大学物理实验教学改革的思考论文[5篇]

第一篇：大学物理实验教学改革的思考论文

摘要：本文通过对国内外大学物理实验现状的分析，比较国内外教学模式，针对我国大学物理实验具体现状，在教学模式、教学方法以及最后成绩的评估等方面提出了改进意见，以具体实验为例进行具体分析，并且给出具体解决办法，通过把学习主动权交还给学生来激发学生学习热情，以达到提高大学物理实验课程质量的目的。

关键词：物理实验；教学模式；传统教学；教学改革；教学方法；评估模式

一、概述

物理学是自然科学中最重要，最活跃的带头学科之一，也是许多新兴学科、交叉学科和新技术学科产生、成长、发展的基础和前导。大学物理实验是对理工科专业学生开设的一门基础必修课，是理工科大学学生进入大学后接触的第一个系统的实验训练，是对学生进行科学实验基本训练的开端。该课旨在使学生获得基本的实验知识、方法和技能方面的训练，是后续课程的实验基础，是提高实验能力和综合素质培养的重要起点。

二、国内外现状

国外对于物理实验非常重视，鼓励学生有自己的见解和思考，所以国外的大学物理实验在教学内容上，基本属于设计性实验，且与实践紧密结合。注重为学生提供足够的条件，由学生选择实验题目，查阅资料，查找实验原理，确定实验步骤和实验方法，再测量数据，分析实验结果。国内越来越多的高校把大学物理实验课作为独立课程开设，对大学物理实验课的重视也日益得到加强。无论从教学理念、实验内容还是教学形式、实验手段，都在进行全方位的改革。近年来，由于科学技术进步所带来的实验仪器进步以及教育部开展的精品课程建设，实验室示范中心建设，使我国许多高校的大学物理实验课程的整体水平提高较快，与发达国家大学的差距日益缩短。国内目前主流的实验教学模式是：老师讲解，学生做实验，再完成报告。这种方式的优点是能提高实验效率，保证绝大部分学生在规定的时间内完成实验，但却容易使学生养成课前不认真预习（甚至不预习），听老师讲完后一边看书一边做实验的习惯，所谓做实验就是测数据，至于实验的真正目的是什么，为什么要这么做，学生根本不愿去思考；另一方面，老师对实验成绩的评定也主要是以数据或报告为主，缺乏对实验过程的评价，这也是导致学生重结果、轻过程、甚至为了成绩而去伪造数据的重要因素。

三、大学物理实验教学改革的一些建议

（一）教学模式的改革

由于我校的现状特殊，每学期上课学生人数都很多，现在上课采取模式是，学生自由选课，老师负责固定的实验室，这样有利于仪器维护和维修，但因为学生不固定，老师没办法进行教学改革和学习效果跟踪。如果实验教学也可以和理论教学一样，让老师负责固定的教学班，并且带完这个教学班所有的实验，这样老师就可以认识每一个学生，也可以根据每堂课每个学生的表现，深入了解他们对大学物理实验这么课的认知程度，也可以了解他们的学习习惯和能力，从而可以给出相应的教学方法。例如，在“示波器调整与使用”这个实验中，我们在教学的时候，按照实验目的，让学生掌物示波器的基本调整方法、工作模式、掌物用示波器观察信号的方法以及示波器各功能和按钮。从课堂教学效果来看，学生都可以掌物，但是下课以后他们只会完成实验报告，过一度时间以后，就有可能忘记。因为示波器不光在大学物理实验中应用非常广泛，在各个专业实验方面也是常常涉及，所以如果跟班教学，老师可以细细观众每个孩子掌物情况，对于那些稍有欠缺的同学，在以后每次讲到关于示波器的实验中，重点提醒和指导，以达到巩固的目的，以便在以后的实验中熟练使用示波器。

（二）教学方法的改革

现有的传统教学模式，老师讲解实验原理、实验仪器和步骤，最后学生按照固定模式和方式一步一步完成实验，记录原始数据，再计算数据和误差分析。整个过程，学生都在按照老师的要求按部就班地完成实验，否则就有可能在规定时间里完成不了实验，这样的传统教学根本不可能激发学生的学习积极性和主动性，更不要说激发学生的自主创新了。采取跟班教学后，老师可以根据本班学生实际情况采取多样化的教学方法，如，给出实验题目，学生自己查资料，自己设计实验步骤和方法，以激发学生的学习热情；也可以把学生分成多个小组，进行小组讨论，交流学习，发挥同伴学习的效果；也可以把学生分成两个大组，给出实验现象，让他们进行正反方辩论；还可以翻转课堂，给出教学视频，课前通过教学视频自学，课堂提问解决问题，诸如此类的教学方法，可以根据本班学生的实际情况不断改革和创新，在吸引学生自主学习的同时，可以从中发掘学生的才能，还可以为每年的大学物理实验竞赛提前选拔人才。例如，在“重力加速度测量”这个实验中，给出设计要求：要求重力加速度的相对不确定度小于0.5%，即/g0.5%，然后要求学生根据设计要求，通过查询资料，确定出实验方法，推导出测量需要的公式，然后根据提供的测量工具进行仪器选择和比较。最后给出一套完整的测量方法，并且验证所采取的方法是否符合设计要求，如果不符合又该怎么改进。在这个实验中，我们不仅是可以让学生自己动手查资料，设计测量方法，还可以根据实验过程中出现的各种问题进行讨论。比如重力加速度的测量方法有很多，单摆法、复摆法、自由落体法等，在我们的实验中用的哪种方法，为什么；仪器选择也可以讨论，钢卷尺，钢直尺等，每一种仪器也有多种最小分度值的，我们究竟该选择哪种仪器。通过学生之间的讨论，发挥相互学习相互帮助的优势，互相促进。又比如在“杨氏弹性模量的测量”这个实验中，无论老师如何细心耐心讲解，最后在仪器调整过程中，很多同学还是花很多时间才能找到标尺的像，这样课堂时间也不够，很多同学都不可能在规定的时间内完成实验，最后就变成恶性循环，编数据，抄数据。鉴于这样的情况，老师可以事先录制一个简短视频，把调整仪器的方法、要点，步骤等，以及如果某一步未调好，可能出现的现象等，都一一反应在视频中。学生课前预习时，除了预习书本上的理论知识，还要观看视频，这样在课堂，学生调节仪器的过程时，对仪器调节已经有一个基本的了解了，在实际操作中，才可以做的又快又准。

