大学物理实验范例6篇

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大学物理实验

大学物理实验范文1

在高等院校的理工类专业中,物理课程具有重要的地位。物理学实验课程是一门专业性很强的课程,曾经为培养基础前沿学科的优秀人才作出了很大的贡献。而大学物理实验为高等院校理工科大学生的一门实践性很强的基础性实验,也是大学生进入高校的第一门基础实验课,它反映了理工科基础实验的一般性问题。通过对大学物理实验的教学,大学生不仅能正确地去理解物理概念和规律,而且能培养和提高自己的动手能力、观察能力和实践能力等,同时也能更好的培养自己的开拓能力、研究能力和创新能力等综合素质。

因此,在高等学校里面,对大学生开设基础实验课,特别是大学物理实验课程,这就是锻炼大学生地动手能力、实践能力和创新能力的重要环节,学好了基础实验,对于大学生的专业实验起到了很大的奠基作用。因此,在高等院校地理工科学生中开展大学物理实验课,就是为高等院校去培养一批专业知识扎实、动手实践能力强的创新人才的重要途径。

在大学物理实验的实际教学中,由于一直以来受到客观条件和主观因素的制约,比如:较差的实验教学条件与环境,以及不充足的师资力量。在这种情况下进行实验教学很容易导致学生形成机械化的学习方式,不能自主的去做自己想做的实验,也制约了学生开拓和创新能力的形成。

因此,要真正去提高和改善高等院校大学物理实验的教学,应该从大学物理实验的教学模式、教学课程体系、课堂教学和管理、考核方式等方面进行积极有效地改革[1-3]。

2 对大学物理实验教学模式进行改革

随着时代的发展和科技的进步,过去教育资源缺乏的现象得到了解决,特别是各种网络资源此起彼伏,但是很多高校面对这种丰富的资源并没有很好的应用,还是采用老一套的教学模式,仍然是按部就班的对大学生进行教学,大学物理实验课也不例外。安排好时间和实验项目,有的学校还对学生的小组都要做到安排,这样就无言的限制了学生自举选择实验项目和实验时间,只能按照老师的布置。

因此,我认为:大学物理实验可以分三种方式进行,第一,按照实际情况有些实验只能在实验室完成,这就要借助学校的实验仪器和实验场地;第二,有些实验可以用仿真软件在电脑上完成,这就是虚拟实验室,这样的实验不会受到时间和空间的限制;第三,有些实验可以采取远程教学,所有要做这一部分内容的大学生都可以远程授课,然后自己选择自己的时间去实验室动手实践,这样很多时候做实验也很灵活。这样就可以对大学物理实验的教学模式得到创新和改革。

3 对大学物理实验的教学课程体系进行改革[4]

我国绝大部分高校在大学物理实验教学方面长期处于一种封闭式的教学状态,一直不变的教学体系在很多高校还是在使用,特别是以前为师范院校的专科学校,等升本后仍然使用以前的物理实验教学课程体系,根本与当今飞速发展的前沿科学新理论和新技术严重脱节。加上有些资源缺乏的高校,把陈旧落后的实验教学设备和传统的教学模式、方法和手段仍然拿到现在的课堂上来使用,这样就更赶不上科学技术进步的步伐。

对大学物理实验课程来说,一般的大学物理实验被分为基本物理实验、综合性物理实验、设计性物理实验等课程模块,其中基本物理实验实际上只是大学物理教科书上已有的基本物理规律和物理定律的简单验证,处于课堂教学的主要地位。大学物理实验面向对象是理工科大学生,大学物理是他们刚进入高校就开设的一门基础课程,也是为其他专业课打基础的课程,大学物理实验也是其他专业课的基础。而综合性物理实验是对整个大学物理知识的总结,设计性物理实验是对大学物理知识的创新和应用。为了能跟上科学技术的发展步伐,我们应该形成从低到高、从基础到前沿、从理论上接受知识到实践上能综合应用知识的新课程教学体系。针对这三个实验模块的教学,我们在授课的时候就不能以一个行政班级为授课班级,应该在全校范围内实行网上选课,这样成绩好和动手能力强的就会选择有创造性的实验,而那些成绩平平和动手能力欠缺的学生就能保证做完基本的实验能达到学校要求就可以了,这样就不会在实验课上对那些基础性的实验有些同学一下子做完,就在那无所事事。而对于那些设计性和创新性强的实验有些学生根本摸不着头脑,也就只好在那呆呆的站着走神。

因此,对大学物理实验课程来说,绝大部分学生因为不适合自己的口味往往感到枯燥乏味,这样严重地影响了学生们对物理实验课程的学习。根据目前的情况,我觉得大学物理实验教学体系的改革应当从三个方面进行:第一,开创大学物理实验教学的开放式教学;第二,实现理论教学与实验教学的有机结合;第三,提高大学物理实验教学的层次感。

