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工科大学物理实验教学论文
《国家中长期教育改革和发展规划纲要》指出:“要把育人为本作为教育工作的根本要求,把促进学生成长成才作为学校一切工作的落脚点和出发点,尊重教育规律和学生身心发展规律,为每个学生提供适合的教育”,基于此我们依据招生类别、专业设置特点、学生认识水平和学习能力等实际情况,提出了对大学物理实施分层次教学的构想,并对级学生进行了实践。
3.1教学主体分层次原则。
不同招生类别的学生在物理基础、学习能力、接受能力、学习积极性等方面均存在差异。为此,我们首先将全体学生进行了第一次划分,一本和二本学生划为第一类别,二本c学生划为第二类别,民族预科生划为第三类别。其次,我们按照专业相近的原则进行了第二次划分,我校大学物理课程按不同专业已经分为《大学物理a》、《大学物理b》和《大学物理c》三个类别,在此基础上,我们尽可能将相近专业的学生排到同一授课班级,比如电子与通信、软件与网络、生物与制药等。相近专业对物理知识的需求比较接近,这样有利于授课教师在保证物理学知识完整体系的基础上能兼顾到专业特色,针对不同的专业,教学侧重点可以有所不同,充分体现以人为本,因材施教的原则。
3.2授课教师的选派。
各个教师的学术水平、知识结构、授课特点、授课质量以及讲授方法等各有不同。理工科一本、二本学生素质较好,一般选派学术水平较高、授课质量较高、教学经验丰富、讲课节奏稍快的教师,除了在内容方面有所拓宽和加深以外,还可以将物理学的教学内容与高新技术、科学前沿适度联系起来,有助于学生开阔眼界与思维。二本c学生基础知识较差,我们选派的教师往往教学经验丰富、耐心细致、认真负责、善于运用启发式教学、善于与学生联系和沟通,这样的教师可以充分调动学生的积极性和主动性,有利于基础较差学生的思维启迪、智力开发和潜能挖掘。文科类学生我们选派知识面较宽、教学水平较高、在科学史和物理学史方面有所研究的教师,可以进一步拓展学生的知识面,激发他们的学习兴趣。民族预科班的学生我们一般选派蒙古族教师,他们可以和学生有良好的沟通,从而拉近与学生之间的距离,有利于教学过程的组织以及对学生的管理。
3.3教学大纲的制定。
教学大纲的制定对规范教学内容、保证课程的基本教学质量以及进行教学质量检查和评估等方面起到了积极的指导作用。我们经过充分调研,全面了解了学生的'知识基础和专业培养目标,然后指定相关教师制定了不同层次学生的教学目标、教学要求、教学内容、教学进度和教学方法。(1)对理工科一本和二本学生,参照全国高等院校大学物理教学大纲的标准,需达到教学大纲所规定的全部要求,基础内容以理论教学为主,另外根据学生所学专业进行知识拓展,并且适当引入物理学前沿与高新技术,尽可能满足这部分学生对知识的需求。(2)二本c学生基础很差,在制定培养目标时必须降低标准,要求能基本完成教学大纲所规定的教学任务,达到教学大纲所规定的大部分要求,基本满足后续课程学习的需要即可,教学过程中需适当加强课堂练习。(3)民族预科生要求能完成大学物理教学大纲所规定的全部教学任务,基本达到教学大纲所规定的要求,在教学过程中适当减少难度较大的理论推导,以实际应用为主。(4)文科类学生主要从人文和历史的角度出发,要求他们对物理基本概念、基本原理、基本定理能够基本理解,同时了解这些物理知识的实际应用以及对社会变革产生的重大作用。
3.4课后作业的分层。
课后作业是检查学生知识掌握程度的有效途径,不同层次的学生由于基础知识和接受能力不同,对课堂教学内容的掌握及应用差异很大,所以我们对学生的课后作业也进行了有针对性的设计。我们大学物理课程组依据教学大纲和教学目标自编了与授课内容相配套的习题册。每一章对应一份习题,每份习题都包括选择题、填空题和计算题三种题型。对理工科一本和二本的学生,基础部分约占70%左右,提高部分约占20%左右,综合应用部分约占10%左右;对二本c及民族预科班学生,基础部分约占90%左右,提高部分约占10%左右;对文科类学生,没有复杂的推理和计算,以基本内容的理解为主。课后作业分层次布置充分考虑到学生的个体差异,使得每个层次的学生经过努力都能达到要求,既具有一定的挑战性又不觉得太困难,可以充分调动学生学习的积极性与主动性。3.5考核评定办法考试改革也是教学改革的重要组成部分,是衡量和检验教学质量和教学水平的主要手段。我们打破了过去采用同一标准、同一试卷进行考核的传统做法,首先加强了对学生学习过程的评价,教师在教学过程中对学生的学习态度、课堂表现、课堂提问、作业成绩等进行评分,称为平时成绩,并按照一定的比例纳入到学生的综合考评中去,尤其对二本c学生平时成绩的比例更大一些,这样可以有效地把他们留在课堂上,避免学生逃课、旷课现象的发生;其次对不同层次的学生,按照不同教学要求实行不同标准、不同内容的试卷进行考核,优等生主要考察他们对物理基本内容、基本原理的掌握及应用,而差生着重考察他们对基础理论知识的理解,所以试卷题型的分配比例也有所不同。
4结论。
分层次教学法的实施,使各层次的学生都能各得其所、学有所获,都能体验到学习的乐趣,体验到进步的喜悦,从而增强了学习的积极性和主动性,真正实现了因材施教的原则;分层次教学的实践,消除了以往考试成绩两极分化的现象,提高了学生的及格率;分层次教学更具有针对性,教师在备课时能够针对本层次学生的特点,做好充分的准备,教学过程目标明确,教学效果会大大提升;分层次教学的实施对教师提出了更高的要求,授课教师必须研究针对本层次学生的教学方法、教学手段,激发教师进行教学研究的热情;分层次教学促使教师更加主动地去学习和掌握新的知识和其他相关学科知识,有助于教师能力的全面提升,从而更好地服务于教学。
【参考文献】。
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大学物理实验教学研究与实践论文
20xx年6月23日教育部召开卓越工程师教育培养计划启动大会,批准了61所高等学校实施卓越工程师教育培养计划。3月14日通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》指出:扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模,突出培养造就创新型科技人才。为推进高等农林教育综合改革,教育部、农业部、国家林业局首次共同组织实施包括拔尖创新型、复合应用型、实用技能型三类人才培养模式改革,推出了“卓越农林人才教育培养计划”。
随着社会对人才需求的变化,高等院校改革不同专业人才的培养计划,对课程结构和学时学分进行了不同程度的调整,有些学校出现了为保证自身专业课而减少公共基础课学时的情况。由于一些院校大学物理教育仍然用传统的教学模式,教学内容与专业未能紧密结合,许多学生认为“大学物理难学无用”因而导致大学物理课学时被大幅削减。面对当前形势在现有条件下如何深化大学物理教学改革,推进卓越农林人才的教育培养,是现实而又紧迫的重要问题。
一、导师制下的生态教学生态。
生物在一定的自然环境下生存和发展的状态,也指生物的生理特性和生活习性。生态教学就是“把教学看作个整体,用生态的眼光来审视课堂教学,在课堂教学情景中坚持以学生为中心和主体,满足人对精神、情感、交往的需要,调动学生的积极性,培养学生的学习能力和突出自主学习,使师生产生互相激发、共同参与、质疑探究、和谐发展的教学活动。
卓越人才教育培养背景下的生态教学需要在教学中注意学生的个性特点,根据学生的基础知识结构和学习能力,量身定制教学计划,因材施教,动态调整教学内容、方法和手段。由于卓越人才的规模通常不可能很大(班级人数不可能太多),被培养者将更有机会获得特别的教育方式、占有特殊的教育资源和享有不同的教育待遇,因而在卓越人才教育培养背景下更有利于开展生态教学。卓越人才教育培养需要精选师资队伍以优秀的博导、硕导负责制下实现_对_甚至多对一的针对性指导,实行仿照本硕博连读形式的长期性跟踪教育而不仅仅局限于大学本科教育。因此,对卓越农林人才采用导师制下的大学物理生态教学,不能急功近利竭泽而渔,需要精选物理师资力量或教学团队配合导师进行长期性跟踪指导,根据卓越农林人才的班级甚至是个人的专业特点量身定制物理教学计划,采用生动的教学形式、现代的教学方法手段、与生产生活实践活动密切相关的教学内容,而且相应的计划内容和方法手段等还可随着科学技术的最新发展和物理前沿的研究状况进行动态调整。
(一)教学计划与内容的适应性调整。
根据《“十二五”规划纲要》精神,推进高校物理教育大众化进程,努力开展文科物理和社会学习,“农科物理中大学生创新思维能力的培养”构建了三阶式小型化阶梯课程体系。为适应卓越人才教育培养需要,在课时削减的形势下必须做相应的调整。
文科物理和社会学习等修1个学分学习第一阶课程,共16学时1个学分(理论课8学时,实验课8学时)。文科物理和社会学习等应简单掌握物理理论突出实践应用,以开设与生产生活密切相关的物理实验为主。例如,万用表和示波器的简单原理及使用,电冰箱等家用电器的工作原理与注意事项。
理科(农科)物理等修2个学分学完第二阶课程,共48学时3个学分(可分为理论课24学时1.5个学分,实验课24学时1.5个学分)。在农科物理教学中,针对动科动医等专业多讲一些血液血浆的粘滞系数作为疾病诊断参数的问题、气体栓塞影响血液流动的原因等,针对农学林学等专业多讲一些毛细现象对植物生长的作用、光谱分析对稻谷水果的无损检测等,这样在一定程度上能够激发学生的学习兴趣,纠正学生们的错误观念。实验方面,选择性地开设长度测量、液体粘滞系数的测定、液体表面张力系数的测定、旋光仪测旋光性溶液的浓度、万用电表的使用、电子示波器原理与应用、分光计的调节使用、光电效应及普朗克常数测量等。
工科物理等修6个学分学完第三阶课程,共96学时6个学分(理论课64学时4个学分,实验课32学时2个学分)。理论课方面,注重理论推导能力的培养,突出理工科各专业的特色,了解掌握近现代物理中的创新思维和先进技术。实验课方面,选择性地开设长度测量、刚体转动惯量的测量、分光计的调节与使用、用牛顿环测量凸透镜的曲率半径、液体粘滞系数的测定、液体表面张力系数的测定、万用电表的使用、电子束实验、电子示波器原理与应用、旋光仪测旋光性溶液的浓度、霍尔效应及霍尔系数的测定、光电效应及普朗克常数测量、模拟法测绘静电场等。
大学物理实验不能因为学时的削减而简单地减少实验次数,而应该在保证基本教学内容的前提下采取以下方式改革:(1)进行相关实验的合并。例如,液体粘滞系数的测定与液体表面张力系数的测定可合并成一次实验,长度测量可与旋光仪测旋光溶液浓度合并,电子束实验可与电子示波器原理及应用实验合并等。(2)开设模拟仿真实验和辅修选修实验。将那些并非卓越人才专业培养必需掌握的不易实现的物理实验或比较抽象的物理概念,利用计算机进行三维动画模拟,设计成模拟仿真实验,变抽象为形象,帮助学生建立正确合理的物理表象,学生能更好的在头脑中形成认知结构;鉴于生源基础知识结构的差异,有些地方中学物理实验开设不多甚至根本未能开设,要对这些实验涉及的部分基础实验开设辅修选修课。
(二)以实验为重心的模块化教学。
现代的大学物理教育必须树立新型的教学观念,需要突破狭隘的课堂教学范畴,实施可以发挥个性创新和开展换位思考多维拓展的广义教学。导师制下的大学物理生态教学是在卓越人才教育培养背景下注重发挥个性创新和开展换位思考多维拓展的广义教学的发展和延伸,提倡以实验为重心开展模块化教学。
为在学时削减的形势下更好地激发学生学习大学物理的兴趣,自适应生态教学以农科物理教育为例提出了以实验为重心的多媒体模块化教学思想。
首先,本科院校的大学物理教研室对本校非物理专业的各专业进行调研综合,精选出与各专业相关较高的实验,大部分实验从以前的验证性实验改进为探索性实验,并且尽量使物理实验和学生所学的专业联系起来,使学生认识到物理的重要性,从而提高学生学习物理的主动性。将这些实验以力、热、光、电等或更细地划分成相应的模块。
其次,根据划分的模块,收集整理相应的理论知识,以4或8学时为单位打造成讲座单元,并可由不同教师负责不同单元的授课讲解。对于各个讲座单元的教学具体实施采用以下三步:(1)以实验室为教学场所,利用2个学时左右,让学生自行展开包括总体设计、基本理论以及该实验在专业领域应用问题在内的实验教学。(2)利用大约1个学时,在教师指导下利用包括大型开放式网络课程(mooc)在内的多媒体教学为中继辅导,完善相关的知识理论,介绍该单元研究的思路历程及讲解相关的理论,对实验原理、实验内容进行预讲,让学生明白实验目的和内容,并且自行设计实验方法和步骤,带着问题有针对性地去做实验,采用发现式、探究式等方式多元化建构,启发学生思考,以此促进学生把握物理研究的思路脉络,培养学生的物理创新思维能力。(3)最后利用大约1个学时,组织学生对实验结论和效果自评自议,进行相应的讨论,完成单元教学。此外,课后动态跟踪网络答疑充分运用网络资源,在学校论坛上对学生留下的问题进行解答,同时通过qq、微信和邮箱等方式与学生交流,进一步激发学生的学习热情,既促进教学又增进师生感情,从而提高教学效果。
简言之,以实验为重心的多媒体模块化教学就是以综合专业共性的实验为基准,在多媒体教学支持下以实验室为主要教学场所,以实验内容为主要讲座单元,辅以理论指导的模块化教学。
当前大学物理教学基本上都是由一位教师负责一个班整个学期的课程,不仅容易使学生产生感官疲惫,而且使教学质量受限于该教师的教学水平。采用以实验为重心的.多媒体模块化教学由精选出的配合导师的物理师资力量或教学团队中不同教师负责不同单元的授课讲解,既能克服这些弊端,又能集中优势资源,发挥教师优势特长,提供更优质的教学。