（三）多元化的评估模式

传统教学之后就是期末考试，我们的实验教学现有考试模式就是笔试和操作。采取多元化教学模式之后，我们与之对应的就应该是多元化的评估模式。除了笔试和操作，老师还可以根据学生平时学习的情况，给出多样化的评估方法。如第一学期结束时，由于学生还处在从高中学习过度到大学学习的过程，老师可以给出一个新的实验题目，让学生通过查资料完成一份完整的报告，包括原理、方法、步骤和数据处理、误差分析；也可以让学生写出本学期的学习心得体会；也可以让学生写调研报告，对教学的改革建议。第二学期结束时，学生已经适应大学学习，也已经掌物了大学物理实验的基本技能和方法，所以这个学期的期末考试，老师可以适当增加难度，可以给出一个实验现象，让学生自己通过现象判断对错，并且给出理由以及相关报告，也可以让学生自己拟定题目，进行创新实验，从实验方法、原理、仪器改进和实验构建等方面给出完整的报告，老师再从中选择一些可行的方案，进一步指导学生进行实验的创新和改革。以上方案并不是孤立的，老师在教学过程中，可以根据学生的具体情况，把多种评估方式结合使用。

四、结束语

科学实验在科学技术的发展中起着关键的作用，在人们认识自然、开拓和探索新的科技领域中，实验是一种不可缺少的方式。作为研究自然界物质运动最基本最普遍形式的物理学，其形成和发展是以实验为基础的，由此可见物理实验的重要性。所以我们要打破传统的固定教学模式，通过对大学物理实验教学模式和方法以及最后成绩评估的改革，把学习的主动权交还给学生，让每一个学生都可以积极地投入到学习中，这样不仅可以调动学生的积极性和创新性，同样可以调动老师的积极性，老师也不再墨守成规按照老规矩教学，而是可以接收国内外先进的教学理念和模式，最大限度地发挥自己专长的同时，调动学生的积极性和创新性，在教与学的过程中达到双赢的效果。

参考文献

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第二篇：大学物理实验论文

大学物理实验论文

赵新梅学号：0120509330327信息学院电子0503班 在即将结束的这个学期里，我完成了大学物理实验（上）这门课程的学习。物理实验是物理学习的基础，虽然在很多物理实验中我们只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果，但这一过程与物理家进行研究分子和物质变化的科学研究中的物理实验是一致的。在物理实验中，影响物理实验现象的因素很多，产生的物理实验现象也错综复杂。老师们通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径，以最佳的实验方式呈现物理问题，使我们通过努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题，考验了我们的实际动手能力和分析解决问题的综合能力，加深了我们对有关物理知识的理解。通过一学期的课程，我学到了很多东西。

做大学物理实验时，为了在规定的时间内快速高效率地完成实验，达到良好的实验效果，需要课前认真地预习，首先是根据实验题目复习所学习的相关理论知识，并根据实验教材的相关内容，弄清楚所要进行的实验的总体过程，弄懂实验的目的、基本原理，了解实验所采用的方法的关键与成功之处；思考实验可能用到的相关实验仪器，对照教材所列的实验仪器，了解仪器的工作原理，性能、正确操作步骤，特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后还要写预习报告，预习报告能够帮助我们顺利完成实验中的各项操作。在写预习报告的时候，我们一般包括实验目的，基本原理，实验仪器，操作步骤，测量内容，数据表，预习思考题等。数据表与操作步骤密切相关，数据表中的栏目排列顺序应与操作步骤的顺序合理配合。这样就可以随时将数据按顺序填入表中，也可以随时观察和分析数据的规律性。刚开始时我们不注意预习报告里的数据表格，将数据随便的记录在一张纸上，结果发现整理数据时会出现很多混乱和错误，尤其是数据比较多的时候，比如在做《用动力学共振法测固体材料的样式弹性模量》实验时，由于实验前未提前设计好表格，数据记录得很随便，很乱，处理时很困难。后来汲取了教训，在实验前根据所要测的物理量和实验步骤设计好数据表格，在实验记录时和处理数据时轻松了不少。实验教会了我们要养成良好的科学的实验习惯。预习思考题，是加深实验内容或对关键问题的理解、开发视野的一些问题，在实验前认真地思考并回答这些问题，有助于提高实验质量。对于不明白的问题或实验原理中一些不明白的地方，可以跟自己的同学讨论一下或查一下相关的资料，实在不明白的地方可以带到课堂上问老师，只有把实验中所有的地方都弄通弄透彻，才能达到实验应有的效果。

