设计性物理实验教学探究

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1、设计性物理实验教学探究　　摘要：设计性实验是根据实验目的、要求和实验条件，由学生设计实验方案，并且基本独立完成自己设计的方案的实验教学过程。通过设计性实验的锻炼，使学生提高运用基础知识的能力，灵活掌握测量方法，有效地分析误差理论。设计性实验提高了学生自主学习的能力，激发了学生对实验学习和研究的动机，培养了学生的兴趣爱好。针对学生的实验习惯，建立科学合理的教学模式，不仅能够提高教学水平，而且使学生在实验中有最大的教学收获。关键词：设计性实验；教学方法；教学改革7按照教育部物理基础课程教学指导委员会制定的《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》中，已经规定了设计性或研究性实验学时在物

2、理实验教学总学时所占比例不低于10%，根据各学校的教学特点和需要，设计性或研究性实验学时控制在25%上下。设计性或研究性实验体现了教学理念和教学方法，由基础性实验综合或拓展构成。通过设计性或研究性实验培养学生了解科学实验过程，掌握科学的思维方法，培养学生的动手能力和团队意识。开放性实验教学的方式能适应现代物理实验教学的要求，它能激发学生的学习兴趣和主动性，促进学生的创新素质和全面素质的提高，符合培养21世纪“具备坚实的基础理论、出色的科学实验能力和勇于开拓的创新精神的高素质人才”的要求。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

3、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，沿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。基础性实验和综合性实验相比有更大的灵活性，实验手段多样，实验过程差异性较大。这样，对于教学方法提出了更高的要求，通过合理的教学方法，培养学生解决问题的能力是最终的教学目的。一、设计性实验对学生不同层次能力的培养7基础性实验主要学习基本物理量的测量、学习仪器的使用、对基本测量方法的理解、误差和不确定度的理论知识掌握，涉及到力学、热学、光学、电学等领域。设计性实验是根据实验目的、要求和实验条件，由学生设计实验方案，并且基本独立完成自己设计的方案的实验教学过

4、程。通过设计性实验的锻炼，使学生提高运用基础知识的能力，灵活掌握测量方法，有效地分析误差理论。设计性实验对学生能力的要求体现在：基本测量工具的使用及误差分析；完成设计性试验基础知识的积累与运用；实验过程的设计与总结；实验报告的撰写。基本测量工具的使用及误差分析主要体现在：基本的测量工具的使用，如万用表、示波器、游标卡尺、温度计和分光计等常用测量工具的使用。根据不同实验的需要选测已经掌握的基础测量工具，不仅要学会基本的操作，而且要学会误差的产生和降低误差的方法。完成设计性试验基础知识的积累与运用主要体现在：设计性实验大多是基础实验的扩展与提高，这就要求学生灵活掌握基础实验，运用所学

5、基础知识分析设计性实验的设计思路。在实验过程的设计与总结环节中，学生要充分发挥身边的资源，学会利用图书和网络等资源查找相关的资料，解决遇到的问题。当一个实验完成后总结实验效果和实验经验，有利于培养学生的独立思考、主动学习以及解决问题的能力。实验设计与操作完成后需要对实验进行总结，也就是撰写好的实验报告。实验报告不仅要包括实验目的、实验仪器、实验设计、数据记录和数据处理，还应该包括误差理论分析和实验体会。通过一个设计性实验让学生充分享受实验的过程，在学习中锻炼自己的实验技能。二、设计性实验的调查课前填写：1.对于没有讲义的设计性实验你获取本实验信息的手段有哪些？A.网络百度B.图书

6、馆查阅资料C.请教其他同学D.问老师2.你认为自己独立完成的实验印象深刻，还是同学之间合作完成印象深刻？7A.独立完成B.合作完成3.你会使用万用表、示波器、电位差计、游标卡尺等基本实验仪器吗？A.一点都不会B.会用一些基本功能C.比较熟悉4.你认为设计性实验课前预习好，还是上课给一段时间预习好？A.前者好B.后者好课后填写：5.你认为教师在设计性实验当中有什么作用？A.讲解整个实验过程B.重点讲解难点C.不讲解6.快速阅读部分，你能抓住难点部分阅读吗？A.能B.不能7.上课前半小时预习对你有帮助吗？A.没有B.有帮助C.帮助比较大7针对不同专业的360位理工科学生，对设计性实验

7、的学习进行调查，经过调查分析，得出的调查结果对我们设计实验有一定的指导意义。调查表1发现有66.7%的学生采用上网方式进行资料查阅，涉及到基本仪器的使用、基本物理量的计算等内容。利用我校建立的无线网络环境，学生可以轻松地通过无线终端搜索需要的信息。这个调查结果提示教学需要不断创新，学生需要经过设计性思考才能得出合理的设计思路。调查表2发现，学生习惯通过小团队进行某一实验。压缩试验人数，扩充单个实验学生数量也有利于教学效果。调查表3发现，大多数学生能够掌握基本仪器的使用。对仪器的主