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物理实验教学论文篇一
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。
物理实验教学论文篇二
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。
物理实验教学论文篇三
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。
物理实验教学论文篇四
物理学是一门以实验为基础的科学.物理实验作为物理教学的基本手段,有其特殊的教学功能:不仅能够为学生提供学习的感性材料,验证物理定律,而且能够提供科学的思维方法,加深对基本知识的认识程度,激发学生的求知欲,培养学生的探索能力.在实际操作中,由于受应试教育的影响,中学又是实行教师定量工作制,定量中未考虑实验这项繁琐复杂的工作,怕做实验浪费时间,影响教学进度,有的教师用教师演示实验代替学生动手实验;甚至有不少教师引发了“做实验不如讲实验”,“讲实验不如背实验”的荒谬想法;随着多媒体进入课堂,使得部分教师过分追求和迷恋多媒体的模拟实验,让学生看看了事,不重视让学生看实物和实际操作.不少教师都一心用在如何在最短的时间里,让学生“掌握”教学大纲中的物理实验,很少把时间放在物理实验教学方法的探讨上。
一、重视演示实验,培养学生的观察能力。
中学物理教材对概念和规律的学习侧重于实验演示。物理演示实验具有形象真实、生动有趣的特点,并能营造出活生生的物理情景,使学生感受倍深。演示实验通常是教师做学生看,教师讲学生听,忽视学生的主动性,不同程度的限制和阻碍了学生智能和潜能的发展,直接影响学生实验心理素质的提高。要想改变这种局面,教师在演示的同时要注意引导学生观察、猜想,甚至动手操作,不断启发提问,让学生分析、讨论、归纳总结,充分调动学生学习的积极性,使实验结论合情合理地被推导出来。以“牛顿第一定律”为例,可先安排学生观察从斜面滑下的小车在粗糙平面上运动的实验,并提出问题让学生回答。然后再安排学生观察同一小车在不很粗糙平面及在较光滑平面重复这一过程的实验,并比较三者的不同。
教师引导学生讨论为什么会有不同的现象,引导学生设想若平面绝对光滑,小车会怎样运动。在学生讨论的基础上,总结概括出牛顿第一定律,这样通过演示、提问、分析,最后得出结论的过程,可使学生自始至终集中注意力,跟随教师的思路,从个别到一般,从现象到本质,在严谨的分析推理中培养思维能力和科学素养。又如用生活中很容易找到的器材做实验,这样既可说明物理道理,又可提高学生的学习兴趣。利用鸡蛋做大气压强实验,将浸湿酒精的棉花放在广口瓶内,点燃棉花,并让它燃烧一会儿,然后将一只剥壳的熟鸡蛋(稍大于瓶口)置于瓶口上,熟鸡蛋在瓶内、外压强差作用下,被压入了瓶里。还可以让学生参与做实验,即边学边实验。如在《电阻》这一节的教学中,实验前可对全班学生都进行分组,可三人或四人一组,每组分发变阻器等器材。教师边演示边设问,滑动变阻器有几个接线柱,应怎样连接?让学生带着问题去仔细观察,动手操作,再通过实物感受,实物触摸,学生必然会全身心投入到课堂中来。这样一方面使学生熟悉并掌握滑动变阻器的结构和连接方法以及改变电流大小的原理,另一方面在学生的动手实验中,提高了学生的积极性,激发了学生的主动求知欲。
二、上好分组实验,培养学生的创造思维和操作能力。
