物理实验教学论文范文(16篇)

时间:2023-12-08 17:13:45 作者:薇儿

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浅谈物理演示实验教学论文

大学物理实验课是一门重要的素质教育课程。把具有海量存储、精确计算、快速反应、逼真模拟、智能交互等优点的计算机引入实验教学及管理之中,是实验教学及管理改革和升级素质教育的重要内容。计算机所具有的明显优势,使得它在物理实验教学及管理中有着广泛的应用。

1.1绪论课的计算机辅助教学。

物理实验绪论课内容包括:误差理论、实验数据处理、物理实验基本测量方法和基本调整技术。该绪论课内容繁多,学时较少,用传统的粉笔、黑板难以表达得形象、具体。而利用计算机辅助绪论课教学,老师可通过制作的绪论课电子教案和多媒体课件,以文字、图表、图片、动画、声音等集成的方式向学生清晰展示课堂内容,使学生不再觉得抽象和单调。利用计算机辅助绪论课教学,大大提高了授课效率,因而老师还可以增加诸如物理学史、著名物理学家、著名物理实验等小专题的介绍,这样既开阔了学生的视野,又激发了学生的学习热情,使授课质量显著提高。

1.2计算机辅助实验。

计算机辅助实验是指在实验中利用计算机辅助进行数据采集、数据处理、结果显示等。比如,在光学综合实验中,传统的实验方法只是定地在屏幕上观察光的单缝、双缝、光栅衍射的图像,无法得到光强分布。而利用ccd作为接收器件,用计算机实时采集、处理干涉及衍射光强分布的实验数据,在计算机屏幕上实时显示出光强的分布,使实验更加直观具体,对学生具有强烈的吸引力。其它如氢原子光谱、验证相对论动量一动能关系等实验,也是实现计算机辅助实验的范例。在教学实践中,利用计算机及相关器件对传统实验进行改造,也是实现计算机辅助实验的重要途径。

1.3计算机数值模拟实验。

计算机数值模拟实验是在计算机中进行的实验,它是利用计算机对实验对象的数学模型进行数值模拟实验,以求得对实物原型系统规律性认识的一种实验方法。如色散的研究、光的多普勒效应等,都可通过计算机数值模拟实验来实现。在实验教学中,可选择适当难度的系统或模型作为研究实例,让学生通过建立物理模型,确立模型求解的初值、边值条件和求解方法,编写程序在计算机上实现数值求解,达到掌握计算机数值模拟实验基本方法的目的。

1.4多媒体演示实验。

在实验教学中,利用多媒体进行实验的演示,是计算机辅助教学的重要内容。利用多媒体可以演示仪器的操作、实验的过程和实验的结果等,还可以在实验演示之前和之后,以多媒体交互的方式充分展示实验的背景资料、实验原理、仪器分析、测量方法、数据处理、问题分析、实验报告等内容。特别地,对于一些复杂的实验,实验室不具备实验的条件,多媒体演示实验则可以弥补仪器设备的不足。

1.5多媒体虚拟实验。

多媒体虚拟实验的实现要应用虚拟现实技术。简单地说,虚拟现实技术是指通过多媒体技术展示的立体信息传播技术。它以高性能计算机为内核和驱动,结合传感器技术、光电子技术,并利用人们认知心理等组合创建出虚拟环境系统,人们可以沉浸于其中,并与之交互作用。仿真性、交互性、人工性和沉浸性是虚拟现实的主要特征。

虚拟实验技术追求的是要创造一种虚拟的“真实性”,因此虚拟现实技术的应用使多媒体虚拟实验不再是一个理想化的过程。多媒体虚拟实验运用逼真的声像技术反映实验对象及其过程,用强大的数据处理能力分析实验过程的数量关系,最后用直观的形式将实验结果展现出来,如偏振光研究的多媒体虚拟实验。

多媒体演示实验是一种“定性”的计算机模拟实验,而多媒体虚拟实验则可以说是一种“定量”的计算机模拟实验。多媒体虚拟实验是一种高度仿真的计算机模拟实验。飞行训练模拟器就是一个最好的应用。

物理实验教学管理主要包括对实验设备、实验室工作人员、学生信息、学生实验成绩等信息的管理。依靠开发的软件系统,利用计算机可以很方便地对这些项目进行管理。

2.1实验设备管理。

对实验设备进行管理需要掌握各种仪器的使用状况、数量、价格、存放地点及实验设备的资产总值,及时记录仪器借出、归还、增添、淘汰等情况。实验设备实现了计算机管理,就可以随机查询各项统计工作,准确无误地完成上报任务;并且能方便、全面地把握各仪器设备的配置状况,为制定仪器设备规划和年度计划、合理分配设备费和材料费提供依据。

2.2实验室工作人员管理。

学生信息以学生的基本情况为主,另外还可包括学生实验课表现以及借用或损坏实验室仪器的情况等。2.4学生实验成绩管理老师对学生的各个实验成绩进行及时的评定并输入计算机,期末进行成绩统计并上报教务部门。

3.实验教学及管理的网络化。

物理实验的计算机辅助教学及管理网络化,是紧跟时代步伐实现教学现代化的一个重要途径。建立物理实验教学及管理网站,学生利用校园网就可以对实验教学内容进行课前预习和课后复习,使教学内容在时间和空间上得到延伸。针对实验教学内容,学生和老师还可以在网上进行充分的探讨与交流。这样的网络化是物理实验教学及管理的一种新模式。

工科大学物理实验教学论文

1.不断开放实验教学仪器和设备,增强学生的实践能力。

随着当代物理科学的进展,实验测量设备及技术有了明显的改进,因此,在大学物理课堂中,需持续地丰富实验教学内容、及时更新测量设备、完善测量手段和方略,为物理实验教学的顺利开展奠定稳固的硬件基础。为能让实验教学跟得上当代物理科学发展的潮流,教师要不断地更新实验内容,把一些验证性实验变换为自选或自学内容,并加大探究性实验的比重。与此同时,不少实验可借由电子计算机变革陈旧的实验方式,并时刻增强实验测量的速度及精确度。把这一系列实验教学系统的基本原理及整体框架告知学生,使其经由实际的操作、测量及观察深切地领悟到当代物理科学的魅力,并激发学生们对物理实验奥秘的探究欲望,同时,有助于提高学生的综合实践能力。另外,实验内容的改进需与经典相结合,例如,牛顿环、杨氏模量等实验均能运用ccd成像系统替代目前的观察系统,然而,经典的光杠杆法还需进一步研究。

2.培养学生善于从实验中提出、发现问题的能力。

在物理实验中,问题的发现至关重要,在实验教学中,学生们通过在实验操作中发现问题,手脑并用,不断地在实验中尝试、验证,通过教师适度地引导和激励,让学生在实验中不断地变换实验条件,并严密地查看实验现象,最终提出问题。除此以外,学生们还能从实验指导书中提炼信息,进而发现问题。需强调的`是,学生操作实验后所得到的实验结果难免与预期结果有所差异,在这种情况下,教师要仔细检查学生每一环节的操作步骤有无失当,使其在锲而不舍的探究中培养提出问题及发现问题的能力。

3.培养学生结合实验分析问题的能力。

分析问题是实验教学的有机组成部分,对实验现象的科学、合理分析是开启物理科学殿堂的金钥匙。分析问题旨在用理论指导实验,通常,分析问题可采取以下两种办法:定量分析及定性分析。教师要在实验教学中选取若干有代表性的问题和学生共同探讨、分析,在分析问题的同时,教师要扮演组织者和引领者,培养学生自主分析实验问题的能力,在分析的过程中,全体学生会提出多种答案,面对这种情况,教师要悉心听取学生在分析问题时的思考过程,并留意其出发点,肯定和鼓励每位学生的独立思考精神及探究意识,久而久之,学生们便能形成在物理理论的指导下独立分析问题的基本能力。例如,在分析探讨rlc串联谐振实验中,对于电路品质因数q,存在实验测量值与理论计算值之间的偏差,在电磁学理论的引导下,分析lc的损耗总电阻对电路品质因数测定数值的影响,并将其高频及低频时的影响状况分别开展定量分析,依照定量分析的最终结果,正式决定影响能否修复或忽略。

