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設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇一
摘要:為適應(yīng)新時期人才培養(yǎng)需要，在我校教學(xué)項目的支持下，對大四專業(yè)實驗課程半導(dǎo)體物理實驗進行一系列的教學(xué)改革，旨在側(cè)重于學(xué)生的實踐動手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提高。通過兩年的實踐，教師和學(xué)生普遍感覺到新實驗教學(xué)體系的目的性、整體性和層次性都得到了極大的提高，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的調(diào)整，使學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力得到增強，大大提高了學(xué)生的積極性和主動性。
實驗教學(xué)作為高校教學(xué)環(huán)節(jié)中的一個重要組成部分，不僅因為其是課堂教學(xué)的延伸，更由于通過實驗教學(xué)，可以加深學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，拓展學(xué)生的創(chuàng)造思維［1，2］。實驗教學(xué)分為基礎(chǔ)實驗和專業(yè)實驗兩部分［3，4］:基礎(chǔ)實驗面向全校學(xué)生，如大學(xué)物理實驗、普通化學(xué)實驗等，其主要任務(wù)是鞏固學(xué)生對所學(xué)基礎(chǔ)知識和規(guī)律的理解，旨在提高學(xué)生的觀察、分析及解決問題的能力，提供知識儲備［5，6］;與基礎(chǔ)實驗不同，專業(yè)實驗僅面向某一專業(yè)，是針對專業(yè)理論課程的具體學(xué)習(xí)要求設(shè)計的實驗教學(xué)內(nèi)容，對于學(xué)生專業(yè)方向能力的提高具有極強的促進作用［7～8］。通過專業(yè)實驗教學(xué)使學(xué)生能夠更好的理解、掌握和應(yīng)用基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，提高分析問題的能力并解決生活中涉及專業(yè)的實際問題，為學(xué)生開展專業(yè)創(chuàng)新實踐活動打下堅實的基礎(chǔ)［9～11］。
1半導(dǎo)體物理實驗課程存在的問題與困難。
半導(dǎo)體物理實驗是物理學(xué)專業(yè)電子材料與器件工程方向必修的一門專業(yè)實驗課，旨在培養(yǎng)學(xué)生對半導(dǎo)體材料和器件的制備及測試方法的實踐操作能力，其教學(xué)效果直接影響著后續(xù)研究生階段的學(xué)習(xí)和畢業(yè)工作實踐。通過對前幾年本專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)情況分析，發(fā)現(xiàn)該專業(yè)畢業(yè)生缺乏對領(lǐng)域內(nèi)前沿技術(shù)的理解和掌握。由于沒有經(jīng)過相關(guān)知識的實驗訓(xùn)練，不少畢業(yè)生就業(yè)后再學(xué)習(xí)過程較長，融入企事業(yè)單位較慢，因此提升空間受到限制。1．1教學(xué)內(nèi)容簡單陳舊。目前，國內(nèi)高校在半導(dǎo)體物理實驗課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上大同小異，基礎(chǔ)性實驗居多，對于新能源、新型電子器件等領(lǐng)域的相關(guān)實驗內(nèi)容完全沒有或涉及較少。某些高校還利用虛擬實驗來進行實驗教學(xué)，其實驗效果遠不如學(xué)生實際動手操作。我校的半導(dǎo)體物理實驗原有教學(xué)內(nèi)容主要參照上個世紀七、八十年代國家對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)的要求所設(shè)置，受技術(shù)、條件所限，主要以傳統(tǒng)半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)類實驗為主，實驗內(nèi)容陳舊。但是在實驗內(nèi)容中添加新能源、新型電子器件等領(lǐng)域的技術(shù)方法，對于增加學(xué)生對所學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最新前沿技術(shù)的了解，掌握現(xiàn)代技術(shù)中半導(dǎo)體材料特性相關(guān)的實驗手段和測試技術(shù)是極為重要的。1．2儀器設(shè)備嚴重匱乏。半導(dǎo)體物理實驗的教學(xué)目標是使學(xué)生熟練掌握半導(dǎo)體材料和器件的制備、基本物理參數(shù)以及物理性質(zhì)的測試原理和表征方法，為半導(dǎo)體材料與器件的開發(fā)設(shè)計與研制奠定基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，專業(yè)實驗的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)隨著專業(yè)知識的更新及行業(yè)的發(fā)展及時調(diào)整，從而能更好的完成課程教學(xué)目標的要求，培養(yǎng)新時代的人才。實驗內(nèi)容的調(diào)整和更新需要有新型的實驗儀器設(shè)備做保障，但我校原有實驗教學(xué)儀器設(shè)備絕大部分生產(chǎn)于上個世紀六七十年代，在長期實驗教學(xué)過程中，不少儀器因無法修復(fù)的故障而處于待報廢狀態(tài)。由于儀器設(shè)備不能及時更新，致使個別實驗內(nèi)容無法正常進行，可運行的儀器設(shè)備也因為年代久遠，實驗誤差大、重復(fù)性低，有時甚至?xí)玫藉e誤的實驗結(jié)果，只能作學(xué)生“按部就班”的基礎(chǔ)實驗，難以進行實驗內(nèi)容的調(diào)整，將新技術(shù)新方法應(yīng)用于教學(xué)中。因此，在改革之前半導(dǎo)體物理實驗的實驗設(shè)計以基礎(chǔ)類實驗為主，設(shè)計性、應(yīng)用性、綜合性等提高類實驗較少，且無法開展創(chuàng)新類實驗。缺少自主設(shè)計、創(chuàng)新、協(xié)作等實踐能力的訓(xùn)練，不僅極大地降低學(xué)生對專業(yè)實驗的興趣，且不利于學(xué)生實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，半導(dǎo)體物理實驗課程的改革勢在必行。
2半導(dǎo)體物理實驗課程改革的內(nèi)容與舉措。
半導(dǎo)體物理實驗開設(shè)時間為本科大四秋季學(xué)期，該實驗課與專業(yè)理論課半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件、薄膜物理學(xué)在同一學(xué)期進行。隨著半導(dǎo)體技術(shù)日新月異發(fā)展的今天，對半導(dǎo)體物理實驗的教學(xué)內(nèi)容也提出了新的要求，因此，要求這門實驗課程不僅能夠通過對半導(dǎo)體材料某些重要參數(shù)和特性的觀測，使學(xué)生掌握半導(dǎo)體材料和器件的制備及基本物理參數(shù)與物理性質(zhì)的測試方法，而且可以在鋪墊必備基礎(chǔ)和實際操作技能的同時，拓展學(xué)生在電子材料與器件工程領(lǐng)域的科學(xué)前沿知識，為將來獨立開展產(chǎn)品的研制和科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)。
2．1實驗基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。20xx年年底，基于我校本科教學(xué)項目的資金支持，半導(dǎo)體物理實驗教學(xué)團隊通過調(diào)研國內(nèi)外高校現(xiàn)行半導(dǎo)體物理實驗教學(xué)資料，結(jié)合我校實驗教學(xué)的自身特點，按照創(chuàng)新教育的要求重新設(shè)計了半導(dǎo)體物理實驗內(nèi)容，并根據(jù)所開設(shè)實驗教學(xué)內(nèi)容合理配置相應(yīng)的實驗儀器設(shè)備，新配置儀器設(shè)備具有一定的前瞻性，品質(zhì)優(yōu)良，數(shù)量合理，保證實驗教學(xué)質(zhì)量。由于作為一門專業(yè)實驗課，每學(xué)年只有一個學(xué)期承擔教學(xué)任務(wù)，為了提高儀器設(shè)備的利用率，做到實驗設(shè)備資源的不浪費，計劃成立一間半導(dǎo)體物理實驗專屬的實驗室，用于陳放新購置的實驗設(shè)備，在沒有教學(xué)任務(wù)的學(xué)期，該實驗室做為科研實驗室和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗室使用。通過近三年的建設(shè)，半導(dǎo)體物理實驗專屬實驗室———新能源材料與電子器件工程創(chuàng)新實驗室建成并投入使用，該實驗室為電子材料與器件工程方向的本科生畢業(yè)論文設(shè)計以及全院本科生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗設(shè)計提供了基本保障，更為重要的是該實驗室的建成極大地改善了半導(dǎo)體物理實驗的原有教學(xué)條件，解決了實際困難，使得半導(dǎo)體物理實驗教學(xué)效果顯著提升。不僅加強了學(xué)生對專業(yè)核心知識理解和掌握，而且啟發(fā)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識創(chuàng)造性地解決實際問題，有效提高學(xué)生的實踐動手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。
2．2實驗教學(xué)內(nèi)容的更新。半導(dǎo)體物理實驗是一門72學(xué)時的實驗課，在專屬實驗室建成后，按照重視基礎(chǔ)、突出綜合、強調(diào)創(chuàng)新、提升能力的要求，逐步培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實驗素質(zhì)和創(chuàng)新能力，構(gòu)建了“九—八—五”新的實驗內(nèi)容體系，包括如下三個層次(表1)。第一層次為“九”個基礎(chǔ)型實驗，涵蓋對半導(dǎo)體材料的物理性質(zhì)(結(jié)構(gòu)、電學(xué)、光學(xué))的測定，通過對物理量的測量驗證物理規(guī)律，訓(xùn)練學(xué)生觀察、分析和研究半導(dǎo)體物理實驗現(xiàn)象的能力，掌握常用基本半導(dǎo)體物理實驗儀器的原理、性能和測量方法等。第二層次為“八”個提高型實驗(綜合、應(yīng)用性實驗)，學(xué)生通過第一層次的實驗訓(xùn)練后，已掌握了基本的實驗方法和技能，在此基礎(chǔ)上，開展綜合性實驗，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識以及分析和解決問題的能力。通過應(yīng)用性實驗培養(yǎng)學(xué)生將來利用設(shè)備原理從事生產(chǎn)或者技術(shù)服務(wù)的能力。第三層次為“五”個設(shè)計創(chuàng)新型實驗，學(xué)生需運用多學(xué)科知識、綜合多學(xué)科內(nèi)容，結(jié)合教師的科研項目進行創(chuàng)新研究，通過設(shè)計型實驗可以鍛煉學(xué)生組織和自主實驗的能力，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力和基本的科研素質(zhì)。每個基礎(chǔ)型實驗4學(xué)時，提高型實驗8學(xué)時，創(chuàng)新型實驗12學(xué)時，規(guī)定基礎(chǔ)型為必修實驗，提高型、創(chuàng)新型為選作實驗。九個基礎(chǔ)型實驗全部完成后，學(xué)生可根據(jù)興趣和畢業(yè)設(shè)計要求在提高型、創(chuàng)新型實驗中各分別選做一定數(shù)量的實驗，在開課學(xué)期結(jié)束時完成至少72個學(xué)時的實驗并獲得成績方為合格。