预习是做实验前必须的工作，但是做实验的主要工作还是课堂操作。课堂操作需要我们严格的遵守实验的各项原则，要将仪器放置在合理的位置，以方便使用和确保安全，比如象高压电源的输出端钮应该远离操作者。经常需要操纵或调节的器件，应该放在便于操纵的位置上。一些电学实验仪器部件较多，首先要把这些仪器部件一一放在合适的位置上，然后再连线。实验过程中要严格按照实验仪器的操作要求来操作，所有仪器要调整到正确的位置和稳定的状态，在安装和调整仪器时还不能使用书本这些本身就不稳定的物品做垫块，否则容易造成测量数据的分散性，影响实验质量，并且容易在成实验仪器的损坏。在的过程中，经常会出现一些故障或观察到的实验现象与理论上的现象不符，首先应认真思考并检查实验仪器使用以及线路连接是否正确，不正确的及时进行改正，若自己不能解决，应及时请老师来指导，切不可敷衍过关，草草了事。还有读数，需要有足够的耐心和细心，尤其是对一些精度比较高的仪器，读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心。对于数据的纪录，则要求我们要有原始的数据纪录，它是记载物理实验全部操作过程的基础性资料。而且在实验过程中必须认真地观察实验现象，并做如实的记录。如果发现实验现象与实验理论不符合，或者测试结果出现异常，就应该认真检查原因，并细心重做实验。实验完成后，应把所有的实验仪器恢复到原位，并认真清理实验台。

在实验操作完成后，应认真地处理实验数据。实验数据是对实验定量分析的依据，是探索、验证物理规律的第一手资料。在系统误差一定的情况下，实验数据处理得恰当与否，会直接影响偶然误差的大小。所以对实验数据的处理是实验复习的重要内容之一。在这一学期中我们学到的处理数据的方法有：

1.平均值法 取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下，对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样，用多次测量的算术平均值作为测量结果，是真实值的最好近似。

2.列表法 实验中将数据列成表格，可以简明地表示出有关物理量之间的关系，便于检查测量结果和运算是否合理，有助于发现和分析问题，而且列表法还是图象法的基础。

列表时应注意：①表格要直接地反映有关物理量之间的关系，一般把自变量写在前边，因变量紧接着写在后面，便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数，测得的物理量的名称及单位，计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内，一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。

3.作图法 选取适当的自变量，通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。

描绘图象的要求是：①根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白，坐标原点可以是零，也可以不是零。坐标轴的分度的估读数，应与测量值的估读数（即有效数字的末位）相对应。

这学期我们还学习了用电脑处理数据。用电脑处理数据方便快捷，可以节省不少时间，而且也比较清晰明了。但是用电脑处理的前提依然是我们对理论知识比较熟悉，而且实验操作过程必须认真地完成，记录的数据准确，有效。

撰写实验报告和进行问题讨论等也是大学物理实验不可缺少的重要环节。实验报告是对我们的动手能力、写作能力和总结能力的一种锻炼，实验报告也促进我们对实验过程以及所得结论进行更深刻的思考。我们的实验报告应包括实验过程中所出现的实验现象以及对这些现象的解释，实验中所遇到的问题以及解决方法，实验数据的记录以及对数据进行计算并求得最终的结果，验证跟理论值是否相符，误差的大小，最终得出的结论，对实验思考题进的讨论以及讨论的结果和对实验进行的总结。一份认真的，高水平的实验报告才算是为本次实验画上一个圆满的句号。

“加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质 ”是大学物理试验的指导思想；“加深学生对有关物理知识的理解，培养学生正确的科学实验习

惯，提高学生的动手能力、观察分析能力和创新能力”是大学物理实验的目的。学大学物理实验这门课程，是对个人能力的一种锻炼，它不但锻炼了我们的细心、耐心，而且使我养成了良好的学习习惯和严谨的学习态度。这一学期物理实验课程的学习，使我受益匪浅。但我也还有很多不足的地方需要改正，比如做实验速度很慢，下学期我们还将学习这门课程，我在以后的课程学习中一定要 注意慢慢改进。

第三篇：大学物理实验论文

大学物理实验论文

在开学的第八周，我完成了本学期大学物理实验这门课程。我们都清楚，要想学好物理知识，仅仅在课堂上学习理论知识是不够的。而物理实验就是学习物理的基础。我们利用老师们精心设计的实验讲义，以最佳的方式呈现物理问题，是我从中训练到了我们实际动手的能力和综合解决问题的能力并加深了我们对课堂上所学物理知识的理解。

通过学习大学物理实验，我获益匪浅。

回忆起上个学期第一次物理实验室《半导体二极管伏安特性》的研究，走进物理实验室时对一切器材都非常好奇，很想弄清它们的工作原理以及如何操作这些器材。但是，当我真正操作的时候，我发现还是存在相当大的难度。在同学的协助之下，只能草草完成了第一次实验。书写实验报告也让我感到了困惑，我还是不太懂得如何处理数据，书写实验步骤。经过上个学期的六次实验，积累了一定的经验。我开始明白做大学物理实验时，为了在规定时间内高效地完成实验，达到良好的实验效果，需要在上课之前认真做好预习报告。还要根据实验题目复习所学的相关知识，并根据实验教材的相关内容，弄清楚实验的总体过程，明白实验的目的，基本原理。还要学习相关实验仪器的操作，了解仪器的性能和正确的操作步骤。在书写《夫兰克-赫兹实验》的预习报告中，我开始学会如何书写实验目的，基本原理，实验仪器，操作步骤，预习思考题。但由于在实验过程中，我们不注意预习报告中的实验数据记录表，只是将数据随便记录在一张白纸上，结果发现在整理数据时出现了很多的混乱和错误。在写物理实验报告的过程中，我感觉到最大的困难就是处理数据。数据比较多，有时候也比较复杂，计算百分误差时常常会出现物理差与理论值相差甚远的情况，我总结了自己的实验与不足之后，上课前就画好了实验数据记录表，并总结处理数据的一些方法。数据处理时，主要用到了如下几种方法：1）平均值法。采取多次测量减小实验误差，用测量的平均值为结果，最接近真值。在很多实验中均有用到此方法。2）列表法。实验中将数据列成表格，可以简明地表示出有关物理量之间的关系，便于检查测量结果和运算是否合理，有助于发现和分析问题，而且列表法还是图象法的基础。列表时应注意：