中学物理教学中的分组实验是物理教学一个重要组成部分,它对培养学生的观察和实验能力、实事求是的科学态度、引起学生的学习兴趣有着不可替代的作用。分组实验多以测量性、验证性和实用性为主。在以往的实验中,因為有现成的实验手册,教师做示范或讲解步骤,学生即使不预习也照样可以完成实验操作,这种由教师安排的学生虽然动了手,却没有或很少动脑筋的实验学生收获并不大,要想提高分组实验的教学效果,就必须使学生真正进入角色,手、眼、脑并用地进行有目的的探索活动。学生分组实验在学生进入实验室前,一定要预习实验内容,原理,步骤,注意事项等,进入实验室后先检查桌面上的仪器,教师应对学生初次接触的仪器、实验操作中的难点和关键之处给予适当的指点。实验过程中要充分发挥学生的主体作用。如《电路的连接方法》首先启发学生思考:如何利用桌上的器材连接一个电路,使两个小灯泡能同时发光?同时提示学生可用不同的方法连接。学生连接完毕后教师可从连接成功的电路中选择几种相似的引导学生进行比较、讨论,最后得出串联电路的连接方法。通过实践操作可以加深学生对串联电路的理解。
接着继续提出问题:如果移走其中一个小灯泡,另一个还会继续发光吗?学生这时兴趣很浓就会马上动手去做,实验过程中教师要适时地鼓励学生充分发挥自己的想象力去设想、验证、探究,直到得出正确的结论。教师要认真观察学生实际操作的全过程,仔细分析实验中存在的问题,对于实验过程中可能出现的一些异常情况或一些学生有独到见解的地方要及时给予指导。当然其中有可能仍然有发光的,学生会感觉很疑惑,引导学生去观察这些电路,发现连接方法和串联电路不一样,这时可组织学生进行讨论,分析它的连接特点,鼓励学生试着去连接,果然发现这种连接方法两个灯泡也能同时发光。进一步提问:移走其中的一个小灯泡另一个还会亮吗?结论是肯定的。组织学生进行比较、讨论得出并联电路的连接方法。学生通过实践操作加深对并联电路的理解。实验完毕后,组织学生讨论,自己得出串、并联电路的特点,并进行一些电路的识别练习,进一步巩固所学到的知识。实验完毕后学生自觉把仪器归类整理好,完成实验报告。
通过物理实验教学,不但要达到教材对每一个实验提出的实验目的,进行常规的验证性的实验教育;还要培养学生的科学实验素养,理论联系实际和实事求是的科学作风,严肃认真一丝不苟的科学态度;更重要的是通过对课堂演示实验、分组实验、课外小实验的严密观察和勤于思考,培养学生主动研究的探索精神和创造性的发现、思考和解决新的实际问题的能力。
参考文献:
[1]刘化君,栗岳,李彬.简明物理学史[m].济南:山东大学出版社,1992.
[2]阎金铎.中学物理[m].济南:山东教育出版社,.
[3]阎金铎.物理实验论[m].南宁:广西教育出版社,.
物理实验教学论文篇五
物理实验是科学实验的先驱,体现了大多数科学实验的共性,在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。所以,大学物理实验是高等学校理工科类专业对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程;是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端;是培养学生科学实验能力、提高实验素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用[1]。
应用型本科院校是以应用型为办学定位,以区域经济、社会需求和就业为导向,着力培养应用型人才,其教学体系建设体现“应用”二字,核心环节则是实验实践教学。因此,大学物理实验课程对应用型人才的培养有着更加重要的意义[2]。
然而,从教学实践中发现,多数应用型本科院校尤其是民办高校,大学物理实验教学还存在一些弊端,比如:课程学时减少,教学资源匮乏;忽略学生现状,实验设置不能体现学生个性化的需求;教学方法死板,教学模式单一等等。鉴于这种情况,有必要对大学物理实验教学进行改革。本文基于《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》(以下简称《基本要求》),结合大多数应用型本科院校大学物理实验课程教学的现状,针对应用型本科院校的办学特点,立足我校理工科专业大学物理实验的教学改革,对应用型本科院校的大学物理实验教学进行研究与讨论,构建应用型本科院校大学物理实验课程教学的新模式。