2．3實驗教學(xué)方式的優(yōu)化。在教學(xué)方式上，建立以學(xué)生為中心、學(xué)生自我訓(xùn)練為主的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。將之前老師實驗前的講解轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生代表講解實驗內(nèi)容，然后老師提問并補充完善，在整個實驗安排過程中，實驗內(nèi)容由淺入深、由簡單到綜合、逐步過渡至設(shè)計和研究創(chuàng)新型實驗。三個層次的實驗內(nèi)容形成連貫的實驗梯度教學(xué)體系，在充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自發(fā)解決問題的能力。
2．4實驗考核機制的改革。目前大部分實驗課的成績由每次實驗后的“實驗報告”的平均成績決定，然而單獨一份實驗報告并不能夠完整反應(yīng)學(xué)生的實際動手操作能力和對實驗內(nèi)容的熟悉程度。因此，本課程將此改革為總成績由每次“實驗”的平均成績決定。每次實驗成績包括實驗預(yù)習(xí)、實驗操作和實驗報告三部分，實驗開始前通過問答以及學(xué)生講解實驗內(nèi)容來給出實驗預(yù)習(xí)成績;實驗操作成績是個團隊成績反映每組實驗學(xué)生在實驗過程中的動手能力以及組員之間的相互協(xié)助情況;針對提高型和創(chuàng)新性實驗，特別是創(chuàng)新性實驗，要求以科技論文的形式來撰寫實驗報告，以此來鍛煉本科生的科技論文寫作能力。通過三部分綜合來給出的實驗成績更注重對知識的掌握、能力的提高和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)等方面的考核。
3半導(dǎo)體物理實驗課程改革后的成效。
半導(dǎo)體物理實驗在我校本科教學(xué)項目的支持下，購置并更新了實驗設(shè)備建立了專屬實驗室，構(gòu)建了“九—八—五”新實驗內(nèi)容體系，并采用新的教學(xué)方式和考核機制，教師和學(xué)生普遍感覺到新實驗教學(xué)體系的目的性、整體性和層次性都得到了極大的提高。教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的調(diào)整，使學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力得到增強，提高了學(xué)生的積極性和主動性。實驗中學(xué)生實際動手的機會增多，對知識的渴求程度明顯加強，為了更好地完成創(chuàng)新設(shè)計實驗，部分本科生還會主動去查閱研中英文科技文獻，真正做到了自主自覺的學(xué)習(xí)。通過實驗課程的教學(xué)，學(xué)生掌握了科技論文的基本格式，數(shù)據(jù)處理的圖表制作，了解了科學(xué)研究的過程，具備了基本的科研能力，也為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。與此同時，利用新購置的實驗設(shè)備建立的實驗室，在做為科研實驗室和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗室使用時，也取得了優(yōu)異的成績。依托本實驗室，20xx年“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”立項3項，20xx年“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”立項4項。
4結(jié)語。
專業(yè)實驗作為學(xué)生繼續(xù)攻讀研究生和進入社會就業(yè)前的重要實踐和創(chuàng)新能力訓(xùn)練，對提高學(xué)生的創(chuàng)新、實踐能力有著非常重要的作用，因此專業(yè)實驗的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)隨著專業(yè)知識的更新及行業(yè)的發(fā)展及時調(diào)整，做到與科研緊密銜接，為學(xué)生研究生階段的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ);做到與企業(yè)零距離接軌，提高畢業(yè)生的實踐能力。
設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇二
摘要：物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，實驗教學(xué)能使學(xué)生有效地掌握物理基礎(chǔ)知識，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和科學(xué)態(tài)度。在物理實驗教學(xué)中設(shè)置矛盾情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和探究的欲望，學(xué)生在解決矛盾的過程中，認知水平和表達能力將得到提高。
伽利略曾說過“一切規(guī)律都是從觀察和實驗中得來的”，物理課程標準中指出科學(xué)探究及物理實驗?zāi)芰σ?，全國卷高考物理實驗部分約占15%，充分顯示了實驗的重要性。物理實驗作為物理教學(xué)的重要手段，在物理教學(xué)中的地位和作用可見一斑。如何提高物理實驗課堂教學(xué)的有效性？方法各有不同，本文從矛盾情境設(shè)置方面進行剖析，充分利用學(xué)生的認知沖突，通過激化矛盾，引發(fā)學(xué)生的思維沖突，從而打破低級的平衡。此時，學(xué)生的思維看似受到阻滯，其實是在進行思考和交鋒，一旦有所突破，必然達到高層次的課堂和諧境界。以下從幾個例子進行剖析。
在這一探究實驗中，設(shè)計讓學(xué)生在水平長木板上用彈簧測力計拉動同一個長方體木塊，分別以大小不同的表面做勻速直線運動，學(xué)生得出滑動摩擦力大小與接觸面的大小無關(guān)的結(jié)論后，突然有一小組學(xué)生提出相反的結(jié)論，說他們用木塊不同大小的表面作為接觸面，結(jié)果彈簧測力計的.示數(shù)并不相同，說明滑動摩擦力大小也不同。其實這正是課前有意設(shè)置的矛盾情境，在課前準備實驗器材時，教師特意讓這小組同學(xué)的長方體木塊六個表面的粗糙程度不相同。教師首先肯定了這組同學(xué)實事求是的科學(xué)態(tài)度，并鼓勵同學(xué)們積極地尋找原因，就這樣，一石激起千層浪，課堂氣氛立即活躍起來，在教師有序引導(dǎo)下，同學(xué)們開始了熱烈的研究和討論，最終發(fā)現(xiàn)了問題所在。
測量電源的電動勢和內(nèi)阻實驗可以有兩種測量方法：實驗課堂中讓兩大組學(xué)生用圖甲方法測量，另外兩大組同學(xué)用圖乙方法測量，得到實驗數(shù)據(jù)后用圖像u-i進行處理，結(jié)果用圖甲的有相同結(jié)果的小組，也有不同結(jié)果的小組；用圖乙的也得到類似的結(jié)果。這給學(xué)生劇烈的矛盾沖突，此時教師再指出哪組用的新電池，哪組用的是舊電池，同時引導(dǎo)學(xué)生從實驗原理方面對圖甲、圖乙進行分析，得到使用不同方法的誤差分析。當然本課也可以不提供實驗原理圖，只提供實驗儀器，讓學(xué)生自主設(shè)計實驗，這樣結(jié)果更是“五花八門”，然后巧妙地引導(dǎo)學(xué)生進行分析，這樣設(shè)計對學(xué)生要求更高。在物理實驗課堂中教師可根據(jù)教學(xué)對象的實際能力、知識水平、學(xué)習(xí)狀態(tài)，巧妙地創(chuàng)設(shè)不同難度層次的矛盾情境，使學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生好奇、困惑、矛盾的心理，喚起他們探求和解決問題的動機和行為，使學(xué)生針對問題開展積極主動、緊張活潑的思維活動，促進學(xué)生認知結(jié)構(gòu)進一步有機化，從而優(yōu)化物理課堂。
例如，在教學(xué)《楞次定律》時，教師可以設(shè)計對比演示實驗使學(xué)生感悟楞次定律的內(nèi)容。讓磁體在鋁管中（用兩根鋁管對比，一根是完好的，另一根在管壁割開一條豁口，使管中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流）下落。演示實驗時，讓豁口背向?qū)W生，學(xué)生可以看到，有一鋁管中的磁體下落要緩慢得多，然后再把豁口面向?qū)W生重復(fù)實驗。設(shè)置的矛盾情境和問題，能夠很好地喚起學(xué)生的無意注意，使學(xué)生產(chǎn)生強烈的探究欲望，為后續(xù)楞次定律的學(xué)習(xí)提供了素材和心理基礎(chǔ)。又比如，在教學(xué)《變壓器》時，教師可以給學(xué)生表演一個魔術(shù)，小燈泡不接電源，也可以讓燈泡發(fā)光。在教學(xué)變壓器輸入電壓過程中，教師還可以用直流電作為輸入電壓，讓學(xué)生觀察開關(guān)閉合、斷開情況，因電流較小，注意把小燈泡改成靈敏電流計。這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)中不斷發(fā)現(xiàn)矛盾問題，在探究中解決問題，在比較愉快的氛圍下接受知識。中學(xué)生的理解能力是有限的，教師借助課堂演示實驗把規(guī)律的形成過程、思維過程充分展示給學(xué)生，一定能取得良好的教學(xué)效果。總之，在物理實驗教學(xué)中，教師要多設(shè)計矛盾情境，讓學(xué)生動手、動腦、動口，多觀察實驗現(xiàn)象。對同一問題，教師應(yīng)要求學(xué)生善于全方位、廣角度、多途徑去分析思考，從而發(fā)展學(xué)生的形象思維與求異思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生逐步實現(xiàn)由學(xué)會到會學(xué)的轉(zhuǎn)變，使高中物理實驗教學(xué)向著有效性的方向發(fā)展。當然物理實驗教學(xué)中設(shè)置矛盾情境的情況不僅限于以上幾個方面，教師要善于把握教材的知識形成脈絡(luò)，注重學(xué)生思維形成的漸進過程。不同的學(xué)生個體，個體體驗不同，獲得的教學(xué)效果也不盡相同。這就要求我們物理教師要多鉆研教材，熟悉學(xué)情，在教學(xué)過程中富有智慧，富有個性，善于學(xué)習(xí)，善于總結(jié)，不斷提高教學(xué)技能。
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設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇三
筆者建議上級教育裝備部門頂層設(shè)計、出臺政策，確保實驗教學(xué)經(jīng)費投入足額到位；指導(dǎo)地方引進先進的教育裝備，明確規(guī)定將實驗教學(xué)作為考核學(xué)校的依據(jù)，將學(xué)生實驗考試成績計入升學(xué)成績，明確規(guī)定學(xué)校實驗教師名稱、編制、工作量標準，明確規(guī)定實驗教師單列評聘職稱與定期培訓(xùn)學(xué)習(xí)和考試；明確規(guī)定實驗室的使用和實驗課的開設(shè)，將實驗考試納入升學(xué)考核范疇。
