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大学物理实验论文

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大学物理实验论文

大学物理实验论文范文第1篇

(一)学生发散思维的培养

发散思维是创新思维的核心部分,解决问题的过程是发散——集合——发散的循环过程。大学物理实验教学是一种基于创新思维框架下的由发散到集合,再由集合到发散的循环过程,通过培养学生的发散思维,从而达到培养学生创新能力的目的。例如:学生在进行固体密度的测量实验时,就要考虑到该固体是否规则,在液体中的悬浮状况,是否溶于液体等,因此,在多种可能的情况下,学生就要探索不同的实验方法,调动发散思维,从而实现掌握知识,提升自身的创新思维能力。

(二)实验过程是学生发散思维的训练过程

物理实验是围绕一个既定的问题开展的,学生需要调动自身的多种思维能力,运用各种思维方法,例如:综合、分析等,只有这样,才能真正的实现实验目的。在这个过程中,学生的逻辑思维得到了训练。例如:在进行“偏振现象”研究实验时,要求学生设计出各种光路,使之产生不同的偏振光,进而观察不同条件下的实验现象,并进行相互对比。实验前,学生要根据自身掌握的知识,进行科学的假设,做好实验设计;实验过程中,一步步进行验证。类似的实验探究活动能够帮助学生有效的将逻辑思维融入其中,并提升学生的科学探究能力和创新思维能力。

(三)学生在物理实验中提出质疑,进而提升批判思维能力

传统的“一言堂”很大程度上抹杀了学生的批判思维能力,新课改中明确提出,要积极培养学生的创新能力,而批判思维的形成,恰恰是创新能力培养的关键环节。因此,教师在实验教学过程中,理应鼓励学生提出质疑,并带着质疑在实验中加以批判、验证。例如在进行钠光灯波长测量时,有些学生发现测量值与理论值不相符,在深入研究后,发现钠光是由双黄线构成的,即两种波长的混合值,并受到实验环境的影响。学生在物理实验中提出质疑,进而提升了批判思维能力。

(四)学生在物理现象分析过程中形成直觉思维能力

很多物理实验现象需要认真观察才能捕捉到,因此物理实验不仅要求学生掌握好时间,具备逻辑推理能力,还要具备一定的分析预见能力。例如伽利略首先直觉地判断“重物先落地”是错误的,然后通过一次次的实验,得出物体的落地速度不因重量而改变的结论,了亚里士多德“重物先落地”的说法。

二、大学物理实验教学存在的主要问题

(一)教学设备单一,实验仪器高度集成,学生的动手能力受到制约

物理实验仪器的技术含量越来越高,实验仪器高度集成,很多实验步骤都无需学生动手,这样会使学生的动手机会越来越少,动手能力提升缓慢。机械的实验操作,也很难让学生对各种实验原理和设计方法有所了解,更别说创新了。

(二)教学内容陈旧,内容较多

目前物理实验教学内容多是以验证性实验为主,而培养学生创新思维的综合性、设计性实验相对较少,并且在实验教材中,对实验的原理、方法甚至实验数据的处理方案都一一列出,学生做实验的任务就是机械操作,并得出已经知道的实验结果。这样的实验,对于学生巩固所学知识有很大帮助,但对分析能力、设计能力、创新能力的培养却是意义不大,甚至会使学生养成懒惰、不善于动脑的习惯。

(三)教学模式落后

一直以来,物理实验的教学模式多是沿袭传统教学模式。学生被动接受教师“无微不至”的讲解,然后按部就班地顺利完成实验。看似一片“和谐景象”,但是真正的教学目的却没有达到。随着教学改革的不断推进,这种教学模式已经显得落后。

(四)实验教学过程限制颇多

由于实验教科书的指导相当详细,教师只要监督学生一步步完成实验即可,因此在实验教学过程中,教师仅起到了“监工”的作用,而教师的引导作用却无从体现,学生也无法发挥创新能力,甚至还受到教师的诸多束缚,例如:当提出异议时,教师会认为学生不听话(书中已经写得清清楚楚,偏要提出不同意见),并认为是故意找茬。另外,由于实验课时较少,教师力争在有限的时间内完成大量的实验教学工作,也有意压缩学生探究、验证质疑的时间,从而导致学生的实验效果看似显著,实则问题颇多。

