第一篇:高中电阻测量实验教学研究论文
实验是高中物理教学的主要方法.“电阻测量”实验教学的目标是,培养学生的各方面能力,在让学生掌握“电阻测量”相关知识的同时,培养学生的动手能力、合作能力、信息处理能力、问题分析能力等,通过实验的方式,让学生熟练掌握实验过程中所运用的方法,达到学以致用的目的.
一、“电阻测量”实验教学
“电阻测量”实验教学的内容主要包括:识别电路元件,明确元件作用;了解电表的工作原理,学会使用电表;了解电阻定律与欧姆定律;对电源内阻与其电动势进行测量;对金属电阻率进行测定.在实验教学过程中,教师普遍运用以下方式进行教学:第一,讲授法.一般适用于实验之前,教师通过这种方式让学生对实验仪器有一个基本认识,明确实验原理,选择适合的数据处理方式.第二,演示法.教师在让学生做实验之前,先运用这种方式为学生做示范,以便于接下来的教学.第三,讨论法.一般应用于实验完成以后,让学生对实验进行讨论.第四,练习法.通过做题的方式,检验学生对知识的掌握情况.第五,实验法.让学生动手进行实验,通过亲身感受来加深记忆.第六,合作法.让学生在实验过程中相互合作,沟通,发现问题.
二、实验教学过程中的问题
虽然在“电阻测量”实验教学中所运用的教学方法很多,但存在的问题也不容忽视.第一,过于重视理论方面.受应试教育的长期影响,很多教师处于考试不断的状态,只重视教授学生“电阻测量”点的原理与公式,实验变成了可有可无的东西.有些教师只是自己在课堂上演示一遍实验过程便草草了事,学生根本没有做实验的机会.这种教学方式,让学生无法实际体会“电阻测量”的过程,教学效果欠佳.第二,实验资源比较缺乏.在实验器材方面,很多学校并不重视实验教学,加之地区经济发展水平有限,用于物理实验的教学器材不充足.在课程安排方面,实验课相对较少,实验时间短.在教师方面,有些教师对实验器材并不熟悉,无法熟练运用器材进行实验教学.这些因素都导致“电阻测量”实验教学的效果不好.第三,学生学习水平不同.从现阶段的情况来看,高中学生在“电阻测量”实验中虽然整体上差强人意,但呈现出两极化的掌握趋势,如在实验仪器的认识上较好,使用上却并不熟练;在实验原理方面比较容易出现混乱现象;数据处理方面往往处理不到位;实验过程中电路连接方面做得不好,等等.
三、解决问题的方法
针对上述问题,笔者提出以下解决方法:第一,充分认识实验的重要性.在“电阻测量”实验教学中,教师要准确把握理论与实验之间的关系,增加实验课程,让实验课程“大于等于”理论课程,并在实验过程中将理论与实验结合起来,让理论融入到实验中.只有这样,才能加深学生对理论知识的理解,提升课堂学习效果.第二,加大对教学资源的投入.实验教学资源是支撑实验教学的物质基础.在课程的安排上,学校要增加实验课时,延长授课时间.在实验仪器方面,相关教育部门要加大教育经费的投入力度,增加实验仪器.同时,培训教师对实验仪器的使用熟练度,从而提升教学质量.第三,提升学生知识掌握水平.让学生充分认识到“电阻测量”实验教学的重要性,激发学生学习的积极性.针对比较容易掌握的知识,教师可以略讲,针对比较难理解的知识,教师可以详细讲解,力求让所有学生都听得懂.在“电阻测量”实验教学中,电表的使用方面便可以略讲,而测绘伏安特性曲线等内容相对较难,需要花费较多时间讲解.第四,熟练运用多种教学方法.对于上文所提到的多种教学方法,有些教师不能熟练运用,在“电阻测量”实验教学中合作法运用相对较少,且授课过程中原理讲解不清,课后活动较少,课堂比较枯燥,学生的学习兴趣不高.因此,教师要充分利用多种教学方法,将学生的学习兴趣激发出来,调动起学生的学习积极性.尤其要重视实验教学中合作法的运用,让学生学会共同合作,加强学生之间的相互交流.