2、轉(zhuǎn)變觀念，突出管理，加強實驗教師隊伍建設(shè)。
一是要加強對定編的專業(yè)實驗教師定期培訓(xùn)，將實驗教師隊伍的培訓(xùn)工作提高到“國家創(chuàng)新人才培養(yǎng)工程”的層面上來認識，有計劃地讓實驗教師參觀學(xué)習(xí)，進行長期或短期培訓(xùn)，組織學(xué)習(xí)實驗室建設(shè)以及管理方面的好經(jīng)驗。對實驗教師之間的內(nèi)部交流學(xué)習(xí)加以重視，在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)問題的`所在，對實驗教學(xué)方法進行持續(xù)更新，在教學(xué)過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題，不斷提升自身業(yè)務(wù)素質(zhì)。二是要有效建立激勵機制。保證工作量評價以及保證相關(guān)的職稱評聘，對在實驗教學(xué)中表現(xiàn)突出、有創(chuàng)新精神的人員要及時給予獎勵表彰，對于實驗室管理教師的工作也要給予合理評價和充分肯定。三是要有效建立督促機制。對實驗教學(xué)的監(jiān)督工作要加強，同時加強實驗教學(xué)以及實驗室工作的常規(guī)檢查評比，全面科學(xué)地評價實驗教師的工作情況。對于實驗教師隊伍要優(yōu)勝劣汰，促進實驗教師隊伍建設(shè)。
3、優(yōu)化實驗教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和創(chuàng)新精神。
現(xiàn)在多數(shù)學(xué)校實驗教學(xué)使用模仿式，也就是簡單對知識進行鞏固以及學(xué)習(xí)技能，該學(xué)習(xí)方式不利于培養(yǎng)學(xué)生的獨立性和主體性以及創(chuàng)造性。我們必須改革、完善現(xiàn)有的實驗教學(xué)模式，實現(xiàn)以下方面的轉(zhuǎn)變。一是使學(xué)生積極參與到實驗中來，發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體作用。讓學(xué)生參與實驗的準備、計劃的制定，加深學(xué)生對實驗過程的了解、實驗現(xiàn)象和結(jié)果的理解，使學(xué)生變“要我做實驗”為“我要做實驗”，其能力得到充分發(fā)展。二是不應(yīng)只重實驗結(jié)果，更應(yīng)看重實驗過程。在實驗過程中，手、腦的結(jié)合可使學(xué)生在掌握知識、方法、技能的同時，得到態(tài)度、意識、能力的培養(yǎng)，使學(xué)生獲得綜合性、協(xié)調(diào)性的發(fā)展。三是教師應(yīng)從監(jiān)管者變?yōu)橐龑?dǎo)者。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生實驗，解答學(xué)生在實驗中遇到的困惑，而不是只監(jiān)督學(xué)生是否講話、是否按規(guī)定的步驟操作、是否損壞了東西等。四是用先進技術(shù)裝備來完善實驗教學(xué)和拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)信息化時代的要求。
總之，隨著教學(xué)改革的深入發(fā)展，只要認真落實物理實驗教學(xué)改革的措施，通過各級學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、教育研究工作者和廣大物理教師的共同努力，中學(xué)物理實驗教學(xué)改革一定會大步向前邁進，實驗教學(xué)的現(xiàn)狀將會大為改觀，實驗教學(xué)將會實現(xiàn)新的飛躍。
設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇四
新時期的初中物理實驗教學(xué)中開發(fā)學(xué)生的聯(lián)想能力很有必要，這既能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生對于知識學(xué)習(xí)的融會貫通，也是對于學(xué)生思維能力的一種很好的培養(yǎng)，對于推進初中物理實驗課程的教學(xué)效率無疑可以發(fā)揮很好的作用。教師在平時的知識教學(xué)時要讓學(xué)生們意識到知識點間的相互關(guān)聯(lián)，意識到在具體問題的解答時綜合的應(yīng)用學(xué)過的知識可以發(fā)揮的良好功效。同時，在進行實驗教學(xué)時也要讓大家意識到合理的發(fā)揮自己的聯(lián)想與想象能力往往能夠拓寬自己的思路，能夠感受到從不同的角度與層面來理解與思考問題可以帶來的收獲。這些都是新時期的物理實驗教學(xué)中教師應(yīng)當培養(yǎng)學(xué)生們具備的能力，這對于學(xué)生綜合初中物理素養(yǎng)的提升將會是很好的輔助。如講《阿基米德原理》一節(jié)時，在講到浮力的大小與哪些因素有關(guān)，可先讓學(xué)生猜想：可能與深度有關(guān)，也可能與物體的密度有關(guān)，還可能與物體的形狀有關(guān)等……讓學(xué)生能夠根據(jù)自己的思維進行假設(shè)，之后再通過實驗進行對比、驗證，這樣的教學(xué)模式能夠更好的激發(fā)學(xué)生的實踐熱情，培養(yǎng)他們的直覺思維能力，提升實驗教學(xué)的效率。在進行實驗教學(xué)時教師要鼓勵學(xué)生們大膽的發(fā)揮自己的聯(lián)想與想象，要勇于做出各種假設(shè)，并且要引導(dǎo)大家對于自己的各種假設(shè)進行有效驗證。這樣的教學(xué)過程能夠充分體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，有了這種有效的獨立探究后學(xué)生們對于知識的理解與體會也會更加深刻。
鼓勵學(xué)生在實驗教學(xué)中展開自主探究同樣是新時期的初中物理實驗教學(xué)中很值得采用的一種模式。教師可以引導(dǎo)大家針對相關(guān)的實驗主題自己進行實驗過程的驗證，可以讓學(xué)生在小組合作中來共同完成特定的學(xué)習(xí)任務(wù)。這個過程給學(xué)生的獨立思考與自主探究提供了很大的空間，學(xué)生能夠非常積極的參與到自主實驗中來，能夠和其他同學(xué)展開很多有意思的探討與對話。教師還可以創(chuàng)設(shè)一些實驗競賽來引發(fā)學(xué)生的'參與，讓學(xué)生們在自主實驗中來不斷加強自己的實驗探究能力。這些都是很好的實驗教學(xué)方式，對于學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)與深化很有幫助。如講《蒸發(fā)》一節(jié)研究影響蒸發(fā)快慢的因素時，教師就可以讓學(xué)生進行自主探究實驗設(shè)計，有的學(xué)生就利用控制變量的方法設(shè)計三個小實驗：
（1）在手背上滴兩滴相等的水滴，把一滴涂開，看哪個干得快？
（2）在桌子上和手背上涂上大小面積相同的水漬，看哪個干得快？
（3）在桌面上涂上大小面積相同的水漬，對其中一片吹風，看哪片干得快？雖然教材中未出現(xiàn)該實驗，但實驗的設(shè)計完全能夠體現(xiàn)這個實驗的基本理念。透過這個有效的自主探究實驗的展開不僅使學(xué)生很好的認識到影響蒸發(fā)快慢的因素，在學(xué)生獨立探究的過程中大家也很好的掌握了初中物理研究的基本方法，這對于學(xué)生的邏輯思維能力與實踐探究能力的掌握都有極大的促進意義。
設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇五
1、配合講解，層層深入。
2、直觀簡明，形象生動。
3、適當設(shè)疑與激發(fā)興趣。
二、與教學(xué)要求相適應(yīng)的策略。
即使是同樣的實驗裝置、器材，在不同的教學(xué)階段，需有不同的實驗教學(xué)層次與之適應(yīng)．。
1、與知識深度相適應(yīng)。
2、與要說明的問題的側(cè)重點相適應(yīng)。
設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇六
一、引言。
新課程改革的深入推進，對學(xué)生技能素養(yǎng)的培養(yǎng)需要進一步提升，學(xué)生參與教學(xué)的積極性需要進一步加強，高中物理教學(xué)理論性強，學(xué)生對相關(guān)知識點的理解和認識存在一定困難，需要在教學(xué)過程中不斷突出物理實驗在教學(xué)中的作用和意義，實現(xiàn)教學(xué)模式的有效創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生對物理實驗的興趣，從而提高學(xué)生參與物理教學(xué)的積極性。
第一，學(xué)生參與物理實驗的興趣不高[1]。
高中物理的實驗需要突出學(xué)生的動手能力培養(yǎng)，對相關(guān)的物理理論知識進行詮釋，需要學(xué)生具有膽大心細的學(xué)習(xí)特質(zhì)。然而學(xué)生平時的動手能力習(xí)慣養(yǎng)成存在一定的問題，他們不喜歡參與物理實驗教學(xué)的實踐操作，有時就是一種心理暗示，對這些物理實驗從內(nèi)心深處存在抵觸情緒。
第二，教師實驗?zāi)芰τ写岣摺?/p>
由于在高中階段，物理教學(xué)內(nèi)容相對比較多，同時需要參加高考，教師將有限的教學(xué)時間和精力運用在理論課程的講解，實驗教學(xué)環(huán)節(jié)相對比較薄弱，很多教師做實驗的能力也相對較弱，不能組織具有創(chuàng)新性、研究性的實驗教學(xué)。
第三，實驗設(shè)備更新不及時。
物理實驗過程中，燈泡、點打紙等基本實驗耗材需要及時更新，對出現(xiàn)問題的設(shè)備需要及時修理，防治出現(xiàn)安全事故。然而現(xiàn)實情況就是，很多學(xué)校的物理實驗室沒有專人管理，一些物理實驗室的設(shè)備損壞、耗材添補不及時，造成一些物理驗無法正常進行。
（一）運用研究性的教學(xué)方法。
在物理實驗教學(xué)的過程中，需要不斷實現(xiàn)教學(xué)方法的更新升級。傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難實現(xiàn)高中物理實驗的抽象性、復(fù)雜性的突破。選擇一些可以調(diào)動學(xué)生主體地位的教學(xué)方法，實現(xiàn)他們參與物理實驗積極性的提升。例如，小組合作法，就是將學(xué)生分成若干小組，實現(xiàn)小組內(nèi)學(xué)生之間的相互協(xié)作，可能一個學(xué)生不理解的地方，另一個學(xué)生會，另一個學(xué)生不知道的地方，這一學(xué)生知道，這樣可以實現(xiàn)相互的補充，實現(xiàn)學(xué)生更好的掌握相關(guān)的實驗操作要點。例如，在楞次定律的教學(xué)過程中，學(xué)生定律的理解存在一定的困難，因此需要使用實驗的方式激發(fā)學(xué)生對這一定律的有效認識。首先給學(xué)生相關(guān)的實驗設(shè)備（電磁鐵、磁圈、燈光等），讓學(xué)生分組進行研討性實驗，在學(xué)生完成相關(guān)實驗之后，教師在進行動畫模擬，實現(xiàn)動靜結(jié)合，在關(guān)鍵點的實驗動畫多次演示，加深學(xué)生對這一定律的認識。
（二）多種現(xiàn)代化教學(xué)手段融合。