(五)实验室缺乏创新环境

高校的实验室往往定时开放,并且很多实验内容也未能面向全体学生(主要指本科生)。学生的很多创新思想不是因缺少实验仪器,就是因仪器使用受限而被扼杀在摇篮里。另外,实验室在师资力量上,也存在严重不足,很多教师多年都未获得过继续深造的机会,自身的专业知识和教学理念仍停留在多年前。这样培养学生的创新能力便很难达到良好的效果。

三、大学物理实验教学改革

(一)改革实验课程体系,培养学生创新思维能力

根据物理实验自身的研究方法和规律,建立从易到难、由单一到综合,循序渐进、逐步提高的大学物理实验课程教学体系。在大学物理实验课程教学体系中,重视实验选修课的设置,满足人才培养的需要,给学生创设创新活动的空间。增加设计性、综合性实验的比例。鼓励学生灵活运用分析、归纳、判断等思维方法,在头脑中形成直觉和想象,构思实验方案,培养学生创新思维能力。

(二)开放物理教学实验室,提高实验经费投入

实验室要面向全体学生开放,时间也不局限于上课期间。从设备的安全及使用效率考虑,可指定专门教师指导和管理,但不能扼杀学生实验的积极性。学生如需动用贵重仪器,可征得管理教师同意后进行。随着物理实验要求的提高,高校应加大物理实验经费的投入,并做到专款专用,同时还要预留出更新设备的资金。另外,高校还应该注意仪器设备的科学使用,提高设备的使用效率,尤其是一些大型仪器设备。

(三)更新理念,增强创新意识

创新不是一时的凭空捏造,而是要具备创新意识和相关的知识储备。由于教师在培养学生的创新意识方面起着引领作用,因此作为教师,首先应具备创新教育的理念,并应用到教学中去,才能正确引导学生创新学习;其次应加强创新知识的学习,具备精深的专业知识和宽泛的综合知识,掌握社会文化、科技发展的新动向,注重对新理论、新技术和新信息的了解,并将这些知识融入到大学物理实验教学中去,才能引导学生把知识学活,有效地培养学生的创新能力。

(四)注重培养学生实验方法,促进学生创新潜力的发挥

要将科学发展史贯穿于大学物理实验教学中,注重科学思想发展史的教育。例如:在电磁感应实验中,介绍法拉第在仔细分析电流的磁效应基础上,认为电流既然能产生磁场,反过来磁场也应该能产生电流,因此提出了磁能生电的假说。尽管在实验中经历了无数次的失败,但他信念坚定,最终发现了电磁感应现象,让学生感受科学探索的艰辛历程,把学生融入到科学家的思维情境和发明创造的氛围中,促使学生将自身的学习和人类社会的发展有机结合起来,更加积极主动地吸收人类社会的先进思想。同时科学家的创新思维方法又可以从方法论上指导学生的学习,使学生主动地从不同视角创造性地思考问题,从而有利于培养学生的创新意识,挖掘学生的创新潜力,提高学生的创新能力。

(五)利用信息技术,开拓创新思维空间

大学物理实验论文范文第2篇

该实验所要到达的目的概括起来主要有5点:1)让学生观测乐音间的差异以及与噪音的本质差异;2)研究乐音间(频率或周期)的关系;3)探究乐音悦耳和谐的原理;4)感受古人之伟大(体验“三分损益”制管乐器,体验“十二平均率”);5)让学生学会示波器的使用,了解虚拟仪器的应用.

声音是一种机械振动,它是一种可在特定媒介中传播的机械波.而乐音是一种有别于噪音的特殊声音,它经常是悦耳的,当然可作为一种信号被感知.它可发自一个腔体,这个腔体可以是动物的喉咙,也可以来自乐器,如管乐或弦乐器等.

要让学生看到不同声音的差别,包括不同乐器发出乐音的音色差异,了解乐音悦耳的原理,理解其组合在一起的和谐原理.感受分辨这些信息,需要借助声音探测器(如麦克)以及显示装置(如示波器)等.因此这个实验的核心目的之一就是让学生了解示波器的功能并有机会接触虚拟仪器.但仅仅了解示波器等装置是不够的,其目的之二是借助示波器通过观察和测量了解乐音和噪音的差异,了解乐音的构成要素,如响度、音色、音调高低、时长与观测声音信号的强度、波形、周期和频率与持续时间等量的对应性.目的三是研究不同乐音之间的关系.比如一个有八度差异的高低不同的同一个音的频率关系,如Do和高音Do,研究一个八度各音阶的频率关系.目的四是在时域分析之外引入频域(频谱)分析的概念,探究乐音悦耳的原理,以及多个特定乐音组合(如和弦)让人感到和谐动听的原因.最后让学生了解“三分损益”方法来制作发音排箫,以及验证“十二平均率”,进而让学生了解音乐与数学的科学关系,体会中国古人对世界音乐文明做出的了不起的贡献,以期增加学生们兴致及民族自豪感和自信心,这是相当重要的.