一、表格要直接地反映有关物理量之间的关系，一般把自变量写在前边，因变量紧接着写在后面，便于分析。

二、表格要清楚地反映测量的次数，测得的物理量的名称及单位，计算的物理量的名称及单位，物理量的单位可写在标题栏内。

三、表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。

四、充分注意数据的联系，要有主要的计算公式。3）作图法。选取适当的自变量，通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。描绘图象的要求是：

一、根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。

二、坐标轴标度的选择应合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白，坐标原点可以不是零。坐标轴的分度的估读数,应与有效数字的末位相对应。

在《用扭摆法测定物体的转动惯量》实验中，明白到数据表应与操作步骤密切相关，数据表中的栏目应该与操作步骤的顺序合理配合。这样就可以随时将数据按照顺序填入到表格之中。实验教会我们要养成良好的思考与总结的习惯，在预习和思考中，能够加深我们对实验内容或对关键问题的理解。在完成实验之前先思考思考题，我觉得有效地提高了实验的质量。

由于我们实验室的器材有限，所以我们大多数的实验都是两人或者三人合作完成的。在相互协调与相互帮助，讨论的过程中，我也体会到了那种团结互助的重要性。在这其中也培养了我们的团队精神，加强了相互合作的能力。也大大降低了实验操作的难度。我觉得最复杂的实验就是《分光计的调节三棱镜折射率测定》，这个实验的器材充足，每个人需要独立完成实验。虽然在课堂上老师有讲解，书本中也有结构示意图。但是在实际操作的过程中，对

分光计额构造和各部分的工作原理都不了解，也不懂得如何去调节分光计。这些困难在询问你老师和同学之后就解决了，然后在计算分光计的折射率的时候又遇到相对大的困难。最后通过反复阅读和研究这个实验原理，学会了用用最小偏向角法测三棱镜的折射率以及用反射法测定三棱镜顶角的原理。虽然独立完成这次的实验花费的时间相对较长，但是觉得学习到了较多的知识。

在物理实验室中，有较多的实验仪器，各种仪器的构造有一定的复杂性以及在操作上有一定的困难。在学习《示波器的应用》中，我就感到困惑。示波器在电子专业中应用非常广泛，但由于示波器的结构非常复杂，功能相当多，就算有老师的演示，我们也总是记不牢，应用性也不强。针对这种情况，我专门进行了研究性的学习。在知识技能方面，先了解示波器的结构和正确使用方法，适用范围等基本条件。其基本组成有:示波管,X轴放大器,Y轴放大器,扫描发生器,频发同步和电源等.学习如何利用示波器,我们进行了:(1)测量信号的电压;(2)测量型号的周期和频率;(3)测量两同频率信号的相位差.其中(3)分别采用了双踪法和李萨育图形法.我还上网观看了关于示波器使用的视频，并做好了相关的记录。例如每个按键的作用以及波形图的意义。最后在实验室中时，由于示波器有一些功能键不常用，所以老师都没有进行拓展讲解，只介绍了一些比较常用的功能键。即便如此，我还是对示波器的学习有了一定的了解，懂得如何进行调节波形的亮暗与清晰度，同时也学会了该如何进行波形的变换与读数。

在学习《伏安法测电阻》的实验中 ,了解到有三种接线法:电压表外接法,电压表内接法和补偿法测电阻.其中,我们采用了补偿法测电阻,是三种方法中系统误差最小的方法.实验通过粗调,细调检流计G指零(无电流通过),是电路同时直接测定通过的电流及电压,消除电表电阻对被侧电路的影响.另外,记录多组数据,在数据处理中,进行不确定度的计算.最后的测量结果.心得:1.实验前,要通过比较分析.选择做该实验的最优方案;2.实验巩固了做实验必需的测量不确定度与数据处理的基本知识的使用,为今后的实验打下基础.通过物理实验，我体会到了要将知识与实践相结合的重要性。同时也加强了我们的实践动手能力，激发我们对学习物理的一种兴趣，端正了科学研究的态度。同时也提高了独立工作的能力与基本的操作能力，同时也锻炼了自己的思维能力。熟悉了重要的物理实验技术，掌握实验数据的处理以及实验结果的分析、归纳方法，加深了对物理概念的理解，同时也增强了对物理实践的能力。通过物理的实验，为日后学习专业课和工作打下了一定的基础。

第四篇：大学物理实验教学改革的背景与思考_3

大学物理实验教学改革的背景与思考

本世纪以数字化为核心的信息技术的高度发展，预示人类社会在21世纪又将经历一次重大变革。如果说前世纪的工业革命使人类从依靠体力的劳动中摆脱出来，那么今天的信息革命将使人类社会从繁杂的形式化脑力劳动中解放出来，大规模memory的记忆容量，计算机的运算速度，Internet网的交互管理能力，智能数据库、CAD等各种应用软件的功能，以及它们的准确性都是人脑所不能比拟的，21世纪人类对待这类脑力劳动如同操纵机器完成体力劳动一样简单。也就是说将来的脑力劳动性质将发生深刻的变化，站在这个角度来思考对未来科技人才培养的目标，它应该是具有对所学知识的凌驾程度，具有对知识的探索，应用开发能力的新型脑力劳动者。但是，我们的理工科教学长期受到教学条件、环境和师资水平的限制，因袭多年的传统教学模式客观上引导学生向形式化，记忆型方式学习，过重的学习负担也制约了学生的创新能力及科学素质的养成。