一、分层次、模块化教学。
高考考试改革后,很多省份高考是自主命题,高考的模式也不尽相同,于是就出现了同样是理工科的学生,他们在高中选修测试的科目也可以不同,即使是同一个专业学生,选修测试科目也不尽相同。对大学物理实验课程而言,把物理作为选修测试科目的学生一般具有较好的实验基础技能、动手能力与数据处理能力,物理理论知识与物理实验能够得到较好的结合;而其他学生物理理论和实验基础相对薄弱。这种差异随着应用型本科院校办学规模的不断扩大而愈发明显。
因此,大学物理实验课程的教学,必须要考虑学生实验基础的差异,进行分层次、模块化教学。即实验内容打破传统的按力学、热学、电磁学、光学和近代物理等顺序编排的方式,按照由浅入深、循序渐进的原则,考虑到不同学生的物理基础和各专业物理实验的需求,把实验内容分成四个教学模块[3],分别是:预备性实验模块、基础性实验模块、综合性实验模块、设计或研究性实验模块。其中基础性实验模块和综合性实验模块为理工科学生必修,预备性实验模块、设计或研究性实验模块为选修。
预备性实验模块又可称为“前导性实验模块”,主要面向实验基础较差的学生,给他们提供一个前期的实验训练平台,尽快的适应大学物理实验课程内容,比如:单摆实验、测量物体的密度,测定重力加速度,测量薄透镜的焦距,测定冰的熔化热、测定非线性元件的伏安特性等。
基础性实验模块主要学习基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能和基本测量方法、误差与不确定度及数据处理的理论与方法等,可涉及力、热、电、光、近代物理等各个领域的内容,比如:金属线胀系数的测量,转动法测定刚体的转动惯量、液体比热容的测量,示波器的使用,直流电桥测量电阻,霍尔效应及其应用、迈克尔逊干涉仪、分光计测量棱镜的折射率,光栅衍射等。
综合性实验模块是指在同一个实验中涉及到力学、热学、电磁学、光学、近代物理等多个知识领域,综合应用多种方法和技术的实验。此类实验的目的是巩固学生在基础性实验阶段的学习成果、开阔学生的眼界和思路,提高学生对实验方法和实验技术的综合运用能力,比如:密立根油滴实验,声速的测定,共振发测量弹性模量,音频信号光纤传输技术试验,夫兰克-赫兹试验等。
设计或研究性实验模块主要面向学有余力、对实验有兴趣的学生,根据给定的实验题目、要求和实验条件,由学生自己设计方案并基本独立完成全过程的实验,或围绕基础物理实验的课题,由学生以个体或团队的形式,以科研方式进行的实验。通过设计或研究性实验模块能够开发学生的智力,激发他们的创新精神以及分析问题解决问题的能力,逐步形成创造性思维,从而具备科学的实验素养,比如自组显微镜、望远镜,万用表的组装与调试,电子温度计的组装与调试,非线性电阻的研究,非平衡电桥研究,音叉声场研究等。
开放式实验教学给予了学生较大的自主空间,学生由单纯的被动实验变为积极主动实验,为学生创造一个能够发挥自身特长的教学环境,提高独立解决实验问题与实际应用能力,有利于学生个性发展、创新意识与创新精神的培养。同时,大大地提高了实验室仪器设备的利用率,充分发挥了仪器设备的投资效益与使用效益,符合应用型本科院校“成本最小化与效益最大化”的原则。
按照《基本要求》,各高校应积极创造条件进行开放式物理实验教学,在教学时间、空间和内容上给学生较大的选择自由。结合分层次、模块化教学,笔者认为预备性实验模块、设计或研究性实验模块应向学生完全开放。物理实验基础薄弱的学生可选修预备性实验进行补差训练,学有余力的学生可根据自己学习的需要自主选择设计性实验,或在教师指导下进行专题实验研究,在时间、内容上不受限制,充分满足优生优培的教学需要。但是,开放式实验教学加大了教师的工作量,实验室承担的教学任务加重了,所以,必须培养与建设一支结构合理、爱岗敬业的物理实验教师队伍。
