大学物理实验教学

大学物理实验教学（共12篇）

大学物理实验教学 篇1

摘要：《大学物理实验》是理工科大学生的重要基础理论课程, 能为其学习专业基础课程和专业实验课程奠定理论基础, 培养学生发现问题—分析问题—解决问题的能力, 培养学生的创新能力。

关键词：大学物理实验教学,创新能力,培养方法

《大学物理实验》是理工科大学生的重要基础理论课程, 为其学习专业基础课程和专业实验课程奠定了不可缺少的理论基础。《大学物理实验》以基本物理理论为指导, 同时通过典型的物理实验或设计性实验验证《大学物理》的理论知识的正确性。学生通过理论知识去理解实验原理、指导实验仪器的调试、解释实验现象;用理论知识去分析实验过程中的问题及处理实验数据, 同时实验现象及其结果也能加深学生对理论知识的理解, 为进行专业基础实验课程奠定基础, 对提高学生的综合素质、培养学生发现问题—分析问题—解决问题的能力、培养学生的创新精神与实践能力具有不可或缺的作用。大学物理实验教学不能只满足于让学生掌握基本的系统的实验技能, 掌握实验的基本知识和方法, 更重要的是培养学生严谨的科学思维能力、培养学生发现问题—分析问题—解决实际问题的能力、培养学生利用基本理论知识进行创新的能力。为了让学生在实验过程中锻炼以上能力, 我在此阐述了自己在实验教学中的点滴体会, 与大家探讨。

一、转变教学观念, 课堂以研讨为主

教师教学也应与时俱进, 转变传统教育观念中阻碍学生创造力发展的观点。学生的学习过程并非机械式的学习模式, 美国著名认知教育心理学家奥苏伯尔认为学生的学习主要是有意义的接受学习[1]。因此, 在教学过程中, 教师应以学生为中心, 变传授知识为主要目标为增长经验、发展能力, 调动学生研讨兴趣, 让课堂气氛变得生动活泼。课堂要做到研讨为主, 还要有学生与教师、学生与学生之间的互动, 互动应围绕课前预习遇到的问题、实验过程中遇到的常见的问题进行探讨, 问题最好是由学生提出, 或教师提出以往学生所碰到过的常见的问题, 并给予学生一个适当的思考时间, 不必急于解答。在学生思考问题的过程中应鼓励学生发挥主观能动性, 大胆推测与发表见解, 引导学生大胆想象, 积极思考, 主动探索。尊重学生的个性, 使每一个学生都能发挥自身的最大潜能。建立新型师生关系, 鼓励大胆质疑与创新。在传统的教育观念中, 教师不仅是知识的传授者, 而且是行为的楷模, 师生关系是命令与服从的关系。这种关系势必影

二、注重培养学生观察与分析问题的能力

学生在实验具体操作过程中常常会遇到各种问题。教师应鼓励学生大胆调试实验仪器, 并让学生在调试过程中仔细观察实验现象发生的变化, 根据实验现象的变化判断下一步操作, 并引导学生给予调试过程中实验现象的理论解释或形象的类比, 加深对实验理论及实验现象的认识, 逐步实现整个问题的解决。例如:大学物理实验中的示波器的原来与使用, 学生在示波器的调试过程中, 常常会碰到在示波器屏幕上调不出波形的情况。此时, 教师应该鼓励学生去调试示波器上的按钮, 并要求学生认真观察示波器屏幕上的相应参数的变化, 让学生根据示波器显示的参数, 分析问题的根源在哪里。譬如, 示波器屏幕左上角的时间分度极小, 左下角的电压分度也极小, 此时看不到波形信号, 则很有可能就是这两个分度值设置不合理。这一现象可以如此解释, 因为示波管中的电子枪单位时间内发出的电子数不变, 当时间分度与电压分度很小时, 相当于示波器屏幕上电子的线密度极小, 在波形的亮度太弱, 难以分辨, 还有一种可能就是被拉宽、拉高的波形没有曲线段落在示波器屏幕上。

三、立足于过程分析, 培养学生解决问题的逻辑思维能力

美国著名心理学家马斯洛认为人的需求层次由低到高分为5级, 其中最高级别的自我实现的需求中包含了人对创造力及问题解决能力的需求。学生在大学物理实验的过程本身就是一个解决问题的过程, 伴随着学生对科学方法的掌握和知识的建构而获得的快乐的情感体验。为了让学生得到这一解决问题的快乐情感体验, 教师在为学生解决问题的过程中应避免短时间内迅速膨胀式地传授知识, 应立足于过程性评价[3]。譬如, 示波器的原来与使用实验中, 学生费了很大工夫都未能将某一特定频率及振幅的波形调试到示波器屏幕上。此时, 教师可以与学生一起按照一定的逻辑顺序逐步分析和排除问题所在。可先分析问题是出在信号发生器还是示波器上, 并遵循从源头顺沿而下的顺序逐步排除, 如排除源头的信号发生器所发出的信号没有问题, 再来排除连接信号源与示波器的数据线是否存在问题, 分析示波器的设置, 在看不到波形的时候可以引导学生找到波形的中心对称线。至于怎样找到波形的中心对称线可让学生思考, 通常基础好的同学都能迅速地想到接地后输入信号被屏蔽在示波器上应该是一条直线。当学生想到这一点时, 教师可以及时肯定其观点并要求其调试垂直移动和水平移动键直至水平接地信号显示在屏幕中央, 继续有序地逐步分析排除, 直至问题完全解决。在解决问题的过程中, 学生得到了快乐的情感体验, 学到的不只是刻板的知识本身, 而是锻炼、强化了解决问题的思维能力, 更重要的是快乐的情感体验可以增强学生解决问题能力的信心。

四、加强学生对事物本质的认识, 培养学生的创新能力

大学物理实验的目的就是让学生通过具体的实验认识到物质的本质及物质之间联系的基本规律。教师通过大学物理实验, 有目的地加强学生对物质的本质认识, 有利于培养学生的创新能力。在光的干涉与衍射实验中, 让学生清晰地认识到光具有波粒二象性, 同时可以引导学生分析人眼日常所到的物体不同颜色是怎么产生的, 如果学生能够认识到颜色是反射的未被物体表面吸收的一定波段范围光波在人眼的视觉效果, 则说明学生对光的认识有了较深刻的理解。教师可以继续引导学生光的薄膜干涉现象, 并可引入一些具体的薄膜干涉的高科技应用实例, 提高学生认知结构可辨别性[4], 提高学生的兴趣。开拓学生的创新思维。譬如, 教师用光学变色油墨的具体应用为例, 将随身携带壹佰元人民币拿出来让学生观察纸币正面左下角的数字100, 让学生用不同的视角去观察该数字的颜色变化, 学生会发现正面看时颜色为绿色, 但倾斜一定角度就会发现颜色变为紫色, 让学生领悟到科技创新是对基本原理深入理解与巧妙应用。这样对开启学生的创新能力的天窗十分有用, 激励之余再要求学生深入查找光变色油墨的原理, 让学生更详细地理解这一原理的应用, 养成学生刻苦务实的钻研精神, 磨炼学生创新能力的心智。

五、结语

大学物理实验不仅可以让学生受到严格的、系统的实验技能训练, 掌握具体的实验技能和方法, 而且可以培养学生发现问题—分析问题—解决问题的具体实际应用能力, 培养学生的科学技术发展相适应的创新能力。

参考文献

[1]罗伯特·斯莱文著.姚梅林译.教育心理学理论与实践[M].人民邮电出版社, 2004.

[2]康丽华.高教研究.创造性思维在大学物理实验教学中的应用[J].西南科技大学, 2005, (3) , 30-32.

[3]张进福, 项华, 胡金江.双目的大学物理实验教学模式的探讨[J].教育与职业, 2011, 02, (5) :165-166.

[4]李阳.提高学生认知结构可辨别性, 促进大学物理教学[J].考试周刊, 2010, (26) :177-179.