4 对大学物理实验课堂教学与管理进行改革

在过去和现在的很多高校,进行大学物理实验课教学过程中,一般的教学方式就是实验教师把本节课要讲解的内容告诉上课的学生,比如:本次实验的实验目的、实验原理以及实验注意事项等都一一告诉学生,有些老师给学生做演示实验,边做边给学生讲解实验方法、步骤、仪器使用、数据记录、数据处理等等,认真听的学生根本就不要做实验就知道实验结果了,有些偷懒的学生就把老师的演示实验记录下来作为实验数据。这样上实验课,有的学生实验数据都测完了还不知道仪器用的是什么原理,就更谈不上提高他们的动手能力和创新能力了。

要使理工科专业大学生的物理思想、实践能力和动手能力能与最新的科学技术接轨,就必须激发学生的主动学习兴趣和积极性,只有这样才能使最新的科技技术成果融入到实验教学内容之中去,例如:在做全息照相实验的时候,上课之前就首先应该自己能分清楚普通照相与全息照相的区别,最好自己在网上搜集很多关于这种照相技术的资料,然后一走到实验式就很熟练的可以造作,同时也联系了很多其他的知识。对高校量大面广的工、商、文科学生在一年级开设大学物理实验,其目的就是为了从使得大学生的知识面能广阔,有很好的物理实验的设计思想、物理实验方法,会使用基本的仪器仪表等,这样就能拓宽学生的知识面,培养他们综合运用知识的实验能力。

5 对大学物理实验考核方法进行改革

为了有效的提高大学物理实验课的教学质量,提高学生们的动手操作基础实验的能力,同时培养学生们在物理综合知识上的创新意识,高等院校应该对大学物理实验考核的方法进行改革。改革实验考核方法,目的在于提高教师的教学质量与学生的教学效果,目前绝大部分高校的大学物理实验考核由两大部分构成:即平时成绩与期末考试成绩。一般高校的实验平时成绩包括实验预习报告、实验操作和出勤率,这就占50%,而期末考核成绩占50%。实验课程考核主要是要学生做一个简单的实验,然后读个数据就可以了。这样传统的实验操作方式,对于提高学生的实际水平的帮助不高。我本人认为这种陈旧的考核方式应该改变,应该给每一位学生一个灵活的考试方式:要每个学生在规定的时间内随机操作一个实验,或者在规定的时间内交一个自己动手做的作品。这样来作为期末的考核成绩。这样就使得学生自然而然的在平时会努力积累实验的操作技能,每个学生都会动手去做实验,同时也会改变以前有的学生在做完物理实验以后进行专业课实验时,连基本物理实验仪器都不会使用的尴尬情况。

6 结论

对大学物理实验在教学过程中进行改革,其目的就是去激发大学生对于物理基础实验的学习积极性和学习主动性,培养学生对大学物理实验产生浓厚的兴趣,同时更好地锻炼了学生在实验操作时,能把理论知识与实验项目相结合,并且能在基本实验的基础上有一定的设计和创新。同时,对大学物理实验进行改革,可以提高高校的教学质量,可以提高大学物理实验的教学效果,为国家和社会培养专业基础扎实、实践创新能力强的优秀人才。

大学物理实验范文2

针对我院应用技术型人才培养目标和“大学物理实验”课程开设现状,笔者本着“加强基础,工程导向,多方结合,提升素质”的理念,以应用为主题,结合教师教研和科研成果,面向不同专业背景学生,开发了一系列综合性和设计性实验,研究成果对于同类独立学院“大学物理实验”课程改革具有一定的借鉴作用.

关键词:

大学物理;综合性、设计性实验;独立学院

“大学物理实验”是工科大学生的一门重要的基础课,它体现了科学实验的共性,在实验思想、方法以及手段等方面是各学科科学实验的基础.在培养学生严谨的科学思维和创新能力、理论联系实际,特别是与科学技术发展相适应的综合能力等方面起着重要的作用.根据人才培养目标、实验教学改革、实验室建设任务及国家教育部评估的要求,实验教学项目中综合、设计性项目应不断增加.天平学院是苏州科技大学的独立学院,目标是培养适应地方发展的应用技术型人才,综合性和设计性实验在培养学生综合实验能力、动手能力和创新能力方面起到重要的作用,因此结合我院大学物理实验课程开设现状,笔者本着加强基础、重视实践的目标,面向不同专业对综合性、设计性实验进行开发和建设.

1综合性、设计性实验的特点

综合性物理实验涉及的物理理论基础知识范围较宽,仪器调节更加精细,有助于较全面地培养学生的学习能力、实验动手能力和创新意识.设计性实验是一种介于教学实验与科学研究实验之间的物理实验,它具有对科学研究进行初步训练的特点.设计性实验的内容需要经过精心细致的挑选,即具有典型性、综合性,又具有探索性的特点.同时在综合性、设计性实验项目和内容开发时,还要充分考虑学生的知识背景,如:上海机电学院的“大学物理实验”课程中将全校工科专业分成机械、电子信息、电器三个大类,在综合与应用型实验模块中,设计三个子模块分别对应三个大类专业,每个子模块开设5-8项适应本专业的综合性实验,供不同专业学生选择.通过该模块的学习,使学生在本专业领域打下坚实的实验基础,服务于基础实验课及专业实验课.