综上所述,高中“电阻测量”实验教学要将理论与实践结合起来,增加学校的实验设备,提升教师的教学水平,运用有针对性的教学方法,将学生的学习积极性调动起来.注重对学生思维的启发与引导,着重讲述课程的重点与难点,从而让学生掌握“电阻测量”的相关知识,达到良好的教学效果,从根本上培养学生的各方面能力.
参考文献
李建设.高中新课程背景下大学物理实验课程内容构建的思考[J].实验技术与管理,2014,11.
董小燕,龚斌.基础物理实验教学中“先行组织者”策略的应用探析[J].物理与工程,2014,06.
第二篇:电阻测量案例
“电阻的测量”教学案例
一、教材分析
1.教材的地位和作用
本单元是闭合电路欧姆定律的运用,既具有联系实际的意义,又能培养学生动手操作能力和分析能力。本单元的内容是本章知识的总结,教学中应当让学生有足够的运用知识分析和解决问题的机会。
学生在初中做过“用电流表、电压表测电阻”的实验,现在,再做“伏安法测电阻”,当然不能仅仅是操作的重复,要考虑电压表和电流表本身电阻给测量结果带来的误差。
2.教学目标
⑴知识目标:能说出伏安法测电阻的原理;理解伏安法测电阻的误差来源;会用伏安法测定给定电阻器的阻值。
⑵能力目标:进一步培养学生动手操作能力和分析能力。
3.教学重点、难点:伏安法测电阻的误差分析。
二、学生现状分析:
学生在初中阶段已学习了“用电流表、电压表测电阻”的实验,对本节课的学习提供了一定方便。
三、教学方法:
利用引导、启发、讨论、实验、分析、总结等综合教学方法,学生活动约占课时的1/2,课堂气氛比较活跃。
本节课的教学设计注意教师为主导、学生为主体的教学思想,培养了学生的探索精神,让学生参与课堂教学讨论、误差分析、实验设计、动手实验等,有利于调动学生的积极性,在培养学生能力方面做了有益尝试。作为物理课,应体现以实验为主,从实验结果入手进行误差分析及电路的选择、思考与讨论,从而加深了对伏安法测电阻原理的理解。
四、教学媒体:
⑴投影仪和投影片;
⑵学生分组实验器材:安培表、伏特表、滑动变阻器、干电池若干、电阻、电键、导线若干。
五、教学过程:
(一)新课引入:通过复习、提问引入新课
电阻器是组成电路的主要元件,在各种电路中都要用到它,通常要知道其阻值的大小,那么,怎样才能知道其电阻的大小呢?(测量)
(二)新课教学:
1.通过复习、提问,引导学生自己总结出测电阻的方法、原理、所需器材,并设计出电路图。
问题1:利用什么方法可以测量电阻?
问题2:伏安法测电阻的原理?(个别提问)
问题3:需要什么器材;各器材有何作用?(个别提问)
问题4:请设计出一个电路图(学生练习,请两位学生在黑板上把图画出来)
2.电流表外接法及内接法的误差分析。
问题1:两种电路有何差别?(学生比较、回答)
问题2:两种方法测量电阻都存在误差(学生分组实验)
问题3:伏安法测电阻的误差分析
(引导学生分析得出:由于电压表的分流作用,电流表测出的电流比通过电阻R的电流要大一些,所以采用电流表外接法测电阻计算出的电阻要比真实值小些;由于电流表的分压,电压表测出的电压比电阻R的两端的电压要大一些,故采用内接法所测电阻比真实值大一些。)
3.测量电路的正确选择。
在外接法中,由于R测= RRV/(R+RV)=R/(1+R/RV),可以知道,RV>>R时,R/RV→0,R测≈R;
在内接法中,由R测=R+RA,可知,当R>>RA时,R测=R。
(引导学生得出结论:要测量一个电阻,先得估计或粗测一下电阻的阻值,若Rx>>RA,可选内接法;若R<< RV,采用电流表外接法。
(三)反馈练习:
[例1]已知电流表的内阻约为0.1欧姆,电压表内阻为10千欧,若待测电阻约为5欧,应采用何种测量方法。
[例2]用伏安法测定一个电阻,阻值约为10欧,额定功率为2瓦,可供选用的仪器设备有:
电源共有三种:干电池1节,其电动势为1.5V
蓄电池1组,其电动势为6.0V
直流稳压电源1个,输出电压10V