(三)现代的mobispol教育技术手段。
现代教学突破了传统的课堂教学形式,开设网络课堂和虚拟课堂等多种形式,开展实践学习、网络学习和社会学习的互动教学。互联网给人类带来全新的生活方式,也给人类的教育事业(特别是教育方式)带来了深刻的变革。在大学物理课堂教学中运用计算机、网络和通信等现代信息技术手段,充分享用网上丰富的课程资源,开展丰富多彩的教学活动,现在这些手段形式已经比较普遍了。
“mooc浪潮”(大规模在线开放课程,massiveopenonlinecourse)的到来,可将世界上最优质的教育资源传播到地球最偏远的角落,使全球各地的人可以感受顶尖高校明星教师的课堂教学甚至取得学位,引发了全球的关注。采用“mooc模式”不仅可以解放教师,而且可以使学生按照个人意愿,自主选择学习时间、学习地点、学习方式。伴随着“moocs”的快速发展,还涌现了“后mooc”时期的新型样式,基于“无线网络+手持终端学校”的移动教学方法已开始实践“mobimooc”样式已出现。此外,还有如“spoc”“meta-mooc”“dlmooc”“mool”“docc”“pmooc”和“moor”等新型样式[4_3。现代的高等教育院校大学物理教学需要找到适合自身特点的“mooc”模式及“后mooc”时期的新型样式。
鉴于卓越计划背景下人才教育培养的结构、规模和特点,引入“mobispol”样式与“以实验为重心的多媒体模块化教学配合,非常适合于导师制下的生态教学的需要。spol(small,privateonlinelabs)表示小型的私有的在线实验室“mobispol”就是通过移动设备学习的小型的私有的在线实验室“mobilespol”。具体步骤方案如下:(1)高等院校根据卓越人才专业培养需要,规划整理教学大纲和教学内容,在确定了学生需要开设的物理实验之后,搜索或制作相应的适于手机等移动设备运行的实验课网络学习软件。(2)任课教师组织教学对象通过密码口令等方式进入,使学生随时随地通过手机等移动设备与教师互动,进行在线物理实验,教师实时指导给出评价。(3)对评价较高操作较好的学习者,选择适当时间安排其进入真实的实验室进行实验。
二、学生的自适应学习。
自适应生态教学必需改变传统教学模式,突破狭隘的课堂教学范畴,加强学生的课外实践学习,培养学生自主学习、自强自立和适应社会的能力。学生课外的自主学习主要采取自适应学习训练和互教互学的形式,其自适应学习原理如图2所示。
(一)自适应学习训练。
自适应学习训练可采用模块化分阶段渐进的学习训练方式,也可按课程内容的难度分阶段渐进的方式,其中每一个模块化(或难度)阶段的学习主要分以下几个步骤。
首先,通过自学教程掌握物理学的基本知识。自学教程实际上就是一个包含物理学基本概念、定律等知识内容的软件包,学生打开软件包,了解掌握大学其次,学生利用训练系统练习自学教程中学习过的主要内容,加深对定律、概念的理解和掌握,并提高解题能力和分析问题的能力。学生训练系统包含有大量有针对性的练习题,习题是培养学生运用基本规律的方法之一,对不同类型的学生,习题应有所选择。
再次,学生通过自测系统组合出课程考试试卷以检验学习效果和摸清自身对知识的掌握程度,进一步督促自己对物理课程的自觉学习。自测系统包含了填空题、选择题、简答题、计算题等各种类型的典型试题。
最后,根据自测系统成绩,通过自适应算法判定学生是否进入下一阶段学习或返回该阶段重新学习。
(二)学生的互教互学。
现代的广义教学提倡师生互动,发扬民主,改变“老师台上讲学生台下听”的课堂教学简单模式。一方面,利用学生课外自主学习,通过在自适应学习训练中自学和互助掌握了一些基本的概念、定律,可以很好地提高教学效率;另_方面,课堂教学采用发现式、探究式等方式多元化建构,条件允许时尽可能让有不同见解的学生上讲台阐述自己的思想观点,通过同学间的探讨思辨、互教互学,学生能够更完整更透彻地掌握所学知识,有利于培养逻辑思维能力和科学创新意识。
首先,教师将主要步骤归纳为“自准远准台平”三大步六个字,要求同学掌握“各半调节法”的重要意义和具体做法,并操作演示一遍。其次,学生开始独自操作完成实验,对班上一些先完成的学生于报告册上标注完成时间;再次,将这些学生的仪器旋钮调乱让他们重新操作一遍,对再次完成实验的学生打出成绩“优”或“a”最后,安排这些得到“优”或“a”的学生去指导其他未能完成的学生,如果指导成功,经检测这些被指导的学生也完成并掌握了实验方法,那么这些得到“优”或“a”学生的成绩升至“优+”或“a+”。以此类推,班上学生基本能够完成实验。能者先行学优为师,犹如教师学到了孙悟空的分身法,不仅有利于保证教学质量、提高教学效率,而且使得考核成绩更加客观准确。
三、结束语。
大学物理的自适应生态教学是在作为基础课的大学物理理论课和实验课的学时数被大幅削减的形势下针对卓越人才的培养问题提出的,在导师的指导下和各门课程师资团队的配合教育下动态制定特殊的教学计划和大纲,在注重发挥个性创新和开展换位思考多维拓展的现代广义教学的基础上提倡以实验为重心开展模块化教学,充分利用现代教育手段,培育学生的物理创新思维能力和实际应用技能,并随着科学技术的最新发展和物理前沿的研究状况对学生进行长期跟踪教育。在此项教学改革研究过程中,不仅初步设计了教学计划内容,改进和完善了三阶式小型化阶梯课程体系,而且大力倡导支持了长期教育和终身学习的思想,树立了新的教学理念,促进了新型师生关系和生生关系的建立,体现了与时俱进、勇于创新的教育精神。
工科大学物理实验教学论文
物理学是一门以实验为基础的学科,在学生科学素质、能力的培养中发挥着非常重要的作用。大学物理实验反映了理工科中实验思想、实验方法以及基本原理与实践工程相联系的普遍性问题,在人才培养中有不可替代的地位。同时,大学物理实验作为大学生必修的第一门科学实验课程,能够让学生受到严格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,更重要的是在实验过程中,锻炼学生理论联系实际、用现有知识分析和解决实际问题的能力,以此来培养学生严谨的科学思维能力和创新精神。
1背景和现状。
教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会颁布的《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》中明确提出了在实验课程中学生能力主要包括四种能力的培养要求:独立实验的能力、分析与研究的能力、理论联系实际的能力以及创新能力。所以,大学物理实验课程不能成为学生仅动手就能机械完成的手工课,而应在实验中,充分调动学生的大脑,引导学生积极思考,建立实验思维。长期以来,各高校大学物理实验课程不断进行了各种教学改革的尝试,诸如mooc、翻转课堂、混合式教学、分层次教学等,都取得了显著的成效。但是,大学物理实验课程的教学中还存在着很多短期内难以解决的问题。首先,教学理念陈旧。教师往往局限于传统的教师主体,在实验课上,讲得多,讲得细;他们认为只有教师讲到的内容,学生才能在实验中注意到,学生才能掌握,而没有注重课堂效率。
同时,实验课程的教学模式单一,教师单向输出。传统课堂中,仅突出了教师的中心地位,忽略了学生的主观能动性,压抑了学生创新思维和能力的发展;这就出现了实验课上教师讲得多,学生动得少。其次,实验内容单调。由于各高校实验设备有限,实验项目相对比较单一,多为验证性实验,缺乏创新性实验项目和前沿方向的实验项目,实验项目与理论课程脱节严重;实验教材编写的内容过于细致,仅局限于一个实验上,缺乏实验间、学科之间的联系。最后,学生主动性差。教师往往低估学生的能力,唯恐学生不能完成实验,教师讲解得过细,甚至于手把手地讲授实验操作,而忽视了学生独立思考及动脑分析研究的重要性,没有充分调动学生的积极性。
2教学理念的改变。
实验课程不同于理论课程,实验课程更多的是动脑动手,熟悉基本的仪器操作和实验方法。学生只有在真正地动脑理解实验原理、实验方法后,才能指导自己动手。这就需要我们在实验课堂上转变教学理念。(1)突出强化学生主体地位,是学生做实验,而不是教师讲实验。充分利用翻转课堂的优势,将学习资源提供给学生,学生根据各自的学习进度安排自己的学习。特别是在实验课上,学生可以根据自己实验进程,多次重复查阅各种学习资源以达到独立实验的目的。
(2)学生是课堂的主人,将课堂时间还给学生。教师应该根据不同学生的特点建立学生的期望值。对于大多数学生来说,他们完全能够通过自己的学习完成实验内容,所以,教师应当放手学生独立完成实验。教师把原来的讲课转变为与学生一对一的交流指导,同时通过实验室内的巡视,激发并监督学生的学习,保持学生持续参与在实验课堂中。利用鼓励性的语言,激发学生的自我效能感,由学生自主发现问题、解决问题,在“做中学”,建构物理实验的基本实验方法。
3教学体系。
(1)实验项目的规划重整。为了增强学生的有效性学习,首先,我们对实验项目进行了整合,根据实验内容或实验原理等将某个关键因素相同或相似的项目整合在一起,在一次实验课上完成。比如迈克尔逊干涉仪的`调节与使用、干涉法测量线胀系数两个实验整合在一起,学生在掌握迈克尔逊干涉仪的使用后,就能将实验原理或操作方法快速迁移到线胀系数的测量上来,相对降低了第二个实验的难度,提高了学习的效率,达到了有效学习的目的。类似的整合项目还有:二踪示波器的使用和光纤通讯实验;动态法和静态法测杨氏模量等。其次,根据实验内容的改变,我们重新编写了一套集视频微课、仿真动画的多维度立体化教材。最后,为了适应实验项目整合学生的学习状态,我们将单次实验上课的时间由每次3学时增加为每次5学时,给学生充分的时间去动手动脑进行实验,培养实验分析、发现问题解决问题的能力。
(2)信息化资源的建设。传统实验课程的教学中,学生要对教材进行课前预习,但是书本上的文字、图片对于形象具体的实验内容来说非常枯燥,很多学生为了完成预习任务机械性地抄写教材,由于看不到实际的实验仪器和实验现象,预习的效果也就非常差了。随着信息化网络技术的飞速发展,几乎每个学生都有智能手机,这也就为实验课程的信息化、网络化提供了发挥的空间。并且视频、图片或仿真软件等多媒体信息化素材相对于文字素材来说,能够给学习者提供更高的学习效率。为了更好地完成实践类课程的预习,我们需要将实验课程中所需要的所有内容进行信息化建设,包括视频、仿真软件、数据处理软件和实验教材等。然后,我们将这些多媒体信息化素材通过二维码与教材、实验室进行有机的结合,学生在阅读教材、实验操作等过程中,如果碰到问题,就可以扫描对应该处的二维码,直接链接到我们服务器上的多媒体信息素材,观看教师的讲解视频、操作仿真软件来进行释疑解惑。这样做的目的,就是为了降低学生的使用障碍,与我们的教学结合起来,真正地发挥了信息化的优势。
(3)实验室环境的重新布局。为了提高实验仪器的使用率,提高学生的有效学习,建立丰富的实验室文化,我们对传统实验课堂进行了大的改变,将只有1~2个实验项目的传统实验室改造成为具有10~12个实验项目的“实验超市”。并且,“实验超市”内提供无线网络。学生可以在实验室内看到该学期内所有用到的实验仪器,学生可以在第一次实验课上可以根据兴趣、专业特点等自主选择8~10个实验项目,满足各类学生的个性化学习。同时,在实验过程中,学生可以建立起各实验项目之间的关联,触类旁通,充分地理解实验内容。
4教学实践。
4.1课前预习。
为了保证学生能够独立完成实验,培养独立实验能力,使学生成为课堂的主人,我们将几乎所有的课堂时间还给学生,课堂上教师不再进行集中授课,只进行单独指导交流。这样就对学生的课前预习提出了更高的要求,学生要在课前完成教师指定的预习任务。预习任务主要由纸质预习报告、网络在线课堂两部分组成。学生需要在课前观看网络微课视频、回答网络预习测试题、完成纸质预习报告,在实验室内教师要对学生的预习情况进行检查。
4.2翻转实验课堂。
学生根据教师安排组合2~3人组成一个学习共同体,在实验课中围绕实验内容进行同步学习。教师在实验课上鼓励学生积极讨论,学生可以在共同体内进行无障碍的交流沟通,极大地提升了学生主体的自我效能感,建立了强烈的共同参与感,促进了主动性的有效学习。
(1)课内预习。在实验课前10%的时间里,我们要求学生进行二次预习,对照实物将实验原理、内容等进行学习,也可以根据自己预习的情况,将不懂的问题进行生生或师生的讨论。同时,教师进行根据讨论的情况对学生的预习情况进行检查,适时地提出一些小问题,根据学生回答讨论的情况进行预习的评价。这样,学生就可以根据预习和讨论对实验有了整体的把握,逐步把头脑中理论化的物理原理与现实中的实验仪器、内容进行联系,从而培养理论联系实际的能力。
(2)互助交流。学生在完成实验的准备后,独立完成实验,对于简单的问题,教师不再进行回答指导,而是鼓励组内、组外学生的互助讨论,通过分析研究讨论出解决问题的办法。这时,有的学生则喜欢自己解决问题,他们会翻出教材或者打开视频,重复观看,寻找问题的关键。有的学生则喜欢讨论,听取他人的分析或者经验,快速找到办法。有的学生则喜欢延伸思考,找出背后的原理,与教师进行讨论,从根本上理解原理,再来解决问题。事实证明,不管通过什么方式,绝大多数学生都能找到答案,虽然比较耗费时间,但是学生学习的效果却比教师的直接讲授好很多。通过对实验的操作学生对基本实验方法有了不断的了解、积累和熟练,使得学生逐步形成了借助独立思考以及科学方法获得知识的心理暗示,学生就能以更快捷高效的方法进行实验,提高自身的能力。通过期末的匿名问卷调查可以看出,百分之百的学生都喜欢这种上课方式,他们体会到了努力后收获成功的喜悦,也建立了自信心,他们认为这才是真正的实验课。