物理学在人的科学素质培养中具有重要的地位，物理实验课程曾经为培养20世纪的优秀人才作出了卓越的贡献，实验为物理学的基础，它反映了理工科实验的共性和普遍性问题。当我们从21世纪培养合格科技人才的角度看，当前物理课程体系与教学内容与新世纪的新观念、新的思维方法及交叉学科的发展不甚适应。本世纪中叶以来，以计算机信息科学技术、生命科学、空间科学、材料科学等为代表的新的科学技术革命，极大地加速了科学技术的发展和各学科之间的相互交叉和渗透，新的综合化趋势已成为科学发展的主流。因此，高等教育人才培养的思路必然要适应这些变化，课程体系，教学内容和教学方法、手段必须由封闭型向开放型转变。基础物理实验作为大学生在进校后的第一门科学实验课程，不仅应让学生受到严格的、系统的实验技能训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧，更主要的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，特别是与科学技术的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，科技进步的新趋势和新挑战，不断有所创新。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。根据上述的想法，我们反省目前教学上存在的弊端如下：

 长期以来，我国大学基础实验教学基本上处于一种封闭的状态，多年不变的教学体系和教学内容与当今飞速发展的前沿科学新理论，新技术严重脱节，陈旧落后的实验教学设备，因袭多年的传统教学模式、方法和手段更是远远落后于科学技术进步的步伐。就大学物理实验而言，原有的大学基础物理实验被分割为普通物理与近代物理两门独立课程，其中普通物理又被分为力、热、电、光等各自独立部分。基础物理实验实际上只是处于课堂教学的从属地位，其内容往往只是教科书上已有的基本物理规律、定律的简单重复。二十世纪后期，科学技术发展的巨大成就很少能在基础物理实验中得到反映。因此，学生对基础物理实验课越来越感到枯燥无味，相当严重地阻碍了学生学习的积极性、主动性、创造性以及现代科学思维方法的形成。

 对本科生的实验教学一般一项实验课时是3—4个学时，在这样一个很短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，没有办法只好在实验教学过程中教师对实验原理、实验步骤、仪器操作方法等尽量交待清楚一点，让学生自己思考的太少，很多学生是盲目操作，走了过场，这实际上是一种呆板的模仿型教学。

 现代科学技术的创新都是在实验室里产生的。目前大学本科开设的有些物理实验是当时科技发展的突破性成果。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的巨大贡献。但教学中没有作太多讲解，学生认识不到当时科学家为什么要设计这样一个实验，科学的概念和规律是怎么产生的；还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，但在教学中也没有通过这

些例子介绍学科的相关性，展宽学生的思路；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怎么联想到它的应用方向，以及发展过程。这些内容是培养学生科学素质、创新意识的重要环节和很好的教材。

 物理学是以实验作为基础的科学，它的概念和规律是通过实验形成的。爱因斯坦把物理理论称之为“理想实验”的结果。在我们的理论教学中对概念的引进缺乏对实验背景和该概念前的学科背景讲解。这样虽然学生理解了概念，但不理解概念是通过怎样的思考、怎样的实验产生和进化而来。这样的学习容易使学生把概念绝对化，形成对理论的形式化理解，这样的学习不利于科学素质和理论联系实际的思考能力的培养。从面向21世纪科技发展和人才科学素质需求的角度来考虑，物理实验教学的改革，必须建立一种适合当代科技发展、有利于培养具有深厚的基础知识的创造性人才的教学新体系。教学内容应反映当代教育思想和高科技成果，教学方法和手段应改变过去的单一模式，建立多级开放实验室，满足不同层次的学生独立进行学习和研究的需求，采用CAI、Internet网等现代教学手段，改善我们的教学条件，形成多元化的教学环境，激发学生学习的主动性。

大学物理实验教学改革的基本内容与实践

 发展教育技术，创新教学模式

教育资源的缺乏是长期困扰教学质量提高的难题，也是教学改革发展的瓶颈。随着时代的发展，科技进步对教育提出越来越高的要求，对人才的创新思维和实践能力的培养是一种趋向个性化的教学，需要比普通公共教学占用更多的教学资源，对公共教育来讲也要进一步提高教学质量和教学效益，这些矛盾只能通过发展教育技术、创新教育手段来解决。在这些方面，我们进行了多年的探索与研究，研制和开发一批物理教学软件。其中，96年我们在国际上首创开发出第一套仿真实验教学软件；98年升级为Windows版本，在规模和虚拟技术水平上得到进一步提高和完善，实现国际领先水平。99年我们又推出了《大学物理虚拟实验》的Internet网远程教学系统，在国际和国内物理教学界都产生了很大的影响，得到了广泛应用和赞扬。它的意义主要在如下三个方面：

 开创了物理实验教学的新模式，该成果利用计算机把实验设备、教学内容（包括理论教学）、教师指导和学习者的思考、操作有机融合为一体，形成一部可操作的活的教科书，为物理实验改革提供了有力工具，同时克服了实验教学长期受到课堂、课时限制的困扰，使实验教学内容在时间和空间上得到延伸；

 为网络教育最难实现的远程实验教学开创了一种新的方法和途径；

 开拓了CAI研究的新思路，带动了国内CAI发展的新趋势，同时为它的应用开辟了重要的方向和更宽广的应用领域。

这项新的教育技术为我校的教学改革提供了有力武器，开创了新的教学模式。

 实现理论教学与实验教学的结合：针对物理学概念的深化，发现、总结规律和对规律本质的解释作出了历史性的巨大贡献的典型实验，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的融为一体，按照科学探索和研究的过程进行教学。对一些典型的知识点，通过CAI教学软件展开应用的介绍。这种教学模式在过去的教学环境条件下是不太可能的。