直流电压表共两只:V1量程0-10V,内阻10千欧
V2量程0-30V,内阻30千欧
直流电流表共两只:A1量程0-0.60A,内阻0.5欧
A2量程0-3.0A,内阻0.1欧
滑动变阻器一个:0-10欧
开关、导线等。
要求:选取规格合适的仪表器件,组成正确的电路,并画出电路图。
(四)布置作业:练习十:⑴、⑵
板书
十二、电阻的测量
1.方法:伏安法
2.原理:R=U/I
3.伏安法测电阻的误差分析
⑴电流表外接法:电压真实值,电流偏大
据R=U/I,测量值小于真实值
⑵电流表内接法:电流真实值,电压偏大
据R=U/I,测量值大于真实值
4.测量电路的正确选择:
当R>>RA,采用内接法。
当R<< RV,采用外接法___
第三篇:大学物理实验对比教学研究论文
1大学物理实验教学现状分析
大学物理实验分为基础性实验、综合性实验和设计性实验。理想的实验教学模式应该是分层次教学模式,按照先开设基础性实验,再开设综合性实验,最后开设设计性实验的顺序授课,这样安排由浅入深、循序渐进,利于教学活动的展开,可以有效的培养学生的动手能力、创新能力以及对实验数据的处理和分析能力。而现实情况却给这种教学模式提出一些难以解决的问题:
(1)随着多年扩招,学生人数逐年递增,仪器数目的增长远不及学生人数的增长,而在上课时为保证教学效果一台仪器最多容纳两名同学同时使用,仪器数目严重制约着上课学生的人数,一个实验一般只能保证有一个班或者半个班的学生来做;
(2)大学物理实验一次课为3学时,同一个实验一天最多只能排三次课,即上午、下午和晚上各上一次课,那么一个实验一周最多只能重复15次左右。如果所有的班级都按同样的顺序来上实验课,对于大部分高校来说每个实验每周要重复的次数都大于15次,这样在排课上就会出现困难。为了解决这个问题,大部分高校目前都采用轮转授课的方式来排课,即各实验室同时开课,然后各班在实验室之间进行轮转。由于学时的限制,大部分高校的大学物理实验只开两个学期甚至有个别学校只开一个学期,这样就会出现一学期的实验课包含三类实验中的两类或者三类的情况。如果轮转授课,那么就很难保证让所有学生都先做基础性实验,再做综合性实验,最后做设计性实验,也就是说必然有部分学生打破理想的上课顺序,这样分层次教学模式就很难实行了。另外,由于在中学阶段各地区、各学校对实验课的重视程度不同,导致刚入校大学生的实验基础及实验能力差异较大。而大学物理实验课是大学生最先接触的实验课之一,所以我们在授课时必须考虑到这个差异。而在传统教学模式下,教师在实验课上对所有学生的要求是完全一致的,没有任何差异。这样就会使学生出现两种极端,部分实验能力强的学生迅速完成实验,而部分实验能力差的学生需要他人帮忙或是延长时间才能完成实验,甚至有个别学生为完成实验选择抄袭其它同学的实验数据。长此以往,实验能力强的学生会认为实验课程过于简单,学不到多少知识,对自己的能力提高没有帮助,会逐渐对物理实验课程失去兴趣;实验能力差的学生由于经常不能独立完成实验,会认为课程太难,自己无法掌握,在逐渐丧失自信心的同时势必对物理实验课程提不起兴趣。在传统教学模式下,两类极端的学生都会逐渐丧失对实验课程的兴趣,显然不利于学生动手能力、创新能力等的培养,一种新的教学模式的提出迫在眉睫。
2对比教学模式
通过以上分析,我们需要在无法实行分层次教学模式的情况下,提出一种新的教学模式,而且这种教学模式要既能满足大多数学生的学习要求,又兼顾两类极端学生的学习要求,更广泛的激发学生的学习兴趣。为此我们提出对比教学模式。
2.1演示实验和课堂实验的对比
在实验课前增加演示实验内容,学生通过观察或亲自参与有趣的演示实验,会对接下来要做实验产生强烈的兴趣。如:做全息照相实验时,演示白光再现全息照片;做测量物体的转动惯量实验时,让学生参与演示茹科夫斯基凳;做受迫振动实验时,让学生参与演示鱼洗盆等。学生在完成实验以后,通过与演示实验的对比可以引发更多的思考。