4.巧妙运用多媒体设备,优化教材结构,注重对实验的探究。

现如今,多媒体以其图文并茂、视听结合的优势特征被广大物理课堂所应用,变革课堂体系,以经典实验为基础,创建多层次的物理教学模式,已经成为实验教学变革的大势所趋。为此,教师需不失时机地引入多媒体教学设备,并不断地优化教材结构,以多媒体辅助实验教学,帮助学生理解实验现象,降低实验理解的难度,将实验步骤分解,努力破除过往物理教学中“力-热-光-电-声”的纵式组织结构,在确保广大学生掌握实验技巧的前提下,果断地忽略掉教材中内容陈旧的实验,抓住实验教学的关键点,将实验与物理教学内容加以有效衔接,逐步地增设设计性实验及综合性实验。具体做法:首先,要结合大学物理实验教学的规范要求,精选传统实验,保留对提高实验操作能力有帮助的经典实验,忽略掉一些价值较低的实验;其次,逐步增设设计性实验及综合性实验的比重及难度,以此培养学生的创新思维及探究能力,通过学生对实验的自行设计,使其充分体会到实验成败的经验教训,不断地激发实验训练的热情,提高综合素养;最后,不但要削减实验成本,还需强化多媒体辅助设计、采集数据及操作管理等知识的有效渗透及实践。大学物理实验教学更加强调学生自主探究的精神,但是在高中时期,教师在指导物理实验时,出现主动点拨频率较高的状况。为此,教师在指导实验时,需树立以学生为本的基本理念,从预习、调试及操作等每个步骤环节均由学生独立完成,学生在完成实验后,可借由多媒体动态影像,还原实验正确的操作经过,使学生们第一时间得知自身实验设计及操作中的问题与失误,进而及时加以纠正。

二、结语。

在大学物理实验教学中,要培养学生的创新能力,需不断地为学生创造独立发现和分析问题、自由操作实验的机会,引领学生在探究式实验教学模式中提高创新能力,拓宽物理思维。

高中物理实验的教学论文

摘要:在新课改要求下,实验教学的地位和作用显得越来越突出。

物理学是一门以实验为基础的自然科学,实验教学在物理教学中举足轻重,占有不可取代的地位。

它是一种激发学生学习兴趣,提高学习积极性,提高学生动手能力,培养学生严谨、求实的工作作风,提高物理课堂教学效率的教学手段。

物理学作为一门自然科学学科,它以实验作为检验其的理论正确性,物理概念和定律,是通过反复的实验发现的。

这样就能激发学生的学习兴趣,提高其学习积极性,有助于学生对物理知识的理解和掌握,同时能开拓学生思路,锻炼学生的独立观察能力。

演示实验教学是指教师借助实验设备和材料、影像资料、数字化媒体把教学中复杂、抽象的理论定律、原理通过实验演示给学生,从而把复杂的定律简明化、把抽象的原理形象化,帮助学生对定律、原理的理解和掌握。

通过演示实验教学可以提高学生的学习兴趣,有助于提高学生的观察能力,锻炼学生的思维能力。

(1)明确目的、充分准备演示实验演示实验教学是向学生展示原理、传授知识的教学方法,学生能通过演示实验直观地了解和掌握所学知识。

所以,教师事前做充分准备,认真备课,了解教学内容,对仪器设备、实验材料要仔细检查,以保证实验的安全和实验良好的效果,明确哪些实验是教材和大纲中规定的演示实验,哪些是可以适当补充的有助于学生学习和掌握教学内容的小实验。

使教师精心设计的演示实验能准确的反应教学内容的原理,以提高教学效果。

(2)动作标准,操作规范演示实验教学能充分发挥教师在物理实验教学中的主导作用,其目的是激发学生的求知欲、帮助学生建立概念和认知规律、锻炼其观察和思维能力、提供示范锻炼实验操作技能。

因此,教师要在操作方法、操作顺序及仪器使用等方面动作标准、规范操作。

在实验开始前,教师要对实验的目的和要求、实验原理、所用仪器设备及正确使用、实验的操作过程等,作必要的说明或演示,以增强实验的目的性,增加实验演示效果,要起到好的教学效果。

拆卸时先断电源,后拆线路;线路要整齐标准,正负极导线、零线火线区分开,主辅电路区分开。

总之,演示实验时教师的一举一动都会对学生产生较大的影响,并且有些实验带有一定的危险性,如不规范操作将会引起严重的后果,所以,教师操作的规范性,是使学生养成认真规范、严谨求实的良好学习习惯,也是完成实验教学目的的前提。

(3)运用多媒体演示实验随着计算机的广泛应用,多媒体越来越多地运用于高中物理实验教学中。

多媒体演示实验能充分展示实验,能激发学生学习物理的兴趣调动学生的学习积极性。

教师可以利用多媒体为学生模拟在课堂上不易进行的、有一定危险的物理实验,并且对于需要认真分析、反复观察的实验,可以通过多媒体的重复播放、慢镜头播放,让学生反复观察、分析。

例如,在学习自由落体的运动规律时,由于动作过快,学生很难再瞬间完成的实验中观察其速度变化规律。

如果通过多媒体将视频进行反复播放,或是慢镜头播放,就可以让学生从中观察、分析、总结其运动规律。

有条件的还可以制作flash动画模拟自由落体运动,对学生的理解会有很大帮助。

教师可以通过多媒体演示危险性较高、财产损失较大的实验的错误操作所带了的后果,提高学生对实验的重视,以规范学生实验时的操作,同时避免危险和财产损失。

如由于电路连接错误产生电源短路,从而引起的火灾和实验器材损坏的实验演示。

2重视学生分组探究实验教学。

现代教育提倡以学生为主体,教师为主导,教学中要突出学生的主体地位,倡导教师的主导作用,让学生在教师的主导下参与教学活动,让学生成为“学”的主人。

实验教学法是指学生在教师的指导下,运用实验设备和材料,通过规范操作,引起某种物理变化,观察这些物理现象,验证或获取物理知识的教学方法。

实验教学要求教师要做到以下几点:

(1)认真对待、充分准备为保证实验的效果和安全,教师事前要先进行实验,对实验设备和实验材料进行仔细检查,确保实验顺利进行。

讲授或谈话等形式对实验的目的和要求、理论依据、实验设备的正确使用、实验的操作过程和要求等作充分的实验说明。

实验过程中尽可能使每个学生都积极参与、亲自动手,教师要适时巡视指导,及时发现和纠正学生在实验中的错误。

实验结束后,由教师组织学生进行实验总结,分析原因、查找不足,并由学生填写实验报告。

通过实验教学使学生通过反复的实验验证物理知识和原理,通过物理实验使学生能日常生活中的物理现象与实验联系在一起。

开放和多变物理实验可以培养学生严谨的工作态度、规范的操作意识,同时培养学生的自主能力和创新意识。

总之,教师要重视实验教学在高中物理教学中的作用,科学、合理的针对不同层次的学生安排物理实验教学,促进物理教学的课堂实效性。

浅谈物理演示实验教学论文

实验课程是对理论内容的深化,高等院校开设实验课程有利于培养理论联系实际的创新型人才。《物理化学实验》是化工相关专业本科生必须掌握的综合性基础实验课,它不仅在化学专业的课程体系中具有承前启后的地位和作用,而且实验中涉及到许多基本理论和仪器工作原理,更能体现实验与理论的紧密联系,也是学生进行毕业设计与后续学习科研工作的必要铺垫和基础训练[1]。然而,在长期的教学实践中,物理化学实验课程沿袭的传统教学模式缺少灵活性,僵硬固化,造成诸多问题,导致学生出现学习热情低、综合能力弱、动手能力差等现象,说明传统教学模式已经无法适应新世纪高等教育的发展要求,必须对既有教学模式进行改革和创新。合作性学习是上世纪70年代在美国兴起的一种新的富有创意和实效的教学理论与策略体系,由罗伯特斯莱文首先提出[2]。合作性学习是一种以学习小组为基本单位,以小组成员之间的良性互动为基础,共同完成学习任务,以小组总体表现为评价依据的学习过程。目的是让学生在学习中通过互相帮助、资源共享、分工合作来体验学习乐趣,并对其情感、态度和价值观等产生积极影响。合作性学习有利于学生“多元智能[3]”的充分和谐发展,学生间相互取长补短,发挥自身优势,从而形成整体优势,获得最好的学习效果。

1.实验内容与理论教学不同步。理论是实验的基础,实验是对理论的验证,特别对于物理化学实验,要求学生必须具备一定的相关理论知识,才能保证实验的顺利进行。但物理化学教学中普遍存在理论教学落后于实验内容的情况[4],导致指导教师在实验教学中需耗费更多的时间和精力讲授实验原理和数据处理方法。在有限的实验教学时间内,这种“填鸭式”的方法很难让学生完全理解相关理论内容,结果就是学生一头雾水,无法达到实验教学的目的。

