體上放一根鐵釘,當兩極相互接觸時,小鐵釘會A.相互靠近B.相互遠離C.落下D.靜止不動在講授磁極和磁體內容時,把此題作為課堂練習,先讓學生們思考.接著歡迎學生們回答.部分學生認為:由于兩條形磁體是異名磁極相接觸,而兩小鐵釘由于磁化,因此要相互靠近,選擇答案A.通過討論之后,老師運用實驗來驗證,可知:小鐵釘會落下,應為答案C.這種無可辯駁的事實,能激發學生主動去探究理由的熱情,教師再總結歸納,從而對磁體和磁極的本質和特點有進一步的認識,達到鞏固所學知識的目的.

2有利于突破教學難點

一位教師在鞏固“電路的三種狀態”這一知識點時選取了下面一道例題:某反恐小組的拆彈專家在拆除恐怖分子設置在飛機上的定時爆炸裝置.如圖3所示,為使爆炸裝置停止工作,應剪斷線(填“a”或“b”).拆除前起爆器上電流通過,拆除后起爆器上電流通過.(填“有”或“沒有”)這道題對于剛接觸電學、對拆彈問題并不熟悉的同學們來說是有一定難度的,該教師第一節課對這道題進行教學時只通過電路圖帶領同學進行分析,效果并不理想,結合大家的建議,該教師將電路圖轉化為實物圖,并現場模擬演示后很多同學豁然開朗,輕松突破了難點,且激發了學生進一步探索的熱情.

3有利于提高學生的分析能力

例如在進行電學教學時,對于電路的分析是學生的一大障礙,從而使部分同學望而怯步,但在習題教學中充分利用實驗去分析問題對于幫助學生去跨越障礙有很大的幫助.例如:在如圖4所示的電路中,當閉合開關S1,斷開開關S2時,有幾只燈泡發光?當同時閉合S1、S2時,情況又怎樣?試分析其中道理.通過實驗演示,可知當S1、S2都閉合時,發現L2燈不亮,這樣學生認識到短路的效果,通過分析之后把這一感性認識上升為理性認識,從而給分析電路奠定了基礎,分析問題的能力在潛移默化中得到了提高.

4小結

總之,充分利用好物理實驗,使學生從感性認識中,通過思考把知識點轉化為理性認識,從而利用知識去解決實際問題,這也正符合實踐—理論—實踐的哲學規律,從而提高學生的整體素質。

作者:王金梅 單位:內蒙古興安盟扎賚特旗教研室

第五篇

一、層次化

1.教學內容層次化

為了適應新形式的要求,在教學內容上刪除一些陳舊的實驗項目,增加一些反映新技術的實驗項目。同時將實驗項目層次化,將實驗項目分為三個層次。首先是基礎實驗,此實驗教學階段著重于對學生物理實驗基本知識的培養,基本儀器的使用。通過基本實驗技能培養,學生掌握各種常用儀器的用途、用法并能熟練使用:掌握基本的操作技巧,熟悉基本實驗方法,掌握基本物理量的基本測量方法。其次是綜合實驗,綜合實驗提高了儀器設備的復雜程度,提供了許多內容廣泛、實驗類型齊全、綜合性較強,難度較大的實驗項目,及時將物理學前沿內容、科研成果經過濃縮提煉轉化到實驗教學中。許多實驗采用了計算機數據處理、數字示波器、傳感器等現代化的實驗技術。最后是設計實驗,設計性實驗的最大特點是補充了代表當代物理學發展的實驗內容、實驗方法和手段。因此開出了傳感器系列實驗、相片的攝制及圖片處理系列實驗和微波系列實驗等。設計性實驗與當今科學技術飛速發展是分不開的,特別是半導體、激光、材料、微電子、計算機等科學和技術的發展,加快了知識更新的速度,新時代要求將與物理學密切相關的新內容、新技術、新方法及時地傳授給學生。

