大学物理实验教学设计十篇

大学物理实验教学设计 篇1

一、大学物理实验探究教学模式

探究教学模式的主要过程是:首先,学生根据老师提出的主题进行探究,并根据主题收集可以解释问题的相关资料与依据;然后,根据自己收集到的资料与依据分析解答问题,同时在和同学相互交流后,对比其他回答;最后,对自己的解答进行评价和反思。

在这种教学模式中,老师的任务只是给出一些事例和问题,其研究学习的主体是学生自己。一般,老师会设定合适的研究主题,然后让学生在一种类似科学研究的环境中,通过自主观察、收集、整理、思考、分析去探究问题,经过同学间的相互交流与合作,自行发觉、掌握相应的知识原理。这种教学模式不是让学生被动地接受,而是主动去探索,大大提高了学生的合作精神和创新能力,同时也培养了学生科学研究的兴趣。

二、大学物理实验探究教学设计

(一)探究教学目标的设计

在进行具体目标设计之前,首先要明确大学物理实验探究教学的总目标。结合大学物理实验课程的特点和探究教学的理念,我们可以知道培养学生的创新精神、提高学生的科学素养和实践能力是主要目的。因此,具体的探究教学目标设计都应基于此。

在此基础上,大学物理实验探究教学目标可以细化为三个部分。其一,掌握实验知识与技能,具体表现为掌握基本物理量的测量与误差检测、物理实验的基本技能与实验器材用具的使用、物理知识在新科技中的应用等;其二,实现探究能力目标,即探究的七个构成要素为提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与论证、评估、相互交流;其三,获得大学物理实验态度、情感与价值观的升华。

(二)探究教学内容的设计

在对大学物理实验探究教学内容进行选择时,我们会发现不是所有的大学物理实验学科体系的内容都适合进行探究性教学,只有从中选择合适的研究对象进行探究性学习才能达到探究教学的目的。那大学物理实验探究教学的内容设计就要从如下两个方面来分析。

1.内容选择时要遵守适度性原则、可操作性原则,同时还要满足兴趣性原则。2.基于这三个基本原则,探究教学内容的选择途径可有多种方式,包括重新组合教学内容,发现新的课题;重复经典实验,亲身体验其过程;与实际相结合,提高课题应用性;将新科技注入传统课程中,寻求新课题;直接开设实验项目,从生活中发现问题等。

(三)探究教学过程的设计

大学物理实验探究教学过程的设计还要遵从义务教育阶段物理实验课程的教学过程。如上文所提,提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与论证、评估、相互交流这七个要素。

(四)探究教学评价的设计

传统的教学评价存在不少弊端。例如:在功能上,过分强调甄别,忽视了评价还具有的改进与激励作用;在主体上,将学生置于被动地位,是被评价对象;在内容上,重视结果,不管是纸质的考试还是实际操作。这些目标取向评价都与探究教学格格不入。

在探究教学中,一般采取过程评价。探究教学的主要目的就是为了提高学生的科学思维能力及创新精神,如果只关注实验报告和实验结果而最后评价为不合格,这就容易使学生产生很大的挫败感从而对本学科丧失信心和兴趣。知识学习是一个过程,所以只对结果进行测评是有失偏颇的。在整个大学物理实验探究教学过程中,学生对问题的发现和解决能力以及自身的评价总结能力,老师应该关注并纳入测评体系中。

综上所述,探究教学模式就是要引导学生与老师互动的自主合作进行学习,是非常值得借鉴与推广的一种教学模式。但大学物理实验探究教学设计只是一个开端,起着宏观调控作用,探究教学毕竟是一个开放性的活动,在实践过程中总会不时地出现“小插曲”。这时,就需要老师充分调动智慧,遵循探究教学模式的根本目的进行微观调控,一切以学生为主,培养符合时代要求的新型人才。

参考文献

[1]何光宏,韩忠,汪涛,等.大学物理实验探究式教学模式的探索实践[J].大学物理实验,2015(3):117-119.

[2]杨昌虎.探究教学在大学物理实验教学中的实践[J].高校实验室工作研究,2015(2):91-92.

大学物理实验教学设计 篇2

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[1,2,3]。

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。

参考文献

[1]赵亚林, 周在进.大学物理实验[M].南京大学出版社, 2006 (3) .

[2]徐曼等.大学物理实验教学改革的初步实践[J].石家庄联合技术职业学院学术, 2007 (3) .

[3]刘力斌.大学物理实验考试改革初探[J].大学物理实验, 2003 (3) .

大学物理实验教学设计 篇3

一、开放实验室对改进物理实验教学的意义

开放物理实验室是在新课程理念的引领下，通过给予师生自主选择实验资源、实验项目，自主安排实验时间、自主确定实验方法的权利，其内涵不仅是指狭义的“图书馆式”开放物理实验资源，还应该包括物理实验资源的开放、实验教学内容的开放、实验教学方式的开放、实验教学评价方式的开放，实现以开放物理实验室为载体，利用开放的教学理念来引领物理教学。

通过开放物理实验室，一方面，转变中学物理教学中“为考试而实验”的教学倾向，树立以实验为基础的物理教学观，发挥物理实验在物理概念、规律、习题教学中的作用，真正用“自主合作探究”代替“他主训练灌输”，另一方面，改变“唯分数论”的学生成绩评价观，用“关注能力，关注会学”代替“关注分数，关注学会”，调动学生学学习物理积极性，促进学生改进物理学习方式，培养学生的动手、动脑能力，提高学生科学素养和创新意识。

二、以开放实验室为平台改进高中物理实验教学的策略

1.齐全的实验室功能区、完善的实验室管理制度是开放物理实验室的基本保障。开放实验室是一个系统工程，是一个全新的课题，为确保开放实验室建设取得实际成效，充分发挥其培养学生的创新精神与实践能力作用。一方面，在传统的力学、电学、光学、热学实验室的基础上，增设合理的实验区，如综合实验室、数字实验室、学生自主探究实验室，为开放实验室提供硬件保障；另一方面，改变物理实验教学的组织管理形式，教学处、年管会、物理教研组齐抓共管，结合开放实验室的实际情况制定相应的实施管理办法；规定不同年级开放实验室的时间和空间；建立实验指导教师和实验辅导员岗位责任制；明确实验室操作规程及安全责任制，逐步建立起完善的开放实验的教学运行机制，把开放实验室建设成为激发学生学习兴趣、培养学生能力，具有一定学术性、创新性、导向性和示范性的学生科技活动组织。

2.基本的实验技能训练是开放物理实验室的基础。重视物理课程标准要求的中学物理中传统的经典实验，以培养学生的基本实验技能，提高学生对实验现象的观察、分析、总结能力，为学生实验创新能力的发展打下坚实的基础。如：基本仪器的使用，测量与间接测量的思想，控制变量法，等效替代法，实验数据的处理与评价，偶然发现的追踪等。

例如：“实验；用单摆测定重力加速度”包含许多思想方法：用间接测量的方法测量物理常数；用多次测量的方法减小偶然误差；用图像的方法处理实验数据等。包含许多实验基本技能：如何悬挂单摆的悬线？怎样测量摆长？在什么位置开始计时和终止计时？为什么？为什么要测多次全振动的时间？各直接测量物理量对加速度值误差有什么影响？“实验：探究小灯泡的伏安特性曲线”包含运用图像分析实验数据的能力培养：（1）猜测图像可能有什么特点？（2）电压从零开始逐渐升高，为什么在低电压区采点密集一些？用什么电路？（3）画出图象，分析图象特点：低电压区，中电压区，高电压区。（4）尝试解释这种图像的特点。像这些重要的实验思想方法和实验操作的培养，都必须通过学生的动手操作而体现出来。如电学中的电阻的测量、电源电动势及内阻的测量、探究。