2.学生参与实验的积极性不高。虽然反复强调实验课程的重要性,但仍有学生思想不重视,认为实验教学只是理论教学的辅助部分,单纯为了完成实验而忽视实验操作,参与实验的积极性不高,主要表现在四个方面:

(1)学生应付预习报告,要么寥寥几句,要么囫囵吞枣的抄袭教材;

(2)指导教师在进行原理和实验内容讲授时,部分学生走神,处于游离状态;

(4)实验过程中,一些小组的个别学生甚至根本没有亲自动手操作过,完全靠他人完成实验。这样很难激发学生的学习热情,教学效果很差。

3.综合性实验项目少。目前很多高校的物理化学实验课以基础性实验为主,综合设计型实验项目相对较少。基础性实验的任务是帮助学生掌握基础知识、基本实验技能和基本测量方法,这对学生动手能力的锻炼和综合素质的提高显然是不利的。根据物理化学实验课程的教学要求和目标,在完成基础性实验的前提下必须开设一定的综合性实验。然而,综合性实验需要学生具备较高的分析问题和解决问题的能力,在现有的实验教学模式下难以取得良好的效果。

大学生处于成年阶段,具有更好的独立思考能力、社会交往与协调能力以及自主学习能力,具备开展合作性学习的优势。

1.合作性学习有利于提高学生的积极性,并协调实验与理论教学的不同步。为了共同的实验任务,学生的个人潜能得到充分的发展,学生的集体意识得到强化,学生在实验中互动、资源共享、分工合作。一方面理论能力强的学生能够自学实验理论并帮助其他同学理解,克服了实验内容与教学理论不同步造成的问题;另一方面在相互交流的过程中,每个学生既能获取知识又能帮助影响他人[5],既满足了归属感,又提升了自信心,提高了对物理化学实验的兴趣。可以说,合作性学习法赋予学生更多的学习自主性,使他们把每一个物理化学实验当作自己的课题来完成,这就显著提升了学生参与实验的积极性,有效地提高教学效果。

2.合作性学习有利于开展综合性实验。物理化学综合性实验要求高、难度大,在传统教学模式下,指导老师需耗费大量时间讲解理论基础和数据处理方法,导致教学过程控制困难,效果不好。引入合作性学习法,各学习小组可在课下查阅资料、讨论实验方案,不仅综合运用了所学知识,增强了独立思考和创造性思维的能力,而且减小了教师的工作量,仅在学生需要时予以指导,充分发挥学生的主动性和教师的指导性[6]。互相协作的学习方式也使每个学生都能充分理解和掌握综合性实验课程,同时培养学生合作学习的习惯,这对于学生今后开展科学研究具有重要意义。

1.合理分组。合作性学习是以小组为基础的学习,科学地组织学习小组是成功开展合作性学习的前提。建议采取自主原则进行分组,小组成员为4~6人,由学生自由组合形成稳定的学习小组并民主推选一名组长,这有助于培养学生间信任、责任和互助等心理特征。同时,教师对分组也要进行适当的干预,在综合考虑学生的物理化学基础、学习能力、学习态度、学习兴趣以及性别、性格、技能等不同情况的前提下,对小组成员进行微调,使组员间能够相互影响,相互帮助,取长补短。需要注意的是,单纯组成学习小组并非真正意义上的合作性学习,只有发展成为合作性的关系,才能形成有效学习。具体表现为组员对解决实验问题提出自己的有益建议,协调处理不同的意见冲突,并对各种解决问题的途径进行分析和选择,最终实现问题的有效解决。

2.实验的问题设计。设计实验问题就是设计物理化学实验中小组的学习任务,这对于开展合作性学习是至关重要的。首先要保证问题具有适当的难度,这样既能激发学生的学习兴趣,又不会挫伤他们的自信心;其次要设计一些需要学生进行发散性思维并能够提供自己观点的问题,这有利于小组讨论等合作性学习方式的展开。例如,在反应热测定实验中,我们鼓励学生采用多种方法,包括量热法、电动势法和平衡浓度法进行测定,讨论并分析各种方法的优缺点,不但激发了学生对物理化学实验的兴趣,更使学生熟练掌握了相关的物理化学知识。

3.开放实验室。在无实验课时,实验室要向学生开放。指导教师需设计一些难度较大、完成时间较长、综合能力要求更高的实验问题,以供学有余力、爱好钻研的合作学习小组利用开放时间选做。鼓励引导这些学习小组自己查阅资料、寻找试验方法、设计实验方案、讨论实验结果、分析实验误差。这不但有利于学生对物理化学知识的综合应用,更有利于培养学生的创新思维和全面的科研能力。

4.建立合理的实验考核办法。学习评价对学生的学习进步具有反馈作用和激励作用[7]。评价考核是合作性学习中的重要环节,是检查教学效果、评价学生成绩的手段。传统的物理化学实验教学都是通过实验报告来评价学生的实验成绩,造成很多学生只注重实验结果而忽视实验能力的训练,未能充分发挥实验教学的优势。因此,需要建立适用于合作性学习的实验考核办法。考核可分为实验过程考核和实验报告考核,其中过程考核占60%,报告考核占40%,这种分配比例能够引导学生注重平时的实验过程,更客观地反映实验中合作性学习的实际情况。过程考核从实验预习(20%)、实验小组的分工合作表现(40%)和实验操作技能(40%)三方面考核,这就要求指导教师对整个实验过程全程跟踪,综合考虑学生小组在整个实验过程中的表现并予以评定;实验报告考核要求学生以小组为单位撰写和提交实验报告,由指导教师结合基本理论与分析能力、实验方案设计、实验结果讨论、实验报告质量等对学生的报告成绩进行综合评分,对学生的不足和优秀之处要给出明确的批改意见。新的考核办法把传统的结果质量控制转变为过程质量控制,加大平时实验过程中合作性学习和操作部分所占的比重;同时对实验报告的要求也未放松,确保学生建立合作性关系,形成有效学习,以及对基础理论知识和基本操作技能的掌握。

四、结语。

物理化学实验是化工和材料类相关专业重要的基础实验课程。针对其理论性、综合性强的特点,在教学中引入“合作性学习”,能克服现有物理化学实验教学中存在的问题,充分体现以学生为本的教学理念,调动学生的积极性,提高学生的观察能力、设计能力和动手能力,同时培养他们与人合作、与人沟通的人际交往能力,这不仅有效地提高了实验教学效果,而且符合21世纪素质教育的根本要求。

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.

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。

浅谈物理演示实验教学论文

1、配合讲解,层层深入。

2、直观简明,形象生动。

3、适当设疑与激发兴趣。

二、与教学要求相适应的策略。

即使是同样的实验装置、器材,在不同的教学阶段,需有不同的实验教学层次与之适应.。

1、与知识深度相适应。

2、与要说明的问题的侧重点相适应。

浅谈物理演示实验教学论文

面对高考压力,教师和家长更加注重学生成绩的提高,物理教学也更加注重理论性的知识,教师将教学的重点放在考纲以及学生分数上,忽视学生实践能力的形成。而且在高考中,并不需要学生亲自进行物理实验,所以实验教学也就显得不够重要,只要能够将实验的原理、使用器材、步骤、结果等背诵出来就可以,由于长期受到这种教育模式的影响,学生对物理实验也渐渐失去了兴趣。

在高中物理实验教学中,学生实际参与和思考的时间比较少,在物理实验前,大部分教师先将实验的原理、器材、步骤以及相关的注意事项等全部讲述给学生,并进行实验演示,教师在实验教学中占用了大量的时间,学生的实验操作只要按照教师的演示步骤进行即可,即使有学生有创新的想法,也会被教师呵斥。长此以往,学生对实验的兴趣逐渐降低,只是按部就班地模仿教师的实验,无法实现教学目标。

(三)教师的实验能力差。

教师的能力素质对于高中物理实验教学的开展有着至关重要的影响,高中物理实验需要大量的先进仪器设备,例如借助传感器用计算机测速度,用数码相机记录平抛运动的轨迹、用传感器和计算机研究平抛运动的装置等,教师对这些设备缺乏系统的技能培训和学习,不了解设备的使用方法,实验的操作效果自然就不理想。

(一)转变教学观念,提高重视程度。

要实现高效的物理实验教学,首先教师要转变教学观念。在物理教学中,确立学生为主体的教学理念,关注学生之间的差异,认识到学生的知识以及相关能力的培养是学生在不断的实践中形成的,教师只是起到辅助的作用。因此在教学中,教师要转变角色地位,由知识的传授者转变为学生学习的指导者和引领者,使学生从被动学习变为主动学习,不断提高学生物理学习的理念,学生要客观评价自己的能力和水平,主动思考、分析、解决问题,取长补短,实现能力素质的培养。