2大学文科实验仪器与装置

实验硬件将由发声部分、接收部分、显示分析部分组成.发声部分可以是真实乐器(笛箫、小提琴、二胡等),也可以是电子琴(可以模仿若干种类的音色);还可以是自制发音腔管,其腔长可调控,如用试管注以不同水位吹响可发出音响,还可以是软管;可以是自制的带移动琴码的单弦琴,其弦可调控松紧控制发声频率.可用声频信号发生器将信号经功放后由音箱放出,信号可直接接入后续的接收单元,以显示与分析信号的特性.在接收部分,发出的声音可由麦克接收转变成电信号,可考虑使用计算机用的微型麦克接入带声卡的计算机.

显示和分析部分的功能可由示波器或计算机来实现.乐音信号可在时域和频域被展示出来,即可以得到如波形、强度、主周期或频率的时域信息,也可以得到频谱成分强弱分布的频域信息.用计算机编制的特殊界面,如LabVIEW界面(其实例见图1),可实现乐音的显示与分析.我们可以分析录制的波形文件,也可以直接分析采样接收即时的声音信号.总之实验需要乐器、模拟电子琴、琴弦、腔管、声频信号发生器、耳麦、有源音箱、示波器、计算机(配有声卡和LabVIEW软件)等硬件设备即可开设该课程.过去书本中枯燥的示波器的应用实验被巧妙地融到该实验之中[3],同时先进的计算机虚拟仪器技术(用LabVIEW实现)也被学生接触到了.事实上学生在实验中不会再感到枯燥乏味了.

3实验内容

在教学课件的设计中,不同以往先给出原理,再列出实验步骤,给出实验要求和问题讨论等讲义写法,为了让学生感兴趣主动思考并查阅知识,在指导书上先预设了若干个引子,之后才提出了一些问题供学生思考,并在适当的位置给出提示和知识点讲解,或者先提出适当开放的问题鼓励学生预习时上网预先查询,或上课时利用实验室开放的Wifi环境即时上网,以期让学生养成了主动查阅知识掌握原理的好习惯,而不是被动地被灌输知识.

在指导材料的引子中谈到了“音乐之神奇”[4]:“提起音乐,大家都会感受到它的无穷魅力.有人说‘音乐是一种美妙的宇宙语言’,它能描述出世间万物传达出万种情感,它很容易让你‘感染’上喜怒悲伤,紧张和放松,让你体会到雄伟与悲壮,感受到缠绵和无奈,甜美和苦涩;‘它是一只神奇的魔笔’,它能给你以形象,描绘出一个场景,展示出一幅画卷,让你‘看到’事物美与丑,刚与柔,它能展示出气势的恢弘与凄凉,让你感受阳光的明媚以及黑暗的阴森和恐怖.它让人徘徊在梦幻与现实之间,可给人以压抑、或者引起亢奋、亦或是紧张感,它也会给人以无尽的向上力量…….音乐是个乐音的集合体,它发自不同乐器和我们喉咙,不同高低、不同强弱、不同时长的乐音按着一定顺序如诗一般的流淌.有时它可以是涓涓溪流,有时它可以是奔腾怒吼的大江.那音乐的魅力到底来自何处?……”.我们相信这样就叙述就比较适于引导学生以自然的非生硬有文彩的方式接触实验专题.在小知识点提示里,我们谈到了毕达哥拉斯,谈到了数学与音乐的和谐,谈到了信号的频谱理论,谈到傅里叶和亥姆霍兹在物理学和生物医学方面对音乐的贡献[5-6],谈到了中国古人在音乐方面对世界文明的伟大贡献,谈到了“五度相生律”和“十二平均律”,谈到了《管子》和《吕氏春秋》中记载过的用“三分损益法”来生乐音制萧事情,我们也给出了特定音调的一个八度音程内各个音符的频率定义,进而为后续学生测量乐器发出音响的音准和比较各音的关系埋下伏笔.如谈及中国古代的“三分损益法”发明:“中国春秋战国时期的《管子》、《吕氏春秋》记载过古人研究过如何用此法制备竹管乐器[4,7].他们以一根长约8寸的发音竹管为标准,记为‘黄钟’音(相当于Do),再截取长约为其2/3(长约5.2寸)的另一竹管,可以吹出另一个高五度的音,记为‘林钟’(相当于Sol),再将这5.2寸的竹管接上其1/3对应长度约7寸的竹管吹响可以得到比‘林钟’低四度‘太簇’音(相当于Re),如此循环操作,做1/3比例的‘损’和‘益’,便可以得到在一个八度内几乎所有乐音(Do,Re,Mi,Fa,……)”.上课时给出“三分损益法”示意图,从中可让学生总结出各个音的近小整数比关系,因为学生知道管长决定乐音频率的道理.从而引起学生对多乐音组合(如和弦)和谐动听的理解或猜想,并为指导学生后续自制排箫奠定原理基础