4.3学习的过程性评价。
在这种教学模式下,学生的评价往往较难。我们采用过程性评价,着眼于学生能力的培养,而不是实验内容完成的快慢。通过网络平台、课堂预习效果、能力展现等几个方面对学生进行评价。在实际课堂中,我们也发现了传统课堂中出现的问题。例如,学生在实验过程中完成实验的程度具有较大的差异性。有部分学生通过课前充分的预习,积极动脑思考,能够充分理解实验原理,又快又好地完成实验内容。有的学生对于原理理解不够,动手能力较差,实验内容进行非常缓慢或者根本完不成要求的内容。这时,我们尝试采用了学生助教这种方法,让学有余力的同学去帮助后进同学。在实践中发现,对于助教学生来说,教师和同学对他的认可,使得他们的自信心得到了极大提高,不用教师的激励,他们就非常积极地指导帮助其他同学;对于普通学生来说,生生之间的交流帮助比师生交流更加顺畅,在自我效能的驱使下,普通学生也在认真积极地思考,努力完成实验。根据美国学者艾德格戴尔提出的学习金字塔的理论,学生的动手实验、讨论,以及学生助教的教授都达到了主动学习的效果,学习内容的平均留存率相对于传统课堂有了极大的提升。对于助教学生来说,实验课堂完全是他们发挥聪明才智的园地。
5结论。
经过2年多的教学试点,这种新形态的教学体系得到了校内外专家、教师和学生的认可。学生在该教学体系中,始终处于主体地位,教师在交流、监督中对学生的学习起到了有效的指导作用,学生各方面的能力也得到了锻炼。在调研中,学生纷纷表示,通过一个学期的实验课的学习,都有很大的收获。我们认为这种方式克服了传统实验课堂的弊端,大大提高了实验课程的教学效果,可以在各类实验实践类课程中推广。
大学物理实验教学改革与创新的论文
摘要:基于对当前大学物理实验教学的现状和存在的不足,提出几点关于大学物理实验教学改革与创新的构想。灵活的大学物理实验教学模式、多样的实验考核评价机制、参与校际间的实验竞赛,以及鼓励学生主持或参与大学生实验创新项目,将有助于提高学生对大学物理实验学习的兴趣。
基础物理学历经三四个世纪的发展已经逐渐成为一门相当完备的学科。基础物理学中的知识也已经运用到人们生活中的方方面面。相比于基础物理学,大学物理课程则做了相当多的简化。对于工科这些非物理学专业的学生来说,大学物理作为公共基础课程,课程的简化是合理的,为学生学习其本专业的课程节省了更多的时间。物理学有理论物理学和实验物理学。同样,大学物理的教学过程中也分为理论讲授和实验教学两部分。实验是一门非常重要而且是必须需要掌握的科学,然而在大学物理的教学过程中,实验教学部分通常是被老师和学生忽略的一部分。大学物理实验是非常基础的一门实验课程,它是连接理论教学过程中学生对理论知识的感性认知到实际可操控的实验科学知识的桥梁[1-2]。更深层次的科学研究也分理论研究和实验探索,而大学物理实验是将来更深层次实验研究的基础。笔者结合近一年来对大学物理课程的讲授与大学物理实验课程的教学过程中所遇到的问题,以及课下与学生的交流、探讨、思考,提出几点关于大学物理实验改革与创新的构想。
1.1理论与实验的脱节。
目前,大学物理的理论讲授和实验教学是分开,而且理论授课的老师和实验教学的老师是不同的老师。理论授课老师在课堂上把相关知识讲授完,学生再去实验室由实验老师指导实验的完成,而且期间相隔了很久。这会出现两方面的问题:其一,理论讲授与实验教学的脱节,学生在做实验时,实验老师不能很好掌握学生对理论知识的掌握程度,导致实验老师在讲授实验知识时没有针对性和侧重点。其二,学生课堂学习与实验操作时间的脱节,实验课的安排通常要比理论课程的讲授晚上几周,这就导致学生不能及时把学到的知识加以运用,实验教学的学习效率将大大折扣。
1.2实验课程的机械重复。
目前在大学物理实验的教学和实践过程中,很大程度上是不断地机械地重复和验证已有的定理和定律,加上实验老师在讲述实验原理的千篇一律,学生在学习过程中会觉得枯燥无味。实验仪器的老化和数量不足,也会使学生对实验不感兴趣。在实验数据的处理上,有统一印制好的实验报告,千篇一律的固定格式。学生把相关实验内容抄进去,记录数据、计算数据、误差分析。而老师也是机械地批改,对于实验目前存在的不足、有哪些需要改进的地方等却很少也学生交流。这将严重影响学生对实验的兴趣。
1.3教师对实验的不重视。
笔者了解到,老师对大学物理实验教学不够重视。老师在实验室讲授完实验原理后,学生开始自己动手做实验。基本上是老师讲老师的,学生做学生的,之间没有互动。至于为什么做这个实验、谁发明的这个实验、这个实验现在在哪些方面有着重要的应用等老师很少涉及。学生不知道为什么做这个实验,只是为了学分而学,学生对实验的兴趣也就可想而知。
大学物理实验论文范文
建构主义认为,知识不是通过教师传授得到的,而是学生在一定的情景下,借助于教师或同学的帮助,利用必要的学习材料,通过意义建构而获得的。因此,学习是必须在一定的情景下进行的过程。学习环境中的情景,必须有利于学生对所学内容的意义建构,所以物理实验教学情景的创设是物理教学研究的重要内容之一。著名心理学家布朗在《情景认知和学习文化》一文中提出了情景认知的观点,他认为知识是具有情景的,是在情景中通过活动与合作产生的;学习只有发生在有意义的情景中才是有效的;只有在情景中呈现的知识,才能激发学习者的知识需要,从而产生学习的动机和学习兴趣。在实验教学中创设情景使学生很容易产生解答问题的内在需要,形成探究的兴趣,对情景的结果形成积极的探究欲望。
物理新课程也将“科学探究”作为改革的突破口,并大力倡导开展实验探究活动,以提高学生的实验探究能力。但对于农村学校,学生基础知识储备少、发散思维能力不足,学生普遍感觉实验探究很难,往往难以找到“探究点”,不知从何探究、探究什么、如何探究。但学生对物理现象有较强的好奇心,对实验表现出非常浓厚的兴趣,对身边的生活现象和与物理有关的社会热点问题以及物理学科前沿内容表现出强烈的探究欲望。因此,要具体落实物理实验教学目标,有效地开展物理实验探究教学,首要的环节就是根据学生的实际创设实验探究情景:
贴近生活、贴近社会是物理新课程理念之一,落实到具体的物理实验教学中,就要求设置和创设真实的生活情景,使学生在真实的生活情景中学习物理知识,解决真实生活情景中的物理问题。
例如在八年级上册《汽化和液化》,探究水的沸腾这一节课中,首先让学生讨论煲汤时汤沸腾后是继续大火煲好还是改为小火煲好?没想到在日常生活中最为简单的“好与不好”的判断,引发了学生的热烈争论,产生了强烈的探究问题的欲望。接下来学生分成了“大火煲好”和“小火煲好”的两组对“水的沸腾”进行了探究,“小火煲好”小组的孩子还探讨了如何改变酒精灯火焰的大小,最后通过探究结果发现水沸腾后无论大火还是小火,水的温度都是保持不变的,综合分析后得出从节约能源的角度看,汤沸腾后小火煲汤好的结论。
整个探究过程学生个个热情高涨,以主人翁的身份投入其中进行自主建构。通过捕捉生活素材,把现实的、有意义的、富有挑战性的内容作为孩子进行主动地观察、实验、猜测、验证、推理与交流的有效载体,不仅能促使师生们围绕此情景展开热烈的讨论,加深学生对所学知识的理解与应用,还能帮助孩子获得对实验探究的积极体验与感受。
爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”。兴趣是学习活动的强大动力,以趣味小实验创设实验探究情景,必能激发学生的探究热情。
例如在“探究摩擦力的大小与什么因素有关”的教学中,我首先设计了一个“举起可乐瓶”的小活动,一位力气小的女生能轻而易举地举高一个装满水的大可乐瓶;偷偷在可乐瓶外表面涂上洗洁精后,再请一位力气大的男生,结果他使出全身力气也没有把可乐瓶举起来。正如麦克斯韦所说:“一项演示实验使用的器材越简单,学生就越熟悉,就越想彻底地获得所验证的结果。”通过这个对比实验,课堂气氛迅速活跃起来,孩子的好奇心和探究欲望一下被调动起来,这时再进行“探究摩擦力的大小与什么因素有关”的实验探究活动,学生的思维被打开了。
通过实验中产生的各种现象来作为情景,更深入地来通过设计实验来研究这种现象,可使实验探究分为一层一层的研究,最终解决问题。
例如“探究凸透镜成像规律”,如果按教材一节课完成这个探究活动,我发现学生在自己探究的过程中根本不会选择合适的透镜,这样不仅时间不够,学生无法完成真正意义上的科学探究,不利于全班科学探究的课堂教学。于是整合教材的内容后,我把“探究凸透镜成像规律”整合在第三章《透镜及其应用》中,分成三个相互关联的实验探究进行教学。(1)结合第一节《透镜》,探究如何选择凸透镜并测量凸透镜的焦距。通过探究活动,学生掌握了测量凸透镜焦距的方法,了解了凸透镜的凸起程度与焦距的关系;(2)结合第二节《生活中的透镜》,根据光具座(0—90cm)来选择合适的透镜,并在光具座上观察凸透镜成像的性质。通过探究活动学生观察了凸透镜成像的性质,顺利地得出凸透镜可成“倒立、缩小”、“倒立、放大”、“正立、放大”三种像,并提出有个位置没有像。(3)探究凸透镜成像的规律。有了前面两个探究活动的铺垫,大多数学生可以顺利的投入到成像规律的探究,在实验、讨论,交流中得出了凸透镜成像的规律,并自行解决了没有像的位置是焦点这一问题。
这样的科学探究活动,学生热情高涨,思维活跃,主动参与程度大大提高。
物理教育给学生以知识,物理学史教育则给学生以智慧,培养学生的科学精神。新课改的任务之一是对学生进行物理学史教育。利用物理学史创设情境,可使学生体验探究过程,体验学习科学研究的基本方法,培养学生的科学探究精神和人文精神。
例如,九年级第十二章第五节“牛顿第一定律”的教学,原来的教学设计是教师先简单介绍牛顿第一定律的产生过程,然后把教学重点放在学生实验探究“阻力对物体运动的影响”。教学中我发现,虽然学生进行了实验探究,但是对牛顿第一定律的理解仍然是停留在表面上,教学效果并不理想。于是我改进了课堂教学,先围绕“牛顿第一定律”的产生方式,提出“为何牛顿第一定律被冠以牛顿的名字,而不是伽利略或笛卡儿?”这一论题,让学生阅读亚里士多德、伽利略、笛卡儿、牛顿的研究过程。阅读材料向学生阐述了亚里士多德和伽利略对力和运动关系的认识,渗透了亚里士多德的观点现在看来虽然是错误的,但当时也有它的合理性,说明已有的经验和背景对亚里士多德和伽利略认识力和运动起了重要作用。通过生生交流、师生交流,共同比较伽利略、笛卡儿和牛顿的研究,学生得出了伽利略和笛卡儿只是描述了物体不受力时的运动,而牛顿却揭示出了力和运动的本质关系。在充分展现“牛顿第一定律”在物理学的地位和价值中结束后,学生再进行分组实验探究,原来一节课都“探究”不出个所以然的内容,学生十几分钟就完成了,而且对“牛顿第一定律”的理解更加深刻。
这节课教师与学生先以阅读物理学史,再以分析和辩论等间接学习知识的形式来共同探寻知识的来龙去脉,了解科学概念、规律的产生、构建方式,但它通过模拟知识的产生过程,创设了进一步了解科学探究思维方式的情景,激发了学生实验探究的热情。
大学物理实验教学分析的论文
:大学物理实验是大学生在高校从事科学实验的起步,因此,如何通过该课程培养大学生良好的实验素养是一个值得深思的课题。此文以该校工科大学物理实验教学为例,首先阐述了当前低年级学生在实验素养方面存在的不足之处。其次,针对前面提及的几个问题提出解决方案,即培养学生严谨的实验态度和迎难而上的实验精神,培养学生系统的实验思想和良好的实验习惯以及增强学生的主观能动性。
物理学是一门建立在实验基础上的学科,因此,物理实验在物理学的发展中起到举足轻重的作用。高校作为国家培养人才的基地,源源不断地向社会各个领域输送人才。因此,高等教育历来受到各界人士关注,历经改革,目的是更好地为国家培养结构合理、素质优良的优秀人才,不断满足社会需求。优良的实验素养是各类人才应该具备的素质,然而,良好的科学素质的培养不是一蹴而就的,而是潜移默化的过程。大学物理实验这门课程则是学生大学期间从事科学实验的起步,其宗旨是让同学掌握基本的实验知识和基本实验方法以及培养学生的实验技能和实验素养。因此,大学物理实验教学改革一直受到广大高校教师的重视和研究[1-5],实验教学手段日趋多样化,水平随之提高。然而,当前大学物理实验教学仍然存在一些问题需要进一步解决。以该校工科大学生为例,笔者在教学中发现当前低年级大学生缺乏一定的实验素养。科学的实验素养对于大学生日后的学习深造或工作具有深远影响,学生一旦拥有良好的实验素养,会受益无穷。因此,该文目的是从严谨的实验态度和迎难而上的实验精神、系统实验思想的建立、良好实验习惯的养成以及较强的主观能动性的形成等方面来浅显地谈谈低年级大学生实验素养的`培养。