三、建立网络虚拟实验室。
虚拟实验是利用计算机及仿真软件来模拟实验的环境及过程,随着信息技术的发展,虚拟实验教学已经成为加强实践教学、提高教学质量的重要手段。在大学物理实验教学中引入虚拟实验,将有效缓解很多应用型本科院校在经费、场地、器材等方面普遍面临的困难和压力,而且开展网上虚拟实验教学能够突破传统实验对“时、空”的限制,让学生充分利用课余时间进行实验前的预习和实验后的复习有助于提高大学物理实验教学的效率。另外,对于一些实验仪器结构复杂、设计精密且价格昂贵的实验,可以通过仿真软件来实现,让学生在虚拟的环境中,接触更多的现代化设备和科学实验方法,能够大大的开阔视野和思维,提高学生的综合能力。但虚拟实验替代不了真实的实验操作,而是作为传统实验的有效补充,因此,应该把传统实验和虚拟实验这两种教学模式有机地结合起来,扬长避短。
四、以学生为主体,灵活运用多种教学方法。
传统教学方式往往是老师先把实验仪器调整好,课上详细讲解实验原理和操作步骤,指出实验中应注意的问题和要求,甚至做出实验演示,学生只要被动地按照教师演示的步骤机械地重复实验操作,就能顺利的完成实验并得出结果,甚至有的实验不做也能推导出实验结果。这就导致学生在思想认识上对大学物理实验课程不够重视,课前不认真预习,实验操作都是按部就班的应付了事。这种传统灌输式教学方式在一定程度上限制了学生的主动性和积极性,难以激发他们对实验课的兴趣,抑制了学生的创新意识、创新思维和创新能力的发展,更是偏离了应用型本科院校对人才培养的目标和要求。因此,我们必须确立学生的主体地位,灵活运用启发式、引导式、交互式等多种课堂教学方法,充分调动学生的积极性和创造性[4]。
在大学物理实验课堂教学中,教师提出思路和方向,启发学生积极去思考实验设计思想、实验方法、操作技术、数据处理的可靠性以及与工程实际的结合点,以问题激发学生的主动思维,目的是使学生从知识的被动接受者转变为知识的主动探索者,激发学生学习的积极性,培养学生的应用意识、创新意识和探索精神。
(二)引导式教学。
根据大学物理实验的多样性特点,一些综合性、研究性的实验,内容会涉及到其他学科的知识,学生仅仅具备物理学的知识、采用传统的实验方法是完不成的。所以,在实验教学过程中,教师要引导学生从多方位来审视、分析、判断问题,引导学生突破物理学科的界限,应用多学科的知识来解决问题。如测量半导体p-n结的物理特性实验,教师要引导学生了解电子学、材料学、固体物理学、光学等方面的知识;从激光全息照相、核磁共振等实验,引导学生主动了解现代科技发展前沿及研究动态,使学生意识到大学物理实验在科学研究领域的重要地位,对学生科学素质的培养有一定的促进作用。
交互式教学,就是让学生在充分预习的基础上,积极参与课堂教学实践.比如实验前教师随机抽几名学生讲解实验原理、介绍仪器使用方法、演示操作过程及实验现象,同学们可以相互讨论或提问,教师适时给予补充或发问。交互式教学摈弃了传统教学模式的弊端,弘扬了“以学生为主体、教师为主导”的教学思想,这种物理实验教学方式为学生主体价值的自我实现提供了平台,是人本主义教育观点的具体体现。实践证明,交互式教学大大地激发了学生的学习兴趣,培养了学生理论联系实际、灵活运用知识和技能解决实际问题的能力,提高了实验教学效果。
参考文献:
[1]教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会理工科类大学物理实验课程教学基本要求[m].北京:高等教育出版社,20xx.