大学物理实验教学 篇2

一大学物理实验教学的重要性

在大学物理实验教学过程之中，大学物理实验教学有着非常重要的作用。在大学，物理实验是一门重要的实操课程，它能提高学生的动手操作能力和创造力，开拓学生的思维空间，让他们养成良好的科学素养，能够培养出很多的高素质人才。实验室检验真理的唯一标准，是学习好大学物理的重要手段和工具，在大学物理教学的过程之中扮演者重要的角色。同时物理实验之中综合了很多的实验工具与方法，学生可以通过这样的实验接触到更多的仪器，了解面和知识面也就会很广。实验物理化学在化学科学中占有十分重要的地位，是学生学好物理课程所具备的重要条件，同样也是学生未来对物理做研究的基本功，所以说大学物理实验教学在未来的物理发展过程中占据着十分重要的地位。大学物理实验教学的重要性，第一就体现在大学物理实验教学能够充分的培养学生的动手能力和学生的实践能力，让学生把被动变主动，更好的参与到大学物理实验教学中去，培养学生的参与主动性，调动学生的积极性。第二，大学物理实验教学的重要性，还体现在物理实验能够培养学生的`一种思维开拓能力，能够培养学生的综合实验能力，甚至还会培养学生的处理数据的能力，总之在各方面都会培养学生的实践能力与综合能力，甚至还会提高大学生的各方面素质，所以说，大学物理实验教学在大学物理的教学过程中发挥着积极地作用，同样占据着重要的地位。

二大学物理实验教学过程中存在的问题

虽然在大学物理实验教学过程中，教学方法在不断地改进，教学内容也在不断地创新，但是在大学物理教学过程中依然存在很多的问题，依然需要我们清楚地认识到这些问题，主要表现在以下两个方面：

(一)教学模式单一

大学物理实验教学过程中存在的问题，首先就表现在教学模式的单一。在新课程教育理念之下，大学的物理实验教学还是沿用传统的教学方式，传统的教学模式很单一化，只是一味的强调学生参与到实验的过程之中去，去而忽视了学生在这样的实验过程中的动手能力。老师在这样的教学过程中，标注出了很多的实验数据，还有实验原理，还有需要操作的各项内容，这样单调的教学模式，久而久之会让学生丧失学习的主动性和积极性，同样学生的动手操作能力就会比较弱，这对学生的发展是极为不利的。教学模式单一还表现在另一个方面就是不善于利用现代多媒体技术，没有充分的发挥现代网络信息技术的优势，没有充分的把大学物理实验课程与多媒体信息技术结合起来，为学生创设一定的情景，从而造成了学生的综合能力不高，教学模式单一的现象存在。

(二)学生参与度不高

大学物理实验教学现状浅析 篇3

实验课缺乏兴趣的原因

习惯与兴趣的养成 中学物理课时很少，尤其是在高一阶段，力学分析本身就难，然而每周也仅有两三节物理课，物理教师上课既要做好复习，又要追赶教学进度，每节课对老师来说那是相当宝贵；因此，学生做实验的机会很少，动手能力也得不到锻炼。此外，中学的学习是凭自己的感觉、兴趣学习，或被强迫学习，而进入大学后由于缺少老师、家长的强迫，学生自己就不知所措了，再加上没有养成良好的学习习惯和学习动力，大一、大二的学生也没有完全适应大学的学习生活，上课时老师讲实验原理、电路连接技巧、数据处理及注意事项时，学生在下面并没有认真地听，动手做实验时就出现了许多问题。

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。

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。

教学改进的几点思考

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。

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。

课上多些探讨，多些互动 大学物理实验的目的要求学生能发现、提出、解决问题，提升自身的实验能力。“用电子式冲击电流计测互感”读数不费时，可以在电路连接上下文章，搞点小动作，如设置一条导线断路等；“迈克尔逊干涉仪的调节和使用”“分光仪的调节使用”“示波器的使用”可以搞个小竞赛，看谁先按要求调试成功，分出等级。这样让大家讨论互动，课堂也就不会死板，还能锻炼学生的动手、动脑能力，进而解决一些实际问题。学生是学习的主体，在物理实验教学中，教师要为学生的发展设计教学。只要教师认真分析、充分挖掘每一个实验，那么，每一个实验就都可以找到与学生的共鸣点。可以说，实验课的教学要靠教师的研究、改进来使之逐步适应学生。

大学物理实验教学 篇4

1.1 理论教学和实验教学的内容在时间上不同步。

大多数学生反映在做实验预习报告时有力不从心之感, 主要表现在对实验设计思想的理解不足, 对实验数据的物理意义不清, 导致对实验数据建立分析模型存在困难, 缺乏对实验过程的反思, 长久以往, 必然导致学生学习兴趣的降低。

1.2 实验预习是整个学习过程的起点, 但它也是实验教学的瓶颈。

学生做预习报告时, 往往面对的是条条框框的书本, 枯燥的文字描述导致学生产生畏难情绪。多数学生在做预习报告时, 长篇累续地抄袭实验教学指导书上的文字, 对实验原理、设备、过程没有用心去阅读和体会, 这种缺乏主动感性认识的应付性劳动, 严重束缚了学生的思维空间。

1.3 现有的实验种类和规模与学生规模的扩大和课程要求的升

级难以同步, 现场指导教师资源缺乏, 不利于大学物理实验课程个别化教学特性的要求, 往往使实验教学流于形式。

2 未来大学物理实验教学的发展趋势

大学物理实验教学的主要目的是通过实验使学生对于物理学有更深刻的认识以及培养他们从事实验物理学研究的能力和所需的科学素质。单一传统的实物实验教学已无法满足人才培养的需求, 我们需要打破模式型的实验教学, 让学生有更多的思考空间, 同时我们也要提供给学生一定的知识基础, 和实践条件。那么仿真实验与实物实验相结合的实验教学模式, 是实验教学的改革趋势。

物理仿真实验即通过计算机及相关软件来模拟 (仿真) 物理实验环境。仿真实验系统能营造一个虚拟的实验环境, 可以真地模拟出学生进行实验操作的整个过程, 可以实时显示测量结果, 提供多种实验方法, 可以实现更灵活的操作。物理仿真实验在对实验现象模拟的直观性、全面性, 操作的直接性、简易性、形象性, 实验中各种难点及问题的预设置, 实验步骤的容错性及综合纠错提示等各方面的开发都做到了系统完善。并在实验原理及实验步骤的动态演示, 实验参数的可设计性, 教与学的交互性, 练习及实验总结的等方面都有着一般课堂讲解难以达到的效果。

3 物理仿真实验教学应用现状

物理实验仿真软件应用最多的是中国科技大学研制的大学物理仿真软件系列, 该软件相对比较完善, 模拟环境较贴近实物实验, 仪器实现了模块化, 具有实验教学解剖过程以及误差模拟功能等。大部分高校主要把其用于辅助教学, 即作为实物实验前预习的工具, 或是教师讲解实验时的课件。南京邮电大学葛智勇, 毛巍威两位教师在《仿真技术在大学物理实验教学中的应用》一文中提到, 他们开发的FLASH软件制作的仿真实验软件可以提供学生预习和教师教学之用。渤海大学董海宽, 费英两位教师在《大学物理仿真实验教学探讨》一文中提到实物实验要结合仿真实验教学, 学生通过仿真软件来预习实验, 对实物实验教学有着事半功倍的效果。当然还有个别学校把仿真实验教学作为了一门课程, 并取得了较好的教学效果。泰山医学院张东升在《应用“大学物理仿真实验”系统创新物理实验教学模式》文中提到仿真实验已作为一门课程在一、二年级1000学生中进行了教学, 并取得了一定的教学效果。

4 物理仿真实验是否可以与实物实验并行

我们知道大学物理实验课时在不断的压缩, 那就意味着老师讲学生做的传统实验教学只能使学生接触到有限的几个实验;另外加上仪器设备投入限制, 学生无法一人一机操作, 使一些自控能力较差的学生鱼目混珠。要解决这些问题, 物理仿真实验给我们带来了教学改革的阳光, 然而物理仿真实验能否与实物实验并进, 成为一门课程呢?

物理仿真实验也有一些弊端, 虽然物理仿真实验操作简单, 但终是虚拟的环境, 印象不深刻, 另外实验的结果也是人为设定的, 无法给学生留下思考的空间。但是对于一些基础性、验证性的实验, 主要是要学生熟悉实验仪器, 了解实验过程, 而不需要学生设计, 其实验结果也是一定的, 同时, 这些实验一般是在前期开设, 也就是学生在大学刚接触实验时, 是从这些实验开始的。由于地区教学差异, 一些学生在中学很少接触实验, 进入大学刚接触实验时, 头脑中没有一定的概念, 不明白实验课程到底要做些什么, 实验仪器应如何操作, 往往忙的焦头烂额, 结果收获不多, 可能还会损坏仪器, 而实验教师面对的是几十个学生, 无法做到一一指点。面对这样的教学现状, 我们要解决的是让学生明确实验学习要做到哪几步, 一些基本的实验设备应如何操作。而层次差异以及时间有限, 我们无法一步一步带领学生进行, 我们要留给学生足够独立的学习空间, 同时为了杜绝鱼目混珠的现象, 最理想的是学生一人一机。那么前期的实验教学可以采用物理仿真实验, 物理仿真实验软件设置了一个虚拟的实验环境, 有一套规范的系统, 学生可按其步骤一步一步的做下去, 这样即让学生明白了如何进行实验, 包括预习、实验操作、数据记录、数据处理以及实验报告形成, 同时也让学生在不破坏仪器的情况下熟悉了实验仪器, 另外软件安装成本较低, 可以满足学生一人一机。因此, 物理仿真实验可以作为一门课程开展教学, 但前提是作为实物实验的先修课程, 让学生漫漫熟悉实验课程教学, 为后期实物实验教学做准备。在后期的实物实验教学, 教师不必再详细的讲解整个实验的规范, 只要从旁指导就可以了, 从而节省了师资力量, 为培养学生独立思考能力和动手能力做准备。