分析认为当前该校低年级大学生在实验素养方面主要存在以下几个方面的不足。(1)缺乏严谨的实验态度。笔者在实验教学中发现只有少数学生会主动注重实验结果的合理性,认真多次做实验,直至得到合理结果;而多数学生则是做完实验,记录得到实验数据,就算大功告成,急于离开实验室。(2)缺乏迎难而上的实验精神。从多年来的选课结果来看,学生普遍喜欢选做容易操作的实验,尽量回避操作相对较难的光学实验。而且,自从去年个人选课系统启用后,光学实验越发受冷落,其中,以分光计测光栅常数和分光计测三棱镜玻璃折射率这两个实验最为典型。如果有其它实验可选的情况下,选这两个实验的同学很少。(3)相对系统的实验思想尚未形成。学生实验思想的形成不是一蹴而就的,需要长时间的积累。经典性实验、认知性实验、综合性和设计性等各类实验都能培养学生的实验思想,但笔者认为综合性和设计性实验更能训练学生的思维方式。以磁悬浮导轨动力学实验为例,笔者发现学生缺乏基本的实验思想,如分组思想等。在磁悬浮导轨上可以做多项内容,其中有一项实验内容是研究速度和位移的关系,因为研究两个量之间的关系,就不能允许其他物理量变化,即初速度和加速度不能改变。虽然课上强调,少数同学在实验中仍然会改变初速度和加速度,实验数据杂乱无章,不能进行数据分析。(4)良好的实验习惯尚未养成。良好的实验习惯不仅决定着实验的成败,而且对学生日后的工作或进一步深造有着深远影响。好的实验习惯有很多,如:勤记数据、爱思考、仔细观察实验现象等。这里仍然以磁悬浮实验中的速度和位移关系研究为例,该项内容通常要求学生记录5组数据进行研究,但是,学生经常会做错一组或几组,需要重做。如果学生记录的数据齐全,只需把做错的实验重做即可;遗憾的是少数同学有时忘记记录斜坡的倾角,致使5组实验全部重做,费时费力。(5)主观能动性发挥不足。由于经典性实验、简单验证性和认知性实验偏多,而且实验步骤写得比较详细,学生只要按照实验讲义上的内容一步一步地操作,就能轻松地得到实验结果。这使得学生在实验过程中不爱思考,只是机械地记录数据,甚至不主动分析实验数据是否合理。此外,在实验操作中,学生常显得束手束脚,在实验步骤上不敢做改进的尝试,极少有实验方法的创新。
针对上述大学物理实验教学中存在的问题,为了更好地培养大学生的科学实验素养,应该合理地安排实验,课上加强引导,多方位多角度地培养学生的实验能力和实验技巧。分析认为可以从以下几个方面着手。(1)师生共同努力培养学生严谨的实验态度。培养学生严谨的实验态度需要师生的共同努力,教师需要耐心引导,学生需要积极配合、认真对待。以双棱镜干涉实验为例,为了测量入射光的波长,第一步需要测出干涉条纹间距,然后测量像距及其他参量。如果第一步结果出错,最终的结果必然是错的。为了及时发现错误,教师可以中途检查所有同学的第一步实验结果,结果正确的同学才可以进行下一步操作。这样就可以把错误扼杀在摇篮里。而且仍要告诉同学第一步出错很容易造成待测光波长不是可见光,实验结果严重偏离事实。再比如,分光计测光栅常数的实验中,学生因不知道衍射角的几分偏差会对实验结果有什么影响,常常不在意这个误差,教师可以告诉几分误差最终会造成多大误差,引起同学重视。当教师发现同学实验数据错误需要让其要重做时,温和的语气可能比命令的口吻要好一点,通过课上的点点滴滴来培养学生正确的实验态度。(2)教师正面引导培养学生迎难而上的实验精神。针对前面提到的学生不爱选较难实验的这一现象,笔者认为教师可以从正面加以引导。一是教师在绪论课上可以告诉同学,较难的实验更利于培养个人的动手能力。如分光计实验虽然难,但可以提高动手能力,且促进学生理解理论课所学内容。二是在教师课后与学生谈心的过程中,可以从自身的学习体会中对学生加以引导。必要时,可以将学生不太爱选做的实验设置成必修实验,加以有效的督促。(3)增加设计性、综合性实验培养学生的实验思想。学生实验思想的培养是一个全面系统的工程,需要对实验进行精挑细选,多方位多角度对学生进行训练和引导,甚至单单一门大学物理实验课程难以完成此重任。各类实验都能从不同角度、不同层次培养学生的实验思想,其中设计性和综合性实验更能培养学生的思想。分析认为,可以挑选原理和内容相对简单的综合性实验来培养一些朴素而又重要的实验思想。例如:磁悬浮导轨动力学实验内容和原理虽然简单,学生高中就学过,但其中暗含重要的实验思想,如:分组思想等。在实验中如何研究两个物理量之间的关系,如何才能减小实验误差,如何能够快速检查实验结果的合理性,如何找出实验错误的原因,都需要一定的实验思想作指导。然而,实验思想不是通过一个实验就能形成,需要做多个实验,进行多次训练。因此,可以适当选一些原理和内容相对简单实验来训练学生的思维方式。为什么要选原理简单、内容为学生熟悉的实验呢?因为实验原理较难,学生的重心容易转向实验原理的理解,短短三节课既要理解原理,又要训练实验思想不太现实。比较可行的办法是弱化原理本身,在课堂教学中把重心放在各种实验思想的培养上。至于开设哪些实验需要进一步地调研。为了促进学生实验思想更好地形成,可以开设选修实验或创新实验,将大学生科研训练和大学物理实验相结合,让学生根据自己专业或爱好进行选题,自主设计实验内容。然后教师在实验过程中对学生进行实验内容或实验方案的调整。(4)教师潜移默化地熏陶培养学生良好的实验习惯。培养学生良好的实验习惯,不是朝夕之功,需要实验教师在课堂教学中潜移默化地熏陶培养。通过一、两个实验不可能培养出良好的实验习惯,实验习惯的养成需要教师长期的点滴指导,发现学生实验中表现出的不良习惯,需要教师随时随地的指正,如学生不善于记录数据时,告诉同学为什么要尽可能地多记实验条件;学生不爱思考时,给他提几个问题思考;学生不爱观察实验现象时,给他说明为什么要注重实验现象的观察;学生粗心大意时,给他说明认真细致的重要性。(5)放开手、充分调动学生的主观能动性。在实验中赋予学生更多的自由,将会有助于学生主观能动性的发挥。实验步骤写得过于详细,不利于学生主观能动性的调动。当然,在上学期开出的实验中,详细的步骤也是必须的,毕竟学生此前受过的实验训练不多。但随着学生实验次数的增加和实验能力的提高,一方面可以增加一些选作实验项目,不给详细的实验步骤,给同学留有思考的空间;另一反面,教师可以根据课堂进度提出一些小问题,让学生思考并解决。改变教师授课为主的方式,采用互动授课方式。比如,每个实验都暗含着一个设计思想,对于设计相对简单的实验,教师可以提出问题:“同学们,如果让你们来设计这个实验,你们怎么设计呢?”。让同学思考片刻,或畅谈自己的方法后,最后教师给出答案。这样,可以有效激发同学思考,增强其实验的主人翁意识。此外,建议学生在小结里写出自己做实验的感受以及对实验方法和实验仪器进行改进的方法等,也可以调动学生的积极性。
综上所述,该文阐述了当前低年级大学生在实验素养方面的不足之处,提出培养学生素养的探讨方案,归纳为以下几点:(1)师生共同努力培养学生严谨的实验态度。(2)教师正面引导培养学生迎难而上的实验精神。(3)增加设计性、综合性实验培养学生的实验思想。(4)教师潜移默化地熏陶培养学生良好的实验习惯。(5)放开手、充分调动学生的主观能动性。
工科大学物理实验教学论文
摘要:大学物理实验是依据大学物理而设置的实验课程,以验证性实验为主,在物理教学中有着不可替代的重要地位。通过实验操作和分析,学生的实践能力和观察能力大大提高。本文以迈克尔逊干涉仪测量激光波长的实验为例,在教学方式和考核方式等方面,探讨大学物理实验教学的改革尝试,在现有人力、物力的情况下,更好的配置大学物理实验资源,使大学物理实验在服务理论课程学习和培养实践动手能力等方面发挥更大的作用。
大学物理实验在培养理工科学生的实践能力方面具有重要的作用,学生可以把课堂上学习的物理学基础知识进行实验验证,用严谨的数据或直观的图像描述物理原理,使学生加深对理论知识的理解。物理实验注重学生的动手操作能力,不仅对学生的物理课程学习,而且对学生毕业后的工作生活等,都会有巨大的辅助作用。然而,长期以来形成的重理论轻实验的观念导致实验教学质量和效率低下。本文以迈克尔逊干涉仪测激光波长为例,讨论如何高效运用现有实验室资源,提高大学物理实验教学质量,培养学生的实践动手能力,增强就业竞争力。
一重视实验过程,提高实验操作效率。
大学物理实验大部分都是验证性实验,要求学生通过实验数据验证物理定理的正确性。在此过程中,教师往往更关注于实验数据的准确性而忽视实验操作过程。然而,在验证定理的基础上,实验过程更能培养学生的动手能力,因此,需在重视实验过程的基础上提高实验操作效率。
(一)深刻理解仪器原理,教师要下工夫。
大学物理实验教师不仅要掌握需要验证的物理定理和定律,还要深刻理解所用仪器的结构和测量原理,这样才能达到对整体实验了如指掌,解决实验过程中可能遇到的问题或障碍。这一过程要求教师花费精力研读仪器使用说明和原理图纸,熟悉仪器的安装调试,并能对仪器进行简单的维护和维修。以迈克尔逊干涉仪为例,设备调节螺钉较多,由于操作不当极易引起螺丝损坏,教师在实验中不仅要教给学生实验知识,还要做到维护仪器设备的正常运行。
(二)讲解多做设问,不照本宣科。
高校大都设置实验岗位,大学物理实验教师一般每人负责固定的几个实验教学工作。由于多年从事相同实验的教学,在积累教学经验的同时,也容易产生保守的教学观念,不适合现代大学生的认知特点。如同理论教学不能照本宣科一样,实验教学也要抓住学生的兴趣点,采用启发式教学,在讲解实验的过程中做到步步提问、引人入胜,摒弃那种直接将实验过程演示给学生,然后由学生记录数据的机械式教学,更不能把学生培养成数据记录者。比如迈克尔逊干涉仪测量激光波长的实验中,在光路调整、仪器调零、干涉图样形成等过程中多问学生为什么比教会学生怎样做更重要。
(三)多种手段相结合,充分利用多媒体。
在大学课程的教学中,往往理论课程更强调教学手段问题,实际上,实验课程也存在同样的问题。利用多媒体等教学手段,可以增加学生学习兴趣,并节省教师板书时间。实验教学不单单是操作实验仪器,还包括实验原理和实验过程的'讲解,一堂精彩的实验课应该是理论与实验的有机结合。然而,由于实验场所的限制,高校实验室很少设置多媒体等教学设备。近年来,随着高校对实验教学的重视,很多实验室也配置了多媒体,多媒体不再是课堂教学的专有设备。教师利用多媒体教学设备,将实验原理、仪器使课程与教学用、注意事项等做成课件,以视觉和听觉的双重效果,可以大大激发学生的学习兴趣,并在不增加实验课时的基础上,节约更多时间供学生动手实验,从而在保证质量的前提下,大大提高实验效率。特别是对于迈克尔逊干涉仪等光学实验,可将光线传输、干涉仪器原理等抽象的物理图景形象地展现在学生面前,使学生在仪器操作中更具针对性。
(四)适时添加相关知识,拓宽学生视野。
不能简单地将实验理解为使用仪器的课程,面对静态的仪器,实验课程同样可以生动有趣。教师在备课时可以多收集与实验相关的课外知识,如该实验的历史起源、该实验在本领域的地位、该实验与日常生活中现象的关联等,讲解过程中多穿插此类课外知识,一方面可以调节课堂气氛,吸引学生注意力,另一方面可以增加学生知识面,拓宽学生视野。比如在迈克尔逊干涉仪测量激光波长的实验中,教师可以讲解激光的发现及特点、激光在医学、国防的应用,甚至可以结合新闻报道,谈谈国际上激光武器的发展现状及趋势,拓展知识时间不必过长,但要把握时机。
(五)加强师生互动,实现教学相长。
实验教学本身就是师生互动的过程,比理论课程更具交互学习的优势,实验教师应该充分利用互动的特点,与学生共享实验数据验证物理理论的过程,体验物理学家探究真理的历程。在实验中,教师是学生的引导人,学生是实验的主导者,实验教学过程体现着人人参与、师生互动、平等对话,成为富有创新性的实践过程。教师在解决学生问题的时候,自身的水平也得到提高,从而实现教学相长。同样,在迈克尔逊干涉仪的实验中,应摒弃那种教师先讲解、学生做实验、教师改报告的陈旧教学方式,在实验过程中加强与学生的交流,既完成了实验教学,又增进了师生友谊。
二革新考核方式,不唯数据结果论优劣。
考核是大学物理实验教学的必备环节,是检查学生实践动手能力的重要手段。实验考核一般由平时成绩和期末成绩两部分按比例构成,其中平时成绩包括多个物理实验的平均成绩,期末成绩则为期末实验操作考试的成绩。与其他专业课考试类似,通过考核可以定量地评价学生对实验的掌握情况。然而,大学物理实验应该更注重学生的动手能力,考核结果不能单单以数据论优劣。
(一)平时成绩中重视实验操作。
大学物理平时成绩是某一学期所有实验成绩的平均值,包括力学、电学、光学等多个实验。平时成绩一般由预习报告、实验操作、数据处理三部分组成,其中,实验操作应是最重要的过程,包括实验仪器的调整以及实验数据的记录,考查学生的动手操作能力和实验观察能力。通过考核结果引导学生重视实验操作,真正意识到在理工科学生中设置大学物理实验的目的和任务。
(二)强化数据处理过程。
大学物理的验证性实验较多,大都要求通过观察的实验数据验证物理定理或定律。在实验结果中,能够准确地验证相关定理固然重要,但往往由于实验仪器的老化或误差,最终结果与理论相差较大。实验教师在考核过程中更应该看重数据处理的过程,了解学生是否会对测量得到的数据正确处理,而不仅仅是能够通过数据验证定理。明确告知学生,应该尊重原始数据,完全没有必要为了得到想要的结论,对数据进行有意筛选,实事求是地对待实验结果,认真分析产生错误或误差的原因。
(三)考核方式多样化。
实验过程包括预习、操作、报告等多个环节,因此分数不能成为判定学生成功的唯一标准,在实验中,教师需要灵活掌握判定尺度,把学生操作能力和理论水平的提高作为考核是否合格的标尺,探索符合实际的实验课程考核方式。比如,在迈克尔逊干涉仪的实验中,由于仪器差别,学生得到的波长与激光实际波长会有偏差,教师应注重产生偏差的原因,不能以偏差大小作为学生成绩的标准。同时,如果学生能在实验过程中发现问题、解决问题,也应成为其平时成绩的一部分,记录到最终的学习成绩中。
三结论。
大学物理实验是理工科学生必修的实验课程,在培养学生动手操作能力方面具有重要作用,同时也承载着锻炼学生实践创新的重任。大学物理实验教学的效果关系着普通物理等自然科学课程的学习,教师在实验教学中应该重视学生实验操作过程,抓住学生的兴趣点,在教学理念和教学手段上多下功夫,实行切合实际的多样化考核方式,引导学生在实验中获取知识和能力。
参考文献。
[2]朱楠,朱光涛,王英.大学物理实验教学改革背景及探索[j].中国科教创新导刊,(07):36.