 利用CAI软件多媒体教学，开设“物理思想进化启迪”Seminar课程，按照物理学的发展，从机械观的兴起，场与相对论到量子观，针对物理概念的重大革新和在其中起过重要作用的著名实验为线索来探讨科学发展的规律，理论与实验的关系，科学研究与技术创新的关系，培养学生的软思维能力和科学素质。 在提高公共物理实验教学水平与质量，培养学生实践能力上，对一些难度高、复杂的实验，学生在3～4个学时内对实验设备原理、使用方法、实验的设计原理难以仔细消化，对实验中所遇到的现象也很难通过短时间分析建立起认识，因此复杂的实验不能容许学生自行设计实验参数，反复调整后，观察实验现象，分析实验结果。针对这些问题，我们采用虚拟实验、远程教学（在校园网上完成虚拟实验）与实际实验相结合的二段、三段式等的教学模式，使学生在课堂外可充分消化实验内容，在课堂内独立完成实际实验，有充分的思考与分析的时间，使学生真正受益，同时，合理配置教学资源，针对实验课量大质低的状况，在总学时不变的情况下，精简实验项目，整合实验教学内容，适当扩大设计性实验，综合性实验的单项实验课时到5～8学时。大量的一般性实验可通过仿真实验进行，取得很好的教学效果。激发了学生的学习主动性和积极性，大大提高了实验教学的质量和水平。

 以素质教育为目标，建立物理实验课程新体系

新实验课程的组成部分为：基本实验、综合性实验、设计性实验、科学小实验等，形成从低到高、从基础到前沿、从接授知识到培养综合能力，逐级提高的一、二、三级基础物理实验课程新体系。每一级物理实验大致用一个学期的时间完成，不同的级标志着不同实验技能和科学思维水平。这样，基础物理实验课不再是课堂教学内容的简单重复和验证，也不再是把力、电、光、近代物理等独立学科的实验简单地串联起来构成的实验系列。使学生从较高起点上进入大学物理实验，一个台阶、一个台阶地走向科学的高峰。其中：

一级物理实验，主要为基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能的训练和基本测量方法与误差分析等，涉及到力、热、电、光、近代和物理各个学科，为普及性实验，适合于理、工、文商学院各专业学生的学习和基本训练。二、三级物理实验，逐步增加综合性实验和设计性实验的比例及难度，通过这两级物理实验课程，激发学生的学习热情，变被动学习为主动学习。由以前教师排好实验、准备好仪器、学生来做实验的状态，过渡到学生在教师指导下，自己设计方案来完成实验，从而培养学生的综合思维和创造能力。学生通过做设计实验，从成功与失败中受到训练，得到素质的提高。

四级物理实验以科学小实践为主题，组织若干个围绕基础物理实验的课题，以科研方式进行实验，培养学生的研究、开发应用能力。

在课程安排上一级物理面向全校各学科专业学生开课，二、三级物理实验对理工类专业开课，第四级物理实验为物理类各专业学生必修课，理科非物理类各专业学生的选修课。

我校一从95级学生开始全面实行四级物理实验体系。

 注重物理实验的时代性与先进性，改革实验教学内容

物理实验必须与现代科学技术接轨，才能激发学生的学习积极性与热情，也才能使现代科技进步的成果渗透

到传统的经典课程内容之中，例如将计算机技术、光纤技术、光声谱技术、磁共振技术、核物理技术、软X射线显微技术、光谱技术、真空技术、传感器技术等现代科研成果用于学生物理实验之中。在对我校量大面广的工、商、文科学生在一、二年级所开设的物理实验中，已涉及光谱技术、真空技术、磁共振技术、核物理技术、X光衍射的技术、光纤技术、传感器技术、光学信息处理技术等。开设这些项目的目的是为了从物理实验的设计思想、物理实验方法、仪器的设计原理、结构及其应用等方面拓宽学生的知识面。培养他们综合实验能力。在多年的教学中起到了非常好的作用。

 营造创新人才培养的多元化教学环境

目前我校开设的实验类型有公共必修实验、选修实验、仿真实验、远程网络实验、开放实验等。 利用现代教育技术开设“大学物理实验远程教学”

通过开设远程网上物理实验教学以来，学生利用校园网或Internet网对实验教学内容进行课前预习和课后复习，使实验教学与课堂理论教学一样，使教学内容在时间和空间上得到延伸，学生能够充分的学习和掌握实验教学内容。开设网上虚拟物理实验选修课，学生可以根据自己的时间，在任何地点自主的进行学习，开拓学生的眼界，满足不同层次学生的学习需求和给学生提供了自学物理实验的环境，培养学生对实验的自学能力。

 开设开放服务实验室

在每一级物理实验中，开设开放服务实验室，它不仅时间上对学生开放，而且在内容上也开放，它不同与公共教学，是一种个性教学模式，满足学生求知、探索和创新的欲望，侧重创新精神与能力培养，近两年我们开放实验的项目有:摆的运动规律及应用研究、电学仪器的设计与制作、光学仪器的设计与制作、波的特性研究、教学软件的设计与开发等。在开放服务实验室中，学生可利用实验室提供的设备，自己设立题目，教师只是指导和审核学生提出的实验方案与题目，允许失败，最后以小论文的形式在Seminar课中上台发表，讨论和总结成功和失败的原因，自己的创新点。

 仿真实验室

实验室提供计算机和物理实验教学软件，根据实验的特点和复杂性，与实际实验相配合，进行多种方式的教学组合，完成各种物理实验。

主要贡献和成果

近几年获得省部级以上教学成果奖奖项5项

(1)97年“大学物理仿真实验（for dos）” 获国家级教学成果二等奖。(2)96年“大学物理仿真实验（for dos）” 获中国科学院教学成果一等奖。

(3)97年“大学物理仿真实验(for windows 第一部分)获教育部全国优秀教学成果二等奖。(4)99年“大学物理仿真实验（for windows 第二部分）获安徽省优秀CAI成果一等奖。(5)99年“物理学CAI” 获安徽省优秀CAI成果一等奖。