3.以开放的实验资源改进物理实验教学。开放的实验室资源是让学生不仅充分利用学校实验室的器材，而且挖日常生活中的用品，学生自己设计或教师指导下进行小实验、小制作、小发明等各种物理实验探活动。不仅缓解了当前学校实验资源单一的状况，也拉近了物理学与生活的距离，让学生深切地感受到科学和社会、日常生活的联系，体会到小实验中蕴含着大智慧。况且有些实验资源本来的用途并不是进行物理实验，因此这实际就是一种开放实验室的创新形式。

例如：“小实验；水果电池的制作与相关量的测量”：材料：西红柿铜丝、铁钉、数字式多用电表。

制作步骤：

（1）取一个西红柿，分别将弯折的铜丝和铁钉插入西红柿中（中间相隔一定的距离）

（2）用多用电表红表笔接触铜丝，黑表笔接触铁钉，测量水果电池的电压。

（3）再用多用电表黑表笔接触铜丝，红表笔接触铁钉，再测水果电池的电压。

（4）根据多用电表的读数判断西红柿电池的正负极。

实验结果分析：（1）用万用电表测出两个电极间的电压约为0。6V，但几个水果电池串联却不能使一个小灯泡发光，为什么？引导学生通过对实验结果的分析与论证，其原因是水果电池内阻太大。（2）如何准确测定水果电池的E、r课本上的方案可行吗？为什么？有其他方案吗？学生在开放性问题的引导下，提出解决问题的方案（伏安法？安欧法？伏欧法？补偿法？），同时通过自己动手实验尝试去解决问题、发现新问题，使学生在体验成功和挫折过程中获取知识提高能力，从而感悟出物理学的思想和方法。对其他学生自己设计的小实验还有很多，这里不再举例。

4.以开放的实验教学模式改进物理实验教学。传统的物理教学模式是教师按照教材的实验要求把实验的目的、原理、步骤讲授给学生，学生像操作工那样去逐步完成实验步骤，这样既不利于学生实验能力的提高也不符合新课程理念。实验教学模式的开放，要求教师充分重视学生的主体地位，发挥学生的主体作用，实验教学中学生以实践者、研究者的身份积极参与，教师的作用是一方面对学生实验过程中的困难提供必要的指导和帮助；同时引导学生学会对实验中的问题，多角度、多方位进行思考，为不同学生提供不同的可选课题，为不同学生提供同一课题的不同研究方式，挖掘不同学生的不同的闪光点。

例如：高一年级学生开展“落体运动加速度的研究”。要求学生二人一组，运用频闪照相研究钢球下落的加速度。学生必须完成以下任务：方案设计（直接测什么？如何测？）；装置调试；标尺制作；实地拍摄；照片分析；实验报告。教师提供的帮助：方案设计提示；频闪技术指导；参与讨论，提供器材，进行质疑，点拨思维。

例如，高二年级学生研究小孔成像，可引导学生研究以下问题：对晴天正午树荫下的光斑，请仔细观察并描述你所看到的现象，你能提出哪些问题？为什么有的光斑是不规则的，有的光斑近似为圆形？为什么圆形亮斑与不规则形相比，圆形较小？为什么圆形与不规则形相比，圆形较暗？你猜想哪些因素影响光斑的形状和亮度？与小孔的形状、大小有关吗？如何验证？需要哪些器材？设太阳到地球的距离为一个天文单位L，怎样设计实验测量太阳的直径D测出小孔到屏的距离l和屏上光斑的直径d，则太阳的直径为D=Ll·d。

5.以开放的实验教学内容改进物理实验教学。传统的物理实验教学内容是教材中规定的实验，实验教学内容的开放，一方面是对教材中学生实验进行改进、拓展。如改“验证性”实验为“探究性”实验或设计性实验；改教师课堂“演示实验”为学生“探究性”实验；改进教材中原理不科学、现象不明显、效果不理想的演示实验；把新授课教学与实验教学融合一体的实验探究式教学；把习题课教学与物理实验结合起来的教学等等。

例如：我们用生活中的锉刀来演示自感现象，将电源正极与锉刀的一端相连，负极连接铜多芯导线，导线的一端在锉刀上来回移动，相当于快速地通断电，可以看到微弱的电火花，如果加快导线在锉刀上移动的速度，可以看到更强的电火花，这说明电流变化越快，自感电动势越大。用一根红色的导线绕在铁锉刀上，相当于增加了铁芯上线圈的匝数，同时将一根蓝色的导线直接接在电源负极，将两根导线同速在锉刀上移动，这时可以看到，红色的导线头产生的电火花更强，这说明，匝数越多产生的自感电动势越大。

大学物理实验课程设计实验报告 篇4

大学物理实验（设计性实验）

实验报告

指导老师：王建明

姓名：张国生

学号：XX0233

学院：信息与计算科学学院

班级：05信计2班

重力加速度的测定

一、实验任务

精确测定银川地区的重力加速度

二、实验要求

测量结果的相对不确定度不超过5%

三、物理模型的建立及比较

初步确定有以下六种模型方案：

方法

一、用打点计时器测量

所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g.方法

二、用滴水法测重力加速度

调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个（n取50—100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法

三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面

重力加速度的计算公式推导如下：

取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知：

ncosα-mg=0（1）

nsinα＝mω2x（2）

两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g，∴y/x=ω2x/2g.∴g=ω2x2/2y..将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g.方法

四、光电控制计时法

调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个（n取50—100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.方法

五、用圆锥摆测量

所用仪器为：米尺、秒表、单摆.使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h（见图1），用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度ω=2πn/t

摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得：

g=4π2n2h/t2.将所测的n、t、h代入即可求得g值.方法

六、单摆法测量重力加速度

在摆角很小时，摆动周期为：

则

通过对以上六种方法的比较，本想尝试利用光电控制计时法来测量，但因为实验室器材不全，故该方法无法进行；对其他几种方法反复比较，用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉，仪器在实验室也很齐全，故利用该方法来测最为顺利，从而可以得到更为精确的值。

四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度

摘要：

重力加速度是物理学中一个重要参量。地球上各个地区重力加速度的数值，随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。一般说，在赤道附近重力加速度值最小，越靠近南北两极，重力加速度的值越大，最大值与最小值之差约为1/300。研究重力加速度的分布情况，在地球物理学中具有重要意义。利用专门仪器，仔细测绘各地区重力加速度的分布情况，还可以对地下资源进行探测。

伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动，用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间，他发现连续摆动的圣灯，其每次摆动的时间间隔是相等的，与圣灯摆动的幅度无关，并进一步用实验证实了观察的结果，为单摆作为计时装置奠定了基础。这就是单摆的等时性原理。

应用单摆来测量重力加速度简单方便，因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质，即决定于重力加速度g和摆长l，只需要量出摆长，并测定摆动的周期，就可以算出g值。