5 物理仿真实验在我校的应用

宁波大红鹰学院是一所应用性本科院校, 现有2届本科生, 在09级本科生中开设了仿真实验课程, 采用的是科技大学物理仿真软件, 开设的实验项目是基础性实验。就课程教学情况对学生进行了访谈, 主要总结如下。

物理仿真软件依托计算机, 只要有计算机, 学生可以随时随地进行实验操作, 为学生对实验的预习和复习带来了方便, 同时也不再怕课前虽努力复习原理, 然在操作时还是困难重重, 理论与时间衔接有差距。物理仿真软件对实验的步骤有提示, 对刚接触大学物理实验的学生来说, 可以自己研究学习, 不再做无头苍蝇, 同时可以写出系统、完整的实验报告, 这这点上, 我校学生体现比较明显。

当然, 它的不足之处也有体现。例如仪器的调节, 我们只能通过鼠标点击来进行, 缺乏真实感。另外同一个实验的实验结果是相同的, 容易使学生抄袭数据。

这些问题, 笔者认为可通过对仿真软件的再研究来进行改善, 毕竟计算机模拟仿真技术的发展从二战期间冯·诺依曼和乌拉姆模拟裂变物质中子随机扩散, 从事与原子弹研制有关的探索;到战后美国麻省理工学院利用其研制的电子数字计算机Whirlwind模拟飞行器, 解决导弹轨迹的优化。这些实例不难看出计算机模拟仿真技术的发展将成为人类研究、学习的重要手段, 而物理仿真也既是计算机模拟仿真技术的一个分支, 它将是物理实验教学中必不可少的一部分。

参考文献

[1]霍剑青.大学物理实验仿真实验的研制和教学实践[J].教育与现代化, 1999, 13 (2) .

[2]周燕.虚拟仿真技术在大学物理实验教学中的应用.合肥工业大学学报 (社会科学版) , 2008 (5) .

[3]王晓蒲, 霍剑青, 杨旭等.大学物理仿真实验和教学实践.物理实验, 2001 (1) .

[4]赵英, 陈小林, 何仁生.大学物理仿真实验教学刍议.大学教育科学, 2004 (4) .

大学物理实验课程设计实验报告 篇5

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。

大学物理实验教学 篇6

[关键词]物理实验 STS教育 信息技术

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）06-0030-02

一、物理实验教学的理念抉择

随着科学技术和教育技术的不断发展，国内各高校针对大学物理实验课程的改革取得了丰硕的成果，无论在教学方法、教学内容，还是在教学手段上都有了全新的突破。分层教学体系的设计、基于信息技术的实验教学系统等各类教学改革已付诸实践，但纵观各高校的教学改革，其主要是针对教学方法、手段、模式、内容的改革，而对改革的中心问题——教育理念有所忽视。事实上，科学的教学理念对教学改革的成功与否起着至关重要的作用，它引领教改的方向、决定教改的效果，任何一项教学改革都必须以科学的教学理念为基础。本文结合物理实验的课程性质和STS教育理念的内涵进行分析。

笔者认为，STS教育理念是最符合物理实验课程的教学目标，最能体现该课程的教学特点，也能最大限度地发挥课程的教育教学功能。

STS教育理念重视科学知识在生产生活中的应用，强调基本科学理论的实用性和社会价值，注重教学内容与高新技术、现代社会的联系，注重学生从实际问题出发进行学习和研究，认识科学技术给人们带来的两面性。[1]由于物理实验的学科特性，无论从教学内容，还是教学功能看，物理实验课程本身就与科学、技术、社会紧密相连，实验项目的设计开发不仅要围绕理论物理课程来进行，以加强学生对理论知识的理解和掌握，更重要的是要结合与物理学科紧密相关的新科学、新技术，以各种实验现象向学生展示其包含的物理知识，激发学生思考物理学在科学、技术、社会三方面发展过程中所起的作用，并正确认识科学、技术、社会三者的辩证关系，树立科学技术与社会可持续发展的新型人生观、价值观和世界观。[2]因此，以STS教育理念作为物理实验教学改革的基本理念，能正确地引导教学改革向真正培养具备良好科学素养的学生的方向前行，使学习者更好地掌握科学知识和技能，最终服务于社会。

二、STS教育理念的渗透探析

作为一种具有相对稳定性、延续性和指向性的教育认识、理想的观念体系，[3]教育理念应该贯穿于课程的设置、实施、评价等所有过程。因此，在物理实验项目的设计开发之初，就应该以STS理念为指导，从科学、技术与社会三个维度，在基础实验、综合应用性实验、设计性实验三个课程模块中，设置能最大限度发挥STS教育功能、实现STS教育理念的实验项目。

在课程的实施过程中，实验老师应该首先深入挖掘实验项目的STS因子，并将其充分运用到实验目的、原理、步骤的讲解，对学生操作的指导和实验结果评价等各个环节。以《光电效应及普朗克常量的测定》为例，目前，大多数教材对该实验的目的都从以下三个方面描述：（1）通过实验了解光电效应的规律和光的量子性；（2）验证爱因斯坦方程；（3）测定普朗克常量。[4]这仅是就实验本身谈目的，还应注重实验包含的理论知识。如果教师缺乏STS理念，不去引导学生深入认识光的量子性、光电效应方程、普朗克常数对后来物理学界的变革，以致对现在相关科学技术、社会的重要影响，那么，学生在做完该实验后，收获的只是对理论知识的验证。相反，如果教师能首先从STS角度出发，向学生阐述实验目的背后更多的与科学、技术、社会相关的知识，不仅能激发学生的实验兴趣，更能引发学生的思考和共鸣，最终充分发挥该实验的教育功能提升学生该方面的科学素养。表1是实验项目与STS理念的整合（以光电效应实验为例）。

在实验教学时，教师可以根据此表完成与项目有关的STS教学表，并结合与之适用的教学法，有针对性地选择几个元素进行重点教学。[5]

三、利用信息技术，构建STS教育网络平台

目前，很多高校已经开发了基于网络的实验教学系统，内容包括网络课件、实验仿真、实验演示、预约选课、网上答疑等。同样，要在实验课程中践行STS教育理念，除了课堂上老师的教学引导外，还需要充分利用网络资源，构建物理实验STS教育网络平台，为学生提供全方位的STS学习情境。为此，需要在已有的网络教学系统基础上，建立STS教育专栏。主要构建思路分为技术和内容两方面。

在技术方面，主要采用.NET平台技术和SQLServer数据库技术，快捷有效地进行系统部署，支持大量并发访问和数据处理。在内容方面，主要开设以下几个模块：项目与STS、物理前沿、科普乐园、教学互动与测评等。其中，项目与STS模块主要是结合开设的物理实验，向学生介绍实验当中包含的STS元素。这个模块与教学系统中的网络课件、实验演示、预约选课专栏搭建在一起，形成学生预习—选课的流程。学生要选择一门实验，必须首先完成对该实验包括目的、原理、内容和相关STS元素的预习之后才能进行。物理前沿和科普乐园主要是通过图片、文字、视频等多种形式向学生展示相关物理知识的发展历史、物理学领域的最新进展及对技术、社会的影响。教学互动与测评模块主要是提供学生与教师交流研讨的空间，并提供测评工具，检验学生对实验的掌握程度，帮助学生提升STS素养。

四、STS实验教学的评价机制

有效地对学生的学习效果进行评价是保证教学质量、提高教学效果的必要手段。那么，如何建立评价机制来检验STS教育理念与实验教学的整合程度，如何判断学生是否通过实验的学习与操作掌握了必要的STS知识呢？仅凭实验报告和期末的考试很难达到这样的评价目的，而借助网络教学系统的测评模块进行评价是一种有效的评价方式。

在测评模块中，应设计两类评价方式：教师评价、测试评价。教师评价包括两部分：教师在课堂上通过提问、观察的方式随堂打分；在完成一类实验项目后，学生通过教学系统提交论文，教师对其进行评价打分。比如，在完成热敏电阻实验、AD590温度传感器实验、计算机测温等实验以后，要求学生以传感器来命题，围绕传感器相关科学知识、技术手段以及社会影响等STS元素来阐述观点。第二类测试评价则是在“教学互动与测评”模块，设计出试题库。为了便于操作，试题一般为客观题，学生随机抽选题目作答，系统自动打分，并将成绩计入该学生的平时成绩。

五、总结

围绕STS理念与实验开发、STS教学表与实验项目教学、基于信息技术的STS模块、教师测评与学生自测的STS测评机制四个方面，通过信息技术手段，将所有教学模块实现有机整合，共同搭建起一个完整的物理实验STS教育系统，是有效提升STS教育理念与物理实验教学渗透程度、促进实验教学改革，最大限度发挥课程教育教学功能和提高学生科学素养的有效途径。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 朱鈜雄.物理教育展望[M].上海：华东师范大学出版社，2002：290-291+318.