4大学文科教学过程控制

教学过程控制先学会示波器的使用,如通过了解已知频率的周期信号如何在示波器上正确显示的过程,让学生学会如何使信号稳定,并能得到如信号幅度、周期,进而得到频率等信息,并和信号源显示的信息(或已选好的频率值)对照,以期增加学生的自信心.让学生观察由乐器产生的乐音信号在示波器上的形态,首先了解到了乐音的(准)周期性,让学生看到不同乐器音色在波形上体现出的差别,让学生看到乐音的长短和时间上的稳定对显示难易的差别.学生很容易分辨出管乐(如长笛)与弦乐(如小提琴)的乐音信号波形的持续稳定性,以及键盘乐器(如钢琴)的声音的脉冲特性,同时看到了各种乐器波形(偏离正弦波)的非对称性或不规则性,进而适时引出频谱成分的概念.研究较单纯的(单一频率低的正弦波)声波(纯音)构成的一个八度音阶Do,Re,Me,Fa,Sol,La,Ti,Do(如C调的1,2,3,4,5,6,7,1·)的频率关系,可直接利用显示波形来得到周期和频率信息,总结出其间的小整数比关系,尤其是高低不同的同一音的频率关系,进而修正音阶频率等间隔的错误印象.也可以利用合成出来的李萨如图形将所研究乐音信号与已知信号源信号比较得出频率关系.针对管腔发音的结构,如可吹响的试管或竖笛,研究乐音的组成,让学生看到它实际是由一套纯音(单一频率正弦波)按比例组合而成的,一般被称之为主音(principal tone)与泛音(overtone)的组合,又被称为与倍频音(multiplied tones)或谐音(harmonic tones)的组合,了解主音和泛音之间的频率成倍关系,进而理解为何越“纯净”的音越好听的道理.也引申出傅里叶频谱分析与合成的原理,以及了解亥姆霍兹是怎样通过研究乐音的成分与相互作用开创性地研究乐音对人类生理与心理施加影响的.可让学生先用注水的方式得到有不同空气柱高度的试管,然后吹出八度音阶,分别比较其(主音)间的频率关系.适时引出自行设计的适宜频域分析的Lab-VIEW界面,对发出的声音观察频域上的频谱特征.可故意制造噪音,观察其频谱形态,然后可用试管发声比较前后信号的频谱变化,进而佐证为何纯音好听的说法.再观察单弦拉动和吹试管所发声音的频谱特点,进而总结出倍频关系,从而联想到固定长度的腔或弦共振时可支持多种可能频率波的驻波的物理原理解释.可让学生由塑料吸管制作发音簧片,研究其前端预留长度与可吹出音的高低关系;可研究笛子或箫的孔的排布位置,以及放开和按住哪些孔组合对发出声音高与低的影响;可研究和弦和谐原理,如Do,Me,Sol构成的大三和弦的和谐道理,让学生发现其单独各个音倍频之间周期性重叠的关系;由Do,Me和Re,Ti 4个音弹奏乐段,让学生感受贝多芬“命运交响曲”引起的从快乐到压抑的情绪产生的原理.

5教学效果与学生反馈

事实证明,此次教改是成功的,学生热情高涨,争抢着选择上“乐音研究”实验,甚至不顾有否成绩也要旁听.教学效果极好,学生受益颇多.从抽取的部分学生反馈意见中也能看到这些.