2我院大学物理实验课程现状

基于本校江苏省物理实验教学中心的建设基础,我院的“大学物理实验”课程体系包含验证性实验、综合性实验和设计性实验,但目前存在以下问题:一些验证性实验如惠斯通和双臂电桥实验,学生在连接电路和排查电路故障时可很好锻炼动手能力,但由于仪器老化,实验不能正常开设;有些综合性实验,如准稳态法测导热系数和比热容实验,仪器智能化程度高,对学生实践能力锻炼不足;实验项目未能较好地考虑学生的专业特点和认知结构,针对不同专业可选择的实验项目较少.

3综合性、设计性实验项目的开发研究

根据我院应用技术型人才的培养目标,本着“加强基础,工程导向,多方结合,提升素质”的理念,笔者调研了同类学院的物理实验课程中实验项目设置情况,结合我院不同专业特点,研究了我院各专业背景下物理技术方法的应用现状.利用工程实践、教研和科研成果开发综合性、设计性实验,修订实验项目内容,注重与工程实际的结合,在实验方案的设计过程中充分考虑所学的知识点及应用背景,修订或增加与不同专业相对应的、与工程实践应用联系紧密的一些综合性、设计性实验项目,延伸实验教学的空间,尽早让学生介入工程实践应用,逐步培养学生由理论思维向工程思维过渡,提高学生学习兴趣,增强动手能力和解决问题能力.

3.1以应用为主题,开发设计性实验

以应用为主题,精心设计实验内容,让学生在设计实验方案及完成实验过程中提高自己分析解决问题的能力,使实践创新能力得到一定的锻炼.例如“固体密度的测定”实验,测量规则和不规则固体的密度、密度大于水和小于水的固体密度;在“液体折射率的测量”实验中,学生根据所学知识,设计用不同的方法测量液体的折射率,让学生主动寻找方法来实现测量的目的;在设计性实验“利用霍耳传感器测量重力加速度”“利用霍耳传感器测量半导体材料的电学参数”中,让学生了解霍耳效应广泛的应用,扩展视野,提高学生理论联系实际和实践的能力.

3.2保留经典实验项目并升级,不同实验项目面向不同的专业大类

“用惠斯通电桥测电阻”和“用双臂电桥测电阻”是“大学物理实验”课程中经典的电学实验,要求掌握单、双臂电桥测电阻的原理,学生在实验操作中自己连接电路并完成实验,可以较好地锻炼动手能力.这两个实验集中在学会用电桥测量电阻,学生学习积极性很难提高,实际上电桥有更广泛的应用,如用电桥对温度、应力等非电学量的测量,课程中未涉及,而这些应用在电子类专业、土建类专业后续专业实验课程涉及较多.将“用惠斯通电桥测电阻”和“用双臂电桥测电阻”这两个实验改进升级后,变为电桥测量和应用专题实验,包含4个子实验项目:惠斯通电桥和双臂电桥测电阻;用电阻温度传感器制作温度计;用应变片代替电桥一个臂,研究承重梁的应变与电桥输出电压的关系;设计电子秤,并研究如何提高电子秤的灵敏度.土建类专业和电子类专业可根据专业特点选择不同子项目.土建类专业可了解应力的测量方法,通过实验设计对承重梁静态应力进行初步分析.对电子类专业可侧重在如何对应变片进行温度补偿及提高电子秤的灵敏度.依据不同专业背景进行实验项目选择,提高学习兴趣,对后续专业实验课程起到很好的引领作用.分光计是“大学物理实验”要求掌握的一种光学测量仪器,开发“分光计上的综合设计性实验”,实验要求掌握分光计的调节方法,观察光栅的衍射光谱,了解光栅的分光本领,测量光栅的角色散率,并设计利用分光计完成一个或多个设计性实验.通过本实验学生可了解光谱的相关知识,为给排水、环境类专业后续课程中光学测量仪器的学习奠定基础.实验中,学生可根据分光计的特点,设计测量液体折射率、观察光的偏振、测量菲涅耳棱镜锐角等实验,可充分发挥学生的主观能动性,锻炼学生的动手能力.

3.3与教研和科研成果相结合,保持课程的活力

与教师教研成果和科研成果相结合,推动实验项目的开发,实验内容更贴近实践应用,保证了课程的可持续性和活力.与教师教研成果相结合,开发“利用复摆研究刚体的平动和平面平行运动”,用两个相同的长圆柱形刚体,巧妙设计摆线的不同系线方法组成复摆,演示刚体的平动和平面平行运动,并通过光电门测量复摆的周期,可得到转动惯量.在改革实验项目中,针对学生实践动手能力训练较少的实验内容,增加更贴近实际应用部分的内容.在“用准稳态法测不良导体的比热容和导热系数实验”中,实验原理推导从数理方程组入手,学生理解困难,通过教学研究,分析了准稳态物理过程,学生更容易理解实验的原理;该项目实验仪器较集成化,对学生动手能力锻炼不足,增加了热电偶的定标和测量实验,让学生了解实际测温元件应用时重要的定标步骤,渗透工程实践应用内容.与教师科研成果相结合,我们开发了设计性实验“利用白光偏振干涉测量光学玻璃内应力”“利用泰伯效应测量光栅常量”等实验项目.