[2] 王鑫，肖化，张军朋.大学物理实验教学应渗透STS教育.物理实验[J].2006，24（1）：23-26

[3] 韩延明.教育理念及大学理念探析[J].教育研究，2003，（9）：50-55.

[4] 郝邦元.大学物理实验[M].西南交通大学出版社，2010，（2）.

[5] 黄淑梅，曹小雪.浅议大学物理实验教学[J].大学教育，2012，（4）.

大学物理实验教学创新改革研究 篇7

大学物理实验课程是对高等学校学生进行系统科学实验技术和实验方法训练, 培养学生科学实验能力和创新精神的重要的实践性课程。大学物理实验教学创新研究, 就是对大学物理实验课程体系、教学方式、教学内容、实验方法和技术手段, 以及教学管理等方面进行了全面而系统的改革与创新。湖南理工学院大学物理实验室为湖南省高等学校基础课示范实验室建设单位, 实验室建设的重点就是进行实验课程教学改革, 改革的总目标是通过对学院大学物理实验教学进行的创新研究, 努力提高教学质量, 形成符合学院实际的、先进的、完善的实验教学体系、教学方式、教学内容、实验方法和技术手段, 构建分层次、模块化、点面结合、开放式的物理实验教学体系, 提高学院学生的科学素养与创新精神。

(二) 原有教学系统的弊端

湖南理工学院原来的大学物理实验教学在实验内容、教学方式、教学考核等方面尚存在一些问题和不足, 不利于培养学生的科学素养与创新精神。1.物理实验课程的教学模式单一。原来的物理实验教学模式一般是老师先讲解实验原理, 再讲解并演示操作步骤和过程, 指出实验中应注意的问题, 然后学生依样画葫芦, 测量出相应数据。这种教学模式, 教师包办了大部分的事情, 学生基本不需要思考, 即可轻松完成实验, 而且, 学生在实验过程中一味追求测量结果的正确性, 不注重实验过程本身的意义, 这种实验教学难以调动学生的主动性和积极性, 抑制了学生的创造性思维, 促使学生养成思维惰性, 起不到提高学生创新思维能力的作用。2.物理实验内容陈旧, 命题实验较多, 综合性、设计性实验较少。以往开设的实验都是验证性和演示性实验, 这些传统的物理实验项目规定了实验内容、实验仪器和实验方法, 甚至要达到的实验结论, 没有选择性且缺乏层次性。此种上课方式从一开始就限制了学生探索未知、勇于创新的精神, 很难激起学生的学习兴趣, 也很难保证教学质量。3.课堂教学为学生预留的独立思考时间不足。一般的物理实验课时为2~3个学时, 要求学生在2~3个学时内必须完成一个实验, 学生在实验过程中遇到问题时, 一般会立刻向老师求援而不是去主动思考解决, 很多教师往往也不是去启发、引导学生自己解决实验中的问题, 而是简单地替学生排除问题了事, 结果是问题虽然被排除了, 但独立思考、分析和解决问题的门却对学生关上了, 也失去了提高学生创新思维能力的极佳时机。由于以上种种现象的存在, 大学物理实验这门非常有用且有趣的实践性课程反而让学生感到枯燥无味, 甚至反感, 每次做实验纯粹是应付, 测完数据立即走人, 使宝贵的实验资源未能发挥其对学生能力与素质培养的优势, 所以必须改革物理实验教学, 充分发挥物理实验教学对学生思维能力的培养作用。

(三) 实验教学改革内容

1. 实验教学体系改革。

传统的物理实验课程体系是按力学实验、热学实验、电磁学实验、光学实验和近代物理实验等分别安排的封闭体系, 这种封闭体系强调了学科的系统性, 忽视了学科之间的兼容互补性, 各学科相互独立, 限制了学生跨学科思维能力和创新能力的培养。根据高素质人才培养的要求, 以培养学生的实践能力、创新能力为出发点, 实行各门实验交叉、综合、有机整合、整体优化, 加强综合设计性和研究性实验的力度, 在传统物理实验课程体系的基础上将物理实验分为基础性实验、综合性实验、设计性实验和研究性自主实验, 形成从低到高、从基础到前沿、从接受知识型到综合能力型的逐级提高的一、二、三、四级基础物理实验课程新体系, 并在体系上形成了深浅结合、基础提高并重、创新与研究共举、课内外齐抓的实践教学体系。在内容中, 融入了学科前沿技术以及教师自身教学和科研的新成果, 注重了传统与现代的结合。为了提高学生物理实验兴趣, 激发学生探索与创新精神, 创新地引入了物理演示与探索实验。物理演示实验是以具有一定可见度, 可呈现在学生面前的物理实验, 通过一系列力学、热学、电磁学、光学和近代物理方面的形象生动的趣味演示实验, 消除学生在学习物理学中因抽象、枯燥而产生的畏难、厌烦的心理, 激发学生学习物理科学的兴趣, 如图1所示。

2. 实验教学方法改革。

针对物理实验的特点, 结合考虑学生的认识规律和实际水平, 采用的实验教学方法是: (1) 教师以讲座形式向学生讲授实验基本理论和基本知识、实验技术原理、误差理论和数据处理方法、科学研究方法、文献查阅、科学论文和技术报告的撰写方法等; (2) 将学生自我训练作为物理实验教学的核心。对于仪器使用等技能训练和基础性实验, 学生在预习实验讲义的基础上, 然后每个学生在实验室独立完成实际操作训练和数据测量, 课后再撰写实验报告; (3) 对于综合性、设计型和创新研究性实验, 在教师指导下, 从了解实验背景、学习相关理论知识开始, 学生须自行完成查阅文献、设计实验方案、选取器材、自制工具或材料加工、组装和调试仪器、测量数据、数据分析、结果分析讨论等, 最后撰写完整的报告。 (4) 通过上述多种教学形式的实践训练, 使学生不仅熟练掌握实验技能和实验技术, 而且学会提出问题、分析问题和解决问题的科学方法, 开拓思路, 熟悉和体验研究过程, 使学生形成科学的思维, 拥有科学的精神, 提高其综合素质。

3. 实验教学模式改革。

湖南理工学院每年的大学物理实验课程教学工作量都非常大, 2007年此门课程的教学工作量就达到了63000人时数。传统的教学组织方式是实验室老师手工排课, 由于涉及的实验指导老师多, 学生人数多, 专业多, 所以实验课表的安排非常复杂与困难, 且容易出错。传统的手工安排课表方式不能让学生根据自己的兴趣特长来选择实验项目, 从而限制了学生个性的发展。为此, 实施了“网络预约开放式实验教学”这一新的教学模式, 此教学模式能吸引学生主动参与实践活动, 培养学生对“提出问题、研究问题、解决问题”的兴趣, 培养学生的思索能力、辨析能力和探索求知精神, 发展学生的个性和潜质, 激发学生的创造力, 达到提高学生实践能力和综合素质的目的。从2008年上学期期起, 在实验课程教学中使用网络选课系统。采用的网络选课系统是基于中科大奥锐科技有限公司开发的实验选课系统而进行二次开发的, 具有网上选课、资料下载、网上提交实验报告、网上评分、教学评价、师生交流等功能, 具有操作简单, 功能强大等优点, 并经中国科技大学等高校的多年使用, 性能完善, 稳定性好。大学物理实验室已经组织相应的教师对此系统进行了相应的二次开发, 经过多次调试, 能较好的满足实验教学工作要求。采用网络预约开放式实验教学模式, 有利于教学手段的改进, 有利于工作效率的提高, 有利于学生个性的发展。

4. 实验教学手段改革。

实验室通过把“实验教材、实验仪器和实验过程”有机地结合起来, 使之“三位一体”, 极大地激发学生的学习热情和效率。建立网络教学资源库, 引进了网络仿真实验, 实现教学的网络化和开放性, 学生自己安排时间进行实验前的预习、仿真操作、及复习等多种多样的学习方法, 提高学生学习的积极性、主动性和灵活性。实验室充分应用现代教育技术, 全面深化物理实验课程教学改革, 探索物理实验课程的教学规律, 促进高素质人才的培养, 推进创新人才的培养。