有学生在报告后写到:“我以前听音乐,只是出于对音乐的那种动人的感觉,并未意识到其背后与频率的关系,虽然小的时候,也会用药瓶子加些水吹出一些简单的音,但并未深入地了解过背后所蕴藏的科学原理.和谐之音其实就是在人耳可听到的范围内,几个单音的公共频率越多,那声音就更和谐.而噪音则是由太多频率不同的音,尤其是相位无规律的音合起来的音,这样无规律的组合使声音变得噪.音阶也是如此,音调的高度与频率跨度的关系,仿佛是种巧合却又是种必然,让人越发地感到科学的神秘力量和魅力.我们可以利用频率不同的单音,制造出更美妙的和弦,这一艺术与科学的结合是如此神奇,而又如此美妙……”

另一位学生写到:“今天我‘看见了’乐音!我一直很喜欢音乐,初中的时候也了解了乐音的本质是机械波,可它是书本上的知识,没有亲手实践过,这次实验对我的冲击很大.第一次使用示波器(以前只见过插图),在老师的指导下我看到了一列列的正弦波,它们就是能陶冶情操的音乐呀!和信号源的组合,我看到了一个个的李萨如图形在显示屏上变化,十分有趣.老师还以“命运交响曲”为例讲了和弦伴音的秘密,我听得很入神.不仅老师讲,我还亲自实践自己造琴,在同学的帮助下我完成了对琴的测量,很有成就感.发现实验原来也可以这样做,好奇什么就做什么,不懂什么就自己探索,十分开放、引人探索,只是一节课时间太短,关于乐音也只是了解了初步,音乐不仅是音乐,还是物理,还是数学,音乐的美使我看到了数理的美……”.

6结束语

大学物理实验论文范文第3篇

大学物理实验教学虽然重要,但当前发展现状并不值得乐观,在许多高校普遍存在以下方面的问题:一是实验内容陈旧,据有关统计,60%以上来源于经典物理,反映当代物理发展的新趋势、新方向的内容较少;二是实验项目类型缺乏新意,现行的大学物理实验开设的实验大多是一些验证性、仿效性的实验,设计型的、创新型的实验很少,这既不不利于激发学生做实验的兴趣,更难达到培养学生创新的能力;三是考试考核方式方法落后,目前大学物理实验考核办法基本上是沿袭传统方法——统一时间,让所有学生做同一个实验,在根据学生完成的实验报告给予评分,既不重视学生做实验的过程,也不看重学生在做实验过程中表现出来思想、能力,因此,考试难以做到客观准确;四是教学管理落后,多数高校的大学物理实验教学的管理仍停留在传统的教学管理模式和水平上,未能充分利用信息技术革新的优势,学生只能按照学校的课程计划一成不变地去做实验,导致大量的实验资源(仪器设备、师资)闲置,未能发挥应有效益,开放性实验形同虚设,致使许多有兴趣、有天赋潜能的学生的要求难以得到满足。凡此等等,我们必须认真思考并回答——当今大学物理实验教学向何处去?

2信息化是大学物理实验教学的发展趋势

大学物理实验教学信息化就是以计算机、互联网等信息化技术手段带动实验教学、管理的科学化、现代化,以提高实验教学质量和效益的过程;它是将现代信息技术与先进的管理理念相融合,转变大学物理实验教学的方式方法、师生教学互动模式、管理模式、成绩评定模式,重新整合大学实验教学资源,提高实验教学质量、提高大学生科学素质和科研能力的过程。大学物理实验教学信息化管理的精髓是信息集成,其核心依托计算机数据库及其网络平台,数据管理系统把实验教学项目的选择、方案的设计、时间地点的安排、仪器的配置与准备、指导老师的选择、实验报告的撰写与收集、实验成绩的评价等各个环节集成起来,形成师生及管理者共享资源、信息,实行最优化原则来提高现有实验仪器设备的利用效率,充分发挥教师的能动性和积极性,同时在尊重大学生的自主性的基础上,激发其学习的兴趣、发掘其学习潜能,从而使大学物理实验教学取得良好的教育、教学效果。相对于传统的教学模式,实验教学信息化具有二大特征:一是改变实验教学的传统管理模式,实行立体全方位管理,实现对教师、实验课堂、实验设备、学生全面管理的管理目标。就得要求对实验教学管理进行深化改革,在现有信息资源共享的基础上,使教师与学生、教师之间、实验教学部门与理论课教学部门之间以及负责实验教学的部门与学校相关部门之间交流和沟通更直接,从而大大提高管理效率,降低管理成本。二是运用信息技术对实验教学的各个流程和环节(如教师、学生、教学过程、作业批改、成绩评定等)实行有效控制和管理,实现各种要素配置最优化、各个环节紧密结合而达到最合理化,即能实现资源共享,又可以达到实时监控。是故,信息化是当代大学物理实验教学发展的趋势。