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，越來越多的信息技術(shù)融入現(xiàn)代高中物理實驗教學(xué)之中，為教學(xué)氛圍的營造添加催化劑?，F(xiàn)代化的教學(xué)手段有很多，例如：多媒體課件、微課教學(xué)、互動式白板教學(xué)等，這些教學(xué)手段夠使得物理實驗展示的更加具體、形象，幫助學(xué)生更好地理解相關(guān)的實驗現(xiàn)象。例如，微課教學(xué)可以錄制一些物理實驗的教學(xué)視頻，掛在網(wǎng)上，在物理實驗教學(xué)前，讓學(xué)生仔細觀看，帶著問題上這一堂物理實驗課。在實驗教學(xué)過程中，我們可以使用更多的多媒體課件，實現(xiàn)對相關(guān)的教學(xué)過程的微觀動畫演示。這種動畫演示可以幫助學(xué)生更好地理解相關(guān)的實驗內(nèi)容。
目前有“實踐——理論——實踐”的教學(xué)模式，這是筆者認為更加科學(xué)的一種實踐教學(xué)模式，可以實現(xiàn)學(xué)生對相關(guān)的物理知識更加充分的理解和認識，在教學(xué)過程中學(xué)生的參與積極性也可以進一步提升。具體來說，首先就是開展相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的實驗教學(xué)，讓學(xué)生對理論知識有一個輪廓上的概念，為下一步學(xué)生參與理論教學(xué)的學(xué)習(xí)奠定一個思想基礎(chǔ)，同時對相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容有可以有一個形象化的認識。其次，開展理論教學(xué)，即實現(xiàn)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，對其進行理論講解，這一步驟主要是為了進一步厘清學(xué)生的理論概念，不斷實現(xiàn)學(xué)生參與教學(xué)的積極性和有效性，不斷實現(xiàn)對相關(guān)知識的理論認識。最后，再進行相關(guān)的實驗教學(xué)，這一次的實踐是學(xué)生對相關(guān)的理論知識的再認識，實現(xiàn)對相關(guān)理論知識的認識升華，同時學(xué)生參與教學(xué)的積極性也進一步提升，他們可以更加積極主動地開展電工教學(xué)。
（四）評價的全面升級。
評價和考核機制對于學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)具有強烈的引導(dǎo)作用[2]。實踐性的教學(xué)傾向，需要不斷實現(xiàn)評價方式引導(dǎo)作用。過程評價方式是更加具有現(xiàn)代化的評價方式，可以實現(xiàn)實踐教學(xué)的有效評價，對學(xué)生在實踐過程中獨立思考、動手能力等方面可以進行準確評價。這種評價方式將學(xué)生在教學(xué)過程中的主要表現(xiàn)量化為相關(guān)的考核指標，例如學(xué)生對物理實驗課程的學(xué)習(xí)態(tài)度，相關(guān)的物理教學(xué)任務(wù)完成情況，教學(xué)參與的積極性，實踐過程中的獨立思考、動手能力、創(chuàng)新思維等元素都可以進一步融入教學(xué)之中，從評價方式上倒逼學(xué)生參與理論、實踐教學(xué)的積極性和主動性。
結(jié)語。
新課程改革更加注重高中生學(xué)習(xí)技能的培養(yǎng)，實現(xiàn)學(xué)生一種良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，物理實驗教學(xué)是提升學(xué)生參與物理教學(xué)積極性的有效措施，拓展物理實驗教學(xué)有著十分重要的意義和作用。
參考文獻：
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設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇七
論文摘要：物理實驗教學(xué)過程中,仿真實驗可以起到緩解實驗室硬件資源不足、提高實驗教學(xué)效果的作用，并營造多元化教學(xué)模式；盡管仿真實驗在實驗教學(xué)過程中起到了一定的積極作用，但同時也存在一定的弊端。通過實際教學(xué)的探索和實踐，討論了物理仿真實驗在教學(xué)中的積極作用和不足之處。
物理實驗是物理學(xué)和科學(xué)實驗的重要部分，在物理學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展中物理實驗占有十分重要的地位，同時在推動其他科學(xué)、工程技術(shù)的發(fā)展中也起到重要的作用。
大學(xué)物理實驗是學(xué)生進入大學(xué)后接收系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的開端，是理工類各專業(yè)學(xué)生進行科學(xué)試驗訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。它的目的是:（1）培養(yǎng)學(xué)生的以下幾方面的科學(xué)實驗工作能力：即正確使用儀器、進行測量、出來數(shù)據(jù)、分析結(jié)果以及撰寫實驗報告等，使學(xué)生初步掌握實驗科學(xué)的思想和方法；（2）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科學(xué)思維，使學(xué)生掌握實驗研究的基本方法，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和分析能力；（3）提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生嚴格、細致、實事求是、認真嚴肅、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生積極主動的探索精神以及團結(jié)合作、愛護國家財產(chǎn)的道德品質(zhì)；（4）培養(yǎng)學(xué)生善于動腦、樂于動手、講究科學(xué)方法、遵守操作規(guī)程、注意安全等科學(xué)習(xí)慣?？傊?，是為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作奠定一個良好的實驗基礎(chǔ)。
（一）由于學(xué)校擴招及多很實驗設(shè)備耗資太大、實驗室不能購買等原因，很多高校實驗室存在儀器設(shè)備落后、實驗項目單一等問題。嚴重制約了實驗教學(xué)質(zhì)量的提高及實驗室的建設(shè)和發(fā)展，不利于培養(yǎng)與時俱進的人才。
（二）每個實驗開始之前，都要求學(xué)生進行預(yù)習(xí)，但是學(xué)生在寫預(yù)習(xí)實驗報告時，往往是照抄照搬教材上的內(nèi)容，對于實驗原理、設(shè)備、操作步驟和操作過程中的注意事項根本沒有用心去閱讀并體會，這樣的應(yīng)付性勞動，極大的限制了學(xué)生的思維。
（一）提高教學(xué)質(zhì)量和效率。
物理仿真實驗是虛擬環(huán)境下進行的實驗，實驗儀器主要是虛擬儀器，只需購置計算機等少量的硬件資源和軟件《大學(xué)物理仿真實驗》即可開設(shè)實驗。《大學(xué)物理仿真實驗》分為三部分，包含了凱特擺測重力加速度、核磁共振、螺線管磁場及其測量、檢流計的特性、單透鏡物理實驗、分光計實驗、空氣比熱容比測定、電子荷質(zhì)比的測定、楊氏模量、邁克耳遜干涉儀、牛頓環(huán)測量曲率半徑、介電常數(shù)的測量等豐富的實驗內(nèi)容，只要將仿真軟件安裝到計算機上，就可以進行軟件里面的任何實驗，這就解決了實驗室儀器設(shè)備落后、實驗項目單一的問題，而且由于有豐富的資源,更有利于學(xué)生自主開發(fā)實驗,故更利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新思維。有些實驗儀器比較昂貴，易于損耗，普通高校一般難以開出。而仿真實驗?zāi)軤I造一個虛擬的實驗環(huán)境使無法開設(shè)的實驗得以開設(shè)，學(xué)生只要在裝有《大學(xué)物理仿真實驗》軟件的電腦上就能進行整個實驗的操作，并且能看到測量結(jié)果完成實驗。由于是在虛擬環(huán)境下進行的實驗，所以不存在儀器設(shè)備的損壞，操作者的心理壓力小，更樂于去動手，在操作過程中遇到問題解決問題。仿真實驗是一種新的實驗方式，它利用計算機把實驗?zāi)康?、實驗儀器、實驗內(nèi)容、教師指導(dǎo)和學(xué)生操作有機地融為一體。如果學(xué)生在做實驗之前沒接觸過該實驗儀器，很多學(xué)生就會拿著書與儀器的部件一一進行對照，甚至在不清楚儀器正確使用方法和操作注意事項的情況下而進行了錯誤的操作，導(dǎo)致實驗中斷、儀器損壞。仿真實驗中實驗儀器的關(guān)鍵部位能夠拆卸，增強學(xué)生對儀器功能的熟悉和使用方法的訓(xùn)練。而如果課前學(xué)生通過仿真實驗進行預(yù)習(xí)，對實驗所用儀器的整體結(jié)構(gòu)建立起直觀的認識后，那么上面損壞儀器的情況出現(xiàn)的幾率就會大大降低。比如分光計的調(diào)整與使用實驗，每臺儀器近乎萬元，讓學(xué)生在對儀器毫不熟悉的情況下直接接觸實驗儀器會增加儀器受損的風險。所以我們首先進行分光計的仿真實驗教學(xué),學(xué)生通過仿真實驗的學(xué)習(xí)，對儀器的結(jié)構(gòu)和調(diào)試技術(shù)有了整體認識，而通過計算機操作，也掌握了一定的操作技巧，然后我們再讓學(xué)生去做相關(guān)實物實驗。而對于實驗難度較高的實驗,也是先進行仿真實驗教學(xué),再進行實物實驗,如此就縮短了做實驗的時間。通過仿真實驗的學(xué)習(xí)后,學(xué)生對實驗有一個整體的認識,然后在進行實物實驗時會感到心中有數(shù)，操作起來更輕松，這樣就大大提高了實驗教學(xué)的效率和質(zhì)量。
（二）營造多樣化教學(xué)環(huán)境。我們學(xué)院專門拿出一間計算機機房作為物理仿真實驗室，每周周一至周五開放，學(xué)生可以隨時去進行實驗操作。如果學(xué)生自己擁有計算機，便可在課外繼續(xù)實驗亦可以通過網(wǎng)絡(luò)進行自學(xué)，為學(xué)生對實驗的課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)帶來了方便。計算機仿真實驗使實驗教學(xué)走出實驗室,克服了實驗教學(xué)長期受到場地、課時限制的困擾,使實驗教學(xué)內(nèi)容在時間和空間上得到延伸，學(xué)生能夠充分的學(xué)習(xí)和掌握實驗教學(xué)內(nèi)容，這也利于學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇實驗,可滿足不同層次學(xué)生的需求，極大的調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
（三）對于實物實驗,實際操作中由于儀器的缺陷、實驗環(huán)境以及人為不當操作等因素的影響,致使結(jié)果誤差較大,從而影響學(xué)生對實驗的興趣。仿真實驗采用虛擬的實驗環(huán)境,最大限度地避免了實際中存在的各種不利因素,實驗結(jié)果較準確,所以通過仿真實驗可以極大地增強學(xué)生科學(xué)實驗的信心,有利于培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)實驗態(tài)度,是對傳統(tǒng)實驗一個有益的必要的補充。
三、仿真實驗在教學(xué)中的不足之處。
盡管仿真實驗在實驗教學(xué)過程中有一定的積極作用，但它仍具有有一定的局限性。一方面，仿真實驗中的儀器相對比較精確,使學(xué)生不能通過數(shù)據(jù)處理、誤差分析等環(huán)節(jié)訓(xùn)練來體驗和分析產(chǎn)生誤差的主要原因。另一方面，在使用仿真軟件的過程中，對儀器的操作主要是通過鼠標點擊來實現(xiàn)，缺乏真實感，并且缺少實際動手的機會，從而減少了學(xué)生在實驗中遇到實驗故障并排除故障的機會。