5. 实验考核改革。

课程考试或考核的目的主要是检验教与学的效果, 促进教学内容的完善、教学方法的改进, 促进素质教育和人才培养, 同时, 考核制度也是引导学生改进学习方法的有效途径。为此, 在总结国内外物理实验课程考试方式方法的基础上, 逐步建立、完善了一套科学的、公正的物理实验课程考核机制, 以引导学生在平时的实验和学习过程中就十分注意自身素质、创新思维和创新能力的培养, 引导他们由过去的“学习、考试型”学生向“学习、思考、研究、创新”型学生转变。实验室对实验考评采取多种考核方式相结合的综合评定方法, 考核方式主要有实验操作考查, 实验理论综合考试, 以及综合性、设计性实验项目的小论文的成绩评定, 其中小论文是根据实验方案的可行性和创新性、实验结果的正确性和小论文的规范性等要素进行成绩评定。日常实验的成绩包含实验预习, 实验过程中的表现和纪律, 实验仪器的正确规范使用, 实验操作熟练程度, 实验报告等方面的评定。总之, 对实验成绩的考评注重过程评价, 倡导并鼓励创新。对综合性和设计性的实验的考核, 要求学生对要解决的问题或要测定的指标提出实验方案、设计思路, 组合出基本的实验装置流程, 并对实验结果的精确度和误差来源进行分析与讨论。由于问题的解决方案具有多样化特点, 因此给学生提供了广阔的思考空间, 让学生发挥的自由度大, 灵活性强, 避免了死记硬背, 削弱了那些缺乏创造性思维能力的同学的得分机会, 而那些思维活跃、综合能力强的同学则得以在考试中正常发挥。

(四) 总结

以培养全面性创新人才为指导思想, 以培养基础厚、知识新、素质高、能力强的高层次创新型人才作为首要任务, 树立起“强化基础, 注重实践, 追求创新”的教学理念和“传授知识、培养能力、提高素质”的教学目标, 加强了大学物理实验教学的创新改革。根据任务与目标, 详细分析了传统实验教学的弊端, 结合自身的特点, 制定了“内容层次化、类型三性化、项目模块化”的实验教学改革方案, 使得物理实验教学由浅入深、由简单到复杂、由被动模仿到主动设计以及综合运用, 逐渐加深学习内容的深度、广度和综合程度, 符合认识规律和教学规律。

参考文献

[1]王红理, 黄丽清, 张俊武, 等.新型物理实验教学体系的研究与实践[J].物理实验, 2001, 21[特刊]:30235.

[2]周进, 王思慧, 黄润生, 等.树立新理念, 构建新体系, 培养学生创新素质和研究能力[J].实验室研究与探索, 2006, 25[5]:619-621.

[3]周岚.物理实验开放式教学初探[J].物理实验, 2002, 22[1]:25-281.

[4]朱林彦.建立物理实验的分层次模块化教学体系[J].太原理工大学学报, 2001, 19[2]:64-661.

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

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

[1]钟晓燕, 刘文军, 等.大学物理演示实验教学改革的实践和探索[J].中国科技信息, 2010, (4) :238-240.

[2]陈惠敏, 石雁祥, 张承据.大学物理演示实验教学模式的探讨[J].大学物理实验, 2007, 20 (4) :95-99.

[3]汪文明, 余兰山, 郭军.大学物理演示实验创新的探索[J].高等函授学报 (自然科学版) , 2005, 19 (6) :14-16.

[4]卢荣德.大学物理数字化演示实验教学平台[J].实验室的探索与研究, 2006, (4) :56-57.

关于大学物理实验教学的一些思考 篇9

本人在对很多学校的大学物理实验教学调研后, 结合自己多年来的教学经验, 就如何进行大学物理实验教学提出几点自己的认识。

一、关于中学和大学之间物理实验的衔接问题

在目前的应试教育体制下, 在很多学校物理实验更多的是在充当物理理论的补充的角色, 不计入高考成绩, 因此老师在讲课时多停留在演示实验和当做理论课出题的材料的层面上, 学生在学习时则是以背实验为主, 致使学生并不具备最基本的实验技能。甚至一些学生上大学物理实验课前连真实的仪器都没接触过, 所以很难具备基本的实验知识和操作技能。

考虑到课程衔接的问题, 我们应在实验的教学内容和教学方法上做出一定的改进。首先在教学内容的安排上, 要加大和高中内容重复程度, 比如对于基本测量工具和实验仪器使用、数据的记录, 有效数字的计算等基础知识在做实验要反复的强调, 加深学生对基本知识的认识, 当然对于这些知识不能只是进行简单的重复, 而是在学生掌握的基础上拓宽它的广度和深度, 使其和大学物理实验的内容衔接起来。其次实验前加强物理演示实验的教学, 尽量注重实验的可观性、趣味性, 做好日常演示实验室的开放工作。再次安排实验时, 要注重与理论课的衔接性。

二、物理实验教学模式比较单一

据了解, 在本科物理实验教学上, 国外很多高校采用的实验教材大多数都是老师自编的讲义, 在教学内容和方法上每年都有较大的改动, 很少使用统一出版的教材。实验过程往往遵循的是学生由先学会使用现成仪器独立完成实验到学生自己设计配置仪器完成实验再到开发研究实际问题。老师在教授实验中更多注重的是让学生在实验过程中去感知和掌握物理规律的真谛, 而不是做实验的过程。

我国高校虽然也重视大学物理实验, 独立开课, 也是作为学校的重点课程在建设。但教学模式和内容上比较单一。大多数高校的物理实验教学内容都不外乎三点:验证性、模拟性、测试性实验。在教学过程我们也会和对待高中生那样, 把每个实验原理是什么, 如何设计, 如何测量, 如何得到结论, 甚至能得到什么结论等告诉学生, 学生只是进行一个简单的重复, 致使学生在实验过程中只注重结果而忽略了过程。而我们所用的物理实验教材, 从实验原理, 实验目的, 实验仪器, 实验内容和实验步骤都有详细的描述, 甚至有些实验连记录数据的表格和详细的数据处理过程都给出了, 学生只需按照实验既定过程去操作就能完成任务, 这就使有些学生更多的是在进行机械操作, 即使不能完全了解实验仪器和实验原理也能很漂亮的做完实验, 交一份完美的实验报告。这样就使学生就失去探索和创新的兴趣, 让实验也失去了本有的意义。

要想改变这种局面, 首先应做到在教材的使用上, 没必要非得使用既定的教材, 可以只给出学生每个实验的目的、仪器既及简单的原理, 课前让学生自己去设计内容和步骤, 这个可以作为预习报告中的一个重要环节完成, 在上课时再对照学生的设计对该实验进行讨论, 最后完善整个实验方案。其次完成实验后可以进一步引导学生将实验进行延展。比如杨氏模量实验中学习了光杠杆放大法测量微小量, 能不能把它应用到其他测量实验中呢?再比如迈克尔逊干涉仪的使用实验中, 学会了用迈克尔逊干涉仪测激光的波长, 那么我们能不能用它测肥皂泡的膜厚变化呢, 接着还可以启发学生能不能利用已学的知识去研究肥皂泡的一些性质等等, 这样不仅让他们巩固了已学的知识, 同时让他们了解到了物理实验对科研的重要性, 而且还为学生搭建了一个提前了解科研的平台。

三、学生成绩评定方法的不完善

学生实验成绩评定在学生学习过程中具有导向、激励和促进的功能, 也是大学物理实验教学中的一个重要环节。但实际上, 老师在讲授过程中往往由于教学时间有限, 对学生了解不够, 多数时候打分的标准不全面和过松, 导致学生对物理实验的重视程度不够。这就要求我们建立一套合理的, 公平的评定方法。

1) 通过开放性试验、大学生创新项目和大学生物理实验竞赛等形式, 引入实验附加分。在相当一部分学生心目中还存在着分数至上的思想, 分数可以激励学生和引导这部分学生进行主动性的探索, 比如参加且完成一次这样的活动可以给5~10分的加分, 每人每学期最多限1项, 最后计入期末成绩。