大学物理实验教学改革与创新的论文
摘要:本文通过对国内外大学物理实验现状的分析,比较国内外教学模式,针对我国大学物理实验具体现状,在教学模式、教学方法以及最后成绩的评估等方面提出了改进意见,以具体实验为例进行具体分析,并且给出具体解决办法,通过把学习主动权交还给学生来激发学生学习热情,以达到提高大学物理实验课程质量的目的。
关键词:物理实验;教学模式;传统教学;教学改革;教学方法;评估模式。
一、概述。
物理学是自然科学中最重要,最活跃的带头学科之一,也是许多新兴学科、交叉学科和新技术学科产生、成长、发展的基础和前导。大学物理实验是对理工科专业学生开设的一门基础必修课,是理工科大学学生进入大学后接触的第一个系统的实验训练,是对学生进行科学实验基本训练的开端。该课旨在使学生获得基本的实验知识、方法和技能方面的训练,是后续课程的实验基础,是提高实验能力和综合素质培养的重要起点。
二、国内外现状。
国外对于物理实验非常重视,鼓励学生有自己的见解和思考,所以国外的大学物理实验在教学内容上,基本属于设计性实验,且与实践紧密结合。注重为学生提供足够的条件,由学生选择实验题目,查阅资料,查找实验原理,确定实验步骤和实验方法,再测量数据,分析实验结果。国内越来越多的高校把大学物理实验课作为独立课程开设,对大学物理实验课的重视也日益得到加强。无论从教学理念、实验内容还是教学形式、实验手段,都在进行全方位的改革。近年来,由于科学技术进步所带来的实验仪器进步以及教育部开展的精品课程建设,实验室示范中心建设,使我国许多高校的大学物理实验课程的整体水平提高较快,与发达国家大学的差距日益缩短。国内目前主流的实验教学模式是:老师讲解,学生做实验,再完成报告。这种方式的优点是能提高实验效率,保证绝大部分学生在规定的时间内完成实验,但却容易使学生养成课前不认真预习(甚至不预习),听老师讲完后一边看书一边做实验的习惯,所谓做实验就是测数据,至于实验的真正目的是什么,为什么要这么做,学生根本不愿去思考;另一方面,老师对实验成绩的评定也主要是以数据或报告为主,缺乏对实验过程的评价,这也是导致学生重结果、轻过程、甚至为了成绩而去伪造数据的重要因素。
(一)教学模式的改革。
由于我校的现状特殊,每学期上课学生人数都很多,现在上课采取模式是,学生自由选课,老师负责固定的实验室,这样有利于仪器维护和维修,但因为学生不固定,老师没办法进行教学改革和学习效果跟踪。如果实验教学也可以和理论教学一样,让老师负责固定的教学班,并且带完这个教学班所有的实验,这样老师就可以认识每一个学生,也可以根据每堂课每个学生的表现,深入了解他们对大学物理实验这么课的认知程度,也可以了解他们的学习习惯和能力,从而可以给出相应的教学方法。例如,在“示波器调整与使用”这个实验中,我们在教学的时候,按照实验目的,让学生掌物示波器的基本调整方法、工作模式、掌物用示波器观察信号的方法以及示波器各功能和按钮。从课堂教学效果来看,学生都可以掌物,但是下课以后他们只会完成实验报告,过一度时间以后,就有可能忘记。因为示波器不光在大学物理实验中应用非常广泛,在各个专业实验方面也是常常涉及,所以如果跟班教学,老师可以细细观众每个孩子掌物情况,对于那些稍有欠缺的同学,在以后每次讲到关于示波器的实验中,重点提醒和指导,以达到巩固的目的,以便在以后的实验中熟练使用示波器。
(二)教学方法的改革。
现有的传统教学模式,老师讲解实验原理、实验仪器和步骤,最后学生按照固定模式和方式一步一步完成实验,记录原始数据,再计算数据和误差分析。整个过程,学生都在按照老师的要求按部就班地完成实验,否则就有可能在规定时间里完成不了实验,这样的传统教学根本不可能激发学生的学习积极性和主动性,更不要说激发学生的自主创新了。采取跟班教学后,老师可以根据本班学生实际情况采取多样化的教学方法,如,给出实验题目,学生自己查资料,自己设计实验步骤和方法,以激发学生的学习热情;也可以把学生分成多个小组,进行小组讨论,交流学习,发挥同伴学习的效果;也可以把学生分成两个大组,给出实验现象,让他们进行正反方辩论;还可以翻转课堂,给出教学视频,课前通过教学视频自学,课堂提问解决问题,诸如此类的教学方法,可以根据本班学生的实际情况不断改革和创新,在吸引学生自主学习的同时,可以从中发掘学生的才能,还可以为每年的大学物理实验竞赛提前选拔人才。例如,在“重力加速度测量”这个实验中,给出设计要求:要求重力加速度的相对不确定度小于0.5%,即/g0.5%,然后要求学生根据设计要求,通过查询资料,确定出实验方法,推导出测量需要的公式,然后根据提供的测量工具进行仪器选择和比较。最后给出一套完整的测量方法,并且验证所采取的方法是否符合设计要求,如果不符合又该怎么改进。在这个实验中,我们不仅是可以让学生自己动手查资料,设计测量方法,还可以根据实验过程中出现的各种问题进行讨论。比如重力加速度的测量方法有很多,单摆法、复摆法、自由落体法等,在我们的.实验中用的哪种方法,为什么;仪器选择也可以讨论,钢卷尺,钢直尺等,每一种仪器也有多种最小分度值的,我们究竟该选择哪种仪器。通过学生之间的讨论,发挥相互学习相互帮助的优势,互相促进。又比如在“杨氏弹性模量的测量”这个实验中,无论老师如何细心耐心讲解,最后在仪器调整过程中,很多同学还是花很多时间才能找到标尺的像,这样课堂时间也不够,很多同学都不可能在规定的时间内完成实验,最后就变成恶性循环,编数据,抄数据。鉴于这样的情况,老师可以事先录制一个简短视频,把调整仪器的方法、要点,步骤等,以及如果某一步未调好,可能出现的现象等,都一一反应在视频中。学生课前预习时,除了预习书本上的理论知识,还要观看视频,这样在课堂,学生调节仪器的过程时,对仪器调节已经有一个基本的了解了,在实际操作中,才可以做的又快又准。
(三)多元化的评估模式。
传统教学之后就是期末考试,我们的实验教学现有考试模式就是笔试和操作。采取多元化教学模式之后,我们与之对应的就应该是多元化的评估模式。除了笔试和操作,老师还可以根据学生平时学习的情况,给出多样化的评估方法。如第一学期结束时,由于学生还处在从高中学习过度到大学学习的过程,老师可以给出一个新的实验题目,让学生通过查资料完成一份完整的报告,包括原理、方法、步骤和数据处理、误差分析;也可以让学生写出本学期的学习心得体会;也可以让学生写调研报告,对教学的改革建议。第二学期结束时,学生已经适应大学学习,也已经掌物了大学物理实验的基本技能和方法,所以这个学期的期末考试,老师可以适当增加难度,可以给出一个实验现象,让学生自己通过现象判断对错,并且给出理由以及相关报告,也可以让学生自己拟定题目,进行创新实验,从实验方法、原理、仪器改进和实验构建等方面给出完整的报告,老师再从中选择一些可行的方案,进一步指导学生进行实验的创新和改革。以上方案并不是孤立的,老师在教学过程中,可以根据学生的具体情况,把多种评估方式结合使用。
四、结束语。
科学实验在科学技术的发展中起着关键的作用,在人们认识自然、开拓和探索新的科技领域中,实验是一种不可缺少的方式。作为研究自然界物质运动最基本最普遍形式的物理学,其形成和发展是以实验为基础的,由此可见物理实验的重要性。所以我们要打破传统的固定教学模式,通过对大学物理实验教学模式和方法以及最后成绩评估的改革,把学习的主动权交还给学生,让每一个学生都可以积极地投入到学习中,这样不仅可以调动学生的积极性和创新性,同样可以调动老师的积极性,老师也不再墨守成规按照老规矩教学,而是可以接收国内外先进的教学理念和模式,最大限度地发挥自己专长的同时,调动学生的积极性和创新性,在教与学的过程中达到双赢的效果。
参考文献。
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[2]韩忠,黄佳木,何光宏.哈佛大学物理实验室考察与我国物理实验教学的思考[j].实验室研究与探索,2011,30(7).
[4]彭宏,苑耕玉,张礼霞.国内外物理实验的教学比较研究[j].创新教育,2015(13).
大学物理实验项目优化及内容拓展论文
:针对目前应用型人才的培养目标,基于现有大学物理实验课程的教学条件和师资水平,对大学物理实验项目、内容进行优化和拓展。构建了基础性必做实验、综合性选做实验和创新性拓展实验三个层次的项目内容的教学模式,并积极引导学生参加各类创新实验竞赛。实践结果表明,新的教学模式能有效地提高学生的自主学习和创新能力。
近年国内外经济发展形势对人才类型的需求产生了深远的影响,就目前分析,高素质应用型人才的培养是工科院校的首要目标。大学物理实验主要是针对高等学校工科学生开设的一门必修基础课程,该课程对提高学生初步的研究能力和实践学习能力是至关重要的。因此,大学物理实验的教学内容和方式与高素质应用型人才的培养息息相关。我国一般高等院校的多数物理实验项目、内容仍采用老旧的模式,主要偏重对经典验证实验,而对有助于提高应用能力、创新能力,解决实际问题的能力的拓展实验缺少开发,这与当代科学发展的综合性和交叉性趋势是相违背的,也不利于当代所需应用型人才的培养。进行大学物理实验项目优化和内容拓展势在必行[1-3]。针对大学物理实验项目、内容的改革也引起了国内学者的关注[4,5],依据辽宁工业大学(以下简称我校)的实验室设备投入情况和师资条件,抓住我校实施提高大学物理实验教师教学能力和实验设备维修能力,开发设计性、综合性实验项目能力,指导创新、创业项目的能力活动之契机,对大学物理实验项目进行了优化,对内容进行了拓展。通过具体实施、实践,结果表明,新的项目优化与内容拓展的教学模式有效地提高了工科学生应用能力、创新能力和解决实际问题的能力。
针对我校工科学生的专业特征和应用型人才培养的需要,在现有实验室面积和实验设备数量及实验室教师的师资水平基础上,对本学期开设的实验项目:用复摆测重力加速度、稳态法测量不良导体的导热系数、用双臂电桥测低电阻、用惠斯登电桥测电阻、用模拟法测绘静电场、计算机仿真-热敏电阻的特性研究、热电偶的定标、电子束综合试验仪的使用、电子示波器的使用、光的干涉-平凸透镜曲率半径的测定、迈克尔逊干涉仪、衍射法测量微小长度、用衍射光栅测光波波长、霍尔效应测磁场这14个实验项目进行优化。为了兼顾工科各专业的学科特点和培养目标,通过现有的大学物理实验网上选课系统,将学生所上实验项目分为必做项目和选做项目两大类。必做实验项目为具有代表性的经典实验,必做实验可以使各专业学生对基本的实验知识、实验方法和实验技能得到系统地学习和掌握;而选做实验可以使学生按照自身的专业特点自行分类,发挥自己的专业特长。考虑到知识的全面性,力学、热学、电学和光学实验都不能缺少,故用复摆测重力加速度和稳态法测量不良导体的导热系数保留作为必做实验项目。同为电学实验的用双臂电桥测低电阻和用惠斯登电桥测电阻有较大的相同之处,故保留经典的用惠斯登电桥测电阻作为必做实验项目。电子束综合试验仪的实验有助于学生进一步理解电子示波器的原理,同时电子示波器又是多数工科学生必用的仪器,因此,两个实验都作为必做实验项目。用模拟法测绘静电场和计算机仿真-热敏电阻的特性研究这两个实验同为模拟实验,计算机仿真实验是目前模拟实验的典型,故选计算机仿真-热敏电阻的特性研究作为必做实验。霍尔效应测磁场作为电气、电子类专业学生的选做实验项目会更为合适。光学实验选干涉和衍射的典型实验——光的干涉-平凸透镜曲率半径的测定和用衍射光栅测光波波长作为必做实验,可以达到对光学实验的基本方法和基本操作的掌握。经过上述分析,优化后的大学物理实验项目如表1所示。在原有的大学物理实验项目的基础上进行筛选,将实验项目调整为必做实验和选做实验两大类,各工科专业学生通过必做实验可以获得有关物理实验的基本知识、基本方法和基本技能。通过选做实验,学生按照专业特点、兴趣爱好自主分类,充分调动了学生的学习兴趣。同时要求学生做选做实验时,能自己预习、自己选择实验器材、自己设计实验过程和自己分析实验结果,教师给予最后的指导和评判,实现开放式的实验教学过程,这样可以大大促进学生的独立思考和创新能力的培养。
通过必做和选做项目的分类固然可以使学生在专业上获得各有所长的发展,但是学生物理实验能力和水平也是参差不齐的,一些学生对物理实验的渴求远不是这些经典物理实验能够满足的。因此,还需要通过内容拓展来开发出一些创新性拓展实验,使得有这方面爱好和专长的学生有用武之地。创新性拓展实验源于基本的大学物理实验项目,但也不拘于原有的基础实验。飞速发展的电子技术使得一些基础物理实验项目的方法显得落后,而基础物理实验项目中的物理思想又是永远值得保留的智慧精髓。针对迈克尔逊干涉仪,可以拓展出一系列的创新性实验项目,如用迈克尔逊干涉仪测量钠黄光的光波长和相干长度,用迈克尔逊干涉仪测量薄玻璃片的厚度等。针对衍射法测量微小长度实验,可拓展出金属细微丝的直径的测量。在衍射法测量微小长度项目内,又可增加利用劈尖干涉测量金属丝直径的内容。针对霍尔效应测磁场实验可以拓展出非接触方式测量导线电流强度的实验,利用霍尔原理设计实验测量装置,通过测量霍尔元件两端的电势差和工作电流等物理量,利用单片机编程自动进行数据计算与处理,最后通过led屏输出计算载流导线的磁感应强度。针对用复摆测量重力加速度实验进行内容拓展,可以要求利用光电管制作一个计时器测量周期,利用单片机处理、分析数据,计算出加速度值和不确定度,再利用led将结果显示出来。实验内容拓展所需的软件和硬件部分分配给不同专业学生完成,又可以培养学生们团结协作的精神。这些创新性拓展实验项目被安排在必做和选做实验项目之后,而且不要求全体学生参与,也不作为必修课程,只鼓励对物理实验具有强烈爱好又拥有专业特长的学生参与,并有专门教师指导,学生以研究性的论文和作品形式展示成果。这些成果可以参加各类创新竞赛,可以用于发表文章,还可以作为毕业设计内容。