4结论

综合性和设计性实验的开发是“大学物理实验课程”改革的一个重要内容,根据我院应用技术型人才的培养目标,以应用为主题,结合教师教研和科研成果,并考虑不同专业背景学生的知识结构,开发了一系列综合性和设计性实验,以增强学生实践动手能力、理论联系实际能力,提高学生的学习兴趣,增强就业竞争力.

作者:王帆 姚庆香 樊丽娜 沙金巧 王军 单位:苏州科技大学天平学院 苏州科技大学数理学院

参考文献:

[1]霍剑青.大学物理实验课程教学基本要求的指导思想和内容解读[J].物理与工程,2007,17(1):59.

[2]单永明.大学物理实验创新项目的开发与应用[J].教育探索,2014,33(11):128-129,143.

[3]张萍,侯晨霞,宋金瑶.综合设计性实验教学的研究与探讨[J].实验技术与管理,2011,28(8):157—159.

[4]江影,邱淑霞,庞宁.综合设计性物理实验项目开发与指导方法的探究[J].大学物理实验,2012,25(6):116-118.

大学物理实验范文3

关键词:物理实验;网络教学;数字资源

一、引言

随着信息技术的发展,“慕课”已成为教育领域讨论的焦点。“慕课”(MOOC,Massiveopenonlinecourses),是新近涌现出来的一种大规模在线课程开发模式。[1]将“慕课”这种新型网络化教学模式引入到大学物理实验的教学中,搭建实验网络教学平台,是适应新时代学生学习特征的必然选择。[2-4]物理学是一门以实验为基础的科学,实验不仅是形成物理概念和掌握物理规律的基础,更是培养学生动手能力和创新思维能力的关键,因而大学物理实验课程的教学效果对创新型人才的培养至关重要。目前我校大学物理实验课程主要采用课堂教学为主的传统教学模式。由于传统实验教学受到实验课时有限,实验室、实验设备、实验教师等教学资源相对紧张等条件的限制,并且数字化教学资源匮乏,学生仅依靠课本进行预习,存在预习流于形式、实验中缺乏思考、自主学习和创新精神不足等问题,使实验教学效果非常有限,成为创新人才培养过程中最薄弱的环节之一。为了改善实验教学数字化资源相对缺乏的状况,并切实提高学生学习的积极性和主动性,以便提高学生的动手能力和基本实验素养,我们开展了实验信息化教学改革。将“MOOC”这种新型网络化教学模式引入到大学物理实验的教学中,搭建实验网络教学系统,制作实验数字化教学资源。我们把视频、动画、图片、图表、实物投影等有机结合起来,使教学内容丰富多彩、教学方法灵活多样。激发学生对物理的学习兴趣,充分挖掘学生的学习潜力,网络教学还可以使学生对物理实验的学习在时间和空间上得到延伸,在内容上得到拓展和充分训练。网络实验教学必将成为传统课堂教学的重要补充和延伸。搭建大学物理实验网络教学系统,有助于丰富我校物理实验教学的数字化教学资源,与传统的实验课堂教学相结合,给学生提供全方位、多角度、立体化的实验教学,从而提高学生的动手能力,培养学生的创新精神。

二、研究思路

首先,通过查阅资料及走访,调研现有高校大学物理实验网络教学系统的搭建及使用效果,分析其优点与不足,并结合我校学生专业特点,制定有中国药科大学特色的大学物理实验网络教学系统设计方案。其次,根据设计方案,搭建实验教学网络平台,初步形成必修实验为主,仿真、课题实验为补充的基本框架,并细化各个功能模块。再次,结合各模块的功能及特点,搜集大量相关资料,包括制作实验教案,实验仪器介绍、操作示范,实验原理讲解,实验重点、难点演示等相关的电子教案、图片,动画、教学视频等资料,另外,结合大学物理课程教学,设计一些能够生动、形象地反映物理现象、物理规律的仿真实验和课题性实验,制作相应的网络学习资料和教学视频,并将所有资料上传至网络平台的相应模块,完成网络教学系统的搭建。最后,选择部分学生和教师(3~5个实验教学班级)对教学系统进行试用,认真听取他们对平台的评价和使用心得及反馈意见,优化平台的各个功能模块,完善整个大学物理实验网络教学系统,并在大学物理实验教学中进行推广和使用。