2) 考试制度改革, 现在很多高校实验成绩评定采用的都是实验报告+平时操作给出期末成绩或者仅凭一张理论试卷考试给出期末成绩的方法。这样使很多同学把太多的精力放在实验报告的书写上, 甚至一些同学为了得高分而出现抄实验报告, 编造实验数据的现象, 或者为了应付期末考试很多学生会把实验课当成另外一门理论课去学习, 而不注重实验操作, 就有点顾此失彼, 而且这样的评定方法对那些起点低的学生有失公平。为了改变上述问题我校采用了实验报告 (30%) +平时操作 (20%) +期末成绩 (40%) 的评定方法, 而且在期末考试理论 (60%) +实验操作和实验设计 (40%) 模式。这样不仅增强学生对物理实验的积极性, 让学生更加重视平时的实验操作的锻炼。前面我们提到的因个体差异, 有些同学起点较低, 但是他在做个各实验的过程中从实验方法、技巧和动手能力上会有显著的进步和提高, 采用这样的评定模式可以给他们一个公平的机会, 让他的提高有所体现。

四、小结

大学物理实验课的主要目的就是培养学生动手能力和解决实际问题的能力;通过实验课程的学习能了解未学的知识, 巩固对已学知识的理解;同时了解一些新的科学发展前沿, 这就要求教师在教学过程中应树立“强基础, 重实践, 求创新”的教学理念, 加强大学物理实验教学改革。本文结合大学物理教学实践, 从三个方面分析了实验教学中存在的问题, 有针对性地提出了解决方案, 并对其进行了实践和探索, 取得了一些好的效果, 希望在教学工作中给大家一些启示。

摘要：本文在总结大学物理实验教学现状的基础上, 分析了大学物理实验教学中存在的三个比较突出的问题, 并通过分析国内外的教学现状结合本校的情况, 提出了应对措施, 以促进物理实验教学改革进行。

大学物理实验教学 篇10

课堂教学活动是由教师的教和学生的学所组成的“双边”的“教”与“学”的活动。 实验教学过程中也是如此, 教师的“教”和学生的“学”均是实验教学活动中的主体, 教师是“教”的主体, 学生是“学”的主体, 因此任何一方出现问题均会影响到实验教学的效果。

1 大学物理实验教学中学生“学”的主要问题

大学物理实验教学一般流程是由实验指导教师先介绍和讲解实验目的、实验原理、实验内容等, 然后由学生独立动手操作, 完成实验报告。从学生“学”的角度而言, 目前主要存在的问题有如下几个方面。

1.1 实验预习态度不端正, 预习报告抄袭严重

目前很多高校为了使更多的学生在有限的时间内完成实验, 实验前一般都要求学生进行实验预习, 完成实验预习报告。 实验预习一方面可以提前使学生对实验有一定了解, 从而在有限的课堂实验中提高学习效率, 获得更好的实验效果;另一方面学生可以通过预习发现问题, 带着问题在课堂及实验操作过程中加以解决, 进而加深对实验的理解。 但是, 由于学生对实验预习的认识度不足, 重视程度不够, 缺乏主动学习的积极性, 预习报告基本上是草草了事。

实验原理是实验的重要组成部分, 也是物理实验中最重要、最基本的一环。它包括知识原理、装置原理及操作原理三方面内容。然而大多数学生在预习时抄袭课本中的实验原理, 甚至不加以理解原封不动的照搬书本上的文字, 忽略了重要的实验原理图及公式, 或者实验原理图上丢三落四, 对公式推导过程不理解。 说明学生在实验预习过程中态度不端正, 认识程度不够, 大多数学生认为只要会实验操作, 得出实验数据, 完成实验报告就算完成完成了本实验, 觉得实验预习没有必要。 学生这种错误认识不仅会养成敷衍了事的学习态度, 学习目的不够明确, 而且还会影响实验教学的效率和教学的质量。

1.2 实验主动性意识薄弱, 动手能力差

大学物理实验课程赋予了学生更多的自主学习的机会, 能够有效的提高学生动手能力的一门基础课程。 然而, 由于很多学生习惯了中学的被迫学习方式, 动手能力差, 在大学物理实验过程中就不知所措, 再加上没有养成良好的学习习惯和学习动力, 主动意识薄弱。 认为实验与所学专业关联不大, 在以后的工作中也不适用, 觉得做实验就等于在浪费时间, 容易产生“应付对待”、“依赖老师”及“消极应对”等错误认识。

1.3 实验数据处理重视程度不够, 随意性较大

实验数据的准确性及数据处理的好坏是实验考核需要考虑的重要因素, 因此其重要性不可忽视。但是, 目前许多高校由于实验基础设施落后、师资力量不足等原因, 无法达到一人一台实验设备或小班授课的要求, 这样教师对学生的实验操作及实验结果的考核比较困难。大部分学生认为只要得到了实验数据, 进行了简单的处理就万事大吉, 对实验数据的处理重视程度不够, 随意性较大。

2 大学物理实验教学中教师“教”的主要问题

2.1 教学方法单一, 缺乏灵活性

当前, 大学物理教学一般采用预习、实验、写报告三步来进行[3]。大学物理实验教师教学依旧采用传统的“填鸭式”、“注水式”教学模式:实验课前, 老师实现安排好实验内容, 准备好实验仪器;课上, 老师详细讲解实验原理和操作步骤及注意事项。教学过程中的实验项目运行每次都按部就班, 教师依然是课堂的主体, 学生的主体作用没有得到很好的体现, 只是被动的参与者。 这种灌输式教学方式不利于学生独立思考及创新能力的培养, 也不利于学生动手能力的提高, 违背了大学物理实验教学的目标。

2.2 教学内容陈旧, 缺乏针对性

实验教学内容绝大多数是经典物理的实验内容, 每年的实验内容变化不大, 并且主要以验证性、模拟性及纯测量性实验为主。实验没有充分体现出与现有科技的联系, 这样就降低了学生对物理实验课的兴趣及积极性。另外, 全校所有学生做的实验内容均一样, 缺乏专业与专业之间的区别, 降低了实验与专业的联系, 缺乏针对性。容易让某些专业学生觉得实验与本专业无关, 降低了对实验课的重视度。

2.3 考核模式落后, 缺乏创新性

现有的实验考核一般包括课前预习、 课上实验及数据处理三部分。 老师根据学生的预习报告、实验操作过程及实验结果进行评判给分。 但是, 这种落后的考核模式存在很大的弊端:实验预习过程中, 老师只能看到学生文字性的实验预习报告, 无法对每位学生预习程度进行评判, 仅仅根据字面上的完成情况来判断具有很大的片面性;实验过程中, 由于学生多, 师资力量不足, 往往采用大班或中班形式授课, 教师无法对每位学生的实际操作动手能力进行考核, 也存在较大的片面性;实验结果作为实验过程的最后考核之一, 有的老师过于强调了这一步, 往往忽略了学生实验动手能力的培养, 对实验教学的改革有一定的负面作用。

3 改善非物理专业大学物理实验教学的建议

针对以上非物理专业大学物理实验存在的实际问题, 提出以下改善实验教学模式、提高教学质量的建议。

3.1 提高学生对大学物理实验的认识, 激发学生的实验兴趣

提高教学质量, 加强实验教学, 首先要从观念上改变对实验教学的轻视;其次要建立结构合理的实验教学和实验管理队伍。 对于学生而言, 兴趣是实验教学最好的催化剂。 老师在实验教学中应从激发学生对实验的热情, 在教学中要结合物理学发展史有目的的讲解几个著名实验的设计思想、实验结果和历史沿革, 增强学生对大学物理实验的认识。另外, 让学生意识到生活质量的提高离不开科学技术的发展, 科学技术的进步离不开物理知识的应用, 增强学生对物理实验与科技、生活的联系, 激发学生学习物理实验的兴趣。例如, 在《测定不良导体导热系数》的实验教学中, 老师可以结合生活中的实际例子进行讲解:为什么北方家里的暖气片要使用金属材料, 盖大楼所使用的外墙保温材料为什么使用泡沫材料或多孔材料, 这些均与材料的导热系数有密切联系。

3.2 注重大学物理理论知识及专业与实验的相互关系及衔接

高校开设大学物理实验与大学物理课过程中, 应充分考虑物理理论知识与实验的衔接关系, 尽量不要出现“大学物理实验先行, 理论知识滞后”的现象。理论知识先行, 有利于提高非物理专业学生在物理实验过程中对实验原理的理解, 同时通过实验加深对理论知识的巩固, 避免大学物理与大学物理实验出现“两张皮”。

对于非物理专业学生开设的大学物理实验, 应充分结合各个专业的特征, 有选择的进行实验项目, 尽量做到学有所用, 用有所需的目的。一方面, 加强了专业与物理实验的联系, 另一方面也减轻了学生对非本专业知识的理解障碍, 提高了学生做实验的热情。例如, 电子专业主要是培养学生系统地掌握电子信息技术的基础理论和基本技能, 因此对于本专业学生, 可以压缩力热实验的比例, 适当加大电磁学实验的难度, 增加光纤传输技术实验、液晶电光效应、示波器的原理及使用等实验, 加强物理实验与电子信息技术的联系;对于化学专业及材料专业的学生, 可以选取物理实验中与化学、材料科学联系密切的一些领域, 如热力学实验 (不良导体的导热系数的测定, 固体、液体比热容的测定等) , 材料学实验 (磁滞回线的测量, 介电常数的测定等) [4]。