近三年,利用创新性拓展实验项目和实验内容,组织教师和学生,设计并制作了《智能温度计》、《可视化手动发电机》、《一键式智能密度测量仪》、《智能家庭空气环境测控仪》、《一键式金属膨胀系数智能精密测量仪》、《音频与声波仪的制作》、《智能便捷加速度测量仪》、《非接触式智能电流强度测量仪》、《磁感应强度矢量自动测量仪》等设计作品,参加了近三年的“辽宁省普通高等学校本科大学生物理实验竞赛”,获得一等奖、二等奖和三等奖多项,并将设计制作的实验仪器应用在大学物理实验的教学中,对原有的实验方法、实验仪器等进行有效补充。这些作品的设计制作者和实验学生可能来自同一个专业、同一个学院,他们彼此熟悉,这样就进一步增强了学生参与实验创新的兴趣,激发了学生的创新意识和创新能力。
大学物理实验报告
2.注意事项。
把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理,写成的书面汇报,就叫实验报告。
实验报告的种类因科学实验的对象而异。如化学实验的报告叫化学实验报告,物理实验的报告就叫物理实验报告。随着科学事业的日益发展,实验的种类、项目等日见繁多,但其格式大同小异,比较固定。实验报告必须在科学实验的基础上进行。它主要的用途在于帮助实验者不断地积累研究资料,总结研究成果。
实验报告的书写是一项重要的基本技能训练。它不仅是对每次实验的总结,更重要的是它可以初步地培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力,是科学论文写作的基础。因此,参加实验的每位学生,均应及时认真地书写实验报告。要求内容实事求是,分析全面具体,文字简练通顺,誊写清楚整洁。
(一)实验名称。
要用最简练的语言反映实验的内容。如验证某程序、定律、算法,可写成“验证×××”;分析×××。
(二)所属课程名称。
(三)学生姓名、学号、及合作者。
(四)实验日期和地点(年、月、日)
(五)实验目的。
目的要明确,在理论上验证定理、公式、算法,并使实验者获得深刻和系统的理解,在实践上,掌握使用实验设备的技能技巧和程序的调试方法。一般需说明是验证型实验还是设计型实验,是创新型实验还是综合型实验。
这是实验报告极其重要的内容。要抓住重点,可以从理论和实践两个方面考虑。这部分要写明依据何种原理、定律算法、或操作方法进行实验。详细理论计算过程。
(七)实验环境和器材。
实验用的软硬件环境(配置和器材)。
只写主要操作步骤,不要照抄实习指导,要简明扼要。还应该画出实验流程图(实验装置的结构示意图),再配以相应的文字说明,这样既可以节省许多文字说明,又能使实验报告简明扼要,清楚明白。
(九)实验结果。
实验现象的描述,实验数据的处理等。原始资料应附在本次实验主要操作者的实验报告上,同组的合作者要复制原始资料。
对于实验结果的表述,一般有三种方法:。
文字叙述:。
1.根据实验目的将原始资料系统化、条理化,用准确的专业术语客观地描述实验现象和结果,要有时间顺序以及各项指标在时间上的关系。
2.图表:用表格或坐标图的方式使实验结果突出、清晰,便于相互比较,尤其适合于分组较多,且各组观察指标一致的实验,使组间异同一目了然。每一图表应有表目和计量单位,应说明一定的中心问题。
3.曲线图应用记录仪器描记出的曲线图,这些指标的变化趋势形象生动、直观明了。
在实验报告中,可任选其中一种或几种方法并用,以获得最佳效果。
(十)讨论。
根据相关的理论知识对所得到的实验结果进行解释和分析。如果所得到的实验结果和预期的结果一致,那么它可以验证什么理论?实验结果有什么意义?说明了什么问题?这些是实验报告应该讨论的。但是,不能用已知的理论或生活经验硬套在实验结果上;更不能由于所得到的实验结果与预期的结果或理论不符而随意取舍甚至修改实验结果,这时应该分析其异常的可能原因。如果本次实验失败了,应找出失败的原因及以后实验应注意的事项。不要简单地复述课本上的理论而缺乏自己主动思考的内容。
另外,也可以写一些本次实验的心得以及提出一些问题或建议等。
(十一)结论。
结论不是具体实验结果的再次罗列,也不是对今后研究的展望,而是针对这一实验所能验证的概念、原则或理论的简明总结,是从实验结果中归纳出的一般性、概括性的判断,要简练、准确、严谨、客观。
(十二)鸣谢(可略)。
在实验中受到他人的帮助,在报告中以简单语言感谢.
(十三)参考资料。
实验名称【】静电跳球。
实验目的【】观察静电力。
实验器材【】韦氏起电机,静电跳球装置(如图)。
实验原理、操作及现象【】。
将两极板分别与静电起电机相连接,顺时针摇动起电机,使两极板分别带正、负电荷,这时小金属球也带有与下板同号的电荷。同号电荷相斥,异号电荷相吸,小球受下极板的排斥和上极板的吸引,跃向上极板,与之接触后,小球所带的电荷被中和反而带上与上极板相同的电荷,于是又被排向下极板。如此周而复始,于是可观察到球在容器内上下跳动。当两极板电荷被中和时,小球随之停止跳动。
注意事项【】。
1.摇动起电机时应由慢到快,并且不宜过快;摇转停止时亦需慢慢进行,可松开手柄靠摩擦力使其自然减慢。
2.在摇动起电机时,起电机手柄均带电且高速摇动时电压高达数万伏,切不可用手机或身体其他位置接触,不然会有火花放电,引起触电。
静电跳球中小学科学探究实验室仪器模型设备实验目的:
1、探究静电作用力的现象及原理。
2、研究能量间的转化过程。实验器材:圆铝板2个、圆形有机玻璃筒、静电导体球(由铝膜做成)若干。提出问题:在以前的实验中,我们对电场以及静电的作用力已经有所了解。那么,在两块极板间,由铝箔做成的小球真能克服重力上蹦下跳吗?猜想与假设:在强电场的作用下,由铝箔做成的小球能够克服重力而上下跳动。
实验过程:
1、在两圆铝板间放一有机玻璃环,里面放了一些静电导体球,当接通高压直流电源后观察静电导体球的运动情况。
2、增大两极板间的电压,观察现象。
3、实验完毕要及时关闭电源,必须用接地线分别接触两极板进行放电。
探究问题:
1、仪器内的小球为什么会跳起来?
2、静电导体球实际在做什么工作?
注意事项:
1、接好电路后,再调整两根输出导线之间的距离至少离开10厘米。太近时会击穿空气而打火。
物理实验教学论文
摘要:物理学是一门以实验为基础的自然学科,实验教学能使学生有效地掌握物理基础知识,有助于培养学生的动手能力和科学态度。在物理实验教学中设置矛盾情境,激发学生学习物理的兴趣和探究的欲望,学生在解决矛盾的过程中,认知水平和表达能力将得到提高。
伽利略曾说过“一切规律都是从观察和实验中得来的”,物理课程标准中指出科学探究及物理实验能力要求,全国卷高考物理实验部分约占15%,充分显示了实验的重要性。物理实验作为物理教学的重要手段,在物理教学中的地位和作用可见一斑。如何提高物理实验课堂教学的有效性?方法各有不同,本文从矛盾情境设置方面进行剖析,充分利用学生的认知冲突,通过激化矛盾,引发学生的思维冲突,从而打破低级的平衡。此时,学生的思维看似受到阻滞,其实是在进行思考和交锋,一旦有所突破,必然达到高层次的课堂和谐境界。以下从几个例子进行剖析。
在这一探究实验中,设计让学生在水平长木板上用弹簧测力计拉动同一个长方体木块,分别以大小不同的表面做匀速直线运动,学生得出滑动摩擦力大小与接触面的大小无关的结论后,突然有一小组学生提出相反的结论,说他们用木块不同大小的表面作为接触面,结果弹簧测力计的.示数并不相同,说明滑动摩擦力大小也不同。其实这正是课前有意设置的矛盾情境,在课前准备实验器材时,教师特意让这小组同学的长方体木块六个表面的粗糙程度不相同。教师首先肯定了这组同学实事求是的科学态度,并鼓励同学们积极地寻找原因,就这样,一石激起千层浪,课堂气氛立即活跃起来,在教师有序引导下,同学们开始了热烈的研究和讨论,最终发现了问题所在。
测量电源的电动势和内阻实验可以有两种测量方法:实验课堂中让两大组学生用图甲方法测量,另外两大组同学用图乙方法测量,得到实验数据后用图像u-i进行处理,结果用图甲的有相同结果的小组,也有不同结果的小组;用图乙的也得到类似的结果。这给学生剧烈的矛盾冲突,此时教师再指出哪组用的新电池,哪组用的是旧电池,同时引导学生从实验原理方面对图甲、图乙进行分析,得到使用不同方法的误差分析。当然本课也可以不提供实验原理图,只提供实验仪器,让学生自主设计实验,这样结果更是“五花八门”,然后巧妙地引导学生进行分析,这样设计对学生要求更高。在物理实验课堂中教师可根据教学对象的实际能力、知识水平、学习状态,巧妙地创设不同难度层次的矛盾情境,使学生对教学内容产生好奇、困惑、矛盾的心理,唤起他们探求和解决问题的动机和行为,使学生针对问题开展积极主动、紧张活泼的思维活动,促进学生认知结构进一步有机化,从而优化物理课堂。
例如,在教学《楞次定律》时,教师可以设计对比演示实验使学生感悟楞次定律的内容。让磁体在铝管中(用两根铝管对比,一根是完好的,另一根在管壁割开一条豁口,使管中不能产生感应电流)下落。演示实验时,让豁口背向学生,学生可以看到,有一铝管中的磁体下落要缓慢得多,然后再把豁口面向学生重复实验。设置的矛盾情境和问题,能够很好地唤起学生的无意注意,使学生产生强烈的探究欲望,为后续楞次定律的学习提供了素材和心理基础。又比如,在教学《变压器》时,教师可以给学生表演一个魔术,小灯泡不接电源,也可以让灯泡发光。在教学变压器输入电压过程中,教师还可以用直流电作为输入电压,让学生观察开关闭合、断开情况,因电流较小,注意把小灯泡改成灵敏电流计。这样学生在学习中不断发现矛盾问题,在探究中解决问题,在比较愉快的氛围下接受知识。中学生的理解能力是有限的,教师借助课堂演示实验把规律的形成过程、思维过程充分展示给学生,一定能取得良好的教学效果。总之,在物理实验教学中,教师要多设计矛盾情境,让学生动手、动脑、动口,多观察实验现象。对同一问题,教师应要求学生善于全方位、广角度、多途径去分析思考,从而发展学生的形象思维与求异思维,培养学生的创新能力,使学生逐步实现由学会到会学的转变,使高中物理实验教学向着有效性的方向发展。当然物理实验教学中设置矛盾情境的情况不仅限于以上几个方面,教师要善于把握教材的知识形成脉络,注重学生思维形成的渐进过程。不同的学生个体,个体体验不同,获得的教学效果也不尽相同。这就要求我们物理教师要多钻研教材,熟悉学情,在教学过程中富有智慧,富有个性,善于学习,善于总结,不断提高教学技能。
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初中物理实验论文范文初中物理实验论文字
一般来说,演示实验在物理教学中的主要作用有课堂导入、激发兴趣、知识验证、情景再现、学习引导等,通过教师的演示、引导和学生的观察,最后共同得到正确的物理知识,整个过程教师是主体,学生是配角,它对学生的观察能力的培养、基本技能的掌握有一定的效果,但对学生的能力培养有明显的不足。探究实验参与的主体是学生,在整个实验过程中,都有学生的感官、思维的参与,全方位调动学生的积极性,对学生的观察能力、动手能力、思维能力都有极好的培养效果,其效果远大于演示实验。因此,在整个物理实验教学中,应把演示实验放在配角地位,把学生探究实验放到主角位置上。
二、尽可能地把课本中图片内容改为学生体验性实验。
八、九年级学生年龄大都在14-15岁,他们具有好动、好奇且喜欢亲身体验的本性,把课本中图片内容改为学生体验性实验符合他们的心理特征和认识规律,图片展示和体验性实验对学生学习掌握、理解物理概念规律、能力发展起着不同的作用,两者虽都为感性认识,但后者比前者更直接,感受也更深,记忆理解也更深刻,因而根据实验条件和学生情况,将图片内容改为学生体验性实验是学生掌握知识、加深理解、发展能力的一个重要的手段。
三、改造拓展课本内的探究性实验。
课本中安排的实验因受到学生的知识水平的限制,往往都只限于“就事论事”,没把隐藏在实验中丰富的物理知识完全展现出来。如果对这些实验进行改造、拓展,可以收到意想不到的效果。1.对知识的承启作用。如在学完滑动变阻器后,将伏安法测电阻实验中的改变电池节数来改变电流和电压,改为用滑动变阻器来改变电流和电压,既复习巩固了滑动变阻器在电路中的作用这部分知识点,又加深了这部分知识的理解,开阔了他们的思维,对后面的测小灯泡功率实验起到了承上启下的作用。2.对知识面的拓展。如在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”时,增加一个同样形状同样光滑的橡胶块,就可探究滑动摩擦力大小与材料、接触面积大小是否有关;在探究“凸透镜成像”时,当在光屏上得到清晰的像后,在蜡烛这边能否看到另一个像,这像是怎么产生的?等等,这些知识面的拓展,不仅能克服学生由于错误的生活“经验”造成对物理知识的误解,还能巩固和提高学生探究问题、解决问题的能力。3.增加实验的趣味性。初中生最不喜欢重复老师做过的实验、验证性实验和日常常见的物理现象。如将这些实验改为探索性实验,把一些常见的物理现象改为不常见的类似的实验,就能最大限度地提高学生学习物理的积极性,提高物理课教学的趣味性。