 多年来我们对大学物理实验的课程体系，教学内容，教学模式，教学方法进行改革，承担了省部级以上教学研究项目十一项：

(1)“理科实验教学培养学生创新思维和创新能力的研究与实践”（世界银行贷款21 世纪初高等教育教学改革项目）

(2)“九五”国家重点科技攻关项目计算机辅助教学软件研制开发与应用：“大学物理仿真实验for Windows”；(3)“九五”国家重点科技攻关项目计算机辅助教学软件研制开发与应用：“物理学”；(4)“九五”国家重点科技攻关项目计算机辅助教学软件研制开发与应用：“物理实验CAI”；(5)教育部“九五”重点教材和面向21世纪教材：“物理实验”（一，二，三，四册）的编写；(6)“四级物理实验教学模式的研究”（安徽省重点课题）；(7)国家理科基地创名牌课程“大学物理实验”；

(8)教育部教改项目（子课题）一：“面向21世纪高等工科教育教学内容和课程体系改革”；(9)教育部教改项目（子课题）二：“面向21世纪教学内容和课程体系改革研究计划”；(10)教育部远程教学试点课程：“大学物理虚拟实验”；

(11)“大学物理虚拟实验远程教学系统”（安徽省教学研究课题）

 作为我们的教学成果近几年研制开发的教学软件和教材有17部，由高等教育出版社出版教材一部（共计四册），物理教学软件五部：

(1)“大学物理仿真实验for windows ”（第一部分）(2)“大学物理仿真实验for windows ”（第二部分）(3)“大学物理”

(4)“基础物理学CAI”

(5)“大学物理仿真实验for DOS”(6)“大学物理虚拟实验远程教学系统”

(7)面向二十一世纪教育部“九五”重点教材：“大学物理实验”（一，二，三，四册）(8)《几何光学实验设计平台》（三维、用VR眼镜）(9)《天体物理学》

(10)《广播电视大学大学物理虚拟实验》(11)《物理学史的启迪》(12)《天文概论》网络课程(13)《数理方法》网络课程

(14)《微电子学》网络课程(15)《物理化学》网络课程(16)《材料科学》网络课程(17)《现代光学》网络课程

其中“大学物理仿真实验for windows ”（第一部分）；“大学物理仿真实验for windows ”（第二部分）；“大学物理”；“基础物理学CAI”；“大学物理仿真实验for DOS”；及教材“大学物理实验”（一，二，三，四册）共计六部，已由高等教育出版社出版。

 在国内核心杂志和重要国际会议上，发表物理实验教学改革相关论文26篇（见附录） 推广应用情况：

从九五年我们开始启动了新的实验课程体系，教学内容和教学方法改革后，大大激发了学生的学习积极性与热情，取得了很好的教学效果。98年被评为教育部首批创名牌课程，与新体系配套的物理实验教材作为国家“九五重点教材和教育部面向21世纪教材将于2000年由高等教育出版社出版。在学校“九五”经费支持下，我校九六年创建了国内第一个物理仿真虚拟实验室。近五年来我校有8千多学生受益，使物理实验跨入了一个新水平。到目前包括香港地区的香港大学，香港中文大学，香港城市大学等以及内地150多所大学应用了“大学物理仿真实验for Windows”，相继建立了物理仿真教学实验室。99年我们又推出了《大学物理虚拟实验远程教学系统》，香港大学、香港中文大学、北京邮电大学、北京航天大学等近十所大学在internet网上开设了远程物理实验课，并被列为教育部远程教学试点课程。99年受日本应用物理学会邀请赴日本学会大会展示并已出资决定翻译成日文版本。近几年来有先后有数十所大学组团专程来我校学习和交流。我校在兄弟院校的支持下,先后在北京,上海,西安,武汉,海南等地举办了6次物理教学现代化学术报告会。98年在国际物理教育学会ICPE,国际理论物理中心ICTP,国际应用物理IUPAP组织的赞助下,在我校成功召开了“物理教学新技术”国际会议。这些教学成果的推广应用在国际国内都产生了较大影响。99年7月教育部和中国科学院陈至立、陆永祥等领导亲临视察，对我们的工作进行了指导和鼓励，教育部领导评价我们的工作，说：“这是推动物理实验教学改革迈出的重大步伐，并取得显著效果，在全国起了示范作用。”

第五篇：大学物理实验教学改革研究论文

摘要:

结合大学物理实验教学现状，提出要继续深化教学改革，进一步提高学员的学习主体地位和学习的主动性，最终达到提升学员能力和素质的教学目标。

关键词:

大学物理；实验；教学改革

1前言

21世纪由于人类知识总量的爆炸式增长，各国更加注重人才掌握知识和运用知识的综合素质和能力。能力素质主导下具有扎实的专业基础知识、宽广的专业面，创造性、适应性强的能力型复合人才自然成为各国人才培养的重要目标。大学物理实验课程是学员进入大学后的第一门实验课程，也是后续实验课程的基础，在培养学员实践能力、创新能力和科学素养方面的作用举足轻重，在高等教育体系中占有重要地位[1-4]。针对新世纪、新阶段对人才提出的新要求，军械工程学院大学物理实验课程也在不断地尝试改革，虽已取得一些阶段性成果，但同时存在的问题还是比较突出的。认清学院物理实验教学现状，继续深化教学改革以提高学员的综合能力和素质，具有重大的现实意义。