3加大教改力度,实现大学物理实验教学信息化

实现大学物理实验教学信息化是一项较为复杂的系统工程,至少应进行以下几方面:第一,实验项目开设选择信息化改革;现代科学技术(物理学更甚)发展日新月异,作为物理学的基础课程——大学物理实验,其内容的选择必须与时俱进,体现现代科技发展变化的时代风貌,反映其时代特征。要开设好大学物理实验项目、确定实验内容(既适合本校学生的实际,又要体现现代科技发展要求),就要充分利用互联网等信息技术,搜集国内外大学物理实验开设的情况,通过网上调查,确准了解、把握本校学生的学习基础等实际情况,确定开设实验项目,并随着情况变化而不断调整,以确保大学物理实验教学目的的有效贯彻。第二,实验教学管理的信息化改革;实验教学管理信息化可分为三个层次:最高层次是学校层次,中间是教学系部层次,最后是实验管理员和任课教师层次。传统意义上的实验教学管理仅仅集中或注重中间层次,学校很少掌握实验教学的有关数据、信息,对开设了些什么实验项目、是谁主讲、实验计划、进度等等很少过问,这往往导致实验项目开设缺少顶层设计与指导,降低该课程教学目的的全局性、前瞻性;传统的实验教学管理也不太重视最低层次的管理,导致管理难以做到具体化、精细化。[3]由于信息技术的进步,为实验教学管理实行全面化、三层次协同化提供的技术支持,充分利用计算机和互联网等信息技术平台,学校从宏观上进行设计、指导,系部进行具体规划管理,将学校的意图、指导思想传达给授课教师,并将教师反映的信息数据汇总存档保存,同时向学校有关部门报备;教师与实验管理员合作,收集授课对象——学生的有关信息数据,在此基础上开设具体的、切实可行的实验项目计划,制成电子文档,发送给系部管理者。如此,对实验教学管理既可宏观调控,又能具体、精细到人,甚至到每一节课、每一个实验。第三,实行教学计划、教学方案、教学内容等有关课堂教学信息化;[4]实验教学是以学生为主体、教师为主导的双边活动,教学能否取得预期效果(使学生掌握相关知识、发展能力等)其关键在于教师的所作所为。教师的基本能力素养是比较稳定的,难以短时间内得以提高,但课前准备工作(主要包括教学计划、教学方案)可以做得尽可能的完善完美。将实验教学的内容、教学计划、教学方案进行信息化,能产生两个方面的良好效果:其一,科学合理的教学计划、适用完善教学方案公诸于网上,可供同行学习、参考,提高学习者的教学水平;其二,教学新手或教学水平较差的将其教学计划、教学方案公诸于网上,可以得到同行或水平较高者的帮助指导,再改进自己的计划与方案,快速提高自己的教学能力和水平。第四,学生课堂学习、实验操作信息化改革;[5]现代教学理论研究指出,现代课堂教学方式正向大众化和个别化方向发展。利用计算机、视频监控和互联网技术,将学生的课堂学习、实验操作实行信息化,教师可以轻松地监控整个课堂或多个课堂(主要是开放性实验)情况,尽可能地实现教学大众化,克服传统实验教学受场地和人数限制的缺点;另一方面,学生通过计算机和视频设备与指导老师直接对话,接受一对一的个别帮助与指导,实现课堂教学的个别化。第五,实现实验教学效果评估、考核、总结信息化;评估、考核是检验教学效果的方法手段。对学生实验考核实现信息化,即学生在装备计算机和视频监控设备的实验室完成考试考核,教师既可以得到学生考试的结果如实验报告,又可以了解掌握学生实验操作的过程,综合二者的情况,给出的成绩会更加科学合理;同时,利用计算机对试卷进行评判,可以减少人为因素,使之更为客观、高效,使教师从繁重枯燥的阅卷工作中解脱出来。每个学期或每门实验课程结束,教师写好总结与心得,电子文稿存档汇总,既可做考评依据,又可与同行或他人进行相互交流,或提高自己,或帮助他人。信息化是大学物理实验教学的发展趋势和方向,是一项富有挑战性的工作。需要我们不断地研究、探索、尝试,不停地总结经验教训才能逐渐地走向成熟、完善。

作者:周文真 单位:湖南科技学院

参考文献:

[1]胡成华,史玲娜.大学物理实验教学创新模式的探索与实践[J].物理与工程,2012,(1):44-46.