四、加大培养学生实验设计能力,树立科学的研究态度。
实验设计是物理教学中提高学生能力最综合、有效的方法之一,学生自己设计实验,既有利于他们运用知识,又有利于培养他们逻辑思维能力和创造思维能力。实验设计可分为实验理论验证设计和应用产品设计两大类:1.实验理论验证设计,指的是学生根据已有的知识和现有的条件(器材)设计一套科学的实验方案,采用控制变量、等量替代等科学方法对自己的猜想、疑问进行验证与推翻,实现自我答疑,在不断的设计、完善、推翻过程中完成知识和能力的螺旋式升华。只要教师有足够的准备,完全可以大胆让学生自己独立设计课本中的每个实验,学生的能力就在设计中不知不觉中培养起来。2.应用产品设计,指的是学生通过设计,把所学的知识转化为生活生产的工具,达到学以致用的目的。如在学完电磁铁后,可让他们设计一个自动控制电路。许多学生都完成了任务,设计出自动报警装置、火灾自动报警装置、防盗报警装置等等,充分体现了他们的创造思维能力。
总之,我们物理教师在物理实验中应大胆创新,积极改革,把能力培养放在素质教育的首位,为学生的终身发展奠定基础。
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初中物理实验论文范文初中物理实验论文字
摘要:初中物理学科是一门实验性很强的学科,因此在初中物理教学过程中要主要合理利用实验教学法来对所学知识进行巩固和加深。很多教学方法的误区是很容易将学生引入一个错误的学习方式的,因此,在进行实践教学的过程中,教师要加强对于学生实践能力的培养和对于理论知识的合理引用。针对学生的具体实践情况来分层对学生进行系统化科学化的教学,这样的教学策略对于学生综合素质水平是有很高的提升的。本文将针对一些初中物理教学的实验教学具体方面来进行一些自己的阐述,希望对于初中物理学科的教学工作有所帮助。
物理的许多基础知识是基于实验开展的,因此通过实验的教学方法来让学生对于基础知识有更好的理解是一种科学有效的教学方法。物理实验室很考验学生对于新事物的掌握和理解能力的,一些物理知识发展能力的综合水平测试手段都是通过实践步骤来完成的。因此,教师在对于学生的观察能力,思考能力,动手实践能力进行考察测评的时候,也要采取一些灵活有效的'教学方法来强化实验教学的积极作用,充分发挥实验教学在推动物理知识应用,提高物理教师质量和效率的积极作用。
一、突出实用性。
物理教育的很多用处都体现生活方面,因此实用性是很关键的。在调动学生参与物理实践教学的过程中,培养学生积极性很重要。因为实用,所以才要加强学生对于实验学习的理解,每个学生探索实践的过程都是他们思考能力显著提升的过程,因此,在对一些具体的实践分析问题进行讲解和解答时,要以合作交流,辩证分析为前提,加强学生对于提高动手操作能力,观察事物变化并且进行具体独立思考分析的过程是对于提升学生科学素养,养成良好的学习习惯很重要而关键的部分。许多教学单从学习知识的角度看,对于学生学习水平的提高,起着很关键的作用。但是在实用性角度出发就显得相形见绌,因此重视培养学生对于实用性的掌握能力是物理教学中最基本的教学活动形式。例如,在讲解伽利略观察教堂里吊灯摆动从而发现了单摆振动的规律课堂内容时可以结合牛顿由于观察苹果落地而发明万有引力定律,奥斯特因细心观察而发现了电流的磁效应等一些生活中善于发现的实例给予阐述,让学生加深理解。
在教材上设定的实验案例是教学过程中必要的组成部分,但是一些针对其他教材内容而开展的实验就没有能够引起老师的合理重视,这样一来,许多教材内容只能通过教师自己的口头讲解来进行分析,学生也只是对于知识进行复制和吸收。这在一定程度上是很容易造成学生学习效率低下,没有学习兴趣的很大原因,因此要想法设法的让学生可以自己动手做实验所需要材料,然后根据课本内容自己制作教具,这样一下,学生的动手实践能力可以得到显著的提升。例如:在学习压强这节内容时,我会让每位学生都用圆规和橡皮泥做压强实验:圆规的尖端可以放在橡皮泥上和平放在橡皮泥上,这样一下可以明显得到一些印记深度不一样的实验结果,这就说明压强与受力面积有关;这样虽然很简单但是却很实用的实验教学对于学生实验学习时很有帮助的,而且在实验教学中所取得的教学效果也是很明显的。
三、将实验向日常生活延伸。
学生的课外实验和小制作,是锻造学生的动手能力和对于知识的理解的能力的有效方法,让学生自己观察自己所设计实验的一些现场和结果可以让教材内容跟进变得更加轻松容易。而且课堂气氛会十分活跃,很多学生在不同层次的知识基础上所进行的集体性活动是很有影响的。尤其是叫教学内容与日常的生活实践想联系,那么教学和学习都会有所裨益。例如学习能的转化,对物体做功物体内能增加,课堂实验效果不明显,教师就可以让学生在课下利用课余实践观察做机械铁门时刚才所出现的火花,从而在这种课外研究的过程中能够有自己的理解。同时,在寻求和课外生活联系时寻找好延伸点,做到课内、课外实验相衔接。同时,一些实验内容和实验任务的安排是要有一定层次的,要根据学生具体的情况,让每个学生都有操作机会前提下,对于学生进行合理的分组,然后教师对于一些存在难度的步骤进行讲解督导,及时对于研究成果做一定的总结和回报,这样一来,学生就会知道自己的基本情况,从而在接下来的学习过程中不断的充实自己,增加自己长处,对于短板有自己的训练和研究。
四、加强对学生探究性实验能力和创新意识。
例如,我们可以在教学过程中的教材所需实验材料让每位学生都能够有自己的理解从而有所创造和发明,相信利用自己的实验材料进行实验学习的过程会给他们的学习过程留下很深刻的影响。
五、总结。
在初中物理的实验教学中,每个教师都要利用自己的教学经验进行实践教学的具体分析和谈及,并且最终形成一个科学有效的实验发明,发散学生思维,创造自己的创新实践能力提升,对于实验教学的理解程度加深等都可以在物理实验教学中有所表现。总体来说,就是要用积极有效的引导手段提升学生综合实践能力,为以后的学习工作奠基。
参考文献:
[1]司金涛.初中物理高效课堂教学的构建与应用[j].时代教育,2014,(18).
[2]陆伟明.初中物理高效课堂模式新思考[j].考试周刊,2014,(40).
物理实验教学论文
笔者建议上级教育装备部门顶层设计、出台政策,确保实验教学经费投入足额到位;指导地方引进先进的教育装备,明确规定将实验教学作为考核学校的依据,将学生实验考试成绩计入升学成绩,明确规定学校实验教师名称、编制、工作量标准,明确规定实验教师单列评聘职称与定期培训学习和考试;明确规定实验室的使用和实验课的开设,将实验考试纳入升学考核范畴。
2、转变观念,突出管理,加强实验教师队伍建设。
一是要加强对定编的专业实验教师定期培训,将实验教师队伍的培训工作提高到“国家创新人才培养工程”的层面上来认识,有计划地让实验教师参观学习,进行长期或短期培训,组织学习实验室建设以及管理方面的好经验。对实验教师之间的内部交流学习加以重视,在教学中发现问题的`所在,对实验教学方法进行持续更新,在教学过程中不断发现问题,不断提升自身业务素质。二是要有效建立激励机制。保证工作量评价以及保证相关的职称评聘,对在实验教学中表现突出、有创新精神的人员要及时给予奖励表彰,对于实验室管理教师的工作也要给予合理评价和充分肯定。三是要有效建立督促机制。对实验教学的监督工作要加强,同时加强实验教学以及实验室工作的常规检查评比,全面科学地评价实验教师的工作情况。对于实验教师队伍要优胜劣汰,促进实验教师队伍建设。
3、优化实验教学模式,培养学生的实验操作能力和创新精神。
现在多数学校实验教学使用模仿式,也就是简单对知识进行巩固以及学习技能,该学习方式不利于培养学生的独立性和主体性以及创造性。我们必须改革、完善现有的实验教学模式,实现以下方面的转变。一是使学生积极参与到实验中来,发挥学生在教学中的主体作用。让学生参与实验的准备、计划的制定,加深学生对实验过程的了解、实验现象和结果的理解,使学生变“要我做实验”为“我要做实验”,其能力得到充分发展。二是不应只重实验结果,更应看重实验过程。在实验过程中,手、脑的结合可使学生在掌握知识、方法、技能的同时,得到态度、意识、能力的培养,使学生获得综合性、协调性的发展。三是教师应从监管者变为引导者。教师应指导学生实验,解答学生在实验中遇到的困惑,而不是只监督学生是否讲话、是否按规定的步骤操作、是否损坏了东西等。四是用先进技术装备来完善实验教学和拓宽学生视野,培养学生适应信息化时代的要求。
总之,随着教学改革的深入发展,只要认真落实物理实验教学改革的措施,通过各级学校领导、教育研究工作者和广大物理教师的共同努力,中学物理实验教学改革一定会大步向前迈进,实验教学的现状将会大为改观,实验教学将会实现新的飞跃。
初中物理实验论文
物理实验教学中要在科学探究中将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从而使学生由被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。一.让学生多动手做实验。
学习最根本的途径是学习者自己的活动,把这一原则应用于教学过程,就应该放手让学生动手动脑探索万物,通过活动及其协调,逐步形成、发展和丰富自己的认知结构。物理实验教学作为一种基本活动形式,应当努力通过动手做的实践活动,突出实验教学的实践性。1.要开拓实验的范围。众所周知,演示实验在物理实验中占有“绝对多数”的比例。而这些演示实验习惯上都是由教师在讲台上给学生看,学生通常没有动手的机会。由此导致学生动手机会显著偏少,动手能力普遍不高。因而我们有必要相方设法将尝示实验扩展到学生自己动手实验。可以把演示实验通过改进、改组和改造等方法适合于学生自己去实验。如:将一引起演示实验改为师生合作实验或共同实验,创造条件将一引起演示实验改为分组实验或者将一些演示实验在课堂正常安排的情况下,改为课外实验或家庭实验。
2.增加实验时间:将主要在课上实验的时间向课外延伸。由于课外活动的时间比较充裕,形式上可灵活多样,并照顾到学生兴趣爱好等特点,有针对性,通过实验操作加强动手能力的培养。结合教材中安排的小制作、小实验,让学生课下去做,然后同学间进行殿评,使不同层次的学生都能在自主的气氛中积极自由动手,动脑。二.注重思考。
由于物理实验是以充分调动学生的各种感官为前提的一个综合学习过程,因而必须通过有效的刺激,去强化实验教学的启发性,努力使实验过程中出现实验现象或实验结果能够激励学生进行深入的思考。物理实验对被动接受间接经验为主的学习者来说,其本身就具有一定的新颖性和味性,加上物理实验本身就具有较强的启发性,新颖、意想不到的现象会吸引和诱导学生在进行认真观察、操作的同时,积极去“深省”和“回味”。但学生实验中有一大部分是测量性和验证性的实验,为了防止学生在实验中会懒于思考或不求甚解,满足于简单机械操作的倾向,需要教师在增强实验过程的启发方面动脑筋。三.加强实验教学的探索和创新。
教学的过程就是教无疑者有疑,教有疑者无疑的过程。在物理实验教学中,教师要不失时机地设疑,造就强烈的问题情境,进而引导学生通过实验进行积极的探索活动,促进手脑结合和创新能力的培养。
为了强化实验教学的探索性,要鼓励学生对实验中可能出现的实验现象和实验结果进行预测和猜想,这样对培养学生的创新能力也是大有益处的,牛顿正是根据苹果落地现象猜想到,进而发现了万有引力。因此在实验教学中要让学生在预测和猜想基础上设计实验方案,选择实验器材,再用实验去验证,这样对学生创新能力的培养也是有积极作用的。
四.注重实验教学的主动性。
实验过程要给学生留有较充分的思维空间。充分发挥学生在实验过程中的主观能动性,调动学生思维的积极性、主动性。培养学生逐步形成独立引出实验步骤,独立选择实验器材,独立进行操作实验,独立设计记录表格,独立分析实验结果的能力,使学生能够独立地提出问题,尤其是能在别人看来没有问题或不能问题之处提出有些新意或有价值的问题,体现创新能力。
在实验教学中,学生运用形象思维在头脑中形成实验方案,需要通过实践的检验,才能判断是否可行,设计过程中的错误和缺陷也只有在实践中才能不断地修正,脑的活动不断纠正着手的失误,手的操作同时也不断修正脑的错误,手脑结合,相得益彰。因而物理实验教学中促进手脑的有机结合是物理实验的客观要求,又是培养适应经济时代的创新人才的要求。
物理实验教学论文