(1)在全息照相实验前演示白光再现全息照片,而各高校在实验中做的基本都是激光再现全息照片。做完全息照相实验以后,学生会发现自己的照片无法在白光下直接观测,而需要在激光下观测。这时学生就会产生疑问,为什么不让我们拍摄能直接在白光下观测的白光再现全息照片,这样观测起来不是更方便吗?此时教师可以让学生课后查找相关资料,然后在实验报告上解释这个问题。通过这样带着疑问去学习的过程,学生对全息照相的理解会更加深刻。
(2)在测量物体的转动惯量实验前,学生参与演示茹科夫斯基凳时,双臂平伸凳子转速减慢,双臂收缩凳子转速加快。通过分析可以知道双臂平伸时转动惯量大,双臂收缩时转动惯量小,最终得出结论:总质量一定的情况下,质量分布离转轴越远,转动惯量越大。做实验时给学生提供的塑料圆柱、金属圆桶和实心球的质量基本一样,让学生做完实验来验证上面的结论是否正确。学生怀着好奇心,在做实验时就会更加认真,更有利于其能力的培养。
2.2多种实验方案的对比
许多实验都有多种实验方案,如:声速的测量、测细丝直径、电桥测电阻等。我们可以在实验条件允许的情况下,鼓励学生尽可能多的采用多种方案来做实验,以激发学生的创新意识,对实验能力不同的学生做不同要求,更能有效的培养他们的动手能力和创新能力。下面是一些具体的做法。
(1)在全息照相实验中采用难易不同的两种光路进行照相。实验能力强的学生可以选择用传统光路进行实验,通过认真调节、精确计算,使光路满足以下三个条件:参考光和物光的光程相差不太大,不大于所用激光的相干长度;参考光和物光的夹角在20°~30°之间;参考光与物光的光强比为3∶1~5∶1之间。实验能力弱的学生可以选择用简化光路进行实验,此光路经过简单调节就可以满足上面提到的三个条件。采用以上做法,可以让所有学生都能自己动手完成实验,实验能力都得到了一定程度的培养。实验完成以后,可以组织学生对两种光路进行对比分析,如对两种光路实验结果进行对比,可以发现用简化光路的实验成功率比较高,经过分析可以发现:①简化光路中的光学元件个数比传统光路少,由9个减少为5个,所以外界振动对实验的影响也较传统光路要小,故而照相成功率高。②简化光路容易调节,学生只需要调节感光底板和物体的位置及角度就可以使参考光和物光的光程差、夹角和光强比在都在合适的范围内。而传统光路中光学元件较多,调节比较复杂,经常需要反复调节,中间过程如果某些地方没注意,导致某个条件没得到满足,实验就会失败,观察不到全息照片。也可以组织同学讨论简化光路与传统光路的适用情况,利用简化光路拍摄表面凸凹程度小的物品效果较好,如:钥匙、硬币等。简化光路不但可以拍摄反光性好的金属材料,也可以拍摄反光性差的塑料材料如中性笔笔帽等。而对于表面凹凸差距比较大的物体采用传统光路拍摄的效果较好。通过这样的分析过程,学生的分析能力可以得到提高。
(2)除了以上介绍的做法还可以让学生在实验过程中作如下对比,如:在测量声速时,可以对行波法和驻波法进行对比;在测量液体密度时,可对让静力称衡法和比重瓶法进行对比;在测量金属材料弹性模量时可以对静态拉伸法和动态悬挂法进行对比等。在多种实验方案对比教学的过程中,教师不但要注意引导学生选用不同实验方案,更要注重组织学生对实验方案进行分析。这样才能使学生将所学的理论与实验操作相结合,在不断的分析过程中找到操作过程中的不足,进而提高学生分析问题解决问题的能力。
3对比教学模式的评价体系
在采取多种实验方案对比教学的时候,由于供学生选择的实验方案不是唯一的,各种方案的难易程度未必相同。这种情况下如果没有一个合理的评分标准,学生为快速完成实验往往会选择容易的实验方案,这样就达不到预期的教学效果。所以在给出学生成绩时,必须充分考虑实验方案的难易程度,才能达到较好的教学效果,准确体现学生的实验水平。我们根据学生选择实验方案的难易程度在评分时引入权重系数,课堂实验分数=对所选实验方案进行实验操作得分×权重系数。由于各实验所涉及的实验方案难度不同,所以权重系数并不是一个定值,而是根据实验的特点分成几种情况。