四、結(jié)論。
綜上所述，我們清楚的知道，仿真實驗不能完全取代實物實驗，為了更好的教學(xué)質(zhì)量，最好的辦法是在教學(xué)過程中將仿真實驗與實物實驗相結(jié)合,正確處理好仿真實驗與實物實驗之間的關(guān)系，開創(chuàng)物理實驗教學(xué)的新模式，使仿真實驗在教學(xué)中起到應(yīng)有的作用。
設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇八
為了增強學(xué)生的實踐操作能力，使教學(xué)效果更佳，教師可以讓學(xué)生參與一些隨堂演示實驗。有些物理概念和定律，通過學(xué)生參與實驗，讓他們感知到這種現(xiàn)象的存在，變抽象為具體，變理論為實際。例如，在講“力的相互作用”時，教師可以邊講邊讓學(xué)生做實驗，每個學(xué)生發(fā)一個彈簧秤，讓學(xué)生用手拉彈簧秤，學(xué)生會感覺到手的肌肉比較緊，此時此刻彈簧也發(fā)生了形變，這個時候彈簧不但受到手的拉力，手同時也受到彈簧的拉力，說明兩物體之間的力是相互的，這樣學(xué)生就切身感受到力的相互性。又如，在講“兩個相互作用力之間的大小關(guān)系”時，兩個學(xué)生一組，一個學(xué)生用自己的彈簧秤鉤住另一個學(xué)生的彈簧秤，然后用力拉，在逐漸改變力的大小的時候，觀察兩個彈簧秤上的示數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個示數(shù)始終一樣，并且兩個力的方向相反，這樣學(xué)生通過實驗得出“牛頓第三定律”。這樣的實驗教學(xué)，能夠充分調(diào)動學(xué)生的耳、目、手、腦，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生進行創(chuàng)造性研究，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。中學(xué)生的思維培養(yǎng)非常重要，教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生的思維特征由機械模仿向支持己見過渡。對于演示實驗而言，大多是教師動手操作，學(xué)生觀察，由于教師課前對實驗充分準備，實驗技能也相對來說比較熟練，得出的實驗結(jié)果都較為理想。雖然這種方式能夠讓學(xué)生理解物理定律和物理概念，但無形中會讓學(xué)生高度認可權(quán)威，缺乏思考能力和懷疑態(tài)度，不能更好地去探索和發(fā)現(xiàn)問題。若將演示實驗變?yōu)閷W(xué)生參與的實驗，由于學(xué)生的知識水平和操作技能良莠不齊，會出現(xiàn)多種實驗結(jié)果，有的時候會與結(jié)論不符，這樣學(xué)生就會懷疑高中物理教材的實驗結(jié)論，學(xué)生會帶著疑問繼續(xù)做下去，直到實驗成功為止。這也是學(xué)生對科學(xué)的探索過程，收獲不僅僅是一個實驗結(jié)論，而是一種內(nèi)在的思維和能力的改善與提高，為將來的科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。
運用實驗進行自主的科學(xué)探究是分組實驗教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生在這個環(huán)節(jié)中應(yīng)享有比一般課堂更大的自由度。為了實現(xiàn)有效的科學(xué)探究和培養(yǎng)學(xué)生的獨立精神、創(chuàng)新精神、探究精神及實驗?zāi)芰Γ處煈?yīng)根據(jù)實驗的具體要求，就實驗研究問題的假設(shè)與猜想、實驗實施方案的制訂與實施、實驗結(jié)果的觀察與記錄等方面讓學(xué)生準備實驗。探索性實驗最能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師應(yīng)設(shè)法將一些驗證性實驗和測量性實驗改為探索性實驗。教材中的學(xué)生實驗大部分是先知道規(guī)律，通過實驗去驗證規(guī)律或是利用規(guī)律去測量某一個物理量。若是讓學(xué)生自己去想、去做，從而得到實驗結(jié)果，學(xué)生才能有真正意義上的情感體驗，才能有成就感，才能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。例如，在研究“單擺的振動”時，讓學(xué)生探索擺長與單擺周期的'關(guān)系以及單擺的周期與擺球質(zhì)量的關(guān)系。這個實驗儀器比較簡單，容易操作。實驗過程如下:取一個擺長約1m的單擺，在偏角很小的情況下，測出它振動一定次數(shù)所用的時間，算出單擺的周期;在偏角更小的情況下，同樣測出單擺的周期，學(xué)生通過比較兩次所測周期的大小，得出結(jié)論:單擺的周期跟單擺的振幅沒有關(guān)系。改變單擺的擺長，讓學(xué)生測出此單擺的周期，學(xué)生根據(jù)自己測得的實驗數(shù)據(jù)可歸納出結(jié)論:擺長越長，單擺的周期越大。教師可說明單擺的周期與擺長的平方根成正比的關(guān)系，得出單擺的周期公式。讓學(xué)生換用大小相同、質(zhì)量不同的擺球，重做測定周期的實驗，學(xué)生根據(jù)自己測得的實驗數(shù)據(jù)可歸納出結(jié)論:單擺的周期與擺球的質(zhì)量沒有關(guān)系。這樣，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過動手實驗探索出物理規(guī)律，學(xué)生會產(chǎn)生一種成就感，從而提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。
高中生具有極強的求知欲和好奇心。將演示實驗變?yōu)閷W(xué)生動手的探索性實驗，為學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、運用知識和創(chuàng)造性解決問題提供條件，學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力會得到培養(yǎng)，就能親身體驗到人類駕馭知識、運用知識、創(chuàng)造知識的自豪感。這種內(nèi)在的情感體驗，可激勵學(xué)生再探索、再創(chuàng)造。
設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇九
捷克教育家夸美鈕斯說：“智慧的開端當然不僅止在學(xué)習(xí)事物的名目，而在真正知覺事物的本身?！背踔袑W(xué)生物理實驗?zāi)芰Φ墨@得主要依靠學(xué)生親自參與實驗。只要我們重視并加強了實驗教學(xué)，給學(xué)生提供足夠的參與機會，學(xué)生的實驗?zāi)芰?yīng)該能夠不斷提高，同時使知識結(jié)構(gòu)更趨完善，科學(xué)素養(yǎng)得以提高。
然而，傳統(tǒng)教育中的農(nóng)村初中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀不容樂觀，普遍還存在這樣一些問題：觀念落后、方法陳舊，停留于淺層次要求；注重實驗操作，缺少實驗探究，更談不上創(chuàng)新，忽略科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法的培養(yǎng)；更有甚者受考試指揮棒影響，不重視實驗，學(xué)生實驗走過場，實驗應(yīng)有的功能大打折扣；少數(shù)學(xué)生缺少機會和懶動手腦、實驗?zāi)芰O差，這在近幾年的實驗考試中也有所體現(xiàn)。這與時代要求相距甚遠，出現(xiàn)了有些頂尖學(xué)生“基礎(chǔ)知識扎實，動手能力薄弱”的現(xiàn)象。
因此，針對我校（一所農(nóng)村初級中學(xué)）實際，為加強實驗教學(xué)，提高學(xué)生的實驗?zāi)芰?，進行本課題研究是十分有意義的。
2．1農(nóng)村初中物理實驗?zāi)芰Φ姆懂犞饕ǎ赫J知（認識儀器、了解一般用途）、操作（正確合理使用各種儀器及基本操作）、觀察（觀察實驗現(xiàn)象，并能正確表達）、理解（理解所有的實驗步驟及原理）、分析（分析實驗現(xiàn)象，特別是分析意料之外的現(xiàn)象得出結(jié)論，要有較強邏輯推理能力）、創(chuàng)新〔還可以有哪些改進，還可以怎樣實驗（原理、裝置、步驟）〕。
2．2本課題研究，主要是對本校物理實驗教學(xué)作一些探討和嘗試，通過對物理實驗?zāi)繕说恼{(diào)整、內(nèi)容的拓展、方法的更新等，能切實提高農(nóng)村初中學(xué)生的物理實驗?zāi)芰?，在此過程中，總結(jié)出物理實驗教學(xué)的新模式。
2．3基本假設(shè)：（1）通過更新思想觀念、強化技能訓(xùn)練、培養(yǎng)觀察思維、引導(dǎo)探究創(chuàng)新、適度評價激勵等措施、學(xué)生物理實驗?zāi)芰梢缘玫捷^大幅度的提高。（2）現(xiàn)有條件（包括時間、空間、物資等）經(jīng)整合能基本滿足加強實驗教學(xué)的基本需要。
2．4研究方法和過程：
對本校初中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀及學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)心理作調(diào)查分析。對教材中各種實驗儀器、每個實驗?zāi)康囊?、主要功能、步驟方法進行詳細研究，根據(jù)農(nóng)村初中學(xué)生的認知和心理發(fā)展水平及教改的發(fā)展方向，結(jié)合本課題研究，作適當?shù)恼{(diào)整、拓展。設(shè)計提高學(xué)生實驗?zāi)芰Φ木唧w策略、措施、實施步驟、操作方法。
總結(jié)前一年實施情況，改進、完善設(shè)計方案，第二年再試，驗證結(jié)論的正確性。
整理資料，總結(jié)經(jīng)驗，篩選有質(zhì)量的實驗個案4個，完成課題報告。
3．1調(diào)查并對學(xué)生物理實驗現(xiàn)狀的分析。
3．1．1測試問卷了解學(xué)生物理實驗現(xiàn)狀：
實驗知識缺乏，學(xué)生只知其然，不知其所以然；只理論上認識儀器簡單的應(yīng)用，不會將物理儀器應(yīng)用到實際中。在物理實驗時，學(xué)生先知道結(jié)論，后進行實驗，安排上教師演示實驗在前，學(xué)生實驗在后。在實驗中出現(xiàn)異常現(xiàn)象，教師只知道“不成功”，沒有深入分析原因。對實驗中再生資源沒有利用。嚴重缺乏探究精神，多的是好奇心，且難以持久。
3．2進行實踐研究。
3．2．1落實物理實驗的認知要求(培養(yǎng)觀察能力與規(guī)范操作、正確表述的基本能力)。
物理實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)首先讓學(xué)生正確、熟練地使用各種儀器進行簡單物理實驗，進行嚴格的基本操作技能訓(xùn)練，并隨著課程的進展逐步加以鞏固，這為以后正確應(yīng)用實驗方法獲取知識，進行實驗設(shè)計，探究創(chuàng)新打好基礎(chǔ)。
如天平在初中物理中是一復(fù)雜而又精密儀器，上課時教師為每張桌上準備一架天平。
在介紹天平構(gòu)造時先讓學(xué)生對天平進行觀察，然后請幾個學(xué)生講出觀察結(jié)果（估計學(xué)生會有較大困難），這時教師可引導(dǎo)學(xué)生遵照順序觀察法，從上到下“刻度盤、指針、橫梁、標尺、底座”、再觀察橫梁兩端有“平衡螺母”、“托盤”。
在調(diào)節(jié)天平時教師必須強調(diào)并進行規(guī)范操作：1將天平放在水平桌面上，2將游碼移到0刻度處，3調(diào)節(jié)平衡螺母（調(diào)節(jié)時觀察指針指向及兩托盤的高低得出：調(diào)節(jié)平衡螺母時應(yīng)“左高左調(diào)，右高右調(diào)”，直到指針指在刻度盤中央）。