实验器材：

单摆装置（自由落体测定仪），钢卷尺，游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线

实验原理：

单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径，摆锥质量远大于线的质量的条件下，将悬挂的小球自平衡位置拉至一边（很小距离，摆角小于5°），然后释放，摆锥即在平衡位置左右作周期性的往返摆动，如图2-1所示。

f=psinθ

f

θ

t=pcosθ

p=mg

l

图2-1单摆原理图

摆锥所受的力f是重力和绳子张力的合力，f指向平衡位置。当摆角很小时（θ<5°），圆弧可近似地看成直线，f也可近似地看作沿着这一直线。设摆长为l，小球位移为x，质量为m，则

sinθ=

f=psinθ=-mg=-mx（2-1）

由f=ma，可知a=-x

式中负号表示f与位移x方向相反。

单摆在摆角很小时的运动，可近似为简谐振动，比较谐振动公式：a==-ω2x

可得ω=

于是得单摆运动周期为：

t=2π/ω=2π（2-2）

t2=l（2-3）

或g=4π2（2-4）

利用单摆实验测重力加速度时，一般采用某一个固定摆长l，在多次精密地测量出单摆的周期t后，代入（2-4）式，即可求得当地的重力加速度g。

由式（2-3）可知，t2和l之间具有线性关系，为其斜率，如对于各种不同的摆长测出各自对应的周期，则可利用t2—l图线的斜率求出重力加速度g。

试验条件及误差分析：

上述单摆测量g的方法依据的公式是(2-2)式,这个公式的成立是有条件的，否则将使测量产生如下系统误差:

1.单摆的摆动周期与摆角的关系，可通过测量θ<5°时两次不同摆角θ

1、θ2的周期值进行比较。在本实验的测量精度范围内，验证出单摆的t与θ无关。

实际上，单摆的周期t随摆角θ增加而增加。根据振动理论，周期不仅与摆长l有关，而且与摆动的角振幅有关，其公式为：

t=t0[1+()2sin2+()2sin2+……]

式中t0为θ接近于0o时的周期，即t0=2π

2．悬线质量m0应远小于摆锥的质量m，摆锥的半径r应远小于摆长l，实际上任何一个单摆都不是理想的，由理论可以证明，此时考虑上述因素的影响，其摆动周期为：

3．如果考虑空气的浮力，则周期应为：

式中t0是同一单摆在真空中的摆动周期，ρ空气是空气的密度，ρ摆锥是摆锥的密度，由上式可知单摆周期并非与摆锥材料无关，当摆锥密度很小时影响较大。

4．忽略了空气的粘滞阻力及其他因素引起的摩擦力。实际上单摆摆动时，由于存在这些摩擦阻力，使单摆不是作简谐振动而是作阻尼振动，使周期增大。

大学物理实验分级教学研究 篇5

1 增加基础实验的实验背景讲授

在分级教学过程中,由于受多年传统教学模式的影响,需要优化分级教学内容,改革教学方式,进一步细化各级实验项目和实验时间安排。低年级学生开设预备实验和基础实验,大家普遍认为比较单一,对实验报告要求也比较简单,主要是实验数据和结果。实际上基础实验中有的实验对物理概念的深化、发现、总结规律和对规律本质的解释做出了历史性贡献,但在教学中没有过多讲解。学生认识不到当时为什么要设计这样一个实验,科学家是如何思考的,科学的概念和规律是怎么产生的;有一些实验成果为后来的科技发展开辟了新的研究范围,派生出很多研究方向,教学中也没有通过这些实例介绍学科的相关性;有的实验成果则产生了一个新的科学领域或者一个新的产业,但在我们教学中没有介绍当时的科学技术背景和经济背景,学生不了解当时的科学家和工程师是怎样联想到它的应用方向。只有将这一系列的问题搞清楚,才能真正掌握这些科学知识的精髓,进而展宽学生的思路,启发学生提出新问题,培养学生创新思维,因此教学中要加强这方面的讲授和引导。可以利用仿真软件的虚拟实验环境于教学中,通过实验的方法引入新的概念和规律,把理论教学与实验教学有机融为一体,按照科学探索和研究的过程进行教学。

2 加强综合实验的启发和讨论环节

针对高年级学生开设综合实验和设计实验,一般比较复杂,带有研究性质,完成这些实验必须经过讨论,完成实验所需的时间也很长。一般一项实验课时仅4学时,在很短的时间内要学生了解实验原理、仪器原理、熟悉仪器的操作使用并完成实验是不太可能的。因此指导教师只好在实验教学过程中对实验原理、实验步骤、仪器操作方法等尽量交代清楚,结果导致学生自己思考得太少。很多学生是盲目操作走过场,这种教学实际上是一种填鸭式模仿型教学,达不到培养学生创新能力,提高综合素质的教学目的。解决的办法是增加课堂授课,要求教师在课堂讲授时注重引导,鼓励学生独立设计实验方案或步骤,实现教学中师生互动,启发学生在实验中寻找科学问题并领悟关键内容与寻找答案的方法。采用课堂授课、实验和讨论相结合的方式,具体为采用1学时课堂教学、4学时综合实验以及1学时口头报告及讨论的方式。其中课堂教学的内容和形式以及相关教学课件的编写,综合实验项目设计,研究性实验系统自主开发,都是研究的重要内容。

教师需要积极备课,采用启发式、互动式教学,引导学生对实验的兴趣。联系实际最能激发学生的兴趣。在杨氏模量的测定实验中,不仅讲清楚实验原理,而且要告诉学生应变应用。美国的阿波罗登月飞船就曾贴有许多的应变片用以实现多种性能的测试。在材料科学领域一种先进的智能材料很大一部分是通过应变片实现。工程上应用的电子拉伸、压缩传感器、扭矩传感器等,都是借助应变片的工作原理制作的。通过这些例子,使学生对应变片产生浓厚的兴趣,从而调动学生的积极性。在讨论课中引导学生不在“观察-测量-整理数据”中徘徊,而是把实验的重点放在“总结规律-突出新问题-设计新实验”。除了杨氏模量的测定实验中微小形变量测量方法,引导学生设计其他的测量微小形变量的方法,例如结合迈克尔逊干涉仪测波长实验,运用干涉的方法测微小形变量,并且对比各种测量方法的精度。进一步还可以让学生加入单片机控制部分实现自动数据采集。通过一系列问题设计,在学生逐步解决问题的过程中调动了学生的学习热情和想象力。

3 引入前沿科学 增大高级实验的学生受益面

分级教学中的基础实验、综合实验能让学生受到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,而设计实验是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神,培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力,特别是与科学技术发展相适应的综合能力,因而实验教学应该面对时代的发展,科技进步的新趋势、新挑战,不断创新。只有这样,才能适应社会对人才知识和科学素质越来越高的要求。在做好综合实验的基础上,开设8学时创新设计实验,引入一些参与过的科研和横向课题项目,启发学生进行选题和实验设计,给学生提供独立思考和解决实际问题的机会,同时也是综合运用基础测试技能的锻炼机会。例如,将超声、传感、激光、CCD、计算机数据采集等高新技术引入实验内容中,反映现代科学技术的发展。这样可以全面考察和提升学生综合运用能力,包括多学科的知识学习和应用,培养了学生的科学思维方式和创新精神。