2.教學過程的層次化

在對實驗項目層次化以后,首先完成必做的基礎、綜合和設計實驗。對于必做的基礎或基本實驗,我們的要求并不放松,在教學方式、方法上也作了改革嘗試:首先,對于一些最基本的實驗采用實驗室開放的方式來進行。然后對本學期所有開設的實驗,分期開放相應的實驗室,為學生提供預習實驗的良好條件。除此之外,還利用課程網站提供預習方式。在保證有良好預習實驗的前提下,我們嘗試著改革了目前的教學方法,在學生進入實驗室后,指導教師首先檢查他們的預習情況,包括提問實驗目的、原理、儀器、步驟等部分內容,其次檢查預習報告,在合格的情況下學生開始進行實驗,指導教師不進行原理、儀器、步驟等內容的詳細講解,只是對該實驗的一些注意事項進行強調,避免出現不必要的錯誤,損壞實驗儀器。課程前段時間,要求學生自主實驗,互相不要交流,有問題由指導教師幫助解決,在課程后半部分時間,允許學生相互交流,交流實驗的體會、過程,討論實驗內容和步驟,完善實驗數據。指導教師在指導過程中,一般只進行提示指導,不幫助具體的操作。所有的實驗內容一般均由學生獨立完成。另外,在規定的實驗項目完成后還有部分實驗項目可供選做,實驗教學方法開放,在實驗進行的過程中,教師只負責提供實驗條件、指導咨詢及課堂紀律檢查等,具體的實驗步驟、數據采集及取舍直至做完實驗完成報告,均由學生獨立完成。其目的就是通過開放性實驗的實踐,培養鍛煉學生把已經學過的知識綜合、提高,全面靈活地加以運用和發揮,以此來培養學生的創新精神和發現問題、分析問題的能力。

3.教師隊伍的層次化

為了統籌兼顧各層次的學生都受到良好的實驗訓練,確定的物理實驗項目對學科分布、不同專業更具有針對性,因此需要教師不僅具有熟練的實驗技能,還要掌握多方面的相關知識,同時增加了他們的工作量和教學精力,為了使指導教師把精力主要放在指導進行研究性課題的學生方面,可采用研究生或高年級本科生協助指導一般實驗的方法,降低指導教師的工作量。同時,完成研究性課題的學生可由其它教師指導,并給予相應的工作量,減少了實驗課指導教師的工作壓力。這就迫使教師要加強自身修養,努力提高自身工作能力。

二、系列化

按同一物理現象(原理)觀測(驗證)的多種方法和同一物理方法多種應用的一組實驗組成實驗系列模塊。有利于培養學生發散思維、啟發創新。新體系將實驗教學分為:激光器系列實驗、示波器系列實驗、光纖信息系列實驗、CCD多功能系列實驗、超聲波系列實驗、光學平臺系列實驗、相片攝制及圖片處理系列實驗、微波系列實驗、傳感器系列實驗、物理仿真系列實驗10個系列模塊。不同的系列實驗服務于不同的專業,以超聲波系列實驗為例,其系列實驗項目有:超聲聲速的測定、多普勒效應測量超聲聲速、超聲駐波中的光衍射與聲光調制、超聲測液位、利用超聲測量厚度、超聲光柵的應用、超聲無損檢測的原理與應用。超聲波系列實驗主要服務于機械類、土木類,這些專業的學生可以在各自的起點上選擇此系列中的相關實驗項目,從而獲得數量、層次不同的知識與技能信息。

三、多樣化

我們利用學生上實驗課的輪空時間,每學期安排一次集中演示,介紹全息存儲,彩色編碼,超聲測距、光纖通訊、半導體制冷等一系列高新技術實驗,激起了學生對高新技術學習的極大興趣。這樣會縮短教學與科研、理論與實踐的距離,使學生的獨立設計與科研能力得到很好的鍛煉,開闊學生視野,拓展學生知識面,使他們對最新的科學進展及其在工程技術上的應用有一定的了解。