3.3 完善和加强对学生的实验能力及教师的实验教学考核制度

建立合理科学、准确有效、具有可操作行的考评办法及考核制度, 发挥考核对实验教学的推动作用, 调动学生的实验兴趣及教师的教学热情, 是提高物理实验质量的重要环节。

对于学生而言, 建立和完善的日常实验操作成绩考核及期末实验综合考试考核制度。 日常实验操作成绩包括实验预习、实验操作及实验报告三部分成绩。期末考试测评包括可以通过笔试和实际操作两部分。 通过这样的考核方式不仅可以考核学生的实际动手能力, 而且可以考核学生将所学的理论知识与实验结合的能力。

对于教师而言, 建立和完善学生测评及专家组考核的制度。 学生测评采用问卷调查的形式进行, 将学生对上课老师在课堂上的教学满意度进行测评, 可以在一定程度上评判教师的授课方式是否合适、授课效果是否达到预期;专家组考核采用听课形式进行测评, 通过专家组对授课老师的课堂教学的评价及反馈, 不仅可以起到考核授课教师的作用, 而且还可以让授课教授充分认识到实验教学的不足, 积极改进, 对后期的实验教学起到很好的推动作用。

4 结束语

大学物理实验是大学物理教学中的一个重要组成部分, 它在培养学生严谨的科学态度和工作作风、 提高学生的动手能力, 独立分析、解决问题的能力以及加深对物理理论的理解等方面均起着十分重要的作用。 目前的大学物理应在提高大学物理实验认识度、更新实验内容、改善教学方法、建立和完善教师与学生的考核制度上进行改革, 以适应目前的知识更新趋势, 充分激发学生的学习热情和学习兴趣, 提高教学质量。

摘要：大学物理实验作为理工科学生必修的一门基础实验课程, 在加强学生素质教育、培养创新能力及提高学生的动手能力上有着其他学科不可替代的作用。针对目前非物理专业大学物理实验教学中存在的问题, 结合学生“学”及教师“教”的角度进行分析, 对非物理专业大学物理实验教学进行了积极思考与探索。

关键词：非物理专业,大学物理实验,建议

参考文献

[1]吕斯骅, 等.新编基础物理实验[M].北京:高等教育出版社, 2006.

[2]於黄忠, 倪新蕾.大学物理实验教学中素质教育的思考[J].中山大学学报论丛, 2007, 27 (7) :16-18.

[3]沈璐.理工科高校大学物理实验运行现状及改革对策[J].科技视界, 2015, 32:65-66.

浅析大学物理实验教学改革 篇11

摘要：从分析大学物理实验教学现状出发，对物理实验教学从实验内容、实验方法、实验考核等方面的进行改革优化，在教学实施中取得了良好的效果。

关键词：大学物理实验；教学改革；考核改革

大学物理实验是理工科院校学生进入大学后的第一门实验课，是接受系统、严格的实验技能训练和培养科学实验能力的开端，是后续实验课程的基础。因此大学物理实验课是理工科学生的一门重要的必修课程。通过几年来的教学实践和对学生实验情况分析的问卷调查，针对我校学生的特点，对大学物理实验教学进行了一些探索性的改革，并取得了很好的教学效果。

一、物理实验现状及调查

大学物理实验是一门实践性很强的课程，它在培养学生的动手能力、创新能力，科学的理论思维、合理的数值计算等科学素质等方面有着极其重要的作用。目前现行的大学物理实验教学与飞速发展的现代科技不协调，方法及实验内容较为陈旧，手段相对落后，这些不利于实验教学的发展，制约了创新型人才的培养。现行大学物理实验大多是一些基本训练性实验和验证性实验，综合性和近代物理实验数量不足。为了让这门课程发挥出其应有的作用和必要性，我们首先对新生进行了物理实验情况问卷调查。主要是针对学生对物理实验的动手训练情况、实验课的动机兴趣、实验素质及亟待加强的能力和实验课模式等12项内容进行调查分析。调查以大一的新生为主，抽样调查了不同专业、不同层次的7个班的学生，由此掌握了学生的实验能力的基本情况，并有针对性地对教学内容及方法作出相应的调整，因材施教，更好地完成物理实验的教学任务。以下是从中抽出的来自不同地区、不同专业的62名学生的抽样调查结果。

1.新生在中学阶段接触物理实验情况

（1）经常亲手做实验占21%

（2）做过，但亲自动手做的实验很少占57%

（3）基本上没亲手做过实验，主要看老师演示占11%

（4）什么实验都没做过，老师介绍过一些实验占6%

（5）从未接触过占5%

2.学生期望的实验教学模式

（1）教师讲解实验原理、仪器介绍、示范实验、学生模仿的占15%

（2）教师讲解实验原理仪器介绍、注意事项、学生实验、老师指导的占27%

（3）教师介绍仪器、注意事项、学生实验、同学互助、老师指正的占20%

（4）教师指定学生讲解实验、示范实验、其他学生指正的占16%

（5）学生实验、同学互助、老师指正的占21%

二、物理实验教学的改革

1.实验教学内容改革

通过问卷调查的总结分析，我校新生的物理实验素质普通不高且差异显著。大多数学生虽然在中学均做过物理实验，只有约21%的学生经常做实验，能力相对较高，有57%的学生学习做过实验但亲自动手做的实验很少，甚至有5%的学生基本没有接触过实验，能力很低。因此物理实验教学不宜采用班级统一实验的教学模式，而应根据学生实验能力分层次教学。对基础较差、实验动手能力较弱的学生尤其是来自偏远地区的少数民族学生，我们有目的地增开一些比较简单但又较为经典的基础性和验证性实验，加强基本实验仪器的操作水平和基本数据处理能力的培养。例如密度的测定实验、电表的改装与校正实验等。另一方面，通过开放实验教学，使大学物理实验教学由“封闭型”向“开放型”转变，针对学有余力的同学，安排一些综合性，近代物理实验内容，并从选择实验题目，搜集查阅相关资料，确定实验方法和实验过程，都让学生主动参与，从而培养学生发现问题、解决问题的能力，提高学生的科学实验能力及创新思维。

2.实验教学方法改革

（1）实验教学中与学生互动，培养学生主动思考的习惯

在实验教学过程中与学生互动。教师讲完实验原理，注意事项后，一般由学生就整个实验发表个人的意见体会，以及科学合理的数据处理方法。例如在惠斯通电桥测电阻温度系数实验中，让学生通过预习和老师的讲解提出增加电桥灵敏度的方法；数据处理中要求学生用作图法处理数据，除了要求学生用坐标纸进行直线拟合作图外，鼓励学生运用相应计算机程序进行最小二乘法直线拟合，并对这两种方法进行比较，启发学生如何在直线拟合时正确选择自变量和应变量。这样一来不但使学生掌握了另一种数据处理的方法，而且还养成了学生查阅相关资料的习惯，并展开讨论，这样一来大大加强了学生实验的主动性和创新性。

（2）尝试个别实验由学生讲解，打破传统的教学模式

在教学过程中，对个别的实验内容，我们采取了新的教学模式，即学生讲解。在以往的教学中我们发现学生的依赖性很强，虽然要求实验前要对实验内容进行预习，并写出实验预习报告。但是相当数量的学生在应付差事，照书抄写，并没有达到实际效果，上课时对实验原理及内容没有掌握，主要还是依靠教师课前的讲解。针对这种现状，我们打破传统的教学模式“老师讲解—学生实验”改为“学生讲解—老师指点—学生实验”的模式。提高了学生的独立学习能力和创新思维能力，取得了很好的教学效果，在今后的教学中要逐渐加大此种教学模式的力度。

（3）实施网络实验辅助教学

随着计算机的普及网络的完善，网络教学有着越来越大的优势，要使大学物理实验课能更好地发挥作用就必将其与网络教学紧密联系。在网络教学中，网络课程不再是以前单纯的文字教材， 而转变为一个互动的学习平台。我们正在建立完善自己的大学物理实验网络教学，将每一个实验的原理、内容、仪器使用，包括一些实验数据处理的小程序放在实验平台上，这样可方便学生进行实验的预习，加强与学生的互动及沟通，通过网络使学生更全面地接触一些新的实验。围绕探索性实验课题，学生可以通过网络，查找有关资料，在网络中学生还可将自己对某个实验的一些好的想法写出来，并与教师进行讨论交流，以进一步完善大学物理实验网络选课。这样学生可根据自己具体的情况选择上课，大大提高了上课的效率。

3.考核改革

对大学物理实验进行考核的目的是检验该课程的教学效果，改进教学方法、促进学生的素质教育和科学实验能力的培养。我们改变了过去单一的平时成绩加期末考试的方法，在考核中加大平时成绩的权重，即平时成绩包括实验的预习、上课回答问题、创新想法的提出、最后实验的数据处理是否合理，占总成绩的70%，期末考试只占30%。这就避免了个别同学平时不好好上课，只要期末考好了就能过关的现象，从而增加了学生上课的积极性。而且在结课后给学生出一些题目撰写小论文，对写得好的给予加分，在锻炼了学生主动学习的同时，还对其如何撰写论文得到了一定的提高。

结合我校的实际情况，我们近几年来一直在探索物理实验教学的一些新的思路和方法，在教学中也取得了一些较好的效果，但有些还不是很完善，需要在不断摸索中前进，在教学中充分发挥教师的主导作用，激发调动学生对物理实验学习的积极性，增强师生互动，努力将实验教学改革深入发展下去。

参考文献：

［1］肖苏.大学物理实验［M］.中国科技大学出版社，2004.