(二)利用趣味性实验提高学生的学习兴趣。

兴趣是最好的老师。无论何种年龄段的学生,对于自己感兴趣的事物都愿意花心思学习。高中物理知识比较复杂,难度也很大,物理实验操作的步骤和方法也有一定的难度,为了更好地吸引学生的注意力,提高学生实验的兴趣,教师在教学中可以通过各种具有趣味性的实验,引起学生的好奇,使他们愿意主动地参与到物理实验中来,实现良好的实验教学。如学习液体表面张力的问题时,教师可以进行多孔纸片托水的实验,在一个空玻璃瓶里装满有色水,用大头针在白纸上扎许多孔,用有孔纸片盖住瓶口,用手压着纸片,将水瓶倒转,使瓶口朝下,将手轻轻移开,纸片纹丝不动地盖住瓶口,而且水也未从孔中流出来,学生会觉得很神奇,教师可以在实验的基础上为学生讲解实验原理,以及相关的知识和内容,有助于提高学生对知识的兴趣,增强学习效果。

(三)设置探究式的实验内容。

在物理实验教学中,为了更好地体现学生的主体地位,教师应为学生设置更多的探究性实验,让学生充分参与到物理实验中。教师通过创设情境,引起学生的思考,并指导学生在自主探究中,对实验问题进行分析、探究,加深对实验结论的认识和理解,开发学生思维。在探究性物理实验中,教师可以适当地对学生的操作进行指导,更好地激发学生的实验灵感,帮助学生解决实验中遇到的问题,增加学生对成功的体验。探究式物理实验教学充分体现了学生的主体地位,通过自主探究解决物理问题也能够激发学生的成就感,提高他们对物理实验的兴趣。如在学习《摩擦力》时,教师设置探究性实验,给学生准备小车、细线、砝码、平板弹簧秤、软毛刷等器材。(1)将一软毛刷放在水平桌面上,对软毛刷施加一水平拉力但软毛刷始终静止,通过改变水平拉力的大小和方向,观察软毛刷的毛的倾斜方向和倾斜程度,探究静摩擦力的方向和大小变化规律。(2)将物理书放在水平桌面上,将装有四个砝码的小车放在书上。用平板弹簧秤对小车施加从零逐渐增大的拉力,观察随小车运动状态变化以及弹簧拉力大小变化。通过探究让学生更好地理解摩擦力。

(四)多媒体技术辅助实验。

随着科学技术的不断发展,高中物理教学中广泛地引用了现代化的教学设备,并取得了良好的教学效果。在物理实验教学中,由于场地、仪器、危险程度等问题的限制,很多实验不能由学生亲自完成,这时教师就可以借助多媒体来辅助物理实验教学,让学生更加细致地观察实验步骤和物理现象,对于促进物理实验教学目标的实现具有积极的意义。如在讲授电压、电流时,学生对于电流、电压看不见、摸不着,理解起来比较困难,教师可以利用flash工具制作相应的课件,把电荷的定向移动形成电流的过程,电流强度的大小用不同的情景展现在学生面前,运用类比法将电流和水流,电压和水压进行类比,使学生对这一知识点的理解变得容易起来。总之,实验教学是高中物理教学中重要的组成部分,教师应认识到物理实验的重要性,并且为学生提供足够的时间和空间进行物理实验,使学生真正成为物理课堂的主体,进而提升他们的综合能力,同时促进物理实验教学效率的提升。

工科大学物理实验教学论文

对于大学物理实验课程而言,是一种非常重要的学生物理能力培养的基础平台,包括学生的学习、实践以及创新等能力的培养,都有着不可或缺的作用。具体来说,物理实验教学的目标可以概括为三个方面:一是掌握基本测量方法,学会分析误差以及实验数据处理的基本方法,可以对测量结果进行正确评价;二是学会有关实验内容的基础知识和技能,并可以正确使用常见的实验设备、仪器、器件,对其原理和使用方法,以及相关理论有充分理解和掌握;第三是注重培养学生实验的基本动手操作能力,进而培养学生的创新素养。结合以上教学目标,分析目前的大学物理实验教学,普遍存在以下一些问题:

(5)进行考试和考核时,因为条件和资源有限,不能同时安排很多人同时进行,这就对实际的考核的公平性和最终的考试成绩产生一定影响。

2.1创新性教学的教学目的。

2.1.1培养学生严谨认真的学习态度。

态度是决定学习效果的首要因素,要想实验教学取得预期的教学目标,就要首先从激发学生的认真态度,向学生重点讲清学生进行物理实验的'价值和意义。作为一门更强调动手能力的课程,学生可以通过该课程的学习,强化对理论、应用知识,并对知识与技能的巩固有显著作用的综合性训练,也是未来从事相关科学研究必须的基础技能训练,更是学生未来可能从事工作的技能基础。针对具体的实验课程项目,每名学生都要有具体的任务和明确的目标。量化工作量,同时还要将“系统”的理念传达给学生,要让学生们意识到,任何事物成功的背后,都不是某一个因素起作用,每一个动作都有可能决定了实验结果。对实验数据的测量,必须严格准确确保可靠。学生们需要有严谨认真和实事求是的科学精神,承担起实验每一个数据和结果的责任。

2.1.2引导学生进入一个良好的学习的平台。

(1)开放实验室资源,给学生自主学习提供便利条件。在非课时时段,比如假期,对物理实验室的资源进行有针对性的开放,学生可提前申请,讲明使用的用途和时间段,实验室酌情对其开放,并可提供必要的辅导。每学期实验室可定期开放一到两次,一般安排在刚开学后,时间大概2-3天,主要是让参加实验补考的学生进行再学习,以提高实验补考的效果。在期末进行考试前也可以考虑安排一次开放,时间可暂定为一、两周,以帮助那些某些实验因故缺做的同学来补做或者复习重做实验。还可以对有能力并有兴趣的学生进行实验研究等情况随时开放,给学生尽可能提供学习场地以及需要的实验设备,必要的话,还会有专业的实验教师进行指导。

(2)建设网上教学平台,辅助学生课后学习。在校园网的基础上,给物理试验室增设与教学相关的栏目,并开通在线选课、答疑等功能,由专人收集相关的素材和资料,负责管理并及时更新网站内容。课前课后,都会提前在网上对实验课程进行必要的布置和解答,对实验中的关键内容,做好辅导,充分发挥正式实验课堂的教学效率,提升教学质量。

2.2教学中需注意的事项。

2.2.1防止学生因缺勤遗漏实验。

过去因缺勤而遗漏实验的事情时有发生,对学生的学习和教师的教学都产生不利的影响。为解决这个问题,首先是要严格考勤制度,授课教师要在课前清查出勤情况,对缺席的学生要了解缘由,登记在案,并利用实验室开放期间,安排缺席的同学补做实验。其次是要严格考试制度,对于有缺做实验的情况,必须补做实验的基础上,才允许参加考试,不允许有任何遗漏实验不影响考试的情况发生。

2.2.2防止实验数据出现错误。

实验教学中,必须明确相关的规定,教师必须准备完整的实验教案,还须做到三点:第一,教师要充分熟悉本次实验的所有操作环节及实验要点,可快速发现实验时出现的设备故障,以及其他意外突发情况,并能够判明原因及时排除故障。第二,教师要充分熟悉本次实验测量数据的基本取值范围,可以从学生实验中获取的数据中判断可能产生的问题及操作错误,指导该学生对数据进行修正或着将实验重做。第三,教师要充分掌握本次实验的准确数据记录以及符合实验目的的结果处理过程,以利于指导实验时作为参考。

2.2.3防止学生课前课后不进行预习和复习。

课前预习和课后复习对于知识的掌握至关重要,没有充分的预习就需要花费更多的课堂时间熟悉教学内容,降低课堂效率;没有充分的复习,就不能巩固刚学习的内容,降低学习的效率。因此,教师要通过有效的方式考察学生课前的预习准备情况,以及课后的复习掌握情况。对于没有做好预习和复习的同学,适当采用必要的措施予以提醒。

3结语。

综上所述,实验教学是大学物理教学的重要组成部分,对于培养学生全面的科研素质和动手操作能力有着不可替代的重要作用。当前的物理实验教学存在一些问题,通过创新教学模式和考核方法,可以有效完成教学目标,提升教学质量。实践证明,这是一种值得普及和推广的有效方法,合理借鉴,酌情采用,可有效推动大学物理实验教学质量的进一步提升。