四、基于層次化物理實驗教學的改革與探索的預期效果

1.學生的專業素質明顯增強

基于層次化物理實驗教學體系,是在結合學校的學生的基礎,學科分布及培養目標,進而確定的物理實驗項目,并針對不同的專業,提出不同的教學要求。如電氣類專業的學生要求必做傳感器系列實驗,土木類專業的學生要求必做超聲波系列實驗等等,該體系一定程度上做到了因材施教、因需施教,提高了學生的專業素質。

2.學生的實驗能力明顯提高

采用層次化、系列化、多樣化的教學體系,各系列模塊的教學內容既相互獨立,又有機聯系,在每個功能模塊中又形成層次化結構。通過同一方法解決不同問題和同一問題采用不同方法解決的對比,啟發學生縱橫聯想、發散思維,激發學生的求知欲、想象力和創造力;提高學生應用所學的物理及其他學科知識,解決實際問題的能力;增強了學生的學習動力,培養了學生的發散思維能力、歸納概括能力。

作者:侯秀芳 陳亮 單位:河南理工大學物理化學學院

第六篇

1師資力量相對薄弱,缺乏專業的實驗人才

高分低能的現象在民族地區高校物理實驗教學教師隊伍中也表現得很明顯。高校的發展要求新進教師既能進行物理專業理論課的教學,又能勝任物理實驗課的教學。事實上,目前民族地區高校能引進的教師往往是在這兩方面都不是很精通的人才,若是有上進心及責任心的教師,在教學中一邊教一邊學,還有望盡快度過這個兩方面教學都艱難的過渡時期。原因是少數民族地區各階段的教育教學水平的發展較中東部落后很多,而少數民族地區高校的師資力量大多來源于少數民族地區教育的培養。雖然隨著教學水平的發展,目前引進的高校教師至少是研究生學歷,但是,學歷不代表實驗教學能力,大多數高學歷的物理實驗教學能力往往不及多年專門從事物理實驗教學,卻只有專科學歷的實驗師。

當前,少數民族地區大多數被高校引進的教師在高中階段都沒有實際操作過物理實驗或是操作得極少。作為一名高校物理教師,進入高校一年多以來,常常看見不少剛進的碩士和博士上實驗課時由多年從事物理實驗教學的老教師領著艱難地前行著。然而更多地憑經驗教學的老教師們的理論水平往往相對較為薄弱,知識相對陳舊,所以從物理實驗教學的長遠發展來看,也不足以勝任物理實驗教學帶頭人的角色。

2學生因素導致的實驗教學困難

2.1生源沒多大選擇

少數民族地區高校所招收的學生是由中東部等教學水平更好的學校錄取后才有機會選擇的。因此,進入少數民族地區高校的學生的學習基礎相對薄弱,學習能力也較差。因此,若是奢望他們自己能更多更好地進行自主學習和物理實驗創新是不切實際的。

2.2網路信息環境的充斥妨礙了學生養成獨立思考的習慣

二十一世紀是信息爆炸的時代。學生們處在這樣一個資源共享的時代,他們往往不再像我們以前一樣擔心老師布置的家庭作業無法完成,老師課后留的思考題下次課前無法回答,只要“百度一下”往往都不會令自己太失望,若是在分享他人資源前先經自己思考或是對他人的資料或是見解經自己消化后內化成自己的知識,這樣的學習方式倒也有其優勢,問題是大多數學生是為了完成任務而去共享資源。