(1)对于两种实验方案难度相近,实验操作难度低的实验,两种方案都做权重系数为1,只用一种方案为0.6。
(2)对于两种实验方案难度相近,操作难度高的实验,两种方案都做权重系数为1,只用一种方案为0.8。
(3)对于两种实验方案难度明显不同的实验,两种方案都做权重系数为1,选择难的实验方案的为0.9,选择简单实验方案的为06。权重值由教师在课前给出,学生可根据自己的水平及想要取得的成绩选择实验方案。为了鼓励学生勇于创新、积极思考,学生在实验时有创新或在实验后能对实验方案进行深入分析时,可以给其适当加分。
4结语
教学实践证明,通过课堂实验和演示实验的对比、多种实验方法的对比以及合理的评分方法,学生对实验课的兴趣和做实验的积极性都得到了提高。实验能力强的学生采用多种实验方案的机会多,在对各实验方案对比分析过程中收获较多,相应的实验成绩也较高。实验能力差的学生,也能为取得较好的成绩积极努力,在讨论环节更加用心,任课教师如果能及时对他们的表现进行肯定,再适当鼓励,这些学生也能逐渐融入课堂。甚至有一部分同学看到了自己在理论方面的优势,在操作过程中注重理论分析,以理论带动实践,不但能很好的完成实验还能提出创新方案也取得了不错的成绩。
第四篇:《电阻的测量》教案设计
《电阻的测量》教案设计
一、教学目标
【知识与技能】
加深对欧姆定律及其应用的理解,知道测量电阻的原理。
【过程与方法】
通过进行伏安法测量电阻的实验,进一步掌握使用电压表和电流表的方法,学会用伏安法测量电阻。
【情感态度与价值观】
通过做伏安法测电阻的实验并观察试验现象分析结果,培养动手能力和实验设计能力,并养成求真务实、细致严谨的科学态度。
二、教学重难点
【重点】
根据实验原理设计电路图,并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压。
【难点】
组装电路,分析实验,发现规律,以及对电阻概念的理解认识。
三、教学过程
环节一:新课导入
问题引入:如何测定一个定值电阻的大小?先引导学生回顾上一节所学的欧姆定律的知识,然后得出根据欧姆定律的变形公式,通过测量通过电阻的电流以及电阻两端的电压得出定值电阻的电阻值的方法。
环节二:新课讲授
设计实验
已经讨论出了实验原理和实验方法,即测量电流和电阻根据公式
得出电阻值。但为了减少实验误差,实际测量中要改变待测电阻两端的电压,多次测量电压以及电流的值,求出每次的电阻值,最后求出电阻的平均数。其中串联一个滑动变阻器,移动滑片,就可以改变定值电阻两端的电压和流过的电流。电路图如图所示:
所用器材有:电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干。
进行实验
首先,根据电路图连接电路。在连接电路过程中要指导学生在实验过程注意哪些问题,比如,连接电路时,开关应处在断开状态;闭合开关前检查滑动变阻器是否处于阻值最大处;电压表电流表的支付接线柱的正确连接等。且应该提醒学生通过“试触”进行测量工具量程的选择,在闭合开关前仔细检查电路连接情况。在学生连接完电路后,应该检查学生的电路连接情况,确保电路连接没有问题。
其次,闭合开关,通过移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压,注意应提醒学生不能将滑动变阻器调节的太狠,也不能超过测量工具的量程,并且指导学生设计表格将所测量的数据记录在表格中。
最后,断开开关,整理器材,收拾仪器,结束实验。
分析实验,得出结论
让学生利用记录在表格中的数据以及公式,计算出不同电压电流情况下定值电阻的阻值,并求出平均值,各组同学互相讨论看看其他组得到的结果,分析实验结论。
根据所做的实验,可以看出,在各个电压下测量的阻值变化不大,且与平均值较为接近。当定值电阻两端的电压改变时,通过它的电流也随之改变,但电压和电流的比值不变,即电阻不变。同时也证明了电阻时导体自身的一种性质,它的大小由材料、长度和横截面积决定,与电压和电流无关。
