大学物理实验模块化教学改革研究

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1、大学物理实验模块化教学改革研究　　摘要：大学物理实验课作为工科大学生进校后的第一门基础实验课，是学生接受系统实验方法训练的开始，也是培养与科学技术发展相适应的能力的开始。本文分析了国内外大学物理实验教学现状与特点，介绍了我校大学物理实验模块化教学改革的动向和思路。关键词：大学物理实验；教学改革；模块化中图分类号：G642.423文献标识码：B文章编号：1672-1578（2015）01-0282-02大学物理实验是高等院校理工科学生必修的一门基础课程，是对大学生进行科学训练的重要课程之一。近年来在模块化教育观念引导下，我校普通物理实验得到了很大的发展，实验教

2、学体系、实验教学内容和教学手段、实验教学运行模式以及实验考核等方面呈现出一些新的动态，概述如下。1.新的实验体系新的实验课程体系以传授知识为基础，以提高学生的素质为核心，以能力培养为重点，打破了原普通物理实验课力、热、电、光部分相互独立的模式，循序渐进分阶段安排实验，每个阶段涵盖力、热、电、光各一定数量的实验项目，分预习、基本训练、提高、深入和设计实验等五个阶段进行实验循环，对每个阶段的训练都有明确的目标和要求。8除基础实验必修课外（主要在大学一年级第二学期开设），还开设”设计性物理实验”选修课（主要在大学二年级第一学期开设）。该实验是在教师指导下，以课题形

3、式进行，课题具有实践性、设计性、综合性和研究性。设计性实验大多是将传感器、计算机应用于物理实验。在课题进行的过程中，教师鼓励学生充分发挥主动性，独立进行设计和研究，极大地激发了学生学习兴趣，增强了实践能力和创新能力。我校对数理系、电子系、化工系、生物系、建工系、计算机系六个系20个专业的学生开设物理实验课程。可以开设的实验项目达35个，学期初通过与各个专业的老师进行沟通，根据不同专业要求开设不同实验，所开实验能促进学生对本专业的进一步学习，加大了实验教师工作量。2.新的实验内容8过去的大学基础物理实验教材基本上是各自为阵，不少学校采取讲义的形式，这些无疑与二

4、十一世纪的发展是不适宜的。新的教材体系有三大特点：（1）实验误差分析和处理新思想以及先进的数据处理软件（Matlab、Oringin等）贯穿每一个实验项目中；（2）近代物理、综合及应用性实验中融进一些现代物理思想与实验思维方法，以增加学生的知识密度拓宽思路；（3）设计性实验占一定的比例，这部分只提出实验原则、思想和要求，让学生自己思考具体原理（公式）、实验方案，这样做有利于学生综合能力和创新意识的训练。实验内容涵盖力学、热学，电学、光学、原子物理学的内容，与我校的模块化改革相配套，具体实验模块（分四大模块）如下：预备性知识模块、预备性实验模块、基础性实验模块

5、、创新性实验模块。大学物理理论教学教师也参与到物理实验的教学工作中，促进了大学物理理论模块和物理实验模块的融合。3.新的实验运行模式每个班级分a、b、c、d四组，每一组一般有20人左右，一人一台套，每个老师同时指导20个学生，有利于及时掌握每个学生的实验操作情况。同一时间段内（例如三个学时）四组学生对应做A、B、C、D四个实验，然后交换实验项目，循环次数提高。对于实验场地有限，实验仪器欠缺的高校，少台套大循环可以有效解决教学资源短缺的问题。实验室的开放时间就必须相应增加，全天开放实验室。国内很多高校实验课也达到了一定的开放性，从时间上（全天开放或者分时段开放

6、），空间上开放所有实验室以及实验项目（不同专业的学生可以选择不同的实验）。4.新的实验教学手段4.1计算机技术已广泛应用在普通物理实验教学和管理上，主要体现在以下几个方面：8A、采集处理数据-计算机采集处理实验数据的方法目前已用于定性、定量的研究之中，它不仅适合电压信号的采集处理，同时还适合非电压信号的采集处理，利用计算机运算速度快的特点，结合先进的数据处理软件和数学方法（最小二乘法、逐差法等），能快速进行平均值、误差以及不确定度的计算。B、计算机的仿真模拟。远程仿真实验是一种充分融合仿真技术与网络技术的全新教学方式。C、利用计算机进行网上教务管理。利用计算

7、机进行网上教务管理后，教师与学生的许多联系可以通过网络来实现。目前许多学校网上教务管理主要设有网上实验论坛、通知、教学文件和实验室信息的浏览、教学信息反馈系统，教学效果调查等栏目。4.2电视显微技术在物理实验中的应用。过去各高校测量材料的杨氏模量都是采用拉伸法，现在利用CCD摄像及电视显示方法测量材料的杨氏模量与传统的测量方法相比有以下优点：A、将高新技术引入实验中，使学生尽早接触新科技；B、物理概念清晰、易于理解。C、仪器结构轻巧、简单；操作方便，重复性好，减少了光杠杆引入的误差。4.3DSP是”8数字信号处理”的英文缩写，已广泛地运用于高科技研究和尖端技

8、术领域及日常生活之中，如人工智能、语言识别、雷达、声