2.3一群特殊的學生無法專注物理實驗課

目前就讀于少數民族地區高校學生大多數屬于留守鄉村的務工子弟或是少數獨生子女。對于留守鄉村的務工子弟,他們雖然從小就很少跟自己的父母生活在一起,對于初步成熟的她們,父母艱辛的勞作他們往往都能明白,在貧困的鄉村,如今考上了大學更是家人的驕傲,最初的他們很想通過好好學習來為以后的擔當打下堅實的基礎,但是實踐表明美好理想的實現幾乎要求他面面俱到,通過幾次現實學習成績的不盡人意,使他們覺得距離理想好遠,若是在這時期沒有很好的心理疏通,漸漸地,他們就不能很好地專心于學習,物理實驗課也不例外。對于獨生子女而言,大多有嬌慣的撫育背景,使得他們悟性雖好,但往往缺乏吃苦精神,在繁重的學習任務及相對高中較為寬松的教學管理模式下,他們往往選擇過關的心態對待學習。在兩名學生同組的實驗課中,往往有一群學生只坐著等同組同學報出數據后做好記錄,卻不進行操作。當老師說其數據有問題時,他馬上指著同組同學以“是他在操作”來回復老師,雖然在課上對于此類事件嚴加指正,但是實驗課中抄襲數據圖過關的學生也大有人在。

3總結

本文物理實驗課的教學現狀是根據貴州少數民族地區物理實驗課教學中存在的實際問題總結而來,由于剛涉足該課程的教育教學,經驗及水平有限,可能有不全面之處還待以后在教學過程中細心發現。以上因素嚴重影響了少數民族地區高校物理實驗課的教學。如何來實現教學的改革,使物理實驗教學課更好地為地方經濟社會發展服務,且實現“寬進嚴出,低進高出”的人才培養模式,這至少需要加強資金投入,且教師在上課之余更要努力學習,教師備課的同時一定要備學生,真正把因材施教貫徹到物理實驗課中,使高校物理實驗課能更好地實現其魅力及價值。

作者:黃意 單位:凱里學院

第七篇

一、石家莊經濟學院大學生物理實驗競賽組織情況介紹

(一)第一屆大學生物理實驗競賽

為了激發學生對實驗的興趣和熱情,提高實驗室利用率,提高學生創新和協作能力,2011年物理實驗中心組織了首屆競賽,競賽分為初賽、實驗操作和答辯三個環節進行,報名與參賽均以組為單位,每組兩人。初賽以筆試形式考查報名選手的基本知識和基本實驗技能。實驗操作考察學生的動手能力和靈活運用所學知識設計實驗的能力。選手也可以自選設計實驗題目。實驗操作中要求兩名選手團結協作,按照自己的設計方案在規定時間內完成儀器調試、數據測量、提交報告。

(二)第二屆大學生物理實驗競賽

總結第一屆競賽的經驗,2012年該校舉辦了第二屆大學生物理實驗競賽。1-4人組成一個參賽隊,報名同時提交物理實驗競賽參賽申請報告。競賽項目及要求:利用簡單材料設計制作靜電起電機,并演示與靜電有關的現象。應用物理原理進行實驗制作。要求作品具有創新性及實用價值。對物理實驗中心現有儀器進行改進,使操作更加便捷、測量更加精確;對物理實驗中心現有儀器進行重新組合,開發新的實驗項目,完成新的實驗功能;基于物理實驗中心現有實驗項目,提出新的實驗方法。

(三)第三屆大學生物理實驗競賽

總結前兩屆競賽的經驗教訓,2013年該校繼續舉辦了第三屆競賽,這次采用了北京市大學生物理實驗競賽的題目及組織方式,設置了四個題目。題目一:設計和制作一種機械擺的實驗裝置(單擺、復合擺、耦合擺、倒立擺、混沌擺...),并研究其運動規律。題目二:自組實驗裝置研究霍爾元件的物理特性,并利用霍爾效應制作一應用裝置。題目三:學生在校期間完成的物理思想清晰,物理知識點明確的實驗制作。題目四:學生在校期間完成的物理思想清晰、與實驗相關的科研論文和教學論文。教學論文包括物理實驗內容和方法的改進、現代測量技術在物理實驗中的應用以及實驗數據處理優化等。論文限3-5頁,按《物理實驗》期刊格式撰寫。