三、研究结果

1.教学系统基本结构通过前期对南京大学、东南大学、上海交通大学、合肥工业大学等诸多高校的大学物理网络教学情况的调研和分析,并结合我校学生的知识储备及专业需求,制定出以“基本实验为主,课题研究性实验为补充”;包含“实验预习”、“实验操作”、“实验报告”三大板块的“大学物理实验网络教学系统的基本框架”,如图1所示。2.数字化资源制作通过前期对我校所开设的所有大学物理基本实验进行分析,结合学生学习掌握情况,选取了“光的干涉”和“示波器的使用”两个重要且典型的光学和电学实验,在课题性实验中,设计了《信号放大电路的设计和仿真》实验,对这几个实验,按照形成的“教学系统框架”制作了所需的所有文字、图片、电子教案、教学视频等数字资源。在教学资源制作过程中,根据各板块的需求,选取了最好的呈现方式,例如“实验简介”、“预习检测”、“实验报告”主要以文字和图片的形式呈现;“实验原理”则主要以文字、图片构成的PPT和通过录屏教师讲解形成的教学视频呈现给学生;“仪器介绍”、“操作要点”和“数据测量”则主要通过对教师在实验室对照仪器讲解进行拍摄、录制和后期编辑形成的教学视频呈现,这几个实验共制作完成了9个教学视频,如表1所示,最终形成了全方位、多角度、立体化的大学物理实验网络教学资源。本研究的一个重要特色内容是实验教学视频的拍摄和制作。所有视频资源均为笔者在实验室独自用手机拍摄,在拍摄中克服了拍摄工具简陋、光源不足环境嘈杂等困难,通过大量剪辑制作、声音降噪处理,最终使视频结构完整、布局合理、画面清晰稳定地呈现出来。图2、图3为制作的教学视频截图。为考虑方便学生手机观看视频,视频格式均设置为MP4格式,每个视频时长控制在7分钟左右,视频大小约为40M左右。视频结构包括开头、引言、正文、结语。开头给出该视频讲解内容的标题,引言给出该部分理论知识,正文演示实验操作、数据测量方法,小结部分总结视频内容,思考部分提出问题留给学生思考。在视频内容设计上注重以下几个方面:①比较。②过程。③仿真与理论相结合。④画面精细,安排合理。⑤元素丰富,音频清晰。⑥在不影响观看的前提下,增加了一点人文元素和背景音乐。3.实践运用及效果评价我们选取了2015级8个教学班级(约250人)对该实验系统进行了试用。选取154048和154049两个班,在教学过程中一个班使用教学系统,而另外一个班未使用教学系统,对教学效果进行比较,如表2、图4、图5所示。课前,学生利用预习板块中的“微课”视频了解实验仪器,熟悉调节、使用方法,理解实验原理,这比单独依靠教材预习要形象、生动,学生产生了学习兴趣。设定10道预习检测题目,通过答题的正确率来反映预习效果,从表2以及图4和图5中可以看出,使用系统后,答题正确率显著提高,预习效果显著增强。课堂上,教师通过视频演示实验过程,保证了所有学生都可以全方位、多角度地看清教师的操作,通过完成实验内容以及数据测量正确率来反映课堂教学效率,从表2以及图4和图5中可以看出,使用系统后,完成实验内容时间明显缩短,数据测量正确率也得到提高,可见,使用系统后,实验课堂教学效率得到了提高。课后,学生通过系统对实验进行思考、回顾、总结,并撰写实验报告。我们在整个实验教学过程中对该实验系统进行了运用,收效明显。使用该系统后,学生认为通过“微课”视频喜闻乐见的形式,预习实验变得轻松、易懂,教师认为,通过微视频演示实验变得清晰、明了。总之,通过试用,我们发现将网络教学系统与传统实验课堂教学相结合进行物理实验教学,将学生对物理实验的学习在时间和空间上得到延伸,在实验的各个环节得到充分训练,在实验内容上得到拓展,学生学习的积极性和主动性有所提高,实验教学效果明显增强,学生动手能力有所提高。

四、结语

通过对大学物理实验网络教学系统的建设进行探索和教学实践,我们发现建设该系统的核心是制作高质量的数字化教学资源,这也是决定网络教学系统是否能够受到学生青睐并有效使用的关键因素。这就要求我们教师一方面要对大学物理实验课程的知识点进行梳理、剖析、分解;另一方面,要不断学习信息化技术,掌握拍摄和制作微课视频的方法和技巧,制作出更多主题突出、精心设计、短小精悍的微课,以便学生真正可以通过教学系统的使用提高实验学习效率。

参考文献:

[1]焦炜.MOOCs背景下我国高等教育教学模式的变革与创新[J].电化教育研究,2014(4):83-86.

[2]杨强,金贞姬.构建我校大学物理虚拟实验网络教学平台的研究[J].长春大学学报,2007(8):87-88.

[3]倪燕茹.基于网络教学平台的大学物理课程建设的必要性[J].科技创新导报,2015(32):213-214.