物理实验教学论文篇六
初中物理是一门由实验课与理论课组成的基础学科,而实验作为物理教学的主要途径一直深受教师们的关注。在实验中,学生能充分发挥主体作用,在探究实验中也能进行自主观察与思考,通过亲自动手操作提出问题、分析问题并且主动解决问题。
1教师要充分发挥演示实验激发学生的学习兴趣。
教学中如果能展示好演示实验,这样既能提高学生们的注意力,又能容易的把抽象的物理概念生动地展示在同学们面前,让学生们更加容易理解和掌握。所以,老师教学应根据实验不同的要求和特点,精心编排教材内容对每个演示实验负责。物理教学演示实验具有形象、生动和有趣的特点,能给学生创造一个最直观的物理情景,给学生以感性的认知,能让学生在形成物理概念和理解物理规律起到重要作用,使学生学习记忆更加深刻。心理学研究显示:人的动作记忆能力比语言记忆能力要高出好几倍。“实践出真知”说的就是这个道理。比如讲解光的色散时,由于阴天无法做实验,教学讲的不易理解,学生们也听得乏味,教学效果很是一般。阳光的晴天,我们用三棱镜正对阳光,教室房顶上马上就出现七彩的光带,学生在看到这物理实验现象的时候马上就明白了光的色散。
2教学中重视实验标准的培养,开展日常教学反思。
教师怎样才能将初中物理实验演示和操控的更好,那么重视学生实验的标准是非常重要的环节。在所有的实验的过程中,教师要让学生严格执行实验操作规程的习惯,只有这样才能够保证实验操作的规范性,保证整个实验操作的连贯性。日常生活中蕴藏着许多物理知识,有的学生可能会觉得课堂实验操作简单,从而按照自我意识来操作进行。这样就会导致课堂操作不规范,影响整个实验的进程。所以教学上要重视实验标准的培养,只有这样才能培养学生实验的严谨性,保证物理实验成功演示。教学中在培养学生养成良好操作规范的同时,教师必须要能够深入的结合教学内容来进行教学上的反思。教学反思一直都是有效提高课堂教学有效性的方法。通过教学反思,教师能够及时的查找课堂教学过程中的缺点和不足,并对这些问题及时改进,进而提高课堂教学水平;对于在课堂教学中的有益提升教学效率的方法,教师就能通过教学反思清楚的判断出,进而让教师的课堂教学的优秀方法得到最深入的贯彻和执行。
3自制教学模型增强演示效果,让物理学习更加有趣。
在中学物理日常的教学中,演示实验是最能让学生们直观感性的认知手段,是让学生们理解和掌握物理知识不可或缺的一环,一场完美的演示实验,不但能激发学生们学习物理的兴趣,还能加深学生对书本知识的理解。所以,演示实验具有别的教学方式不可替代的作用,为了在教学中增加演示的效果,扩大实验的可见度,我在实际教学中尝试了一些方法,且取得了比较好的教学效果。比如压强实验中用橡皮和小刀来进行演示,用矿泉水瓶做液体压强与深度关系的实验,用汽水瓶做大气压实验,用气球做物体的浮沉实验等,还有在实验演示串、并联电路时,我自制了一块大型的演示板,将电线、电压表、电池盒、开关、电流表、灯座及灯泡等科学地分布在上面,放在讲台上面,不但能让全班同学都能看清楚,而且线路的连接也是一目了然,这样实验演示起来得心应手。而这些小小的实验用具学生更熟悉,更能让学生明白物理就在我们身边,物理知识和日常生活联系非常紧密。并且通过这些课本上没有出现的器材启发学生自身的创新能力。
4实验教学后要充分体现实验报告的价值。