學(xué)生只有達到實驗所需認知和操作兩方面的要求，才可以為以后在實驗方面的創(chuàng)新作準備。
3．2．2實驗中充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神。
學(xué)生是課堂的主人，也是探究教學(xué)的主體，我們在教學(xué)過程中應(yīng)注意充分調(diào)動每一個學(xué)生的探究積極性、主動性，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和實踐能力，全面實現(xiàn)新課程標準的規(guī)定目標和任務(wù)。
設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇十
摘要：《全日制義務(wù)教育物理課程標準(實驗稿)》(以下簡稱《標準》)將義務(wù)教育階段的物理課程培養(yǎng)目標定位為：提高全體學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。由此，提出了義務(wù)教育階段物理課程的基本理念和課程目標。內(nèi)容標準由科學(xué)探究和科學(xué)內(nèi)容組成。
科學(xué)探究包含提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作等要素?？茖W(xué)內(nèi)容含有三個主題：物質(zhì)、運動和相互作用、能量。作為是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗是奠定物理學(xué)和發(fā)展物理學(xué)的基礎(chǔ)，中學(xué)物理實驗包括教師演示實驗和學(xué)生分組實驗。通過物理實驗的教學(xué)，讓學(xué)生在掌握知識的同時，掌握探求知識的能力和方法，并且使其受到正確的思想教育?？梢?，要達到物理教學(xué)要求，就得在物理教學(xué)中重視實驗。本文筆者就物理學(xué)中的實驗教學(xué)作一些探討。
一、用簡易實驗器材代替標準的實驗器材。
中學(xué)生對事物的推理和判斷必須建立在自己已有的知識和實踐的基礎(chǔ)上。對于使用他們認識程度以外的知識得出的結(jié)論，總會使他們懷疑，認識過程較長，因此在實驗時我們教師必須盡量選學(xué)生熟悉的、簡易的、隨手可得的材料進行實驗才能引發(fā)學(xué)生的興趣，加快學(xué)生的認知過程。
如在電荷間的相互作用的實驗教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)用橡膠棒或玻璃棒做實驗有一定的難度，就設(shè)計了一個簡易實驗，即叫學(xué)生課前準備一根包裝帶(長20厘米左右)，學(xué)生感到很神秘。一到上課，教師在講述電荷的知識以后，由學(xué)生人人動手做下述實驗：把手邊的包裝帶撕成兩根(甲、乙)，用左手執(zhí)包裝帶甲，右手自上往上勒，結(jié)果奇跡出現(xiàn)了，下端被撕開的包裝帶”怒發(fā)沖冠”(同種電荷互相排斥)，用右手的拇指或食指去靠近會出現(xiàn)吸引現(xiàn)象(異種電荷互相吸引)，用同樣的方法可以使包裝帶乙?guī)щ?，然后把甲乙兩根包裝帶的下端靠近會出現(xiàn)相互排斥現(xiàn)象。實驗完畢后學(xué)生很快地認識到電荷間的相互作用”同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引”的規(guī)律。實驗后回味無窮，甚至課后有的學(xué)生仍在做上述實驗。這樣加快了對物理知識的認知過程，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，影響極深、記得牢。
二、補充實驗誘導(dǎo)思維提高學(xué)生的分析能力。
中學(xué)生的分析和推理一般都是建立在數(shù)學(xué)原理和淺顯直觀認識上面的。對于較復(fù)雜沒有實驗輔助的抽象思維，他們是很難完成的。在現(xiàn)行的課本中有些原理沒有具體的實驗，只是講了前人的實驗經(jīng)過。這些得出的結(jié)論學(xué)生很難理解，且知識很易回生;所以只能死記硬背給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來障礙。若補充一些類似前人的實驗，即能活躍課堂氣氛，又能給學(xué)生創(chuàng)造了認識問題的便利條件。如”馬德堡半球”實驗學(xué)生看到圖中那種宏大規(guī)模的實驗感到可望而不可及。如果我們把這一實驗用一段膠管連接兩支針管來替代，用兩個人向著兩個方向拉針管的活塞，只要針管不損壞無論如何是無法拉出任何一支針管的活塞的。在實驗時還可以把其中的一支針管活塞與頂端留部分空隙，移動一支針管的活塞則另一支針管的活塞也相應(yīng)移動，表明了大氣壓的作用，證實了大氣壓的真實存在。
這種補充實驗使學(xué)生的思維有了依托，有了推理阿題的依據(jù)，就會根據(jù)這種實驗提出和抽象出更多的問韙，無形的推動了教學(xué)的進展，提高了素質(zhì)教育。
三、增加實驗的趣味性，激發(fā)學(xué)生的興趣。
“興趣是最好的老師”，學(xué)生的興趣一旦被激發(fā)，教學(xué)的發(fā)展速度將大大提高。而實驗課上能引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法很多，只要我們執(zhí)教者時刻想到要引導(dǎo)學(xué)生的興趣這一點是很容易做到的。如”水不善于傳導(dǎo)熱”的實驗可在試管內(nèi)水的底部放一尾小魚，加熱試管上部的水沸騰了而試管下面的魚還在自由自在的游動。在講不善于導(dǎo)熱的物體時可以將一張新的紙幣沾上汽油點燃，當學(xué)生看到一團火焰迅速燃燒時，把這一團火焰迅速夾在書中，火焰熄滅后，打開書紙和幣安然無損，用手觸摸紙幣溫度很低，說明紙是熱的不良導(dǎo)體。在講”熱傳遞”時，把棉線繞在鐵棒上,演示燒不斷的棉線的實驗，通過經(jīng)常保持做以上類似的實”驗，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的興趣。自然而然教學(xué)質(zhì)量得到了提高。
四、盡量增加演示實驗和學(xué)生分組實驗。
物理是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，許多物理知識是通過觀察和實驗加以總結(jié)和思索得出的。所以學(xué)習(xí)物理的一個重要方法就是重視觀察和實驗。我在實際教學(xué)中，盡可能的讓學(xué)生多動手、多觀察，而且實驗中所用的器材盡量從日常生活中選取，目的就是為了體現(xiàn)”從生活走向物理，從物理走向社會”這一思想。比如：在學(xué)習(xí)光的反射這一課時，我利用了常見的泡沫塑料和竹簽來分組模擬演示光的反射現(xiàn)象;在學(xué)習(xí)浮力的利用這一課時，利用橡皮泥來分組尋找使密度大于水的物質(zhì)浮于水面上的方法;利用蘿h來演示”空心法”增大可利用的浮力。通過這樣的一些實驗，不僅傳授給了學(xué)生知識，還培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、實驗操作能力以及嚴謹、求實的科學(xué)態(tài)度，更重要的是讓學(xué)生親身經(jīng)歷獲得知識的過程，體會到了成功的樂趣，激發(fā)起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，對學(xué)生的發(fā)展有著非常積極的作用。
總之，加強物理實驗教學(xué)，是提高物理質(zhì)量的十分有效的途徑，對提高學(xué)生抽象邏輯思維能力很有幫助，能為將來學(xué)習(xí)物理知識打下堅實基礎(chǔ)。因此，初中物理教學(xué)中，應(yīng)大力推廣加強和優(yōu)化物理實驗教學(xué)，從而進一步提高物理教學(xué)質(zhì)量。
設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇十一
物理是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實驗教學(xué)能為學(xué)生正確認識事物及各種規(guī)律提供事實依據(jù)，又能培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析問題、解決問題的能力。在偏遠的農(nóng)村中學(xué)，實驗器材相對比較缺乏。雖然在“普實”期間也添補了一批實驗器材，但有一部分并不實用，如：器材體積較小，不易觀察；器材數(shù)量有限，不能分組實驗；器材不貼近生活，難于理解等。為了上好物理實驗課，使實驗過程清楚、現(xiàn)象明顯、數(shù)據(jù)準確、可見度高，筆者在多年的物理教學(xué)中，結(jié)合學(xué)生的認知心理，精心設(shè)計和制作了直觀、形象的實驗教具，對原有器材作了加工和改進，大大地提高了實驗現(xiàn)象的可見度和實驗的有效性。
在初中物理教學(xué)中，電學(xué)知識所占的比例在40%左右?！半姟彪m然貼近生活，但比較抽象，難于理解，如果在教學(xué)中沒有合適的教具，僅憑一支粉筆、一本課本是很難讓學(xué)生學(xué)好電學(xué)知識內(nèi)容的，更談不上學(xué)以致用。例如在講授“家庭電路的組成”這一內(nèi)容時，教師一般會先問：家用電器是怎樣接在電路中的呢？我們教室的電燈、開關(guān)、電風扇、插座等元件又是怎樣連接組裝起來的呢？雖然學(xué)生在日常生活中接觸到與電有關(guān)的物品，但要想正確地回答這幾個問題，卻存在一定難度。不過，這也恰好激發(fā)了學(xué)生強烈的好奇心。實驗室確實也有電燈、插座、開關(guān)等實物元件，但如何組裝才能使這些元件正常工作，這對于接觸電學(xué)知識不多的學(xué)生來說還是比較困難的。課本上雖然也有這樣的組裝電路圖，但畢竟不是實物，學(xué)生仍處于似懂非懂的狀態(tài)。筆者為了把實物組裝效果展示在學(xué)生面前，買來了一大塊木板（長1.2米，寬0.7米），把這些元件逐個安裝上去（如圖1），儀器裝配和布局一目了然。這塊電路板不僅很好地展現(xiàn)了家庭電路的組成，還會在講解“家庭電路中電流過大的原因———電路發(fā)生短路、用電器總功率過大”時，再次體現(xiàn)它的使用價值。在演示“電路發(fā)生短路”實驗時，直接將右端延伸的火線、零線相碰；在演示“用電器總功率過大”實驗時就不斷地將電器插入插座，逐漸增大總功率。最終讓全班同學(xué)親眼目睹保險絲熔斷瞬間的耀眼火花，親耳聽到劇烈的爆炸聲等實驗現(xiàn)象。這也為教師解釋后面的“雷電現(xiàn)象”作了很好的鋪墊。又如，初中物理教材中“滑動變阻器”的結(jié)構(gòu)、原理及其作用是學(xué)生必須掌握的。由于緊密排繞在陶瓷上的電阻絲非常小，而且電阻絲有一層絕緣漆，需要括掉電阻絲與滑片接觸點的絕緣層。因此在講解滑動變阻器的結(jié)構(gòu)、原理、作用時，很難讓學(xué)生看清和理解。為了讓學(xué)生看清實驗過程，深刻理解實驗的原理，筆者利用比較粗的帶絕緣皮的鋁線模似滑動變阻器的結(jié)構(gòu)，做成了一個更直觀的實驗教具（如圖2）。這個直觀的實驗教具讓每個學(xué)生一看就懂，留下了深刻的印象。