大学物理实验范文4

[关键词]大学物理;实验;教学;自主探究

[中图分类号]G642[文献标志码]A[文章编号]2096-0603(2015)21-0037-01

2013年9月,“嫦娥三号”卫星和“玉兔号”探测车共同完成了中国航天人首次对月面接触式探测任务,这是以1976年37年来人类第一个软着陆月球的探测器。航天事业的飞速发展在很大程度上推动了精密仪器、电子设备、文化产品等行业的蓬勃发展。物理科技的前沿应用,为整个社会生活的变革发展注入了强大的动力。由此看来,从初中阶段开启的物理课程,一直发展到大学阶段,都是物理科技发展的奠基石教育。

一、大学物理实验教学的现状

(一)教师全身心投入

在对待物理实验课的教学上,大学物理教师都具有严谨认真的教学态度,前期设备采购上会同学校一再协商和争取,中期实验仪器调试、实验内容准备,后期教学总结,每一个环节都能体现教师对科学严谨认真的教学态度。在大学物理教师看来,他们所传递的物理规律性的基础知识,对于培养物理领域高端的技术性人才,推动中国前沿科技的发展进步,具有非常重要的意义。但在教学方法上,依然采取“灌输”“示范”教学的理念和方式,无法激发学生的学习兴趣,最终形成一片沉寂的教学课堂氛围。

(二)学生投入较少

高考结束以后步入大学,学生像脱缰的野马,对学业的投入力度远不及高中时期的多。很多大学生在大学课堂上睡觉、游戏、玩耍,对课程内容的讲解基本不会仔细去聆听。物理实验课程的开展,对多数学生而言,经常会流于形式,实验报告的互相抄袭也成为教师面临的教学难题。

二、自主探究式教学方法

(一)学生自主探究

大学生在人格意识上基本完成了蜕变,能够独立于他人而发表自己的观点,也能清楚认知行为上的对错。因此,让大学生自主参与到物理实验教学中来,将班级学生分成若干小组,每组抽取一个物理实验进行课下准备,并在正式课堂上演示讲解给其他学生听。这种学生自主实验的方法,一方面,给行为上自由散漫的学生一定的教学压力,推动其完成必要的教学任务;另一方面,促进其在实验准备、完成和总结过程中学习和了解到实验的知识内容框架,完善物理教学知识系统,推动物理实验教学进程。

(二)教师协助辅导

大学生不同于中小学生,在协助指导上不具备“完全听从教师安排任务”的能力,因此对大学生的物理实验自主探究,不能照搬照抄中小学教学方式。既要适当放手让学生去自我准备、自我试验和自我研究,但也不能完全自由地放纵学生去学习。针对大学生行为散漫、自我约束能力较差的特点,教师要限定时间,限定任务量,并将实验效果作为成绩评判的依据,用这些条件来约束学生进行自我学习,同时最大限度地协助学生完成理论上的讲解任务。教师在实验过程中扮演着“引导者”和“协助者”的角色,切忌替代学生去讲解理论知识,替代学生去解决实操问题,替代学生去完成教学内容,学生独立探究的关键在于发挥他们自己的思维能力,教师可以进行提示指导,但绝非完全意义的“帮助”和“替代”。

(三)课后分享总结

每一堂学生自主探究课程都离不开全面完整的分享和总结环节,大学物理实验教学同样如此。学生对于实验准备阶段、实施阶段、完成推理阶段存在的思维问题和操作障碍,都需要进行科学有效的总结。同时,学生也可以自由谈论关于自我教学的所思所想,以及对大学物理教学的另一种认识。已经成年的学生,对课堂教学形式的变化自然有着自己独特的理解,教师对这些理解和想法进行归纳总结,以便在今后的物理实验教学过程中进行合理运用。学生需要对自我学习效果进行评判、总结和升华,教师对学生思维创意的总结对于物理科研和学术方面也将会起到积极的促进作用。大学物理知识的空间交互性特点要求实验教学不拘泥于单一的“示范演练”教学法。教师应充分发挥大学生独立的主观能动性,发挥他们在实验过程中的创造性思维和发散思维,既可以让学生在课堂上“当家做主、思想解放”,让他们自我主导自己的学习进程,也可以为教师进行学术研究提供宝贵的教学经验,为大学物理实验课程增添不一样的学术风采。

参考文献:

[1]单美贤,李艺.虚拟实验原理与教学应用[M].教育科学出版社,2005.