实验报告是建立在动手操作的基础上的,目的是让学生在实验的过程中将能力发挥到最大程度,对每个步骤进行整理、记录,在实验数据上进行个性化的处理、追踪实验误差产生的原因,并将所进行实验得出的经验以书面文字的形式进行优化整理并提出改进意见。这是学生将理论联系实践的真理之路。教师要做的就是在学生反馈来的实验报告基础上,根据所记录的信息为依据,把学生实验之后所得出的事实结果为助力,把学生的学习思想和实验观念引向新的突破点。当然了,这对教师的授课方式也有一定的要求,需要老师结合教学用具进行具象化的教学。
5师生共同合作进行实验,引导学生参与实验教学。
作为教师,单独的进行实验操作的优点,肯定是快捷且讲解条理清晰,但也有很多不足的地方:首先是学生处于被动的旁观地位,缺乏参与实验意识;第二是教师读数或者宣布实验结果时,学生们肯定会有些疑惑,总认为教师对实验做了加工修改,缺少客观性;第三是实验课堂情景呆板,缺少变化。师生合作演示或教师引导学生做实验演示就能有助于改变以上的不足之处。这样做的好处是能让学生轮流进行实验的演示,培养学生们的参与意识,而且每个学生都有机会做实验。学生肯定相信“自己人”读数不会做假,并且会带有一种亲切感,活跃实验课堂的气氛。除此之外,学生操作读数如果出现错误时,教师还能及时纠正,加强教学效果。物理教学的主体是离不开物理实验的,这个理念要自始至终贯穿学生们的学习思维当中,要让学生懂得物理这门课来源于实验且高于实验,课堂的教学只是物理教学中的一小部分,而真正的物理知识始终存在于我们的生活之中,只有这样学生才能为人类的进步、科学的发展贡献自己的一份力量。
参考文献:。
[1]魏婷婷.初中物理“过程与方法”目标的落实研究[d].江西师范大学2013.。
[2]夏兵.初中物理探究性实验能力培养的实践研究[d].华东师范大学2015.。
物理实验教学论文篇七
一、引言。
新课程改革的深入推进,对学生技能素养的培养需要进一步提升,学生参与教学的积极性需要进一步加强,高中物理教学理论性强,学生对相关知识点的理解和认识存在一定困难,需要在教学过程中不断突出物理实验在教学中的作用和意义,实现教学模式的有效创新,培养学生对物理实验的兴趣,从而提高学生参与物理教学的积极性。
第一,学生参与物理实验的兴趣不高[1]。
高中物理的实验需要突出学生的动手能力培养,对相关的物理理论知识进行诠释,需要学生具有胆大心细的学习特质。然而学生平时的动手能力习惯养成存在一定的问题,他们不喜欢参与物理实验教学的实践操作,有时就是一种心理暗示,对这些物理实验从内心深处存在抵触情绪。
第二,教师实验能力有待提高。
由于在高中阶段,物理教学内容相对比较多,同时需要参加高考,教师将有限的教学时间和精力运用在理论课程的讲解,实验教学环节相对比较薄弱,很多教师做实验的能力也相对较弱,不能组织具有创新性、研究性的实验教学。
第三,实验设备更新不及时。
物理实验过程中,灯泡、点打纸等基本实验耗材需要及时更新,对出现问题的设备需要及时修理,防治出现安全事故。然而现实情况就是,很多学校的物理实验室没有专人管理,一些物理实验室的设备损坏、耗材添补不及时,造成一些物理验无法正常进行。
(一)运用研究性的教学方法。