2军械工程学院大学物理实验教学现状分析

教材编写体系框架合理，单个实验项目有待改善多年的教学改革实践，大学物理实验教材在内容体系上已经趋于合理完善，形成以基础性实验→综合性实验→设计性实验为线索的阶梯形分布。这种教材框架体系设置适应了学员的学习特点和规律，有利于学员实验能力的渐进式培养和提高，但同时对于具体的单个实验项目从内容设计上还有很大的完善空间。现行的实验教材由于基本上是按照固定不变的老模式平铺直叙式讲授展开，它更像是一本烹调书，一步一步介绍给学员实验目的、实验原理、实验步骤、注意事项等。这种教材编排方式在学员学习的初级阶段，针对基础性实验来说还算是适用，但是随着学员学习水平的提高，如果综合性实验、设计性实验还是这种编排方式，无疑对学员思维是一种限定，不利于学员进行自主学习、探索和创新。教学方法、模式多元化，但需进一步深化、系统化军械工程学院大学物理实验室各位教员在教学方法和模式上也进行了大胆的改革尝试，比如开展了“探究式”教学、“任务驱动式”教学、“问题引导式”教学等，但目前这些基本上都是教员个人的自发行为，很多教学改革并不彻底，理论理解不深入、不系统，具体表现为学员的课堂主体地位不明显，改革流于形式，实验仍然停留在“教员教、学员学”的层面，教学效果不突出、教学质量评估水平整体不理想等。教学评价体系有待于进一步合理、完善在对学员的综合评价环节，为了能够全面合理考核学员，实现“以评促学”，更加注重“过程”考核。学员成绩除了参考上交的实验报告，去年还将学员的平时表现纳入评价体系，包括学员的预习情况、具体操作、问题处理等实验的各个环节，但如何进一步规范参数、完善指标，还有待于进一步进行实践论证。结合大学物理实验课程教学现状，教学中以学员为中心，促进其能力和素质发展，持续深化教学改革，具有重要的现实意义。

3深化大学物理实验教学改革的针对性措施和意见

大学物理实验是培养学员科学素养、实验能力、创新能力等的重要手段，在高等院校体系中占有重要地位。针对军械工程学院大学物理实验教学现状，继续深化教学改革，提高学员的学习主体地位，提升其综合能力和素质，需考虑解决以下几个方面的关键问题。以学员为中心，以能力和素质为导向，更新实验教材教材编写方面发达国家的做法值得借鉴。比如对教学内容的设计，德国就比较重视以学生为中心，注重对其自主学习、探索精神的培养。对于单个实验项目，在教材编写设计时，很多内容都是设置问题让学生自己去寻找答案，这样有利于学生自主学习、探索创新；美国大学的实验教材内容也可以通过其自编的实验教材来体现，教材中的实验步骤被有意识地粗略化，同时留给学生很多结合实验的思考题，而目的就是要促使学生在实验前、实验中和实验后进行思考和创作[5-7]。这都体现了发达国家教材编写是“以学生为中心，以能力和素质为导向”的基本理念。针对军械工程学院物理实验教材现状，结合学员的学习特点和规律，应该适时更新教材以适应改革需求。在教材编写设计时，可以借鉴国外发达国家好的理念和做法，同时兼顾学员学习特点和规律。比如：对于基础性实验，考虑到学员基础，还是建议采用传统的编排方式；随着学员学习的深入，实验能力的提高，对于综合性实验和设计性实验，就可以借鉴国外的做法，改变传统实验教材中平铺直叙的编写方式，以具体问题或是项目引导学员课下主动学习、探索，课上认真实验、积极思考，提高其学习的主动性，提高其实验能力和素质。以学员为中心，以能力和素质为导向，深化教学方法、模式改革结合军械工程学院大学物理实验教学现状，在教学实践中继续推进教学方法、模式改革。一方面要在实践中深化对各种教学方法的认识，找出各自的适用范围，把握其应用规律，在教学实践中做到灵活运用，建立探究式教学、项目驱动式教学、问题引导式教学等教学新模式下的示范课堂，解决前期改革中学员参与度不高、方法理论不够彻底、应用不够有效等问题，大幅提升学员参与课堂、学习的积极性和主动性，逐步建立以学员为主体的课堂模式；另一方面，以教学实践推进理论创新，不断完善对现有实验教学方法、教学模式相关理论研究，形成适合军械工程学院特点的实验教学方法、教学模式理论体系。以学员为中心，以能力和素质为导向，完善实验考评机制实验成绩考核是实验教学中关键的一环，考核的目的在于能够正确反映学员掌握知识，进行实验的综合能力和素质[8-9]。为了能够更加合理、全面考核学员实际水平，考核时就应该更加注重“过程”考核，为此应该把学员平时成绩也纳入该体系中。平时成绩主要反映的是学员的平时表现，包括了从课前预习到课堂回答问题、实际动手操作、遇到问题、思考与解决问题的全过程，以及课下的实验报告撰写等环节，这部分成绩最后是按照30%的比例来进行折合的，而考试成绩占70%。考试成绩又分为期中考试和期末考试。期中考试相对来说难度较小，主要考虑从基础性实验中选取，考查学员的平时实验情况，占总成绩的20%。而期末考试要对学员一年的实验情况和实验水平进行综合评定，所以实验难度较大，考核也较为全面，占据了学员总成绩的50%。实验多为设计性实验内容，教员提前给出实验项目，从方案制订、仪器选择、步骤设计这些前期的准备工作到实验考试的真正操作，再到当堂课撰写实验报告，这些工作基本上都是由学员自己来完成的，整个过程对学员是一个综合实验能力和素质的考核。从最近的评估效果来看，这种评价方式还是比较科学的。但量化的指标和参数，比如说各个具体环节的分值量化以及在总成绩中占据的百分比多少是最为合理的，还得在接下来的教学实践中进一步接受检验，以期更加合理地评价学员的综合能力和素质，实现“以评促学、以评促教”。

4结语

改革没有最好，只有更好，教学改革也永远在路上。只有树立改革决心，立足院校教学现状，跟进教学理念，适时更新教材，改革传统教学方法、模式，完善实验考评机制，以此才能适应新形势下对高校人才培养的需求。因此，深化教学改革是必由之路。

参考文献

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