大学物理实验范文5

1.与中学物理教学的衔接

由于中学物理模块化处理,学生学到的知识是不完整的,不同学校选学的内容不一样,做过的实验也不一样。如此一来,有的学生没学习到热学、光学,有的没学习到振动和波,有的没学习到动量和近代物理知识。在中学,自习老师去辅导,有问题能及时得到解决;进入大学之后,物理学习更偏向抽象推导,依托强大的数学工具可以将研究进行得更深入,也更精确。在大学,老师对物理概念讲解多,课堂知识密度大,低年级学生很不适应,导致实验时,在理解实验原理上感到困难,对实验的重要性认识不够,缺少基本的实验操作技能,有的甚至连接简单的线路都不会,只能是依葫芦画瓢地完成实验报告。

2.大学物理实验课和大学物理课在课程上的衔接

物理实验从原来的物理课程中分离出来,形成了一门独立的课程后,教学时间安排上与大学物理课不同步,大一下学期开始上实验课,力、热、电、光、近代物理各方面实验全有。大学物理课还没讲到的知识可能在大学物理实验课中就要用到,所以,在做实验时难免会遇到一些新知识、新概念。这样,老师讲的就显得多了,有点不像实验课,这也导致学生对实验课的不适应,加大了学生的认知难度,实验时困难重重。

二、教学改进的几点思考

1.大学物理实验也要激发学生的学习兴趣

其一,通过联系生活实际,将本实验的重要性告诉学生,可以激发学习兴趣。教师在备课时应关注实验在实际中的应用。比如,“用箱式电位差计测量热电偶的温差电动势”,可以告诉学生,人们家里用的燃气灶,其中有的电磁阀就是用温差电动势原理控制燃气、及时报警的,简单地讲一下其工作原理。“RLC串联电路的暂态过程研究”,一方面可以联系供电设备中实际电路,当电源接通或断开后的“瞬间”,这时电路中的电流或电压可能出现过电压或过电流的现象,如果不预先考虑到暂态过程中的过渡现象,电路元件便有损伤甚至毁坏的危险;另一方面,通过暂态过程的研究,还可以控制和利用过渡现象,如提高过渡的速度,可以获得高电压、大电流,起到延时等作用。“全息照相”,可以加进白光再现拍照,介绍生活中的全息防伪标识原理。“调相型磁通门实验”,可以介绍磁通门测磁法在第二次世界大战中被应用于探雷、探潜等方面,战后被广泛应用到地磁研究、地震预报研究等。这样通过联系生活实际进行教学会收到好的效果的。

其二,实验课上要精讲,多给学生操做和思考的时间培养兴趣。教师要弄清学生做这个实验的目的是什么,讲解重点是什么。比如,“三线扭摆测转动惯量”实验,如果其教学目的是掌握测量原理和方法,训练不确定度的计算,那么,其中公式的推导就不必细讲,不要占用学生那么多的时间。如果老师还像教小学生那样手把手地教学生怎么做实验、怎么算不确定度,那么,学生只能模仿重复,而不会被激发兴趣的。“吃人家嚼过的馍不香”,学生的兴趣是在动手、动脑中培养起来的。

1.注重知识点的衔接,降低难度

大学物理与中学物理教学的衔接,是高校物理教师在大学低年级教学时必须面对的问题。但很多教师更多关注大学范围的物理专题研究,而能够深入了解中学物理教学内容的不多,对二者的衔接问题研究则更少。如果我们多一些关注中学物理教学内容是可以将二者的衔接问题处理好的。如“霍尔效应及其应用”实验原理讲解时,洛伦兹力的方向就可以用学生熟悉的左手定则加安培定则来判断;“电表的改装及其校准”“光电效应测普朗克常量”“受迫振动的研究”“惠斯通电桥测电阻”“示波器的使用”等实验,可以多回顾中学做的实验原理,让学生感觉到大学物理与中学物理知识的衔接点及不同点。

2.课上多些探讨,多些互动

大学物理实验范文6

我们要求学生课前写出预习报告,但是相当一部分学生只是形式上完成了,预习报告盲目抄书,漫无目的,不知道预习什么,有的甚至相互抄袭。究其原因主要是教师指导不到位,学生预习没有明确的目标,没有激发学生的积极性。缺乏相互交流的平台,预习过程中遇到问题无法解决,课后实验报告不能及时反馈。在大学物理实验课程建设上强调实验设备、场地、环境的建设,不重视实验教学环节的建设。传统的教学方式、实验考核形式单一等因素造成了学生对待实验的态度马马虎虎、敷衍了事。课前不认真预习,课堂上做实验漫无目的,数据造假。课后实验报告相互抄袭,教师批改报告时经常出现多个同学测量数据不同,计算结果完全相同的现象。诸如此类的现象,让物理实验教学失去了它原有的功能。

2实验教学中培养学生自主性的具体措施

我们以《硅光电池的特性研究》②实验为例,就如何在有限的时间内培养学生自主学习能力和动手能力进行了深入的研究和探索,这一学期的课堂教学实践总结如下:《硅光电池的特性研究》实验步骤简单,但涉及到的原理对刚上大二的学生来说比较复杂,学生还没有接触PN结这一方面的基础知识,对PN结工作原理和单向导电性的概念很难接受,再加上光电效应的知识大学物理还没有讲到。以前实验教学中,开始操作之前都会给学生讲解PN结的形成工作原理等方面的内容,但是原理与实验步骤联系不大,不掌握原理也能完成实验。所以课前讲解对学生没有吸引力,即使认真听课的学生能理解的也非常有限。学生被动的按步骤做实验、盲目的得到实验数据,实验效果非常不好。实验过程中提问问题一问三不知,实验做完之后预习思考题都回答不上来。课后抄报告现象非常严重。究其原因是学生升入大学后对主动学习很不适应,加上对实验课的不重视,以及实验考核只看结果,不重过程。造成了学生蒙混过关。为了改变这种现状,我们进行了深入的教学改革,让学生自己去研究,利用物理实验培养学生的自学能力,表现能力,设计实验步骤的能力和发现问题解决问题的能力。让学生在明明白白中完成实验。