目前预备实验和基础实验面向全校理工科学生,而综合实验主要对部分专业学生,例如物理专业、地质基地班、资源勘探工程基地班、地质工程实验班等,每年约300人。设计实验面向对物理感兴趣,实践能力强的学生,每年约100人。我们把一些简单、重复的基础实验进行整合,丰富综合实验项目,增加近代物理实验室,逐渐扩大高级实验的受益面。

充分利用有限资源,加强课前预习。由于人力财力不足,目前只有基础实验对全校理工科学生开课,综合实验和设计实验只能对部分学生开课,为了充分利用有限资源,增大高级实验的学生受益面,我们可以通过加强课前预习的方法解决。低年级学生实验课使用自编的实验讲义,有比较详细的实验仪器及计算机软件使用说明;对于高年级学生的实验课,实验室中备有齐全的参考文献和资料,学生做实验时可以随时查找自己需要的资料,并且所有学生都可以很方便地在实验室网页上查到自己所需的实验指导材料。但是根据笔者带综合实验的经验观察,很多学生来到实验室都未做理论上的准备,并未做实验方案,导致教师和学生之间的互动与启发效果较差,在有限的时间内学生的创新思维和自主能动性无从发挥。所以我们要加强预习环节,课前指导教师对学生进行口头测试,如果发现学生预习不够充分,可要求学生重新进行预习,另约时间做实验。如果出现2次预习不认真,就取消该项实验的成绩。在口试时,可以和学生一起对实验中出现的问题进行深入讨论,也可以检查学生对实验原理和实验背景的掌握情况。

4 编写实验教材和多媒体讲义

增加综合实验和研究实验项目,并且编写新增实验项目教材。综合实验和设计实验取材于科研和实际应用,培养学生的创新能力、动手能力和探索精神。基于此,我们需要把实验原理讲清楚,实验仪器介绍详细,而每项实验的实验步骤都不需要明确列出,由学生自己考虑安排,实验内容可以由学生自己扩展,每个实验基本上由学生自主完成。学生以2~3人一组,可以选择不同的设备进行理论分析、探讨、拟定实验方案进行实验,通过查阅资料,数据分析与处理,要求以小论文形式完成综合实验。

在启发式教学过程中,注意使用多媒体教学手段加强授课效果。编写的实验教学课件要生动具体,重点联系实际,引导学生提出问题,提升学生的学习兴趣。利用多媒体教学和网络资源,能有效解决实验演示时人多拥挤,大部分学生看不到教师讲解与示范的问题。

5 改革实验课成绩评定方式

实验成绩是对学生整个实验环节的综合评价,包括学生实验前预习、实验过程中操作技能、实验完成后数据处理。目前对学生实验成绩的评定,大多以实验报告的成绩为依据,忽视了实验前预习和实验过程中的表现,无法全面真实地反映学生的实验水平。因此应实行“实验预习+实验操作+实验报告”的考核模式,既体现公平,又着眼能力培养。

课前通过口头测验监督学生做好预习,课堂通过设置各种问题,引导学生积极思考,拓宽学生思路,培养学生创新精神,给学生提供解决实际问题的机会。实验操作反映学生现场动手和操作能力,能否对实验中出现的问题和现象作正确判断和分析,是实验成绩评定的重要组成部分。实验报告是指对实验数据分析和处理情况。对于高年级的设计实验需要查阅较多的参考材料,要求独立完成,并且按照学术论文的形式写实验报告。训练学生通过网络资源查找论文和参考书,拓宽视野,从中提炼科学问题,提出解决问题的方法,最终达到创新能力的培养。

每项实验的成绩包括实验预习、实验操作以及实验报告三部分,严格把关每一个环节,促进实验教学。通过实验预习、实验操作以及实验报告三方面内容客观评价学生,实现实验培养目标。对设计性实验,不仅要有书面报告,还要在实验动手前做口头报告,及时发现问题,保证教学质量。

教学改革对教师也提出了很高的要求,教师只有倾注更大的精力才能提升实验教学水平。改革充分调动了学生的主动性和积极性,增强师生的互动性,提高了教学效率,提升了实验课效果。

6 结束语

大学物理实验教学改革的探索 篇6

但是长期以来, 随着新世纪以来高校的不断扩招, 学生人数剧增, 物理实验室承担了全校各专业本科生的物理实验教学任务, 涉及面广, 工作量大, 繁重的实验教学工作使实验指导教师和实验室满负荷甚至超负荷运转, 本课程的实际教学效果与其重要性之间的矛盾越来越引起广大教育工作者的重视, 有关大学物理实验教学的改革势在必行。

1 存在问题

1.1 教学模式落后

传统的实验教材上从实验目的、原理、器材、操作步骤到注意事项, 写得面面俱到。上课时, 老师照本宣科, 根据教材讲实验目的、原理、操作步骤和注意事项等等。然后学生照着规定好的实验步骤操作几下, 测量一些数据, 计算出结果, 实验就算完成了。这样的实验教学模式, 学生觉得枯燥乏味, 激发不了学习兴趣。可见, 这种落后的实验教学模式已严重扼杀了充满生命力的物理实验, 不利于培养学生的探索学习能力。

1.2 实验内容陈旧

实验内容几十年如一日, 知识比较陈旧。实验项目多数为验证性实验, 少有创新, 跟不上时代的步伐, 不能适应当代素质教育的要求。

1.3 考试方式不合理

考试方式和理论课考试一样, 用试卷考试, 学生实验动手能力得不到体现, 这不利于提高学生参与实验的积极性。

1.4 实验教学队伍需要进一步稳定和提高

由于历史原因, 实验教学和管理队伍的文化素质参差不齐, 从大专到研究生都有。实验指导教师的文化素质直接关系到实验教学的效果。由于长期存在的重理论轻实验的观念, 实验教学的投入长期不足, 所以实验室留不住人才的现象也确实存在, 这直接影响到实验教学团队的可持续性发展。

2 改革对策

2.1 改变教学观念

以学生为主的教学观, 就要从根本上调动学生积极性和主动性, 把培养学生的学习能力和科学素质为根本出发点, 要以学生发展为本。我们的实验教学计划、教学大纲、教学内容、教学方法等, 都应随着社会科学技术发展和市场对人才需求的变化而有所变化、有所创新。提出以学生为主体的教学观, 是因为高等学校要为社会培养高素质的人才。我们要营造平等、和谐的实验室氛围, 用先进的教学手段来服务他们教师不仅是机械地单向地向学生传授知识和技能, 而且与学生一起去感悟探索的乐趣和科学的魅力。

2.2 改革教学模式和教学方法

新型的实验教学模式应充分发挥教师的主导作用, 突出学生的主体地位。采取“引导—探索—实验—掌握”教学思路, 即引导学生思考, 引导他们探索实验方法, 然后通过指导学生实验, 促进学生掌握实验技能。教师除了简明扼要地讲解实验的操作步骤外, 还要注意引导对学生进行实验方法的思考。物理实验中的思想方法对学生科学素质的培养起着重要的作用, 对学生进行物理实验的研究方法的教育将使学生受益终身。例如:控制变量法能培养学生初步的分析问题和研究问题的能力, 转换法有利于培养学生思维的灵活性, 替代法有利于培养学生思维的变通性, 模拟法有利于培养学生的科学想象力。