在物理实验教学的过程中,需要不断实现教学方法的更新升级。传统的教学方法很难实现高中物理实验的抽象性、复杂性的突破。选择一些可以调动学生主体地位的教学方法,实现他们参与物理实验积极性的提升。例如,小组合作法,就是将学生分成若干小组,实现小组内学生之间的相互协作,可能一个学生不理解的地方,另一个学生会,另一个学生不知道的地方,这一学生知道,这样可以实现相互的补充,实现学生更好的掌握相关的实验操作要点。例如,在楞次定律的教学过程中,学生定律的理解存在一定的困难,因此需要使用实验的方式激发学生对这一定律的有效认识。首先给学生相关的实验设备(电磁铁、磁圈、灯光等),让学生分组进行研讨性实验,在学生完成相关实验之后,教师在进行动画模拟,实现动静结合,在关键点的实验动画多次演示,加深学生对这一定律的认识。
(二)多种现代化教学手段融合。
随着“互联网+”时代的到来,越来越多的信息技术融入现代高中物理实验教学之中,为教学氛围的营造添加催化剂。现代化的教学手段有很多,例如:多媒体课件、微课教学、互动式白板教学等,这些教学手段够使得物理实验展示的更加具体、形象,帮助学生更好地理解相关的实验现象。例如,微课教学可以录制一些物理实验的教学视频,挂在网上,在物理实验教学前,让学生仔细观看,带着问题上这一堂物理实验课。在实验教学过程中,我们可以使用更多的多媒体课件,实现对相关的教学过程的微观动画演示。这种动画演示可以帮助学生更好地理解相关的实验内容。
目前有“实践——理论——实践”的教学模式,这是笔者认为更加科学的一种实践教学模式,可以实现学生对相关的物理知识更加充分的理解和认识,在教学过程中学生的参与积极性也可以进一步提升。具体来说,首先就是开展相关教学内容的实验教学,让学生对理论知识有一个轮廓上的概念,为下一步学生参与理论教学的学习奠定一个思想基础,同时对相关的教学内容有可以有一个形象化的认识。其次,开展理论教学,即实现相关教学内容,对其进行理论讲解,这一步骤主要是为了进一步厘清学生的理论概念,不断实现学生参与教学的积极性和有效性,不断实现对相关知识的理论认识。最后,再进行相关的实验教学,这一次的实践是学生对相关的理论知识的再认识,实现对相关理论知识的认识升华,同时学生参与教学的积极性也进一步提升,他们可以更加积极主动地开展电工教学。
(四)评价的全面升级。
评价和考核机制对于学生的学习和教师的教学具有强烈的引导作用[2]。实践性的教学倾向,需要不断实现评价方式引导作用。过程评价方式是更加具有现代化的评价方式,可以实现实践教学的有效评价,对学生在实践过程中独立思考、动手能力等方面可以进行准确评价。这种评价方式将学生在教学过程中的主要表现量化为相关的考核指标,例如学生对物理实验课程的学习态度,相关的物理教学任务完成情况,教学参与的积极性,实践过程中的独立思考、动手能力、创新思维等元素都可以进一步融入教学之中,从评价方式上倒逼学生参与理论、实践教学的积极性和主动性。
结语。
新课程改革更加注重高中生学习技能的培养,实现学生一种良好的学习习惯,物理实验教学是提升学生参与物理教学积极性的有效措施,拓展物理实验教学有着十分重要的意义和作用。
参考文献:
[1]施坚.实验设计重问题,知识落实重迁移——浅谈在高中物理实验教学中开展“问题性”教学[a].第五届中国教育技术装备论坛获奖论文集(中),20xx,11:179-180.
[2]成锦平.打造综合性实验教学平台有效提升学生科学素养——以高中物理实验课程基地建设为例[j].中国教育技术装备,20xx,12(02):132-133.