[2]王素红.大学物理实验教学改革的尝试[J].工科物理,1998,(6):32-33.

[3]黄英群,王秀娥,赵佳,刘漪.大学物理实验计算机与网络辅助教学研究[J].中国地质教育,2007,(4):115-117.

大学物理实验论文范文第4篇

物理实验课程是一门实践性很强的基础课程,传统的实验成绩评定是根据学生完成实验的情况给予评定的,通常是教师根据学生实验课的表现与实验数据的处理来评定的,因此具有很大的主观性,不能完全客观地反映学生实验能力的差异,这也是部分学生对物理实验不感兴趣的主要原因之一。

2虚拟仿真实验教学的优势与不足

在引入虚拟仿真实验教学平台以后,我们开始尝试使用新的虚拟实验室,选取了部分学生参与虚拟实验的教学过程,让学生和老师共同参与虚拟实验的设计、调试和研究。经过几年的教学实践,我们取得了一些初步的经验和结论。

2.1虚拟仿真实验可以丰富实验教学的内容

作为传统物理实验内容的重要补充,虚拟仿真实验也是学生认识物理现象,掌握物理知识的,培养实验能力的一个重要的途径。我们通过教学实践发现,虚拟仿真实验具有很强的可设计性,既可以完成一些传统的验证性实验,也能开发成为具有创新性的设计性实验和综合性实验,特别是对于一些物理原理较复杂的、实验图像较明显的力学和光学实验,使用虚拟仿真教学,更能激发学生学习物理实验的兴趣,增强学生的求知欲望。因此,恰当地使用虚拟仿真的实验内容不仅可以丰富传统的实验教学内容,也可以提高学生学习物理实验的兴趣。

2.2虚拟仿真实验有助于转变单一的教学方式

虚拟仿真实验的优势还在于可以转变单一的实验教学方式,学生通过计算机仿真软件,进入交互式的,友好的仿真界面,可以在无教师指导的情况下,自主地完成一些较为简单的仿真实验,得到相关的实验结论。因为所有的实验仪器都是虚拟的,因此学生可以进行多次尝试,也不会造成仪器的损坏,特别是对于一些复杂地,较危险的实验,虚拟仿真实验更是不可替代的。另外虚拟仿真实验还可以打破时间和空间的限制,仿真实验可以不用在实验室里完成,也可以在课后独立完成,这对于学生进一步学习和探索物理实验是非常重要,也可以极大锻炼学生的动手能力和创新能力。

2.3虚拟仿真实验有助于客观地反映学生的实验水平

除了让学生独立地完成普通的虚拟实验,我们还进一步鼓励学生参与虚拟仿真实验的设计和开发,让他们学习一些虚拟仿真软件(例如LAB-VIEW,MATLAB/SIMULINK)的基本知识,通过对实验原理的深入理解,抽象出物理模型,利用虚拟仿真环境,构建虚拟的实验仪器,最后调试仪器,得到正确的实验结论。这样既能客观地反映学生对实验目的、实验原理、实验步骤、实验图像和实验结论认知的全过程,也能全面反映学生完成实验的真实水平,也有利于对学生实验成绩客观评价,形成个体差异,提高学生学习物理实验的兴趣和成就感,从而提高物理实验课的教学质量。

2.4虚拟仿真实验在教学和管理上的不足

虚拟仿真实验不能完全取代传统的实验教学方式,它只是传统实验教学方式的重要的补充。在教学中我们也发现虚拟仿真实验的开设需要学生预先学习和掌握一些基本的计算机知识,需要学生对物理原理和物理模型有较深入的理解,另外学生参与虚拟仿真的信心和经验也是制约虚拟仿真实验教学成败的主要原因。此外,在虚拟仿真实验室的管理上也存在一些困难,特别是对虚拟仿真系统的开发和维护上更需要一些专业的管理人员,这也对实验室设备的管理上提出了更高的要求。

3结论

大学物理实验论文范文第5篇

物理学所研究的规律在自然界中具有最基本、最普遍的意义,是现代医学不可缺少的基础。医学物理实验能使医学生在科学实验能力和方法上得到系统的训练和培养,为学习后续课程和将来从事专业工作打下坚实的基础[1]。随着科学技术的迅猛发展,对人才的培养提出了更高的要求。物理实验教学也必须与时俱进、进行改革才能更好地培养医学生的知识结构和科学素质。