为了增强学生的实践操作能力,使教学效果更佳,教师可以让学生参与一些随堂演示实验。有些物理概念和定律,通过学生参与实验,让他们感知到这种现象的存在,变抽象为具体,变理论为实际。例如,在讲“力的相互作用”时,教师可以边讲边让学生做实验,每个学生发一个弹簧秤,让学生用手拉弹簧秤,学生会感觉到手的肌肉比较紧,此时此刻弹簧也发生了形变,这个时候弹簧不但受到手的拉力,手同时也受到弹簧的拉力,说明两物体之间的力是相互的,这样学生就切身感受到力的相互性。又如,在讲“两个相互作用力之间的大小关系”时,两个学生一组,一个学生用自己的弹簧秤钩住另一个学生的弹簧秤,然后用力拉,在逐渐改变力的大小的时候,观察两个弹簧秤上的示数,结果发现两个示数始终一样,并且两个力的方向相反,这样学生通过实验得出“牛顿第三定律”。这样的实验教学,能够充分调动学生的耳、目、手、脑,激发了学生的学习兴趣,有利于学生进行创造性研究,从而培养学生的创新能力。中学生的思维培养非常重要,教师应积极引导学生的思维特征由机械模仿向支持己见过渡。对于演示实验而言,大多是教师动手操作,学生观察,由于教师课前对实验充分准备,实验技能也相对来说比较熟练,得出的实验结果都较为理想。虽然这种方式能够让学生理解物理定律和物理概念,但无形中会让学生高度认可权威,缺乏思考能力和怀疑态度,不能更好地去探索和发现问题。若将演示实验变为学生参与的实验,由于学生的知识水平和操作技能良莠不齐,会出现多种实验结果,有的时候会与结论不符,这样学生就会怀疑高中物理教材的实验结论,学生会带着疑问继续做下去,直到实验成功为止。这也是学生对科学的探索过程,收获不仅仅是一个实验结论,而是一种内在的思维和能力的改善与提高,为将来的科学研究打下良好的基础。
运用实验进行自主的科学探究是分组实验教学的重要环节,学生在这个环节中应享有比一般课堂更大的自由度。为了实现有效的科学探究和培养学生的独立精神、创新精神、探究精神及实验能力,教师应根据实验的具体要求,就实验研究问题的假设与猜想、实验实施方案的制订与实施、实验结果的观察与记录等方面让学生准备实验。探索性实验最能培养学生的创新能力,教师应设法将一些验证性实验和测量性实验改为探索性实验。教材中的学生实验大部分是先知道规律,通过实验去验证规律或是利用规律去测量某一个物理量。若是让学生自己去想、去做,从而得到实验结果,学生才能有真正意义上的情感体验,才能有成就感,才能培养学生的创造性思维。例如,在研究“单摆的振动”时,让学生探索摆长与单摆周期的'关系以及单摆的周期与摆球质量的关系。这个实验仪器比较简单,容易操作。实验过程如下:取一个摆长约1m的单摆,在偏角很小的情况下,测出它振动一定次数所用的时间,算出单摆的周期;在偏角更小的情况下,同样测出单摆的周期,学生通过比较两次所测周期的大小,得出结论:单摆的周期跟单摆的振幅没有关系。改变单摆的摆长,让学生测出此单摆的周期,学生根据自己测得的实验数据可归纳出结论:摆长越长,单摆的周期越大。教师可说明单摆的周期与摆长的平方根成正比的关系,得出单摆的周期公式。让学生换用大小相同、质量不同的摆球,重做测定周期的实验,学生根据自己测得的实验数据可归纳出结论:单摆的周期与摆球的质量没有关系。这样,在教师的引导下,学生通过动手实验探索出物理规律,学生会产生一种成就感,从而提高学生的创造性思维能力。
高中生具有极强的求知欲和好奇心。将演示实验变为学生动手的探索性实验,为学生发现问题、运用知识和创造性解决问题提供条件,学生的创造性思维能力会得到培养,就能亲身体验到人类驾驭知识、运用知识、创造知识的自豪感。这种内在的情感体验,可激励学生再探索、再创造。
物理实验教学论文
捷克教育家夸美钮斯说:“智慧的开端当然不仅止在学习事物的名目,而在真正知觉事物的本身。”初中学生物理实验能力的获得主要依靠学生亲自参与实验。只要我们重视并加强了实验教学,给学生提供足够的参与机会,学生的实验能力应该能够不断提高,同时使知识结构更趋完善,科学素养得以提高。
然而,传统教育中的农村初中物理实验教学现状不容乐观,普遍还存在这样一些问题:观念落后、方法陈旧,停留于浅层次要求;注重实验操作,缺少实验探究,更谈不上创新,忽略科学态度、科学方法的培养;更有甚者受考试指挥棒影响,不重视实验,学生实验走过场,实验应有的功能大打折扣;少数学生缺少机会和懒动手脑、实验能力极差,这在近几年的实验考试中也有所体现。这与时代要求相距甚远,出现了有些顶尖学生“基础知识扎实,动手能力薄弱”的现象。
因此,针对我校(一所农村初级中学)实际,为加强实验教学,提高学生的实验能力,进行本课题研究是十分有意义的。
2.1农村初中物理实验能力的范畴主要包括:认知(认识仪器、了解一般用途)、操作(正确合理使用各种仪器及基本操作)、观察(观察实验现象,并能正确表达)、理解(理解所有的实验步骤及原理)、分析(分析实验现象,特别是分析意料之外的现象得出结论,要有较强逻辑推理能力)、创新〔还可以有哪些改进,还可以怎样实验(原理、装置、步骤)〕。
2.2本课题研究,主要是对本校物理实验教学作一些探讨和尝试,通过对物理实验目标的调整、内容的拓展、方法的更新等,能切实提高农村初中学生的物理实验能力,在此过程中,总结出物理实验教学的新模式。
2.3基本假设:(1)通过更新思想观念、强化技能训练、培养观察思维、引导探究创新、适度评价激励等措施、学生物理实验能力可以得到较大幅度的提高。(2)现有条件(包括时间、空间、物资等)经整合能基本满足加强实验教学的基本需要。
2.4研究方法和过程:
对本校初中物理实验教学现状及学生的实验学习心理作调查分析。对教材中各种实验仪器、每个实验目的要求、主要功能、步骤方法进行详细研究,根据农村初中学生的认知和心理发展水平及教改的发展方向,结合本课题研究,作适当的调整、拓展。设计提高学生实验能力的具体策略、措施、实施步骤、操作方法。
总结前一年实施情况,改进、完善设计方案,第二年再试,验证结论的正确性。
整理资料,总结经验,筛选有质量的实验个案4个,完成课题报告。
3.1调查并对学生物理实验现状的分析。
3.1.1测试问卷了解学生物理实验现状:
实验知识缺乏,学生只知其然,不知其所以然;只理论上认识仪器简单的应用,不会将物理仪器应用到实际中。在物理实验时,学生先知道结论,后进行实验,安排上教师演示实验在前,学生实验在后。在实验中出现异常现象,教师只知道“不成功”,没有深入分析原因。对实验中再生资源没有利用。严重缺乏探究精神,多的是好奇心,且难以持久。
3.2进行实践研究。
3.2.1落实物理实验的认知要求(培养观察能力与规范操作、正确表述的基本能力)。
物理实验能力的培养首先让学生正确、熟练地使用各种仪器进行简单物理实验,进行严格的基本操作技能训练,并随着课程的进展逐步加以巩固,这为以后正确应用实验方法获取知识,进行实验设计,探究创新打好基础。
如天平在初中物理中是一复杂而又精密仪器,上课时教师为每张桌上准备一架天平。
在介绍天平构造时先让学生对天平进行观察,然后请几个学生讲出观察结果(估计学生会有较大困难),这时教师可引导学生遵照顺序观察法,从上到下“刻度盘、指针、横梁、标尺、底座”、再观察横梁两端有“平衡螺母”、“托盘”。
在调节天平时教师必须强调并进行规范操作:1将天平放在水平桌面上,2将游码移到0刻度处,3调节平衡螺母(调节时观察指针指向及两托盘的高低得出:调节平衡螺母时应“左高左调,右高右调”,直到指针指在刻度盘中央)。
学生只有达到实验所需认知和操作两方面的要求,才可以为以后在实验方面的创新作准备。
3.2.2实验中充分体现学生的主体性,培养学生的探究精神。
学生是课堂的主人,也是探究教学的主体,我们在教学过程中应注意充分调动每一个学生的探究积极性、主动性,培养学生的探究精神和实践能力,全面实现新课程标准的规定目标和任务。
物理实验论文
摘要:大学物理实验是所有理工科学生在大学阶段必修的一门课程之一,他的作用不光是为了让学生更好的掌握理论知识,更是培养学生的动手能力和创造能力,也是学校培养人才的重要环节之一。笔者在本文通过分析现阶段我国各高校物理实验教学所存在的问题,提出了一些提高物理实验教学水平的建议,希望能在日后的教学中更好的培养学生的兴趣,让学生不但能够在有限的课堂时间内学到更多的物理知识,同时能让他们在课后自主探索。
关键词:大学物理实验;教学方法;动手能力。
从国家开始紧抓学生的素质教育以来,对于大学生教育更是提出了更高的要求,不但需要学校更新教学内容和机制,而且需要学校增加实验和动手课程,加强对于学生动手能力的培养,使得学生能够更好更灵活的掌握相关知识。与其他课程相比,大学物理实验是一门兼备实践性和应用性的课程,在生活中我们常常需要用到物理知识解决各种各样的问题。同时,大学物理实验也开启了理工科学生实践技能的大门。通过动手操作,学生不但能够更好的掌握书本上的知识,同时还能够提高学生的动手能力、创造能力、观察能力以及独立解决实际问题的能力。因此,提高物理教学水平对于提高学生素质来说是事半功倍。
1让学生成为课堂的主体,激发学生的主动性。
1.1珍惜课堂时间。
以往传统的教学方式往往是由老师讲解实验原理、实验步骤、相关实验仪器以及后续的数据处理方式。通常文字写了一黑板,甚至还会再演示一遍实验过程。这样一来,学生的操作就变成了对教师操作的复制,不加思考进行操作,得出了千篇一律的实验数据,实验课程的目的就从提高学生的动手和创新能力变成了单纯地完成实验任务。更有一些学生,在实验过程中应付了事,连机械的复制都没有做到,实验结束后对于刚刚使用的仪器、应用的原理都不能清晰准确地回答上来,还何谈提高能力?为了解决这一现状,教师应该在课堂上把握好授课的“黄金半小时”,通过自己生动形象的讲解,吸引学生的兴趣,让学生凭借自己对课本和刚才授课内容的理解,进行实际操作。想要达到这一效果,首先教师应该在课前认真备课,以吸引学生兴趣为出发点,积极查阅资料,以便能够在课堂上吸引学生的兴趣。同时,改变传统的灌输式的教学模式也是非常必要的改变。在以往的教学模式中,教师往往喧宾夺主,成为课堂的主体,学生被动的接受教师的灌输,失去了很多思考的机会。现在,教师要将学生作为课堂的主体,并且做大限度的调动学生的积极性,最大限度的激发学生的创新能力。与此同时,还能够培养学生发现问题、解决问题的能力。物理本身就是一门科学,科学有它有趣的一面,必然也有他枯燥的一面。当学生总是在学习的过程中碰壁并且又无法顺利的解决问题时,就容易对这门学科丧失兴趣。因此,教师在教学的过程中应该先将物理有趣的一面展现给学生。任何的物理原理以及物理实验都存在着其特有的历史背景,相关的物理学家也有其特有的性格特点,因此,在授课过程中应该先通过这些小故事,抓住学生的兴趣点,然后在引入知识点的时候就会更加容易,学生的接受程度也更好。
1.2步步设疑,让学生主动探索。
在传统的教学模式中,教师往往将知识知识讲解的过于透彻,学生可以不用费很大的力气就能理解其中的难点。但是在新型的教学方法中,教师在课堂上的讲授不要面面俱到,可以只对其中的重点部分进行讲解,比如实验原理、要求以及相关的注意事项,避免学生在实际操作过程中因为对仪器不了解而无法得出结论,甚至发生损坏仪器或者发生危险的现象。想要真正的让学生成为课堂上的主体,就要将课堂上更多的时间交还给学生,通过学生自己实际动手操作,发现其中的奥秘或者存在的问题。教师所扮演的角色应该是在学生发现问题后循循善诱,引导学生解决其中的问题,最大限度的发挥学生的自主能动性。
1.3正面鼓励往往会带来意想不到的效果。
学生在学习过程中,一定会遇到各种各样的问题,当学生解决了所遇到的问题后,教师不应该吝啬自己的赞扬,增强学生的自信心。这样会使学生更加愿意探索新鲜事物,我们常说的创新能力也就不难培养。另外,在学生遇到失败时,也要给予适当的鼓励,并且给予适当的指导帮助学生解决困难,让学生体会到解决问题带来的快乐和成就感。这样一来,不但能够提高学生发现问题和解决问题的能力,更是能够帮助学生建立自信心,达到自主探索的目的。
2改变传统的实验报告模式。
加以整理和汇总,变成书面材料。同时,通过实验报告,老师也能够较好的了解学生对于实验内容的掌握情况,对于不同学生的理解程度及时调整教学计划,也能够为学生的期末成绩进行打分和评价。但是,传统的实验报告只是简单的将实验名称、目的、仪器、原理以、实验结果以及误差分析机械的整理和罗列。过于格式化的实验报告带来了许多弊端。首先,每个学生都是存在很大差异的不同个体,格式化的。
实习报告。
无法让学生体现出其各自的特点和个性,也无法暴露出学生对于实验理解上的短板,一定程度上的失去了实验报告本身的意义。因此,加入更多个性化的想法和元素,也能提高学生对于学科的喜爱和积极性。结束语想要从根本上改变大学物理实验现有的教学方法和教学模式是一个非常漫长的过程,也是一个非常艰巨的任务,作为教育工作者,我们需要不断更新授课的内容和授课方法,将学生作为课堂上的主人翁作为根本原则,在改变课堂地位的同时,准确客观的对学生的学习水平进行评价,同时也为学生搭建一个拓展创造性和思维的平台,将素质教育真正的落到实处。
作者:唐茂勇徐建萍迟建卫高兆辉汪彦军单位:大连海洋大学。
参考文献。
[5]邵明辉,黄继阳,陈小艺等.大学物理实验课程的教学反思[j].科技创新导报,2011(1):161.