［2］韩兵.浅谈网络课程的开发与设计［J］.江苏广播电视大学学报，2010.

大学物理实验教学 篇12

大学物理实验是人们根据研究和学习的目的, 利用物理仪器和设备, 人为地控制或模拟物理现象, 排除各种偶然、次要因素的干扰, 突出主要因素, 在有利的条件下重复地研究物理现象及其规律。物理实验是建立和检验物理理论的基础, 是物理学工作者的一种重要研究方法, 同时也是学生学习物理的一种基本方法和途径。

一、工科大学物理实验课程的教学目的、教学环节和教学要求

开设大学物理实验课程的目的在于:培养学生掌握物理实验的基本方法和技能, 即掌握物理实验的选题、实验的构思设计、实验具体实施方法、实验结果的分析和研究等, 使学生学会通过物理实验对外在的物理现象进行观察思考、测量分析和研究, 从而完成对内在物质运动规律的认识和把握。掌握这种由感性到理性的科学思维方法, 逐步培养学生运用自己所掌握的物理知识、物理实验方法和技能进行科学研究的创新能力。

大学物理实验课程的教学主要由三个环节组成即:

(一) 实验预习; (二) 实验操作; (三) 实验总结。

大学物理实验是基础教学的重要组成部分, 其教学改革的指导思想应是“加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质”, 通过改革, 期望大学物理实验课的教学实践应达到以下三点基本要求:

1、知识方面:使学生掌握基本的实验方法、基本技能及实验的基本理论, 了解现代物理实验新技术与新知识的发展概况。

2、能力方面:培养学生综合实验设计能力和运用物理理论判断结果准确性与研究物理规律的能力。

3、素质方面:培养学生创新意识、科学思维方式、实事求是的科学态度、严谨的工作作风和刻苦钻研的探索精神, 以及物理现象的语言表达能力。

二、大学物理实验方法

根据测量方法和测量技术的不同, 可以分为比较法、放大法、平衡法、转换法、模拟法、干涉法、示踪法等。

(一) 比较法

比较法就是将被测量与标准量进行比较而得到测量值的方法, 它是最普遍、最基本、最常用的实验方法, 又分直接比较法和间接比较法。直接比较法是将被测量与同类物理量的标准量具直接进行比较, 直接读数直接得到测量数据。例如, 用游标卡尺和千分尺测量长度, 用钟表测量时间。间接比较法是借助于一些中间量或将被测量进行某种变换, 来间接实现比较测量的方法。例如, 温度计测温度, 电流表测电流, 电位差计测电压, 示波器上用李莎如图形测量未知信号频率等。

(二) 放大法

由于被测量过小, 用给定的某种仪器进行测量会造成很大的误差, 甚至小到无法被实验者或仪器直接感觉和反应。此时可以先通过某种途径将被测量放大, 然后再进行测量。放大被测量所用的原理和方法称为放大法。放大法分累计放大法、机械放大法、电磁放大法和光学放大法等。

1、累计放大法

在被测物理量能够简单重叠的条件下, 将它展延若干倍再进行测量的方法称为累计放大法。例如, 在转动惯量的测量中用秒表测量三线摆的周期。

2、机械放大法

利用机械部件之间的几何关系, 使标准单位量在测量过程中得到放大的方法称为机械放大法。例如, 螺旋测微器和读数显微镜的测量原理。

3、电磁放大法

在电磁类实验中, 微小的电流或电压常需要用电子仪器将被测信号放大后再测量, 这种方法称为电磁放大法。如光电效应法测普朗克常数实验中, 就是将十分微弱的光电流通过微电流测量放大器放大后进行测量的;又如示波器将电信号放大, 不仅显示直观, 还可进行定量测量。

4、光学放大法

光学放大法有两种, 一种是被测物通过光学仪器形成放大的像, 便于观察判断, 例如常用的测微目镜、读数显微镜等, 这些仪器在观察中只起放大视角作用, 并非使实际物体尺度发生变化, 所以并不增加误差。另一种是通过测量放大后的物理量, 间接测得本身极小的物理量。光杠杆就是一种常见的采用光学放大法的放大系统, 它不仅可测长度的微小变化, 如拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量实验, 还可测量角度的微小变化, 如直流复射式检流计原理。

(三) 平衡法

平衡态是物理学中一个重要概念, 因为在平衡态下, 许多复杂的物理现象可以比较简单地进行描述, 实验会保持原始条件, 观察会有较高的分辨率和灵敏度, 从而容易实现定性和定量的物理分析。利平衡态测量被测物理量的方法称为平衡法。例如, 天平称质量, 惠斯登电桥测电阻, 机械式电表测电流或电压等。

(四) 转换法

许多物理量, 由于属性关系无法用仪器直接测量, 或者即使能够测量, 测量起来很不方便, 且准确性差。为此, 将这些物理量转换成其它便于准确测量的物理量来进行测量, 再反求待测量, 这种方法称为转换法。曹冲称象就包含有转换法思想。转换法测量最关键的器件是传感器。传感器的种类很多, 从原则上讲所有物理量都能找到与之相应的传感器, 从而将这些物理量转换为其它信号进行测量。例如, 声速测量仪中压电陶瓷换能器、霍尔效应测磁场实验中的霍尔元件、光电效应实验中的光电管、光电门、光敏电阻、热敏电阻等等。

(五) 模拟法

模拟法是一种综合研究被测对象物理属性或规律的实验方法, 它以相似理论为基础, 设计与被测原型有物理或数学相似的模型, 然后通过对模型的测量间接测得原型数据或研究原型的性质及规律, 使我们对诸如过分庞大、十分危险、或变化缓慢而难以直接进行测量的研究对象能够通过模拟法进行测量研究。模拟法可分为物理模拟法、数学模拟法、计算机模拟法。

1、物理模拟法

保持同一物理本质的模拟方法称为物理模拟法。首先, 要求模型的几何尺寸与原型的几何尺寸成比例地缩小或放大, 即在形状上模型与原型完全相似, 称为几何相似条件;其次, 要求模型与原型遵从同样的物理规律, 只有这样才能用模型代替原型进行物理规律范围内的测试, 称为物理相似条件。物理模拟法必须具备这两个相似条件。

2、数学模拟法

两个完全不同性质的物理现象或过程, 依赖于它们的数学方程形式的相似而进行模拟的方法。例如, 用稳恒电流场来模拟静电场、用电学振动系统来模拟力学振动系统等。

(六) 干涉法

应用相干波干涉时所遵循的物理规律进行有关物理量测量的方法称为干涉法。利用干涉法可进行物体的长度、薄膜的厚度、微小位移与角度、光波波长、透镜的曲率半径、气体或液体的折射率等物理量的精确测量, 并可检验某些光学元件的质量等。

(七) 示踪法

示踪法能形象、直观、及时地显示出物理过程。它可以是实物示踪, 也可以是模拟示踪。示踪法常配合其它实验方法共同使用。例如, 观察红墨水分子的扩散现象、布朗运动的观察、在粒子物理研究中用的云室、气泡室、照相底片等。

当然, 大学物理实验方法还不限于上述几种。

参考文献

[1]李平.大学物理实验教程[M].北京:机械工业出版社, 2006.1:133-140.

[2]胡成华, 周平, 兰明乾.大学物理实验[M].成都:电子科技大学出版社, 2006.1.

[3]熊永红.工科物理实验教学改革的实验与探索[J].物理实验, 2005 (2) :28-29.

[4]陈彦, 姚列明, 霍中生.全方位改革大学物理实验课[J].实验技术与管理, 2005, 22 (2) :114-117.