二、物理實驗競賽推動和促進了教學思路和教學方法的改革

(一)教學改革措施

1、分實驗逐一考核,加強基礎訓練。創新不是空中樓閣,是在已有基礎上的創新,是過去經驗的積累遇上新問題而做出的及時反應,不根據自身特點、不加強基礎訓練、不根植于實際的創新是胡思亂想,是想入非非。對于基礎實驗我們嚴格要求,注重培養學生的基本技能,每兩次課進行一次操作考試,要求學生在規定的時間內完成規定的實驗內容,老師逐一檢查并給出評判。經過三輪考查每一位學生都要掌握力學、光學、電學的基本實驗技能。

2、學生為主體的綜合提高實驗,培養學生綜合素質。要想創新,必須有大量的知識積累,掌握正確的學習方法比學習具體知識更重要。正可謂“授之以魚不如授之以漁”。教師要鍛煉學生的自學能力和分析解決問題的能力。一個項目的完成往往需要一個團隊共同完成,團隊協作能力也是教師的一個培養目標。在綜合提高實驗階段,教師應改變教學思路,只進行啟發性講解,重點介紹儀器使用的注意事項、實驗背景和需要了解的知識,不演示、不包辦代替,充分發揮學生的自主能動性,讓學生課下以團隊的形式分工合作,自主學習,共同完成綜合性實驗,并在課上進行交流討論,回答另一實驗團隊以及指導老師的提問。

3、討論、辯論式教學,總結、反思,鼓勵創新思維。除了傳授基本知識,鍛煉學生的基本技能之外,更注重實驗內容的拓展,與學生共同討論,引導學生的開放性思維,讓學生敢于質疑,敢于創新,鼓勵同學們的創新思維。在完成兩個同類型的綜合實驗之后,老師會組織兩個實驗團隊進行辯論。共同分析實驗中的誤差來源以及可能改進的方向。對有新想法的同學提出嘉獎并記錄在案。

4、改革考核方式,注重平時,注重動手及創新。考核既是“指揮棒”,又是“風向標”,直接影響學生的學習積極性。基礎實驗階段主要考核學生的基本操作和實驗數據處理能力,注重動手,每個基礎實驗滿分10分,共占60分;在綜合提高實驗階段,每次考核教師都對學生的表現進行全面記錄,例如學習態度、提出問題、問題回答、儀器操作、故障判斷、答辯表現、辯論表現、創新思維等都會記錄在案并決定其每個實驗的成績。每次課占10分,共占40分。有能力的同學可以在綜合提高實驗階段直接參加物理實驗競賽,制作出有創新點的作品給予加分獎勵。

(二)教學改革成果

1、實驗室開放利用率大幅提高在基礎實驗階段,學生要想在操作考試中順利通過或是想拿到好成績都需要在課下多多練習。在綜合提高階段,學生為了講好課,以及在辯論中獲勝,要多次在實驗室備課、研究和練習。為了給學生提供充足的練習和預習、操作時間,實驗中心增加開放時間,實驗室的利用率大幅度提高。

2、科技創新氛圍日益濃厚物理實驗中心新增一個“學生科技活動室”,并準備了各種元器件、工具、原材料和一些淘汰的舊設備,給參賽選手和愛動手的同學提供一個發揮潛能和創造力的空間。物理實驗中心成立了“物理實驗協會”,在校園開展科技宣傳活動,每周組織同學們進行科技制作展示交流會。競賽選手獲得北京市大學生物理實驗競賽二等獎、三等獎各一項,申請國家專利一項,獲“挑戰杯”河北省二等獎一項。

三、結語

學生通過物理實驗競賽,鞏固了所學的相關知識,加深了對基本理論的理解,熟練了基本儀器的操作,提高了分析與解決問題的能力,培養了文獻檢索、數據分析與處理、交流合作能力,激發了對科學研究的興趣和創新意識,增強了自信心和成就感,培養了綜合素質。實驗教師也通過指導實驗競賽開拓了思路,學習了知識,對教學有了新的認識。物理實驗中心在競賽的帶動下走在了教學改革的潮頭浪尖。

作者:郭濤 單位:石家莊經濟學院數理學院

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