2.3 优化教学内容

要改变现状, 改善教学效果, 必须改优化教学内容, 改革实验项目。改变传统的力学、热学、电磁学、光学的实验体系, 把实验分为基础性实验、综合性实验和研究性实验三类, 分阶段开设, 让学生的实验能力逐步提高。由于学生的基础存在差异, 所以不能搞一刀切。对于基础较差的, 学习有困难的学生, 引导他们多选择基础性实验和综合性实验项目;对于基础较好的, 求知欲较强的学生, 可以鼓励他们多选择研究性实验。

2.4 改进学生实验课成绩的评定方式

将过去的单一考试评定改为综合评定, 单一的试卷考试评定方式不利于考察学生的动手实践能力。为了全面、客观地考查学生的实验能力, 应采用综合评定的方式, 如:基本理论采用笔试, 基本技能采用口头报告与操作结合, 综合研究性实验采用答辩、小论文、实际操作等形式。

2.5 加强实验教学的队伍建设

实现实验教学的改革目标, 不仅需要配套的软硬件设备, 更需要高素质的师资。建设一支结构合理、业务素质好、热爱本职工作、相对稳定的实验教学队伍是实验教学改革可持续发展的根本保障。鼓励现有实验室管理和技术人员深造、进修, 可以通过培训、进修、引进等多元并举的方式, 不断提高和更新实验教师队伍的知识水平和业务素质, 以保证实验教学质量的稳定提高。

要充分调动、发挥人的主观能动性, 建立和完善有效的考核机制, 形成一种激励、竞争、自我发展的运行机制, 改变以往重文章和科研项目的考核方式, 着重结合实验室的实际工作各个方面的考评。例如考核内容可以包括本年度必须完成的工作量、仪器管理、设备维护、档案管理、研制新设备、开发新实验等。只有建立真正适合实验室工作的考核内容和考核机制, 才能提高实验技术队伍的工作热情和工作水平, 才能保持实验教学队伍的活力, 促进实验室的稳定和发展。

3 结语

在当前强调创新精神与实践能力培养的高等教育目标下, 有关大学物理实验课程的改革已经成为高等教育发展的迫切要求。必须要从改变教学观念、改革教学模式和教学方法、优化教学内容、改进学生实验课成绩的评定方式和加强实验教学的队伍建设等方面进行全方位的改革。研究适合不同专业、不同层次学生的教学内容、方案、手段和方法, 是每位大学物理实验教师的责任。

参考文献

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[2]张锐波, 沈剑峰, 杜金潮.大学物理实验创新教学[J].实验室探索与研究, 2010, 29 (1) :80～82.

[3]李秀珍.谈基础物理的渗透式教学[J].物理, 2005, 3 (3) :225～227.

浅议物理教学走向物理实验教学 篇7

一、走向物理实验教学是素质教育及认识论赋予的新要求

我们生活在信息时代, 科技发展日新月异, 知识信息量也随之迅猛增加.根据美国预言家托夫勒预测, 就知识增长的速度来讲, 今天出生的小孩到大学毕业, 世界的知识总量将增加十倍.当这个小孩50岁时, 知识总量将是他出生时的32倍, 而且全世界97%的知识都是他出生以后才研究出来的.因此, 在学校里多学一点知识还是少学一点知识已不像过去那样重要, 终身教育成为强有力的发展趋势, 学校教育的目的显然已不仅仅是让学生学多少知识.从这种意义上说, 学会学习, 学会思维, 乐于不断地获取新知识和主动探索, 善于收集、加工各种信息, 制定适合自己的发展计划, 这些已经变得越来越重要.对于理科学习, 学会科学探究的方法, 保持对自然界的好奇心和求知欲, 则显得尤为重要.

联合国教科文组织发布的, 21世纪教育报告《学习:内在的财富》提出:21世纪教育的四根支柱, 即学知、学做、学会与人相处、学会生存, 其中后三点都同实践能力相关.

从认识论的角度来讲, 人类的认识都是从实践中获得感性知识, 再上升到理性知识, 当然也可从间接实践中获得知识.间接实践可以走捷径, 可达到速成认识, 但它根基不牢, 不利于回归到实践中去.从这一点来讲, 义务教育就必须从亲身实践开始, 培养好学生的实验能力.

实践能力的培养很显然不能通过“粉笔加黑板”来实现.上海市教育科学研究院顾泠沅在一次报告中指出, 就课堂教学来说, 当今世界上常见的是两种教学形态:一种是接受形态 (或结构性形态) , 起点是感知教材——充分利用已有知识、经验、讲究新旧知识联系——目标是知识的掌握、巩固、熟练, 有解题应用能力.另一种是参与形态, 起点是以问题作为讲课出发点——学生独立或组成小组进行讨论——老师到一定程度介入 (何时介入很有讲究) ——目标是学生独立探究的态度、能力、技能的提高.他认为这两种形态正在互补、整合, 可能趋于同一化.就我国课堂教学现状而言, 基本上是第一种形态, 应当吸取第二种形态的优点加以改进和完善, 以期待出现一些新的课堂形态和氛围.

二、走向物理实验教学是课程理念赋予的新要求

作为科学教育的重要组成部分, 新的物理课程倡导从学生和社会发展的需要出发, 发挥学科自身的优势, 将科学探究作为课程改革的突破口, 激发学生的主动性和创新意识, 促使学生积极主动地学习, 使获得物理知识和技能的过程也成为理解物理、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程.科学探究是一种重要的学习方式, 也是义务教育阶段物理课程的重要内容, 对发展学生的科学素养具有不可替代的作用.教学中, 重视科学探究内容的教学, 应用好探究教学策略, 既是素质教育的新形成的要求, 也是培养学生创新能力和实践精神的重要途径.而学习好基本的实验技能是搞好科学探究的前提, 是进行科学探究的重要方式, 学生具备基本的物理实验技能是学习物理实验技能和进行探究活动的基础和保证.学生要进行科学探究, 就必须学会简单仪器的使用和连接、各种仪表的正确使用与特殊使用方法;必须能根据自己制定的计划, 根据实验目的, 选择实验仪表和仪器, 并能进行安全操作, 除此以外, 取得学校的支持, 得到家长的协助, 形成科学探究的大氛围, 也是搞好探究学习的必备条件.这些条件的缺乏, 我们的科学探究必将举步维艰.所以, 在实验教学过程中, 除注意培养学生的基本技能、实验素养以外, 还应注意对学生进行潜移默化的教育.实验是物理的前提, “没有实验不成物理”, 为学生创造动手的机会, 让学生进行实验, 使之养成用实验研究物理的习惯.

三、走向物理实验教学是创新教育赋予的新要求

当今世界科技进步日新月异, 知识经济已露端倪.知识经济呼唤教育创新、文化创新、科技创新、制度创新.这些都依赖于具有创新意识、创新精神和创新能力的创新人才.培养创新人才, 实施创新教育成为我国21世纪教育要解决的重要问题.创新教育是一项十分复杂的系统工程, 它涉及教育思想观念的更新、教育管理体制的变革、课程教材的现代化、教育评价的科学化等各个方面.实施创新教育必须整体考虑、综合设计、逐步推进.作为素质教育核心内容的创新教育, 已成为今后我国教育改革和发展的必然趋势.中国传统教学是老师把课讲得详详细细、明明白白, 把现存的知识都传授给学生;而欧美国家的教学重视启发学生思考, 提出疑问, 探求答案.中国教学较之于国外, 学生创新意识不强, 创新能力不足, 并且这已成为课堂教学最大弊端.要彻底纠正这个弊端, 在课堂教学中, 教师要根据实际情况, 采取灵活多样的方法, 打破僵硬的思维桎梏, 把培养创造型的新一代作为现代教学的主旋律.