设计性物理实验教学论文

摘要:教学质量的提高是学校改革的重中之重,是提升人才培养目标的必要途径。目前,多媒体、电脑、互联网、信息技术都发生了翻天覆地的变化。在网络覆盖到全球的每一个角落的同时,教育的教学方法、教学手段、教学目标、教学模式、教学过程、教学角色等许多方面都有了巨大的创新。翻转课堂的学习以网络为基础,是网络与信息技术不断发展的必然产物。通过把翻转课堂教学法引入大学物理实验教学中,分析应用并进行翻转课堂教学。pbl教学要求学生先掌握一定的知识,再进行项目推进。pbl教学与翻转课堂教学有机结合,因材施教,提高人才培养目标。

关键词:翻转课堂;实验教学;pbl;大学物理。

实验在课程改革的今天,教学改革的成败与否,决定着课堂教学效率的高低,物理学科是一门实践科学,因此,大学物理实验在物理教学中起着至关重要的作用。随着科技的进步与发展,尤其是多媒体技术的发展,实验教学改革呈现多样化趋势[1-3]。利用视频实施教学,在多年以前人们就进行过探索。翻转课堂改变了传统教学中师生角色,通过重新规划课堂教学时间,改变传统“填鸭式”的教学模式。互联网技术与计算机技术的发展,为教学模式的改革创造了条件,形成新改革模式下的学习氛围[4-6]。翻转课堂的本质不是视频教学,而是对教学流程的重组,其关键在于学生在课前进行了有效的自主学习,且充分利用课堂教学时间进行了深入的互动交流和学习。本文以大学物理实验为基础,应用翻转课堂教学法实施的教学研究,旨在培养独立的创新型人才。以问题为导向的教学方法(problem-basedlearning,pbl)强调学生的主动学习。它着重培养学生自主学习和解决问题的能力,因此,pbl教学通过设计实际任务,引导学生自主探究和分析解决问题的能力,从而实现学生对科学知识的掌握[7-10]。本文通过分析翻转课堂教学法的优势和实施方法,并以热电偶的定标和测量为例,进行翻转课堂教学。最后指出翻转课堂与pbl教学有机结合,进行因材施教。

一、翻转课堂教学的优越性。

翻转课堂是教师制作教学视频,学生根据个人情况安排和控制自己的学习。学生在家看教师的视频讲解,而不必把对基本知识的掌握限制在课堂上,学生完全可以根据自己的学习进度和时间进行有效控制,能重复学习没有及时掌握的内容。这样教师可以充分利用课堂时间,开展讨论课和举办小型讲座,有助于提高教师与学生的互动。翻转课堂加强了教师与学生的互动、学生与学生的互动。传统教学模式侧重教师的教,而翻转课堂侧重学生的学,同时也强调教师如何来引导学生更好的学习。如果学生不乐意学习,教师和家长怎样创造条件激励学生学习。

二、翻转课堂的实施。

1.视频的制作。教学视频要具有针对性,一个问题对应一个视频,每个视频只有几分钟的时间,长的也不超过十几分钟。这样视频教学有利于学生自主学习,有助于学生对自我进行有效控制,便于学生学习时集中注意力。视频还要具有暂停回放功能,方便学生遇到不会的问题时进行回放或者查阅资料。2.调整课堂教学结构。兴趣是最好的老师,激发学生学习兴趣是教学成功的关键。传统课堂教学偏重“灌输式”教学,学生被动接受,而吸收内化由学生课后独立完成。这样很容易让学生变得迟钝而有挫败感,失去学习的信心和动力。事实上,学生要真正全身心地投入到学习中去,重点是他必须有学习的兴趣和信心。探究型行为是吸收内化的重要表现,而探究是以问题为前提的。课堂以学生为本,以自学、质疑、探究为手段。因疑而去解疑,解疑而成内化。一切皆由疑生悟,真正成为了学生内化的动力。教师在学生将知识内化的过程中发挥导师的作用。3.检测学生学习效果。为了掌握学生对学习内容的理解程度,学生学习完教学视频后设置了小测验,每个小测验给学生三次做题机会,以最高分计入平时成绩。这样不仅有助于教师了解学生的学习情况,同时也有助于学生进行自我检查,了解自己对知识的掌握程度,没有掌握的学生可以重复观看,找出解决问题的突破点。教学视频也便于学生以后查找、学习和巩固。评价手段的提升为教师了解学生提供了方便。

三、翻转课堂在大学物理实验中的应用。

本文以热电偶的定标和测量为例,应用翻转课堂教学法进行实验教学和指导。热电偶的重要作用是制作温度传感器,是用电压来表示温度,这样便于我们应用示波器或电压表来测量。1.课前任务设计。认真复习电动势的基础内容,深入了解热电偶的温差电动势。认真预习本节课要讲授的内容,认真观看提供的视频,完成思考题,设计实验数据表格,拓展对实验的理解程度,构想设计实验。

3.课上任务设计。课前教师总结课前教学平台上学生自主学习的情况,做出点评,解决学生的疑难问题。课堂上让学生在掌握基础知识的前提下进行实验操作,要求在规定时间内完成。然后小组发言,谈一谈对这堂课的学习体会,学到了什么,还有什么疑惑。最后教师总结本节课的内容,评价小组表现,给出相应的分数。如果学生课前学习状况不理想,可以增加教师讲授这一环节,讲授主要知识点。

4.学习环境设计。使学生处于注意力集中的状态,小组间友好互助,教师先做一个引导,从制作温度传感器来激发学生的学习观念、学习动机、情感、意志,使学生学习时间维持良好的状态以促进学生良好的学习效果。

5.评价设计。评价设计的主要目的是让学生参与讨论活动,教师引导来达到教学目标。通过分组活动培养学生的相互协作精神,也激发学生的学习兴趣。在动手实践及分组讨论的过程中观察学生课堂上的参与程度.在练习过程中,教师当堂察看学生完成练习的情况。课后作业批改能够反馈学生对所学知识的掌握程度及存在的问题.对于言谈举止大方得体的学生以及逻辑清晰的学生要加以表扬,以增加其信心.对于思维不是很清晰的学生要给予引导和鼓励。

四、存在问题。

翻转课堂首先要求老师创建教学视频,这对老师借用科技手段进行教学的能力是一大考验。做视频对老师来说是很费精力的一件事。在课堂上把握教学时间让学生自主探索、合作交流,不仅要注意组织好学生,还要在教学上有所改变,老师也要在教学实践中不断提高组织、引导学生开展有效学习活动的能力。学生自主探索空间的大小,关键在于老师设计问题的难易程度。在设定问题的时候老师要给学生足够的自由,让学生有空间去解决问题。

五、pbl教学。

pbl教学不仅要求教师熟练掌握专业知识,还要具备与专业相关的科学知识。pbl作为新型的教学模式,强调知识的应用,因此,教师要设置能启发学生主动学习的问题情境,重点培养学生解决问题的技能,从而达到对基本知识的掌握和应用,这有助于培养学生的创新能力,适应当今社会科学发展的需要[11,12]。

六、结语。

基于以上分析,我们已经知道翻转课堂是通过创建教学视频,让学生课前自主学习,课堂上教师与学生交流互动,激发学生的学习兴趣,促进学生对知识的吸收内化。在学生储备了一定的知识结构后,我们就可以利用pbl(problem-basedlearning)教学法,基于问题和兴趣激发学生探索世界,创造未来,培养出当今世界需要的人才。

高中物理实验的教学论文

摘要:信息技术在物理实验教学中发挥着越来越重要的作用。通过多媒体cai进行演示实验,不仅增强了学生的感性认识而且提高了实验的精度。借助于通用软件如excel和数字信息系统实验室对物理数据进行分析和研究,还有助于培养学生的化学推理和归纳总结能力。

关键词:实验教学数字化信息技术整合。

信息技术与物理实验教学整合,实现了实验手段多样化和现代化,能够创建有利于引导学生主动学习的课程实施环境,提高学生自主学习、合作交流以及分析和解决问题的能力。

一、有利于学生获得直观体验。

传统的物理实验教学以学生掌握和巩固知识为目的,对实验在知识、能力、方法、情感态度与价值观等综合科学素质教育中的重要作用认识不足。实验教学基本上是以教师为中心演示实验,教师操作,学生观察,教师引导学生总结物理规律。由于课堂的时间和空间的限制,以及实验仪器、实验设备的性能制约,多数演示实验的操作过程以及物理现象可见度较低,无法让全体学生同时获得有效的刺激,难以形成直观的感性认识。