在实验中,改变滑动变阻器的阻值大小,定值电阻两端的电压以及流过电阻的电流随之改变,说明串联在电路中的变阻器的阻值改变时会影响其他用电器的电压以及电流。
环节三:巩固练习
利用如下电路测量未知电阻的阻值,测量结果如下图,试读出读数并计算被测电阻的阻值。
环节四:小结作业
将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。多测几组数据,根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻,比较计算出的几个数值,跟测量定值电阻的结果相比较。
四、板书设计
第五篇:物理实验层次化教学研究论文
1实验层次设置既有提升又互为基础
随着教学改革的不断深入,物理实验教学已实现了向基础、综合和设计性实验这一层次化教学模式转变。有的将大学物理实验明确划分为基础性实验、综合性实验、设计性实验和研究性实验4个层次,并在比重上作出了硬性的规定,提出了物理实验教学必须突破基础性、综合性实验的训练范围,进而搞好设计性、研究性实验教学要求。这种层次化实验教学模式,无疑对激发学生的创新思维,培养学生综合动手能力有着积极的作用。
但笔者认为,物理实验是大学生大学期间的基础实验,是为后续的专业知识及技能学习的基础训练,应让有限的学时发挥最大的收益,在层次划分上应简而精,通过基础、综合、设计性实验的阶梯式训练逐步养成创新思维及革新意识。物理实验对学生创新能力的培养如同小孩学走步,是阶段也即层次培养过程。这种层次化教学模式中,决不能淡化和忽视基础内容和强度。
因为物理实验作为一门基础实验课,学生通过该课程的学习,要从三方面达到基本素养和能力的培养:
第一:学习实验设计方法。对我们所要研究的问题,如何把它变成一个具体实验,从而实际地加以研究,这就是实验方法或实验设计方案的内容;第二:学习测量技术。物理学在自然科学中是讲精确性的科学,物理实验虽然首先是观察现象,但核心是测量与观察现象有关的物理量。测量技术包括两个方面:其一是常用物理量的测量方法、其二是常用仪器的正确使用;第三:学习分析和处理数据的方法。对于测量所获得的结果,必须通过数据处理、分析综合才能找出其带规律性的东西,这种分析和综合,涉及到许多基础知识的应用。
(1)基础实验部分好比小孩学走步的初级阶段,需要成人全身心的帮助以了解行走的基本技术。基础实验应涵盖力、电、光及必要的热、声、近代物理等经典实验项目,这对学生基本的实验技能、实验设计思路、常用仪器的使用维护方法和操作规程以及实验结果的分析和处理这些基本技能的训练是必不可少,没有相当的学时数保证及广泛的了解认识,这些基本能力和技能的培养只能是纸上谈兵。目前,我们在倡导物理实验向综合、设计性实验方向拓展的时候,过分强调和突出了综合性、设计性实验在培养学生综合动手能力方面的重要性,而对打基础、练功底的基础内容有轻视和淡化的倾向,殊不知万丈高楼是坚实的根基作支撑,没有扎实的基本技能,综合性、设计性实验就无从谈起。
(2)综合实验与设计性实验。综合性实验以知识互补、重复深入、扩大知识面和培养学生的科学思维和研究能力为目的,为学生建立起现代科学技术与物理学内在联系,为学生深入的应用现代科学技术打下坚实的基础。这好比是学走路的中期,不能全脱手,但又要鼓励自我尝试与独立。这个层次的实验内容应立足基础,学习测量工具、测量方法、测量思想的综合运用的技巧和方法。设计性实验以实验内容的基础性、实验方法的综合性、实验过程的设计性和独立操作性为目的,激发学生对实验的热情,发展学生的个性,着重培养学生的创新意识和创造力。这个阶段的实验应该少而精,但应在实验思想、方法及技巧上有多样性,深度上可延伸,广度上可拓展,在提供问题的同时,又能激发学生的兴趣和爱好。因此,我们在推进物理实验向层次化教学模式转变的过程中,必须遵从人才培养的教育规律,要保证足够学时的基础实验内容,而不能片面追求综合性、设计性实验的比例,基础、综合性、设计性实验并举,做到确保基础、层次清晰、全面重视,为学生提供一个合理发展及提高能力的培养环境。