科技的发展依赖于人才的进步, 人才的培养依赖于教育的创新.学校培养学生的“好奇心”、“求知欲”、“观察力”、“质疑思维”、“探索精神”等, 虽然称不上是创造, 但它却是人的创造品质培养的源头活水, 是人的创造精神形成的基础.江泽民说:“教育知识创新、传播和应用的主要基地, 也是培养创新精神和创新人才的摇篮.”在第三次全国教育工作会议上, 已把培养学生的创新精神和实践能力作为各级各类学校必须实施的一个重要目标来贯彻落实.

学生创新精神的培养, 是学校教育教学活动的主要任务.学校教育中, 教师要切实转变观念, 要用创新的教育来培育创新的人才.教育的创新要在教育理念、教育手段、教育方法、教育模式上去反思, 去总结, 去革新.教学工作是学校的中心工作, 同时, 它也是培养学生全面素质的重要基地, 因此, 如何在教学中培养学生的创新精神, 是我们教师义不容辞的重要任务.我们的主要任务是放在如何突破初中阶段的物理实验教学, 改革实验教学, 使实验真正成为学生主动观察、质疑、体验和探索问题的综合实践活动, 并通过实验教学的创新来培养学生的创新精神.

四、走向物理实验教学是物理实验教学的发展赋予的新要求

近年来物理实验教学有了许多新的发展, 不少演示实验发展为学生实验;过去的学生实验改为设计性实验:过去的验证性实验发展为探究性实验.把介绍性制作改为课外实验, 把实验性习题改为家庭实验.实验教学本身的内涵有了新的发展, 教师的教学观也有了新的发展.过去的讲实验也很少见了, 特别是中考前, 城市也好, 农村也好, 各校都花大量的人力与物力进行实验操作大练兵.大部分教师上物理课的观念也发生了变化, “没有实验真不好上”.在上实验课时, 对物理实验的设计思想发生了变化, 过去教师强调使用统一的实验器材, 现在已全部放开了, 从设计到器材的选取都是开放的.例如用饭盆研究声音产生的原因;用尺做实验说明弦乐器的音调与长度的关系;用塑料尺研究摩擦起电;用手表的闹钟功能研究材料的隔声性能;用美术课用的颜料研究颜料的混合;用易拉罐研究小孔成像;用小钢勺研究凸面镜和凹面镜的成像规律.实验的重点也有了变化, 过去重点放在杠杆的平衡条件、阿基米德原理、测密度、测比热容、验证欧姆定律、伏安法测电阻、测小灯泡的电功率等几个重点实验上, 但现在实验的重点已经扩散了, 可以说教师无法指定.所以现在的实验课题分布得很广, 并把重点转移到科学探究上来了.实验的考察也有了许多新发展, 它更注重实际能力的检测.

浅谈大学物理演示实验教学 篇8

关键词：演示实验；物理教学；改革思考

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0237-02

一、引言

物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。坚实的试验基础，贯穿于物理学发展的整个过程。大学物理演示实验能够把抽象的概念、定律形象的展示出来，不仅能够帮助学生更好地掌握物理原理，更给学生指明了探索真理的科学道路。

二、演示实验在教学中的作用

在物理理论的教学中借助于辅助理论教学为最初目的的演示实验来再现物理过程、验证物理规律是十分重要的教学手段。

1.演示实验能激发学生学习的兴趣和求知欲望。孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”爱因斯坦说：“兴趣是最好的教师。”一个人一旦对某事物有了浓厚的兴趣，就会主动去求知、去探索、去实践，并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪和体验。现代教育教学观认为，教育是个开放系统，促进学生持续健康发展的根本是提高学生学习的积极性，激发学生的学习兴趣才能取得理想的课堂教学效果。通过演示实验，教师把日常生活中不易观察到的物理现象真切地展示给学生，让学生由好奇到深思，从而产生努力探索的兴趣。在教学中，选择演示实验模式既要考虑学生的认知规律，也要兼顾学生身心发展特点，精心设计教学情境，鼓励学生独立思考、协同研究、大胆质疑、小心求证，培养学生发现问题和解决问题的能力。例如：在光的折射现象中，将一把笔直的木棒放到盛水的烧杯中，水面以下的木棒就变弯了，而把木棒从水中拿出，木棒仍然是笔直的。让学生自己提出问题、开动脑筋，大胆想象，激发学生的求知欲，提高学生解决问题的能力。

2.演示实验通过对抽象概念的形象展示，能够帮助学生真正理解概念，从而认识规律。只凭老师语言叙述，学生难以对物理现象，透过现象看本质，难以真正理解其本质。物理演示实验，形象地再现了概念的形成和规律的建立。为学生的思维活动提供必要的感性材料。学生通过对物理现象的深入思考，完成了从表到里的能够体会到现象背后的客观规律。例如：动量定理，如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变。若教师用数学推导来讲解这个过程，就会非常复杂且效果难测。当教师用弹性碰撞仪，演示等质量球体弹性碰撞时，物理规律结合数学推导，就使学生对弹性碰撞过程中的动量、能量变化过程有了更清晰的理解。

3.演示实验使书面知识立体化，多媒体化，学生通过多种形式接触物理知识，通过多种感官体会物理知识，从而更加深刻地理解物理知识，真正的掌握物理知识。在演示实验中不仅有文字而且更多的是图像、音频和动画等，全方位，多侧面地将物理现象和原理展现出来，弥补了大学物理书面说教、内容苦涩难懂的不足，使讲授内容更生动有趣，直观形象、富于启发性，既能够培养学生的认知能力，又让学生更好地学习物理知识。

4.演示实验对于培养学生的科学创新能力有着举足轻重的作用。物理学的发展过程本身就是不断探索和创新的过程，创新是物理学的灵魂。古人云：“读书无疑者，须教有疑，有疑者确要无疑，到这里方是长进”。可见，疑点是创新的起点，是诱发学生创新能力的理想载体。而演示实验恰恰能够以疑引思，以趣引思，以用引思。让学生明白小疑则小进、大疑则大进的道理。“想象力是科学中的重要因素，想象力比知识更重要，知识是有限的，而想象力概括着世界的一切，推动着世界的进步……”，这是爱因斯坦曾经说过的。当今社会是创新型社会，只有创新型人才才能追赶上创新型社会的滚滚浪涛，成为时代的弄潮儿。演示实验教学必将在创新型人才培养中和大学物理教学中发挥更加积极的作用。

5.现代物理知识和科学技术取得了飞跃式的发展，很多新的理论和技术不断涌现。演示实验也在这个过程中不断创新、革新，积极吸收新产品、新技术，缩短学生与科技前沿的距离，消除现代科技的神秘感，使学生切实地体会到现代科技的庐山真面。声波悬空动物、超声GPS定位、超导磁悬浮列车、燃料电池、光纤通信、核磁共振及其应用、液晶、从单摆到混沌的应用等，这一部分现代科学技术创造的仪器设计非常巧妙，把它们引入教学能使学生实实在在地触摸到现代科技，激发学生动手实践的能力和创新精神。