在邊遠山區(qū)的農(nóng)村學(xué)校，盡管也有上級部門配送的一些實驗器材，但多數(shù)都是好看不好用，可見度低、可操作性不強的器材。因此，教師要對這些實驗器材進行加工、改進或者替換。如探究“凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗，實驗室已具備了標準的光具座，一般情況下，在學(xué)生分組實驗前，教師需先演示、提醒學(xué)生該注意的環(huán)節(jié)，實驗結(jié)束后還得演示、總結(jié)規(guī)律。當我們在演示過程中不斷移動蠟燭、光屏?xí)r，學(xué)生可以粗略地看到光屏上的像的大小變化，物距、像距的變化，但要讓學(xué)生找出“像距、物距與焦距的關(guān)系，像的性質(zhì)”等規(guī)律是不容易的，因為光具座上的標尺較小，后面的學(xué)生根本無法看清哪里是一倍焦距的點，哪里是二倍焦距的點。因此，筆者在教學(xué)這個內(nèi)容時在光具座的標尺下方貼上一塊長紙板，標注好焦點（f）、二倍焦距的點（2f），透鏡的位置（o）（如圖3所示）等。通過這樣的改進，教學(xué)效果直觀，明顯能給學(xué)生留下深刻的印象，在短時間內(nèi)就能找到，記住凸透鏡成像的規(guī)律，達到事半功倍的教學(xué)效果。又如在研究“物體的動能大小與哪些因素有關(guān)”時，一般情況下，教學(xué)流程都是教師先演示，然后再讓學(xué)生分組實驗。教材是要求用鋼球從斜槽上自由滾下，根據(jù)木塊移動的距離來體現(xiàn)動能的大小。但是本校實驗室沒有斜槽，并且鋼球體積較小，導(dǎo)致座位較遠一些的學(xué)生根本無法觀察到。因此，筆者在做這個實驗時，就將小球換成小車，斜槽換成了斜面。在研究“動能大小與質(zhì)量的關(guān)系”時，只需在小車上加上兩個大鉤碼來改變質(zhì)量，這樣能使全班同學(xué)看得清楚，小車運行軌跡容易控制，效果明顯。在學(xué)生進行分組實驗時，筆者將從市場上買來了大線槽加工成斜面和平面，用體積相同的鋁圓柱體和銅圓柱體代替小球從斜槽頂端自由滾下，研究“動能大小與質(zhì)量的關(guān)系”；用同一個鋁圓柱體從不同高度滾下來研究“動能與速度大小”的關(guān)系（如圖4）。這樣能縮短實驗時間，減小其他因素對實驗的影響。實驗器材的.制作、選取及加工會直接影響我們的實驗效果，關(guān)系到教學(xué)是否成功。為了做好實驗，提高實驗的可見度，需要教師深入挖掘生活資源，改進物理實驗，制作加工出課堂教學(xué)真正需要的實驗器材。此外，教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生參與教具制作過程，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，讓學(xué)生體驗成功的喜悅，懂得珍惜勞動成果，增強學(xué)生的自信心和協(xié)作意識，進而激發(fā)了自主創(chuàng)新和勇于實踐的潛能。
設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇十二
物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，在學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、能力的培養(yǎng)中發(fā)揮著非常重要的作用。大學(xué)物理實驗反映了理工科中實驗思想、實驗方法以及基本原理與實踐工程相聯(lián)系的普遍性問題，在人才培養(yǎng)中有不可替代的地位。同時，大學(xué)物理實驗作為大學(xué)生必修的第一門科學(xué)實驗課程，能夠讓學(xué)生受到嚴格系統(tǒng)的實驗技能訓(xùn)練，掌握科學(xué)實驗的基本知識、方法和技巧，更重要的是在實驗過程中，鍛煉學(xué)生理論聯(lián)系實際、用現(xiàn)有知識分析和解決實際問題的能力，以此來培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)思維能力和創(chuàng)新精神。
1背景和現(xiàn)狀。
教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會頒布的《理工科類大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》中明確提出了在實驗課程中學(xué)生能力主要包括四種能力的培養(yǎng)要求：獨立實驗的能力、分析與研究的能力、理論聯(lián)系實際的能力以及創(chuàng)新能力。所以，大學(xué)物理實驗課程不能成為學(xué)生僅動手就能機械完成的手工課，而應(yīng)在實驗中，充分調(diào)動學(xué)生的大腦，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，建立實驗思維。長期以來，各高校大學(xué)物理實驗課程不斷進行了各種教學(xué)改革的嘗試，諸如mooc、翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)、分層次教學(xué)等，都取得了顯著的成效。但是，大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)中還存在著很多短期內(nèi)難以解決的問題。首先，教學(xué)理念陳舊。教師往往局限于傳統(tǒng)的教師主體，在實驗課上，講得多，講得細；他們認為只有教師講到的內(nèi)容，學(xué)生才能在實驗中注意到，學(xué)生才能掌握，而沒有注重課堂效率。
同時，實驗課程的教學(xué)模式單一，教師單向輸出。傳統(tǒng)課堂中，僅突出了教師的中心地位，忽略了學(xué)生的主觀能動性，壓抑了學(xué)生創(chuàng)新思維和能力的發(fā)展；這就出現(xiàn)了實驗課上教師講得多，學(xué)生動得少。其次，實驗內(nèi)容單調(diào)。由于各高校實驗設(shè)備有限，實驗項目相對比較單一，多為驗證性實驗，缺乏創(chuàng)新性實驗項目和前沿方向的實驗項目，實驗項目與理論課程脫節(jié)嚴重；實驗教材編寫的內(nèi)容過于細致，僅局限于一個實驗上，缺乏實驗間、學(xué)科之間的聯(lián)系。最后，學(xué)生主動性差。教師往往低估學(xué)生的能力，唯恐學(xué)生不能完成實驗，教師講解得過細，甚至于手把手地講授實驗操作，而忽視了學(xué)生獨立思考及動腦分析研究的重要性，沒有充分調(diào)動學(xué)生的積極性。
2教學(xué)理念的改變。
實驗課程不同于理論課程，實驗課程更多的是動腦動手，熟悉基本的儀器操作和實驗方法。學(xué)生只有在真正地動腦理解實驗原理、實驗方法后，才能指導(dǎo)自己動手。這就需要我們在實驗課堂上轉(zhuǎn)變教學(xué)理念。（1）突出強化學(xué)生主體地位，是學(xué)生做實驗，而不是教師講實驗。充分利用翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢，將學(xué)習(xí)資源提供給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)各自的學(xué)習(xí)進度安排自己的學(xué)習(xí)。特別是在實驗課上，學(xué)生可以根據(jù)自己實驗進程，多次重復(fù)查閱各種學(xué)習(xí)資源以達到獨立實驗的目的。
（2）學(xué)生是課堂的主人，將課堂時間還給學(xué)生。教師應(yīng)該根據(jù)不同學(xué)生的特點建立學(xué)生的期望值。對于大多數(shù)學(xué)生來說，他們完全能夠通過自己的學(xué)習(xí)完成實驗內(nèi)容，所以，教師應(yīng)當放手學(xué)生獨立完成實驗。教師把原來的講課轉(zhuǎn)變?yōu)榕c學(xué)生一對一的交流指導(dǎo)，同時通過實驗室內(nèi)的巡視，激發(fā)并監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)，保持學(xué)生持續(xù)參與在實驗課堂中。利用鼓勵性的語言，激發(fā)學(xué)生的自我效能感，由學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，在“做中學(xué)”，建構(gòu)物理實驗的基本實驗方法。
3教學(xué)體系。
（1）實驗項目的規(guī)劃重整。為了增強學(xué)生的有效性學(xué)習(xí)，首先，我們對實驗項目進行了整合，根據(jù)實驗內(nèi)容或?qū)嶒炘淼葘⒛硞€關(guān)鍵因素相同或相似的項目整合在一起，在一次實驗課上完成。比如邁克爾遜干涉儀的`調(diào)節(jié)與使用、干涉法測量線脹系數(shù)兩個實驗整合在一起，學(xué)生在掌握邁克爾遜干涉儀的使用后，就能將實驗原理或操作方法快速遷移到線脹系數(shù)的測量上來，相對降低了第二個實驗的難度，提高了學(xué)習(xí)的效率，達到了有效學(xué)習(xí)的目的。類似的整合項目還有：二蹤示波器的使用和光纖通訊實驗；動態(tài)法和靜態(tài)法測楊氏模量等。其次，根據(jù)實驗內(nèi)容的改變，我們重新編寫了一套集視頻微課、仿真動畫的多維度立體化教材。最后，為了適應(yīng)實驗項目整合學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，我們將單次實驗上課的時間由每次3學(xué)時增加為每次5學(xué)時，給學(xué)生充分的時間去動手動腦進行實驗，培養(yǎng)實驗分析、發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。
（2）信息化資源的建設(shè)。傳統(tǒng)實驗課程的教學(xué)中，學(xué)生要對教材進行課前預(yù)習(xí)，但是書本上的文字、圖片對于形象具體的實驗內(nèi)容來說非?？菰铮芏鄬W(xué)生為了完成預(yù)習(xí)任務(wù)機械性地抄寫教材，由于看不到實際的實驗儀器和實驗現(xiàn)象，預(yù)習(xí)的效果也就非常差了。隨著信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，幾乎每個學(xué)生都有智能手機，這也就為實驗課程的信息化、網(wǎng)絡(luò)化提供了發(fā)揮的空間。并且視頻、圖片或仿真軟件等多媒體信息化素材相對于文字素材來說，能夠給學(xué)習(xí)者提供更高的學(xué)習(xí)效率。為了更好地完成實踐類課程的預(yù)習(xí)，我們需要將實驗課程中所需要的所有內(nèi)容進行信息化建設(shè)，包括視頻、仿真軟件、數(shù)據(jù)處理軟件和實驗教材等。然后，我們將這些多媒體信息化素材通過二維碼與教材、實驗室進行有機的結(jié)合，學(xué)生在閱讀教材、實驗操作等過程中，如果碰到問題，就可以掃描對應(yīng)該處的二維碼，直接鏈接到我們服務(wù)器上的多媒體信息素材，觀看教師的講解視頻、操作仿真軟件來進行釋疑解惑。這樣做的目的，就是為了降低學(xué)生的使用障礙，與我們的教學(xué)結(jié)合起來，真正地發(fā)揮了信息化的優(yōu)勢。
（3）實驗室環(huán)境的重新布局。為了提高實驗儀器的使用率，提高學(xué)生的有效學(xué)習(xí)，建立豐富的實驗室文化，我們對傳統(tǒng)實驗課堂進行了大的改變，將只有1~2個實驗項目的傳統(tǒng)實驗室改造成為具有10~12個實驗項目的“實驗超市”。并且，“實驗超市”內(nèi)提供無線網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生可以在實驗室內(nèi)看到該學(xué)期內(nèi)所有用到的實驗儀器，學(xué)生可以在第一次實驗課上可以根據(jù)興趣、專業(yè)特點等自主選擇8~10個實驗項目，滿足各類學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)。同時，在實驗過程中，學(xué)生可以建立起各實驗項目之間的關(guān)聯(lián)，觸類旁通，充分地理解實驗內(nèi)容。
4教學(xué)實踐。
4.1課前預(yù)習(xí)。