2完善层次化教学课程建设,遵循人才培养规律
综合性、设计性实验在教学内容、教学方法、设备配置及学时数上都与基础实验有较大差异,这部分实验宜相对独立于基础实验课程以外,由专门的课程负责人进行规划和组织。课程负责人可依据学生基础实验内容情况,按照综合性、设计性实验的教学目的和要求,制定相应的教学大纲和教学计划,并有与之相适应的专门的学时数。
很多人对于设计性实验的认识存在一些误区:认为设计性实验对于培养学生创新能力,第一、必须要有复杂的、高级的设备;第二、必须要与众不同、与前人不同的发现与发明。而笔者认为培养学生的创新思维和创新能力的设计性实验可以是最常见最简单的实验,只要在实验方案的设计和实验仪器的选用;实验误差的分析与控制有创新的成分或元素;实验实施过程中有新向题等待学生去解决、新结论等待学生去发现;这样的实验就是对培养学生创新能力大有裨益的设计性实验。当然,实验原理和实验方法的拓展、延伸、转移、综合的过程也是培养学生创新思维的过程。统一在这样的认识与观念下,才能明确综合设计性实验的方向。但目前很多高校包括我校,在大力倡导综合性、设计性实验时,却忽视了课程建设的严谨性,仅有综合性、设计性实验在物理实验中占有的比例指标要求,缺乏对综合性、设计性实验的具体评价和要求,也缺乏对综合性、设计性实验内容的开发和研讨,更缺乏相应的软、硬件建设,这实际上丧失了开展综合性、设计性实验的积极意义。
3合理设置学分杠杆,调动教与学的积极性
开展综合性、设计性实验,对教师和学生都是一个挑战。教师在实验中要审阅学生的实验方案、回答学生提出的各种具体问题、和学生共同探讨实验方案和内容、启发学生思维。这就要求教师自身要有渊博的知识,促使教师要不断地学习,提高业务水平;学生要有较扎实的基本功底和综合运用知识的能力。实验前要花大量时间认真准备和研究,要对测量方法、仪器性能和误差分析下一番功夫。
实验过程中,要集中精力、观察敏锐、兼顾全局、突破难点,需要熟悉仪器设备的操作维护方法,严格遵守仪器设备的操作规则。这对那些求知欲强、注重自身能力提高的学生来说,无疑会激发他们浓厚兴趣,但对那些不思进取、得过且过的学生来说可能就会知难而退。综合性、设计性实验是较高层次上对学生综合能力的培养,把它作为必修课在目前对各高校来说是不现实的,这将增大硬件投入,并且在生源庞大的情况下学时数也是无法满足的,但将其纳入一般性选修课又丧失了整体提高学生综合能力的初衷,并且极有可能造成硬件资源的浪费和教师积极性的挫伤。要兼顾好这其中的各个方面,可利用学分制这个杠杆,这就要求为这门课设置合理的学分,来调动教师的积极性、刺激学生奋发向上的主动性,使教与学保持和谐发展及稳步提高。
4结束语
科技史上,物理学常常作为其它学科和生产技术的基础,推动着人类科学技术事业的全面发展,物理实验技术和工程技术更一直来是亲密相融相通、难舍难分的。物理实验中的基础实验内容对理、工科学生来说,应当是一门必修的、独立的基础课程,它之所以是必修的基础课程,因为它不仅是学生进入大学后接受系统物理实验知识、实验方法和实验技能训练的开端,也为后继的理论和实验课程打下必备的基础。
它要培养学生能灵活运用自己的知识,用脑认真地设计、协调、指导和监视实验的全过程,它担当着对学生的一种特殊的用脑动手、智能与技能综合协作训练的使命,通过严格的这种训练,学生不仅学到了一些重要的物理实验方法,还接受了以科学态度处理各种事物的教育,初步锤炼了用脑动手的能力,为在未来的工作岗位上不自觉地在物理思想、物理方法和物理实验技术、技能及技巧的协助下,创造性地解决工程技术问题提供有利的条件。鉴于此,我们在推进教学改革、优化课程结构的同时,应当确保基础课程在人才培养这个系统工程中的重要地位,最大限度地保证学生在基本能力方面的严格训练,使我们的一系列教育及教学改革步入良性循环的轨道。