三、演示实验教学改革思考

1.以素质教育为目标，培养学生的创新能力。科技贵在创新，创新需要归纳综合，更需要科学的直觉和想象。以往的物理教学强调严格的演义推理和严谨踏实的学风，这远远不够，还要有创新意识，不人云亦云，鼓励学生探索新途径和新观点、尝试新方法、敢于向旧理论挑战、提出新的见解。

中国的物理教育应当把创新教育作为素质教育的核心。把培养学生的实践能力、创新精神和团队合作能力作为重要内容。具体在演示实验中应使学生发挥主体作用，使学生通过运用各种感官认知实验过程中的具体现象，启发学生进行抽象概括，综合分析，得出实验结论，在使学生获得了理性认识的基础上，更加锻炼其思维和动手能力、培养创新精神。

2.把心理素质的培养融入演示实验教学。心理素质是学生素质的一个不可缺少的方面，心理学认为，心理上健康的学生必定具有正常的智力、健康的情绪和情感、健全的意志、健康的性格和人际关系。有的学生在学习过程中表现出恐惧、羞怯、懒惰、犹豫等不正常心理，教师应调动他们的积极性和主动性，帮助他们消除这些心理障碍，使其心理正常发展。在演示实验中有效地促进教学过程中的“外部刺激”与学生心理过程间的相互作用，使教学能够真正的促进学生心理素质的不断发展和提高。

现代科学发展有着与过去不同的显著特点，它往往需要多学科交叉，很多科研人员的共同协作。因此，教师应引导学生正确把握自己的情绪、妥善控制自己的情绪，认知他人的情绪、处理好人际关系的协调性，以及心理上的自我调节、自我激励能力，才能够适应社会飞速发展的需要。

总之，物理演示实验作为大学教育中的一门科学实验课程，不仅能够激发学生学习的兴趣和求知欲望；通过对抽象概念的形象展示，能够帮助学生真正理解概念，从而认识规律；还能够提高学生的科学思维能力和创新精神，特别是培养学生与科学技术的发展相适应的综合创新能力。我们还应当以素质教育为目的，把提高学生的心理素质融入到演示实验教学中。为物理演示实验教育探索新的授课方法和途径将成为一个十分重要的课题。

参考文献：

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大学物理实验教学改革探索论文 篇9

一、实验教学模式单一

大多数独立学院教学模式单一，全是验证性实验。实验课程对理论课程的依附性比较强，各个实验题目间没有联系，因而不利于专业与专业之间知识的交叉，也不利于实践教学内容的有机结合。[3]由于出发点不是发挥学生主观能动性，现在的很多实验内容和实验方式都不利于学生各种能力的培养。

二、探索适合自己的实验教学体系

独立学院近年来发展迅速，已成为高等教育事业的一个重要组成部分，但其毕业生的就业问题却比较严峻，究其原因在于独立学院毕业生缺乏市场竞争力。因此，独立学院实验教学的目标应该是培养学生的基本技能和创新精神，不管学生将来从事什么职业、工作在何种领域，凭借着超强的实验素养、操作能力和创新能力都能够克服一切困难。[4]基于此，大学物理实验必需摈弃传统的“重理论，轻实践”的教学思想，探索一种与时代发展要求相符合的实验教学体系———三级实验教学体系。通过三级实验教学可加大对学生动手能力和实际工作能力的培养，这一措施如若能够贯彻于大学教育的始终，效果更佳。(一)演示性实验大学开学之初，带学生参观一些演示性实验室，让学生感受平时在生活中或以前的学习中没有见过的有趣的实验现象，使学生的感觉、知觉更加丰富，表象更加鲜明，学习兴趣更加浓厚，学习主动性更加强烈。另外，演示实验可使学生开阔眼界，扩大知识面，同时感受物理的博大精深。物理演示实验的内容可以包括很多方面的内容，如实物物理实验、模拟物理实验、音像资料和多媒体资料。(二)验证性实验本级的实验教学有两个目的：一是让学生熟练实验设备和实验仪器的工作原理及操作方法;二是让学生把实验结果与理论教学中的规律对比。开设的实验主要涉及到基本物理量的测量(如转动惯量的测量和杨氏模量的测量)、基本物理现象的观察与分析(如固定均匀弦振动的研究)、一些基本仪器的使用(如示波器的使用)、基本实验测量方法和技能训练、相对不确定度和绝对不确定度的计算、实验数据处理方法、实验结果分析及误差的来源等。本级实验台阶不高，力求学生快速适应大学物理实验课程。(三)设计性实验本级实验是一种较高层次的科研实验训练，它以学生为主体，充分发挥学生的主观能动性，整个实验都是依靠学生自身来完成。[5]与验证性实验最大的区别在于：设计性实验打破了传统的实验教学模式，学生可以由被动变成主动，可以自行确定实验方案，选择合适仪器，拟定测量方法和步骤。例如：测量毫安表内阻的实验方法很多，如“伏安法”“半偏法”“替代法”“电桥法”“补偿法”等等。经实验发现：这些方法都能满足设计的性能指标，但学生必须找出这些方案中的最佳方案，并按最佳方案进行实验。学生根据实验需要提出所需器材，给出实验的原理和设计步骤。开展设计性实验不仅可以检验自己原有的实验知识和实验能力，而且还可以进一步提高自己各方面的能力，为以后的科研或工作打下坚实的实践基础。设计性实验在客观上为学生创造了机会和条件，充分调动了学生的主观能动性，学生通过努力把强烈的自我发展意识转化为获取知识和提高能力的实际行为，创造性地提出了解决问题的方案。设计性实验教学不能盲目地照抄照搬，要因时因地因校和学生层次水平而定，但可以从比较成功的实践案例中汲取营养和精华，寻找适合本学校实验改革和发展的路子。

三、方案的具体实施

我校大一新生在开学之初，由学院统一组织参观演示实验室。参观过程中实验教师给到访的学生详细讲解并当场演示部分实验，如激光琴、幻影成像、水滴发电、静电跳球演示仪、共振演示仪等，让学生感到新奇不已。此次参观开阔学生眼界，令学生受益匪浅，为将来大学物理理论课和大学物理实验课的学习起到了很好的促进作用。通过本次观察，对学生提出以下基本要求：查阅资料，详细解释其中一个演示实验的基本原理;阅读科普资料，自己设计一项物理演示实验，并同实验老师交流。学生进入大二时，开展验证性实验，内容涵盖力、光、电磁等，侧重于实验方法、仪器设备的使用、常用物理量的`测量等方面的训练。验证性实验主要采取“告知规律-实验验证-实际应用”的模式，少量的验证性实验可以激发学生的好奇心，培养科学探究能力。在验证性实验阶段，对学生提出以下基本要求：实验前，做好预习，熟练掌握实验原理及实验步骤;实验中，熟悉仪器的操作;实验后，能够独立处理数据，对实验结果进行科学分析。第三级实验教学难度较大，大二下学期开设。由传统实验教学模式直接过渡到设计性实验教学，跨度较大，学生有点难以适应，很多情况下设计性实验的设计部分往往需要教师帮助完成，这与学生人才培养的宗旨相悖，不利于学生创新能力的提高。针对这种情况，我校物理实验中心把设计性实验分三个层次：第一个层次是原理比较简单的实验(如“电阻的测量”)，教师给出实验的目的、原理和仪器的使用说明，学生主要用来设计实验方案;第二个层次与前者相比有所提高，教师给出实验目的和仪器的使用说明，学生通过查阅相关文献，总结文献资料，给出实验的原理;前两个层次的训练让学生掌握了设计性实验的基本概念和基本要求，到了第三个层次时，学生已经接受这种模式，实验教师给出几个实验题目，由学生选择其中一个、通过查询资料写出实验原理、确定所需实验仪器、整理出实验方案并付诸实施，最后提交一份实验课程总结和心得体会。