2.1建立开放的大学物理实验交流平台,利用微课加强课前的预习指导

我们在第一次上《大学物理实验》时要求学生实名加入E-Learning学习空间,方便教师和学生之间的交流。我们对每个实验都设置了交流空间,上传了微课视频。利用短小精湛的微课视频强调实验的目的,让学生对我要干什么一目了然。在微课视频中设置问题,让学生带着问题去预习。《硅光电池的特性研究》问题如下:(1)PN结是怎样形成的?为什么具有单向导电性?(2)硅光电池的工作原理和负载特性?(3)LED发光二极管的发光原理?(4)书上的预习思考题及学生在自主预习中遇到的问题。(5)对于要求的实验内容,你准备怎么做?提示学生可以通过网络,同学之间的讨论对提出的问题思考总结,形成系统的语言准备课堂讨论。并在微课视频中对仪器的各部分进行展示,通过仿真实验软件,让他们在预习中熟悉实验的各个环节和可能出现的问题,独立思考通过实验应掌握什么样的问题。让学生根据书本的内容简单设计实验步骤。

2.2学习翻转课堂的模式,课堂教学采用问题讨论法,进一步明确实验目的和内容

因为课前已经预习过,可让学生自主上讲台对问题进行讲解讨论,下面同学提出不同的见解进行补充。积极参与讲解和讨论的学生实验成绩加分。没有主动参与讨论的老师提问,能够回答的不加分不扣分,没看书不能回答的扣相应的分数。因为每一次实验课的人数都是二十人左右,基本上每一个人都有发言或被提问的机会。这种激励方法促使每个学生去预习看书,大大激发学生的积极性。设置一个宽松的学习讨论范围,实验之前留出一定的时间,设置合理的问题情境,让学生去讨论,去探究,通过网络等各种方式鼓励他们自己找出解决问题的途径。在一学期的课堂讨论中,发现学生们的思维非常开阔,能把各种各样的可能想象出来,比如讲到P型半导体和N型半导体的时候学生发挥丰富的想象能力,会把空穴想成一种特殊物质,形象的说电子就喜欢这种物质所以会互相跑向对方。让学生讲解单向导电性,正极和正极相连,负极和负极相连所以没有电流产生等等。所有这一切反映了学生在看书的同时发现问题,不懂的地方充分发挥了想象力,虽然有时候不能讲到点子上,但是学生在自学过程中这种奇思妙想是非常可贵的。学生集思广益,踊跃发言,说明学生真正的参与到了学习当中,作为老师,也真正的能体会到其中的乐趣。经过讨论学生在做实验的过程中胸有成竹,每个学生都能自己设计自己的实验步骤,而且在做实验的过程中会发现很多问题,比如说为什么反偏比正偏时输出电流大?为什么硅光电池光强一定时负载不同电压也不同等等?明明白白的做实验,学生的兴趣很高,课堂上相互之间讨论的氛围热烈。实验过程中发现的问题,由于原理知识理解得非常透彻,经过思考讨论基本都能自己解决。最重要的是实验真正得到了理解,基本没有相互抄实验报告的现象。其实只要能够独立完成的学生谁也不想去抄袭。有很多同学反映,这样的教学方式效果确实不错。

2.3用科研的态度来影响学生,指导学生正确的处理数据和分析问题

我们在做科研的时候都要对所选的课题进行深入调研,实验过程认真负责,保证数据的真实性。所以我们教导学生一定要诚实,保证实验数据真实,不捏造数据,养成良好的科学态度。实验数据是学生通过实验获得的第一手资料,数据的处理和分析在整个实验过程中就显得至关重要,在数据处理中大胆的尝试各种方法,逐差法,最小二乘法,让学生体验origin软件处理数据直观性,便捷性。

2.4完善实验教材,保证实验教材与实验仪器的一致性

大学物理实验难易差别较大,比较难的实验操作比较费时,实行起来比较困难,还有一些实验虽然简单,但实验教材和实验仪器不太配套,学生在没看到实验仪器时预习没有明确目标,书本上看到的实验内容、操作步骤和实际的实验步骤有一定的偏差也给学生的自主学习造成了一定的困难。调动学生预习的积极性,让学生主动的去探究、讨论。首先要保证实验教材的有效性。结合实验室的仪器完善实验教材,实验目的明确,实验步骤合理。预习思考题要紧密结合实验的原理与内容,要让学生通过回答预习思考题基本能把握实验的目标与内容,保证学有所获。

3结论

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