新课程理念重视学生对物理实验的理解。演示实验,不仅要求学生关注所观察的实验现象,同时要求引导学生理解该物理现象是用来说明什么问题和怎样说明问题的、了解实验装置的工作原理。学生分组实验,要求学生明确实验目的、理解实验原理,设计实验,独立操作,重视学生实验技能的提高,使学生能正确使用高中物理实验中的仪器和工具,获得准确的实验信息,避免刻板的技能训练,以适应对技能要求的不断变化。实验是了解、研究自然规律的重要方法,是信息获取、信息演绎、归纳的过程。演示实验鼓励学生参与其中,获得直接观察经验,体验物理规律的发现过程;学生分组实验采用探究式教学,根据探究活动的需要,增加学生在实验室的活动,练习使用各种实验仪器、实验设备,尝试实验设计,收集实验数据并归纳、总结实验规律。

二、有利于学生探究物理本质。

1.动画模拟与真实实验相结合。

在传统实验的基础上,可利用实验模拟动画,展示实验现象发生的全过程,利用交互功能控制过程的进行,强化观察主体,引导对物理现象的分析,增强实验效果;可应用信息技术叠加分析性信息,搭建形象思维与抽象思维的“桥梁”,使学习者更深刻地理解客观物理规律及其应用。在“平抛运动”的教学中,利用实验演示平抛运动的物体和做自由落体运动的物体同时开始运动、同时落地,得出平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动的结论,现象不明显,结论的得出略显牵强。而利用flash动画模拟、重现运动过程,过两个小球连一条直线,使直线随小球一起下落,放慢动画速度,发现直线始终保持水平,学生自然、合理地接受了实验结论。2.利用动画技术模拟无法用传统实验演示的物理现象、物理过程,创设生动形象的物理情境。在“波的形成和传播”的教学中,仅利用绳波的演示,学生很难发现质点的运动与波的传播的关系。而flash动画演示,绳子被形象地分解为一个个质点,动画模拟波的形成和传播、质点的运动,清楚、直观地演示质点的运动与波的传播的关系,在教学中起到事半功倍的效果。

3.模拟实验规则不允许操作或进行的技能训练。模拟物理实验不受实验一般规则的限制,学生可自由地进行模拟实验的“操作”。在虚拟物理实验室中利用相关课件,可让学生在网络环境中去独立“操作”。例如观察课件所模拟的电流表或电压表的接线柱接反、测量值超过了量程、电源短路等误操作情况下发生的'现象,既保护了仪器又规范了学生的操作习惯。虚拟实验室为学生提供了全方位的、开放性的操作环境,如学生在虚拟场景中拆解游标卡尺,练习测量(如测量圆柱的直径、圆桶的深度和内径等),根据得到的反馈信息(测量方法和读数)进行针对性训练,完成了对游标卡尺的结构、测量方法及读数的意义建构。

信息技术能使实验信息处理高速化和智能化,一些通用软件(如excel)的数据处理界面非常接近实验数据的分析方式,数据以图表的形式显示,有利于分析实验数据。如测定电源电动势和内阻的实验,用记录表中的数据创建excel数据表,生成点线图,有助于学生发现相关物理量之间的关系。

dis可以替代打点计时器、弹簧秤、温度计、压强计等仪表,可以测量传统仪表无法测量的物理量,如测量瞬时速度(光电门)、磁感应强度(霍尔传感器)、微电流(微电流传感器)等。替代不是简单的功能重复,而是测量范围的扩展,是测量精度、速度的提高,是对电磁学实验中暂态现象的观察与记录。

信息技术与实验教学整合,发挥传统实验与信息技术各自的优势,优化实验教学过程,促进学生学习并应用信息技术解决实际问题,能够突出学生主体地位,有效培养学生的学习能力和综合素质。

参考文献。

1.吴朝劲以信息技术促进物理实验教学的探索与开放.《教育信息技术》,,第9期。

2.李明浅谈物理实验中多媒体的运用.《江西教育学院学报》,20,第3期。

设计性物理实验教学论文

论文摘要:物理实验教学过程中,仿真实验可以起到缓解实验室硬件资源不足、提高实验教学效果的作用,并营造多元化教学模式;尽管仿真实验在实验教学过程中起到了一定的积极作用,但同时也存在一定的弊端。通过实际教学的探索和实践,讨论了物理仿真实验在教学中的积极作用和不足之处。

物理实验是物理学和科学实验的重要部分,在物理学的创立和发展中物理实验占有十分重要的地位,同时在推动其他科学、工程技术的发展中也起到重要的作用。

大学物理实验是学生进入大学后接收系统实验方法和实验技能训练的开端,是理工类各专业学生进行科学试验训练的重要基础。它的目的是:(1)培养学生的以下几方面的科学实验工作能力:即正确使用仪器、进行测量、出来数据、分析结果以及撰写实验报告等,使学生初步掌握实验科学的思想和方法;(2)培养学生的创新意识和科学思维,使学生掌握实验研究的基本方法,提高学生的创新能力和分析能力;(3)提高学生的科学素养,培养学生严格、细致、实事求是、认真严肃、一丝不苟的科学态度,培养学生积极主动的探索精神以及团结合作、爱护国家财产的道德品质;(4)培养学生善于动脑、乐于动手、讲究科学方法、遵守操作规程、注意安全等科学习惯。总之,是为学生今后的学习和工作奠定一个良好的实验基础。

(一)由于学校扩招及多很实验设备耗资太大、实验室不能购买等原因,很多高校实验室存在仪器设备落后、实验项目单一等问题。严重制约了实验教学质量的提高及实验室的建设和发展,不利于培养与时俱进的人才。

(二)每个实验开始之前,都要求学生进行预习,但是学生在写预习实验报告时,往往是照抄照搬教材上的内容,对于实验原理、设备、操作步骤和操作过程中的注意事项根本没有用心去阅读并体会,这样的应付性劳动,极大的限制了学生的思维。

(一)提高教学质量和效率。

物理仿真实验是虚拟环境下进行的实验,实验仪器主要是虚拟仪器,只需购置计算机等少量的硬件资源和软件《大学物理仿真实验》即可开设实验。《大学物理仿真实验》分为三部分,包含了凯特摆测重力加速度、核磁共振、螺线管磁场及其测量、检流计的特性、单透镜物理实验、分光计实验、空气比热容比测定、电子荷质比的测定、杨氏模量、迈克耳逊干涉仪、牛顿环测量曲率半径、介电常数的测量等丰富的实验内容,只要将仿真软件安装到计算机上,就可以进行软件里面的任何实验,这就解决了实验室仪器设备落后、实验项目单一的问题,而且由于有丰富的资源,更有利于学生自主开发实验,故更利于培养学生的创造能力和创新思维。有些实验仪器比较昂贵,易于损耗,普通高校一般难以开出。而仿真实验能营造一个虚拟的实验环境使无法开设的实验得以开设,学生只要在装有《大学物理仿真实验》软件的电脑上就能进行整个实验的操作,并且能看到测量结果完成实验。由于是在虚拟环境下进行的实验,所以不存在仪器设备的损坏,操作者的心理压力小,更乐于去动手,在操作过程中遇到问题解决问题。仿真实验是一种新的实验方式,它利用计算机把实验目的、实验仪器、实验内容、教师指导和学生操作有机地融为一体。如果学生在做实验之前没接触过该实验仪器,很多学生就会拿着书与仪器的部件一一进行对照,甚至在不清楚仪器正确使用方法和操作注意事项的情况下而进行了错误的操作,导致实验中断、仪器损坏。仿真实验中实验仪器的关键部位能够拆卸,增强学生对仪器功能的熟悉和使用方法的训练。而如果课前学生通过仿真实验进行预习,对实验所用仪器的整体结构建立起直观的认识后,那么上面损坏仪器的情况出现的几率就会大大降低。比如分光计的调整与使用实验,每台仪器近乎万元,让学生在对仪器毫不熟悉的情况下直接接触实验仪器会增加仪器受损的风险。所以我们首先进行分光计的仿真实验教学,学生通过仿真实验的学习,对仪器的结构和调试技术有了整体认识,而通过计算机操作,也掌握了一定的操作技巧,然后我们再让学生去做相关实物实验。而对于实验难度较高的实验,也是先进行仿真实验教学,再进行实物实验,如此就缩短了做实验的时间。通过仿真实验的学习后,学生对实验有一个整体的认识,然后在进行实物实验时会感到心中有数,操作起来更轻松,这样就大大提高了实验教学的效率和质量。

(二)营造多样化教学环境。我们学院专门拿出一间计算机机房作为物理仿真实验室,每周周一至周五开放,学生可以随时去进行实验操作。如果学生自己拥有计算机,便可在课外继续实验亦可以通过网络进行自学,为学生对实验的课前预习和课后复习带来了方便。计算机仿真实验使实验教学走出实验室,克服了实验教学长期受到场地、课时限制的困扰,使实验教学内容在时间和空间上得到延伸,学生能够充分的学习和掌握实验教学内容,这也利于学生根据自己的兴趣选择实验,可满足不同层次学生的需求,极大的调动了学生学习的积极性。