四、方案的实施效果和总结

大学物理实验教学设计 篇10

一、合理设置实验项目

按照学校“强化基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质”的人才培养要求, 在教学实践中把实验内容框架体系分成三个层次:基础性实验、综合性实验和设计性实验。基础性实验主要是让学生掌握实验的基本技能和方法, 培养学生的基本实践技能;综合性实验主要是与现代科技联系密切的实验, 其目的是培养学生的综合实践能力;设计性实验主要是由学生独立提出设计思想、实验原理、实验方案、实验仪器, 自行完成实验的全过程, 其目的是培养学生的科学实验素质和创新能力。

鉴于此, 可以这样设计整体优化实验教学内容体系的改革思路: (1) 在保证基础性实验内容的前提下提高起点, 减少简单的验证性实验, 逐年增加综合性、设计性实验, 适当增设开放性实验; (2) 为适应时代发展的需要, 在保证基本教学要求的前提下, 对原有实验项目进行精选、合并、更新、改造, 淘汰那些陈旧的验证性实验, 增设一些能培养学生创新思维、提高学生综合能力的应用性实验; (3) 不同的专业对学生实践能力的要求也不同, 基础性实验是各专业学生都必须做的, 综合性实验是部分专业学生全都要做、部分专业学生选做其中一部分的; (4) 学生在完成了一定数量的基础性实验、接受了基本实验技能和实验方法的训练后, 可以根据自身的爱好和特长自主选择设计性实验。

二、改革教学方法

1. 采用尝试教学法

对于物理基础较好的学生, 在进行基础性实验时可以采用尝试教学法, 即教师在实验前先不讲解实验内容和原理等, 而是让学生在做好实验预习的基础上直接开始实验, 然后根据学生实验的情况进行评析和总结。这种教学方法可以促使学生主动预习实验内容, 而且由于实验是由学生自己独立完成的, 学生在相互讨论的基础上自己推断并得出结论, 可以激发学生的学习兴趣, 培养学生的自学能力和探索精神。

2. 采用启发、引导和讨论式教学法

对于综合性实验和一部分较难的基础性实验, 为体现教师的主导作用和学生的主体作用, 教师可以采用启发、引导和讨论式教学法。教师可以要求学生进实验室时必须提交预习报告, 内容包括本次实验的目的、内容和步骤等。然后, 教师简要介绍实验原理和做实验时的注意事项, 启发学生思考这次实验所用的仪器是否还有其他用途。教师在提出问题和分析问题时要尽量调动学生的兴趣, 让学生积极思考, 主动索取知识。接着, 教师要全场巡视, 解决学生在实验中遇到的共性问题。能力较强的学生在完成规定的实验内容后, 教师可以让其作为教师的“小助手”来帮助其他同学, 从而达到让所有学生都掌握实验内容的目的。最后, 在完成实验时, 教师要教育学生整理实验操作台, 这对培养学生良好的科学作风非常重要。

3. 采用探究式教学法

对于设计性实验, 教师最好采用探究式教学法, 即教师不介绍设备、仪器的使用方法, 而是让学生自己阅读教材和仪器使用说明书, 接着由学生集体讨论、交流各自的实验预习报告, 介绍实验方案, 汇报测试过程、分析结果, 教师再提出问题, 启发学生, 并引导学生展开讨论, 最后完成实验。这种课堂上的互动不仅能培养学生主动参与、独立思考、积极探索的精神, 为他们终身学习打下良好的基础, 而且能增强学生的竞争意识和进取意识, 锻炼学生的口头表达能力。

三、引入现代技术

1. 利用多媒体技术

利用多媒体技术可以对实验原理和实验过程进行生动形象的模拟仿真, 利用数据处理和逻辑判断功能对实验结果进行分析和预测, 将静态变为动态, 使声音、图像、动画、文字有机地组合在一起, 增强教学活力, 激发学生的学习兴趣, 改善实验教学效果。

2. 使用录像设备

教学中配合使用录像设备、CCD微观图像摄像显示设备和高亮度投影设备, 既可以使学生观察到原来无法观察到的实验现象, 很快理解教师讲授的内容, 节省时间, 给教学带来很大的方便, 还可以使学生根据录像和CCD摄像显示很快将仪器调节到正常工作状态, 提高教学效率。

3. 建立实验室物理教学网站

学生可以根据中心提供的网址登录网站, 在网上了解每学期的实验设置和内容介绍等情况, 根据选课规则选择自己在本学期要做的实验题目和实验时间, 以便更好地安排时间预习功课。

四、改革考核方式

要建立“注重平时、能力为主”的综合考核方法, 即注重平时成绩、淡化期末考试成绩、注重能力考查。平时成绩占实验课总成绩的70%, 分为三部分, 即自学能力 (预习情况成绩评定) 、操作能力 (实验过程和原始数据记录成绩评定) 和综合实验技能 (实验报告成绩评定) 。期末考试时, 教师可以将实验理论与操作合并进行, 让学生在已开设的基础性实验和综合性实验中抽签, 考题中只给出实验仪器、实验目标和实验要求, 学生根据考题要求分析实验原理、确定实验方法、拟定实验步骤, 在规定的时间内完成实验并写出实验报告。教师评卷时对实验原理、实验方法、实验步骤、数据处理、实验结论、实验报告各部分按比例判分, 成绩占实验课总成绩的30%。平时成绩和期末考试成绩之和为大学物理实验成绩, 与其他课程等价。

教师在批改实验报告时应注意以下三点。一是书写实验报告要本着从简的原则。教师应要求学生用自己的语言概括实验原理, 在对数据进行处理后要写出不少于50字的实验心得。二是要在评分制度中去除“失败”的概念。不管是哪一个实验, 教师都应允许学生失败, 并鼓励学生重做, 要让学生懂得“失败乃成功之母”。如果学生没有做好实验, 没有得到理想的实验结果, 教师可以允许学生用分析失败的原因这种方式来替代本次实验结果。三是要认真批改实验报告。教师要认真批改实验报告, 并及时将报告发给学生, 让他们知道自己的实验对在哪里、错在哪里。

近几年, 我国高等学校招生规模不断扩大, 使得必修物理实验课的学生数显著增加, 非物理类专业理工科学生的大学物课实验课学时数不同程度地减少, 而必修大学物理实验的学生又来自不同专业, 实验能力参差不齐。在这种情况下, 如何组织大学物理实验课教学、保证实验效果, 应该是教育工作者尤其是大学物理实验课教师认真思考和探索的课题。

摘要：物理实验课是一门综合性很强的基本实验技能训练课程, 对于培养学生的创新意识和创新能力、引导学生树立正确的科学思维方法、提高学生的科学素质具有重要作用。因此, 研究物理实验的教学方法十分重要。

关键词：工科院校,大学物理实验,教学改革,能力培养

参考文献

[1]陈芳桂.重视设计理念培养创新能力[J].甘肃联合大学学报 (自然科学版) , 2007, (1) .

[2]芦涛.实验教学改革新模式的探讨[J].实验室科学, 2005, (5) .