物理实验教学论文篇八
摘要:初中物理教学内容主要是以实验为基础的教学内容。因此,初中教师在进行教学的过程中,应当有效的借助物理实验帮助学生更加直观的认识初中物理知识,并有效提升学生的动手能力。因此,在初中物理实验教学过程中,教师应当转变传统的教学观念,调动学生学习的积极性,使其参与到物理实验教学过程中,然后科学地组织学生参与物理实验,进而促进学生之间的交流与合作,培养学生的合作精神,利用多媒体技术激发学生学习的兴趣,进而提升初中物理实验课堂教学效果。以下是本人对初中物理实验教学的思考。
相信每一位学生都明白初中物理是一门以实验为基础的学科。因此,学生要想有效提升学习效率,应当提升自己的动手能力。在初中物理教学过程中,教师要充分采用物理实验进行教学,让学生爱上物理实验,进而有效激发学生的学习兴趣。物理实验结果并不是让学生凭空想象出来,而是让学生在动手实践的过程中领悟出来,进而促进初中物理课堂教学效率的提升。
过去的初中物理实验教学严重阻碍了学生动手能力的发展。它不能有效地调动学生学习的积极性,进而导致初中物理实验教学效率降低。因此,初中物理教师应当转变传统的物理教学观念,尊重学生的主体地位,明白学生的想法,然后调动学生学习的积极性,发挥学生的主观能动性,促使学生由原来被动学习物理知识转变为主动学习物理知识。只有这样,才能有效提升初中物理课堂的教学效率。例如,人教版九年级《电动机》的教学过程中,教师应当给予学生自主探究的机会,尊重学生的个性,让学生充分发挥自己的创造能力,自主研究小小的电动机,进而促进初中物理课堂教学效果的提升。
在初中物理实验教学过程中,教师应当为学生创造动手实验的机会,开放实验室,引导学生进行观察,然后进行分析,发挥学生的动手能力。学生只有参与到物理实验中,才能真正明白物理知识,真正地学会物理知识,并将物理知识运用到生活实践中。例如,人教版九年级《现代顺风耳——电话》的教学中,教师可以给学生两个一次性杯子,然后让学生用绳子将两个杯子连接在一起,让学生能够清晰地听到对方的声音,进而吸引学生主动参与到物理实验中,探究电话的奥秘。然后,教师引导学生用电话线替换绳子,从而引导学生探究声音是如何传递的。有的学生可能经过前面的铺垫就能知道,话筒可以将声音转化成变化的电流,然后电流就会沿着导线传递给另一方,另一方的话筒就可以把电流转化成声音,这样声音就传递成功了。教师通过这样的实验,不但可以增强学生的参与意识,还能有效地激发学生的求知欲。
三、组织学生进行科学的合作研究。
初中物理实验并不是依靠学生一个人就可以完成的,有时候需要发挥小组的力量,取长补短,进而更好地完成初中物理教学目标。因此,初中教师可以将学生进行分组,有效促进学生之间的交流与合作,进而培养学生的合作意识与团结精神,培养学生的集体荣誉感,从而促进初中物理实验教学效果的提升。例如,在讲解人教版九年级《电生磁》的过程中,教师在开展物理实验探究之前,可以先提出实验过程中要完成的教学目标,让学生根据教师的教学目标进行合理的分组,然后让每个小组演示电生磁的实验过程。学生们沿着静止的小磁针方向,把一导线水平放置在它的正上方(最好是铜导线),因为它能够不受磁场的影响。当导线中通有电流后,我们发现小磁针发生了偏转,通过小组合作的方式,引导学生正确地探究物理实验结果。这样不仅能让学生认识到小组合作的重要性,还能促使学生在小组合作的过程中学习到更多的知识。
四、利用多媒体技术展示实验过程。
学生在进行大部分初中物理实验的`过程中,完全可以通过自己的动手能力探索物理知识,但是有的物理实验具有一定的危险性。因此,为了有效的保证物理实验课堂教学效果,让学生直观地看到物理实验的过程,教师可以利用多媒体技术向学生展示物理实验的过程。这样不仅可以避免学生受伤,同时还能让学生清晰地看到物理实验的每一个步骤,进一步促进学生的全面发展,增强初中物理课堂教学效果。例如,人教版九年级《分子热运动》的教学过程中,教师直接向学生讲解分子的热运动,学生理解起来具有一定的抽象性。教师在讲台上的讲解没有办法达到真正的教学效果,而且学生的想象能力也不够。因此,教师可以利用多媒体技术向学生展示分子热运动的过程,使得学生对分子热运动的原理认识得更加清晰,以利于学生理解。
五、总结。
综上所述,在初中物理实验教学过程中,教师应当注重物理实验的重要性,积极发挥物理实验教学方式的作用,进而提升自身的教学素养,改变过去传统的物理教学实验,让学生进行科学的分组,促进学生之间的交流与合作,在培养学生动手能力的同时,还应当注重学生创新能力的培养。这样才能有效的提升初中物理课堂教学效果。
参考文献:

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