(三)对于实物实验,实际操作中由于仪器的缺陷、实验环境以及人为不当操作等因素的影响,致使结果误差较大,从而影响学生对实验的兴趣。仿真实验采用虚拟的实验环境,最大限度地避免了实际中存在的各种不利因素,实验结果较准确,所以通过仿真实验可以极大地增强学生科学实验的信心,有利于培养学生实事求是的科学实验态度,是对传统实验一个有益的必要的补充。

三、仿真实验在教学中的不足之处。

尽管仿真实验在实验教学过程中有一定的积极作用,但它仍具有有一定的局限性。一方面,仿真实验中的仪器相对比较精确,使学生不能通过数据处理、误差分析等环节训练来体验和分析产生误差的主要原因。另一方面,在使用仿真软件的过程中,对仪器的操作主要是通过鼠标点击来实现,缺乏真实感,并且缺少实际动手的机会,从而减少了学生在实验中遇到实验故障并排除故障的机会。

四、结论。

综上所述,我们清楚的知道,仿真实验不能完全取代实物实验,为了更好的教学质量,最好的办法是在教学过程中将仿真实验与实物实验相结合,正确处理好仿真实验与实物实验之间的关系,开创物理实验教学的新模式,使仿真实验在教学中起到应有的作用。

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。

设计性物理实验教学论文

摘要:为适应新时期人才培养需要,在我校教学项目的支持下,对大四专业实验课程半导体物理实验进行一系列的教学改革,旨在侧重于学生的实践动手能力、创新能力和综合素质的培养和提高。通过两年的实践,教师和学生普遍感觉到新实验教学体系的目的性、整体性和层次性都得到了极大的提高,教学内容和教学方式的调整,使学生理论联系实际的能力得到增强,大大提高了学生的积极性和主动性。

实验教学作为高校教学环节中的一个重要组成部分,不仅因为其是课堂教学的延伸,更由于通过实验教学,可以加深学生对理论知识的理解,培养学生的动手能力,拓展学生的创造思维[1,2]。实验教学分为基础实验和专业实验两部分[3,4]:基础实验面向全校学生,如大学物理实验、普通化学实验等,其主要任务是巩固学生对所学基础知识和规律的理解,旨在提高学生的观察、分析及解决问题的能力,提供知识储备[5,6];与基础实验不同,专业实验仅面向某一专业,是针对专业理论课程的具体学习要求设计的实验教学内容,对于学生专业方向能力的提高具有极强的促进作用[7~8]。通过专业实验教学使学生能够更好的理解、掌握和应用基础知识和专业知识,提高分析问题的能力并解决生活中涉及专业的实际问题,为学生开展专业创新实践活动打下坚实的基础[9~11]。

1半导体物理实验课程存在的问题与困难。

半导体物理实验是物理学专业电子材料与器件工程方向必修的一门专业实验课,旨在培养学生对半导体材料和器件的制备及测试方法的实践操作能力,其教学效果直接影响着后续研究生阶段的学习和毕业工作实践。通过对前几年本专业毕业生的就业情况分析,发现该专业毕业生缺乏对领域内前沿技术的理解和掌握。由于没有经过相关知识的实验训练,不少毕业生就业后再学习过程较长,融入企事业单位较慢,因此提升空间受到限制。1.1教学内容简单陈旧。目前,国内高校在半导体物理实验课程教学内容的设置上大同小异,基础性实验居多,对于新能源、新型电子器件等领域的相关实验内容完全没有或涉及较少。某些高校还利用虚拟实验来进行实验教学,其实验效果远不如学生实际动手操作。我校的半导体物理实验原有教学内容主要参照上个世纪七、八十年代国家对半导体产业人才培养的要求所设置,受技术、条件所限,主要以传统半导体物理的基础类实验为主,实验内容陈旧。但是在实验内容中添加新能源、新型电子器件等领域的技术方法,对于增加学生对所学领域内最新前沿技术的了解,掌握现代技术中半导体材料特性相关的实验手段和测试技术是极为重要的。1.2仪器设备严重匮乏。半导体物理实验的教学目标是使学生熟练掌握半导体材料和器件的制备、基本物理参数以及物理性质的测试原理和表征方法,为半导体材料与器件的开发设计与研制奠定基础。随着科学技术的不断发展,专业实验的教学内容应随着专业知识的更新及行业的发展及时调整,从而能更好的完成课程教学目标的要求,培养新时代的人才。实验内容的调整和更新需要有新型的实验仪器设备做保障,但我校原有实验教学仪器设备绝大部分生产于上个世纪六七十年代,在长期实验教学过程中,不少仪器因无法修复的故障而处于待报废状态。由于仪器设备不能及时更新,致使个别实验内容无法正常进行,可运行的仪器设备也因为年代久远,实验误差大、重复性低,有时甚至会得到错误的实验结果,只能作学生“按部就班”的基础实验,难以进行实验内容的调整,将新技术新方法应用于教学中。因此,在改革之前半导体物理实验的实验设计以基础类实验为主,设计性、应用性、综合性等提高类实验较少,且无法开展创新类实验。缺少自主设计、创新、协作等实践能力的训练,不仅极大地降低学生对专业实验的兴趣,且不利于学生实践和创新创业能力的培养,半导体物理实验课程的改革势在必行。

2半导体物理实验课程改革的内容与举措。

半导体物理实验开设时间为本科大四秋季学期,该实验课与专业理论课半导体物理学、半导体器件、薄膜物理学在同一学期进行。随着半导体技术日新月异发展的今天,对半导体物理实验的教学内容也提出了新的要求,因此,要求这门实验课程不仅能够通过对半导体材料某些重要参数和特性的观测,使学生掌握半导体材料和器件的制备及基本物理参数与物理性质的测试方法,而且可以在铺垫必备基础和实际操作技能的同时,拓展学生在电子材料与器件工程领域的科学前沿知识,为将来独立开展产品的研制和科学研究打下坚实的基础。

2.1实验基础设施的建设。20xx年年底,基于我校本科教学项目的资金支持,半导体物理实验教学团队通过调研国内外高校现行半导体物理实验教学资料,结合我校实验教学的自身特点,按照创新教育的要求重新设计了半导体物理实验内容,并根据所开设实验教学内容合理配置相应的实验仪器设备,新配置仪器设备具有一定的前瞻性,品质优良,数量合理,保证实验教学质量。由于作为一门专业实验课,每学年只有一个学期承担教学任务,为了提高仪器设备的利用率,做到实验设备资源的不浪费,计划成立一间半导体物理实验专属的实验室,用于陈放新购置的实验设备,在没有教学任务的学期,该实验室做为科研实验室和创新创业实验室使用。通过近三年的建设,半导体物理实验专属实验室———新能源材料与电子器件工程创新实验室建成并投入使用,该实验室为电子材料与器件工程方向的本科生毕业论文设计以及全院本科生的创新创业实验设计提供了基本保障,更为重要的是该实验室的建成极大地改善了半导体物理实验的原有教学条件,解决了实际困难,使得半导体物理实验教学效果显著提升。不仅加强了学生对专业核心知识理解和掌握,而且启发学生综合运用所学知识创造性地解决实际问题,有效提高学生的实践动手能力、创新能力和综合素质。

2.2实验教学内容的更新。半导体物理实验是一门72学时的实验课,在专属实验室建成后,按照重视基础、突出综合、强调创新、提升能力的要求,逐步培养与提高学生的科学实验素质和创新能力,构建了“九—八—五”新的实验内容体系,包括如下三个层次(表1)。第一层次为“九”个基础型实验,涵盖对半导体材料的物理性质(结构、电学、光学)的测定,通过对物理量的测量验证物理规律,训练学生观察、分析和研究半导体物理实验现象的能力,掌握常用基本半导体物理实验仪器的原理、性能和测量方法等。第二层次为“八”个提高型实验(综合、应用性实验),学生通过第一层次的实验训练后,已掌握了基本的实验方法和技能,在此基础上,开展综合性实验,可以培养学生综合运用所学知识以及分析和解决问题的能力。通过应用性实验培养学生将来利用设备原理从事生产或者技术服务的能力。第三层次为“五”个设计创新型实验,学生需运用多学科知识、综合多学科内容,结合教师的科研项目进行创新研究,通过设计型实验可以锻炼学生组织和自主实验的能力,着力培养学生创新实践能力和基本的科研素质。每个基础型实验4学时,提高型实验8学时,创新型实验12学时,规定基础型为必修实验,提高型、创新型为选作实验。九个基础型实验全部完成后,学生可根据兴趣和毕业设计要求在提高型、创新型实验中各分别选做一定数量的实验,在开课学期结束时完成至少72个学时的实验并获得成绩方为合格。