1.物理实验教学普遍存在的问题

1.1实验课程教学内容存在问题

实验内容陈旧、甚至个别内容与中学物理内容有所重复。附属于大学物理学理论课的教学,无独立的教学体系。医学专业医学物理学实验课的教学学时较少,无法进行系统教学训练。医学物理学的学时安排一般是:理论部分50-60学时、实验部分30学时左右。然而,人民卫生出版社出版的《医学物理学》第五版教材所提出的理论部分教学参考学时数为72-108学时。本部门的理论部分43学时、实验部分21学时左右。对于物理基础相对比较薄弱的医学生而言,如此少的学时很难学到应有的知识。另外,实验教学无医学院校的特色,医学物理学实验内容与工科物理学的实验内容完全相同,多为验证性试验、纯物理实验、理论性强而实用性差,与医学生的后续医学课程关联性不大,不利于增强学生学习物理的兴趣和求知欲。

1.2实验教学资源有限

由于经费不足致使全国各医学院校的物理实验教学普遍存在实验仪器老化、实验内容陈旧的现象。这种情况使得实验教学计划很难完成,同时也极大地影响了学生的学习兴趣。比如粘滞系数实验,由于玻璃容器重心高容易损坏,一轮实验下来,完好的玻缸所剩无几。容器的生产厂家由于利润少已停产,下学年的粘滞系数实验实施起来非常困难。

1.3物理实验课开放不足

这一点在我院实验教学中体现的淋漓尽致。其原因为:(1)考虑到实验过程中的仪器损耗和实验开支以及管理难度的加大。(2)在医学类院校中,专任的实验师特别是高级实验师相对匮乏,一般都是由专业任课教师兼职,若加大实验室的开放力度无形地就增加了这些教师的工作负荷,直接制约着教师自身水平的发展和提高。在这样的背景下,学生完全处于一种被动的状态。实验对他们来说,收效甚微,难以培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。

2.物理实验教学的几点思考

这些医学物理实验教学中存在的问题,制约了学生知识结构水平和科学实验能力的发展。为改变这种状况,我们尝试在医学物理学实验教学中采用多层次实验内容、多方式教学手段,多样化实验评价等方法以期达到好的教学效果。

2.1教学内容上采取分层次教学

在实验项目里删去与中学相同或相似的实验,删去与医学联系不大的验证性实验内容,考虑临床医学、药学、检验、影像等各种专业的特点,尽量在实验内容中增加与医学、药学等有关的部分,重视开设物理学前沿技术水平的实验。可将其分为基础实验、近代物理实验、综合设计性实验。对基础性实验模块的教学安排,其必做的实验内容偏重于基本实验技能和方法的学习,使学生初步了解医学物理学的实验方法和技能,并通过预习逐步培养,自主实验的能力以及完成实验报告书写的训练;对综合性实验模块的教学安排,让学生在教师引导下自己根据专业需求完成综合性实验。教师根据实验性质和安排指导,逐步减少对实验方法和步骤的详细讲解,强调实验中的创新思想,启发学生自主完成实验;对设计性实验模块的教学安排,学生将在实验教师的指导下,原则上自主完成实验。主要培养学生的研究能力,要求学生能自己提出实验方案和实验对象,对学习有新体会的学生可鼓励其学习写实验论文。

2.2教学方式多样化

科学的教学方法是保证教学质量的重要因素。传统的实验教学往往是灌输式教学法,不利于培养学生的独立思考和创新能力。在我们的实验教学中,将问题教学引入我们的实验教学全过程,实验前注重学生对实验原理的认识和掌握,通过提问等形式让学生了解如何根据理论知识设计物理实验,如何设计实验步骤,实验过程中引导学生观察实验现象,善于发现和解决问题,实验后让学生能对实验结果有正确的评价,分析成功与失败的因素[2]。同时,还可以引入现代多媒体教学,建立计算机仿真实验室,充分利用CAJ教学。由于实验仪器复杂、精密和昂贵,有很多实验往往不允许学生单独实践,再加上实验室建设经费有限,不可能购买所有的实验仪器。为此计算机仿真实验可以在相当程度上弥补实验教学在这方面的不足。

2.3学生实验成绩评价多样化