2.3实验教学方式的优化。在教学方式上,建立以学生为中心、学生自我训练为主的教学模式,充分调动学生的主观能动性。将之前老师实验前的讲解转变为学生代表讲解实验内容,然后老师提问并补充完善,在整个实验安排过程中,实验内容由浅入深、由简单到综合、逐步过渡至设计和研究创新型实验。三个层次的实验内容形成连贯的实验梯度教学体系,在充分激发学生学习兴趣的同时,培养学生自主学习、自发解决问题的能力。

2.4实验考核机制的改革。目前大部分实验课的成绩由每次实验后的“实验报告”的平均成绩决定,然而单独一份实验报告并不能够完整反应学生的实际动手操作能力和对实验内容的熟悉程度。因此,本课程将此改革为总成绩由每次“实验”的平均成绩决定。每次实验成绩包括实验预习、实验操作和实验报告三部分,实验开始前通过问答以及学生讲解实验内容来给出实验预习成绩;实验操作成绩是个团队成绩反映每组实验学生在实验过程中的动手能力以及组员之间的相互协助情况;针对提高型和创新性实验,特别是创新性实验,要求以科技论文的形式来撰写实验报告,以此来锻炼本科生的科技论文写作能力。通过三部分综合来给出的实验成绩更注重对知识的掌握、能力的提高和综合素质的培养等方面的考核。

3半导体物理实验课程改革后的成效。

半导体物理实验在我校本科教学项目的支持下,购置并更新了实验设备建立了专属实验室,构建了“九—八—五”新实验内容体系,并采用新的教学方式和考核机制,教师和学生普遍感觉到新实验教学体系的目的性、整体性和层次性都得到了极大的提高。教学内容和教学方式的调整,使学生理论联系实际的能力得到增强,提高了学生的积极性和主动性。实验中学生实际动手的机会增多,对知识的渴求程度明显加强,为了更好地完成创新设计实验,部分本科生还会主动去查阅研中英文科技文献,真正做到了自主自觉的学习。通过实验课程的教学,学生掌握了科技论文的基本格式,数据处理的图表制作,了解了科学研究的过程,具备了基本的科研能力,也为学生的毕业设计打下了良好的基础。与此同时,利用新购置的实验设备建立的实验室,在做为科研实验室和创新创业实验室使用时,也取得了优异的成绩。依托本实验室,20xx年“国家级大学生创新创业训练计划”立项3项,20xx年“国家级大学生创新创业训练计划”立项4项。

4结语。

专业实验作为学生继续攻读研究生和进入社会就业前的重要实践和创新能力训练,对提高学生的创新、实践能力有着非常重要的作用,因此专业实验的教学内容应随着专业知识的更新及行业的发展及时调整,做到与科研紧密衔接,为学生研究生阶段的学习打下坚实的基础;做到与企业零距离接轨,提高毕业生的实践能力。

设计性物理实验教学论文

摘要:《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》)将义务教育阶段的物理课程培养目标定位为:提高全体学生的科学素质。由此,提出了义务教育阶段物理课程的基本理念和课程目标。内容标准由科学探究和科学内容组成。

科学探究包含提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等要素。科学内容含有三个主题:物质、运动和相互作用、能量。作为是一门以实验为基础的学科,实验是奠定物理学和发展物理学的基础,中学物理实验包括教师演示实验和学生分组实验。通过物理实验的教学,让学生在掌握知识的同时,掌握探求知识的能力和方法,并且使其受到正确的思想教育。可见,要达到物理教学要求,就得在物理教学中重视实验。本文笔者就物理学中的实验教学作一些探讨。

一、用简易实验器材代替标准的实验器材。

中学生对事物的推理和判断必须建立在自己已有的知识和实践的基础上。对于使用他们认识程度以外的知识得出的结论,总会使他们怀疑,认识过程较长,因此在实验时我们教师必须尽量选学生熟悉的、简易的、随手可得的材料进行实验才能引发学生的兴趣,加快学生的认知过程。

如在电荷间的相互作用的实验教学过程中,我们发现用橡胶棒或玻璃棒做实验有一定的难度,就设计了一个简易实验,即叫学生课前准备一根包装带(长20厘米左右),学生感到很神秘。一到上课,教师在讲述电荷的知识以后,由学生人人动手做下述实验:把手边的包装带撕成两根(甲、乙),用左手执包装带甲,右手自上往上勒,结果奇迹出现了,下端被撕开的包装带”怒发冲冠”(同种电荷互相排斥),用右手的拇指或食指去靠近会出现吸引现象(异种电荷互相吸引),用同样的方法可以使包装带乙带电,然后把甲乙两根包装带的下端靠近会出现相互排斥现象。实验完毕后学生很快地认识到电荷间的相互作用”同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引”的规律。实验后回味无穷,甚至课后有的学生仍在做上述实验。这样加快了对物理知识的认知过程,激发了学生学习物理的兴趣,影响极深、记得牢。

二、补充实验诱导思维提高学生的分析能力。

中学生的分析和推理一般都是建立在数学原理和浅显直观认识上面的。对于较复杂没有实验辅助的抽象思维,他们是很难完成的。在现行的课本中有些原理没有具体的实验,只是讲了前人的实验经过。这些得出的结论学生很难理解,且知识很易回生;所以只能死记硬背给学生的学习带来障碍。若补充一些类似前人的实验,即能活跃课堂气氛,又能给学生创造了认识问题的便利条件。如”马德堡半球”实验学生看到图中那种宏大规模的实验感到可望而不可及。如果我们把这一实验用一段胶管连接两支针管来替代,用两个人向着两个方向拉针管的活塞,只要针管不损坏无论如何是无法拉出任何一支针管的活塞的。在实验时还可以把其中的一支针管活塞与顶端留部分空隙,移动一支针管的活塞则另一支针管的活塞也相应移动,表明了大气压的作用,证实了大气压的真实存在。

这种补充实验使学生的思维有了依托,有了推理阿题的依据,就会根据这种实验提出和抽象出更多的问韪,无形的推动了教学的进展,提高了素质教育。

三、增加实验的趣味性,激发学生的兴趣。

“兴趣是最好的老师”,学生的兴趣一旦被激发,教学的发展速度将大大提高。而实验课上能引起学生学习兴趣的方法很多,只要我们执教者时刻想到要引导学生的兴趣这一点是很容易做到的。如”水不善于传导热”的实验可在试管内水的底部放一尾小鱼,加热试管上部的水沸腾了而试管下面的鱼还在自由自在的游动。在讲不善于导热的物体时可以将一张新的纸币沾上汽油点燃,当学生看到一团火焰迅速燃烧时,把这一团火焰迅速夹在书中,火焰熄灭后,打开书纸和币安然无损,用手触摸纸币温度很低,说明纸是热的不良导体。在讲”热传递”时,把棉线绕在铁棒上,演示烧不断的棉线的实验,通过经常保持做以上类似的实”验,增强了学生学习物理知识的兴趣。自然而然教学质量得到了提高。

四、尽量增加演示实验和学生分组实验。

物理是一门以观察和实验为基础的科学,许多物理知识是通过观察和实验加以总结和思索得出的。所以学习物理的一个重要方法就是重视观察和实验。我在实际教学中,尽可能的让学生多动手、多观察,而且实验中所用的器材尽量从日常生活中选取,目的就是为了体现”从生活走向物理,从物理走向社会”这一思想。比如:在学习光的反射这一课时,我利用了常见的泡沫塑料和竹签来分组模拟演示光的反射现象;在学习浮力的利用这一课时,利用橡皮泥来分组寻找使密度大于水的物质浮于水面上的方法;利用萝h来演示”空心法”增大可利用的浮力。通过这样的一些实验,不仅传授给了学生知识,还培养了学生的观察能力、实验操作能力以及严谨、求实的科学态度,更重要的是让学生亲身经历获得知识的过程,体会到了成功的乐趣,激发起学生浓厚的学习兴趣,对学生的发展有着非常积极的作用。

总之,加强物理实验教学,是提高物理质量的十分有效的途径,对提高学生抽象逻辑思维能力很有帮助,能为将来学习物理知识打下坚实基础。因此,初中物理教学中,应大力推广加强和优化物理实验教学,从而进一步提高物理教学质量。

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。

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