為了保證學(xué)生能夠獨立完成實驗，培養(yǎng)獨立實驗?zāi)芰Γ箤W(xué)生成為課堂的主人，我們將幾乎所有的課堂時間還給學(xué)生，課堂上教師不再進行集中授課，只進行單獨指導(dǎo)交流。這樣就對學(xué)生的課前預(yù)習(xí)提出了更高的要求，學(xué)生要在課前完成教師指定的預(yù)習(xí)任務(wù)。預(yù)習(xí)任務(wù)主要由紙質(zhì)預(yù)習(xí)報告、網(wǎng)絡(luò)在線課堂兩部分組成。學(xué)生需要在課前觀看網(wǎng)絡(luò)微課視頻、回答網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)測試題、完成紙質(zhì)預(yù)習(xí)報告，在實驗室內(nèi)教師要對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進行檢查。
4.2翻轉(zhuǎn)實驗課堂。
學(xué)生根據(jù)教師安排組合2~3人組成一個學(xué)習(xí)共同體，在實驗課中圍繞實驗內(nèi)容進行同步學(xué)習(xí)。教師在實驗課上鼓勵學(xué)生積極討論，學(xué)生可以在共同體內(nèi)進行無障礙的交流溝通，極大地提升了學(xué)生主體的自我效能感，建立了強烈的共同參與感，促進了主動性的有效學(xué)習(xí)。
（1）課內(nèi)預(yù)習(xí)。在實驗課前10%的時間里，我們要求學(xué)生進行二次預(yù)習(xí)，對照實物將實驗原理、內(nèi)容等進行學(xué)習(xí)，也可以根據(jù)自己預(yù)習(xí)的情況，將不懂的問題進行生生或師生的討論。同時，教師進行根據(jù)討論的情況對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進行檢查，適時地提出一些小問題，根據(jù)學(xué)生回答討論的情況進行預(yù)習(xí)的評價。這樣，學(xué)生就可以根據(jù)預(yù)習(xí)和討論對實驗有了整體的把握，逐步把頭腦中理論化的物理原理與現(xiàn)實中的實驗儀器、內(nèi)容進行聯(lián)系，從而培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力。
（2）互助交流。學(xué)生在完成實驗的準備后，獨立完成實驗，對于簡單的問題，教師不再進行回答指導(dǎo)，而是鼓勵組內(nèi)、組外學(xué)生的互助討論，通過分析研究討論出解決問題的辦法。這時，有的學(xué)生則喜歡自己解決問題，他們會翻出教材或者打開視頻，重復(fù)觀看，尋找問題的關(guān)鍵。有的學(xué)生則喜歡討論，聽取他人的分析或者經(jīng)驗，快速找到辦法。有的學(xué)生則喜歡延伸思考，找出背后的原理，與教師進行討論，從根本上理解原理，再來解決問題。事實證明，不管通過什么方式，絕大多數(shù)學(xué)生都能找到答案，雖然比較耗費時間，但是學(xué)生學(xué)習(xí)的效果卻比教師的直接講授好很多。通過對實驗的操作學(xué)生對基本實驗方法有了不斷的了解、積累和熟練，使得學(xué)生逐步形成了借助獨立思考以及科學(xué)方法獲得知識的心理暗示，學(xué)生就能以更快捷高效的方法進行實驗，提高自身的能力。通過期末的匿名問卷調(diào)查可以看出，百分之百的學(xué)生都喜歡這種上課方式，他們體會到了努力后收獲成功的喜悅，也建立了自信心，他們認為這才是真正的實驗課。
4.3學(xué)習(xí)的過程性評價。
在這種教學(xué)模式下，學(xué)生的評價往往較難。我們采用過程性評價，著眼于學(xué)生能力的培養(yǎng)，而不是實驗內(nèi)容完成的快慢。通過網(wǎng)絡(luò)平臺、課堂預(yù)習(xí)效果、能力展現(xiàn)等幾個方面對學(xué)生進行評價。在實際課堂中，我們也發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)課堂中出現(xiàn)的問題。例如，學(xué)生在實驗過程中完成實驗的程度具有較大的差異性。有部分學(xué)生通過課前充分的預(yù)習(xí)，積極動腦思考，能夠充分理解實驗原理，又快又好地完成實驗內(nèi)容。有的學(xué)生對于原理理解不夠，動手能力較差，實驗內(nèi)容進行非常緩慢或者根本完不成要求的內(nèi)容。這時，我們嘗試采用了學(xué)生助教這種方法，讓學(xué)有余力的同學(xué)去幫助后進同學(xué)。在實踐中發(fā)現(xiàn)，對于助教學(xué)生來說，教師和同學(xué)對他的認可，使得他們的自信心得到了極大提高，不用教師的激勵，他們就非常積極地指導(dǎo)幫助其他同學(xué)；對于普通學(xué)生來說，生生之間的交流幫助比師生交流更加順暢，在自我效能的驅(qū)使下，普通學(xué)生也在認真積極地思考，努力完成實驗。根據(jù)美國學(xué)者艾德格戴爾提出的學(xué)習(xí)金字塔的理論，學(xué)生的動手實驗、討論，以及學(xué)生助教的教授都達到了主動學(xué)習(xí)的效果，學(xué)習(xí)內(nèi)容的平均留存率相對于傳統(tǒng)課堂有了極大的提升。對于助教學(xué)生來說，實驗課堂完全是他們發(fā)揮聰明才智的園地。
5結(jié)論。
經(jīng)過2年多的教學(xué)試點，這種新形態(tài)的教學(xué)體系得到了校內(nèi)外專家、教師和學(xué)生的認可。學(xué)生在該教學(xué)體系中，始終處于主體地位，教師在交流、監(jiān)督中對學(xué)生的學(xué)習(xí)起到了有效的指導(dǎo)作用，學(xué)生各方面的能力也得到了鍛煉。在調(diào)研中，學(xué)生紛紛表示，通過一個學(xué)期的實驗課的學(xué)習(xí)，都有很大的收獲。我們認為這種方式克服了傳統(tǒng)實驗課堂的弊端，大大提高了實驗課程的教學(xué)效果，可以在各類實驗實踐類課程中推廣。
設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇十三
摘要:先分析mooc教學(xué)的優(yōu)勢與不足，再分析大學(xué)物理實驗的現(xiàn)狀及問題，后探討在實驗教學(xué)的環(huán)節(jié)中融入mooc的教學(xué)，完善大學(xué)物理實驗教學(xué)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。
一、mooc教學(xué)的優(yōu)勢與不足。
mooc是大規(guī)模開放在線課程的簡稱，mooc是一個完整的教學(xué)模式，有學(xué)習(xí)者的參與，有反饋，有作業(yè)，有討論和評價，有考試與證書，教學(xué)流程上并不比傳統(tǒng)教學(xué)少。作為一種新型的學(xué)習(xí)和教學(xué)方法，mooc教學(xué)具有的優(yōu)勢是:易于使用，覆蓋的人群廣，自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)資源豐富。傳統(tǒng)教學(xué)的開展要求師生時空上聚在一起，需要時間成本和空間成本，而mooc作為遠程教學(xué)的一種形式，師生時空分離是它的一個特點，成本低廉的同時有利于個別化學(xué)習(xí)，再加上其豐富開放的學(xué)習(xí)資源，作為學(xué)習(xí)者無疑會樂于接受，并投身其中。mooc與傳統(tǒng)教育模式相比也有它的不足:(1)學(xué)校作為一種特殊的組織機構(gòu)，有自己獨特的文化特性，并以物質(zhì)的、制度的、精神的形態(tài)表現(xiàn)出來。校園文化能在潛移默化間給予學(xué)生文化浸潤、文化陶冶及人文關(guān)懷，這是mooc無法比擬的。(2)傳統(tǒng)課堂教學(xué)中老師語言表述、肢體形態(tài)等現(xiàn)場感染力對學(xué)生學(xué)習(xí)動因是極大促進，已經(jīng)遠遠超越知識本身的獲取，而mooc缺少課堂教學(xué)的現(xiàn)場氛圍。(3)教育學(xué)中的一個非常重要原則———因材施教，開發(fā)每個學(xué)生的智力，培養(yǎng)個性化人才。然而在mooc的課堂中，全面地進行學(xué)習(xí)者特征分析是不可能的，出現(xiàn)優(yōu)秀學(xué)生得不到鼓勵關(guān)注而被埋沒的情況，差生的情況也得不到更多的關(guān)注。因此，mooc與傳統(tǒng)的教學(xué)模式之間不是一個簡單的替代關(guān)系，而是一種融合、互補的關(guān)系。有人預(yù)言:“最后的結(jié)果可能是mooc中有大學(xué)，大學(xué)中有mooc?！眒ooc教學(xué)的意義，在于對傳統(tǒng)教育教學(xué)模式的促進，通過參與式、自主與交互式學(xué)習(xí)模式，學(xué)生既是學(xué)習(xí)者又是教授者，既是知識的受眾，又是傳播者和創(chuàng)造者;全時空性的學(xué)習(xí)也有利于學(xué)生選擇最佳學(xué)習(xí)時間，有效利用時間，提高學(xué)習(xí)效率，從根本上把學(xué)習(xí)主動權(quán)交給學(xué)生，發(fā)揮其學(xué)習(xí)主觀能動，混合式教學(xué)的引入也便于教師實施“反轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)，可提高學(xué)生的參與度、批判性思維和學(xué)習(xí)態(tài)度。
大學(xué)物理實驗是大學(xué)一門重要的基礎(chǔ)課程，是一門實踐課程。從課程目標上來看，一是要通過實驗強化學(xué)生對理論知識的進一步認識，引導(dǎo)學(xué)生運用理論知識去分析和解決實際問題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。二是通過實驗儀器、設(shè)備操作使用，實驗過程中不斷通過發(fā)現(xiàn)問題———分析問題———解決問題，學(xué)生正是反復(fù)在“錯誤”與“糾錯”的過程中，他們的觀察力、分析問題能力及實驗操作能力得到提高與升華。學(xué)生只有真正走進實驗室直接接觸實驗設(shè)備，通過嘗試和探究才能形成深刻的感性認識，只有在實驗室才能完成這一目標，實驗教學(xué)的主要特點是實際操作，不同于其他課程，因此，mooc根本無法完全取代實驗室教學(xué)。大學(xué)物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀與不足:(1)實驗室資源有限，學(xué)生人數(shù)多，實驗時間緊，必須在有限的時間內(nèi)讓學(xué)生完成實驗內(nèi)容。因此，要求教師必須少講、精講。常常會有顧此失彼的感覺，不同的實驗，不同的教師存在很大的差異，影響實驗教學(xué)的效果。(2)學(xué)生課前預(yù)習(xí)效果差。與理論課相比較，實驗預(yù)習(xí)除了實驗原理外還有實驗設(shè)備的預(yù)習(xí)，僅靠書本對實驗設(shè)備的描述及插圖，學(xué)生很難對實驗設(shè)備建立正確的、直觀的形象，對整個實驗的場景，操作步驟，可能出現(xiàn)的問題只能根據(jù)學(xué)生的經(jīng)驗、想象力去做一些猜想，導(dǎo)致學(xué)生之間存在很大差異，影響實驗操作與實驗結(jié)果。(3)課后復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)薄弱。課后的實驗數(shù)據(jù)處理，實驗中的問題分析與討論，實驗內(nèi)容及應(yīng)用的'拓展是實驗教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)中教師難于掌控，影響實驗教學(xué)的效果。
mooc教學(xué)的重要環(huán)節(jié)是教學(xué)資源的建設(shè)，大學(xué)物理實驗的mooc資源與理論課教學(xué)相比有它的特殊性，它應(yīng)該包含實驗原理、實驗設(shè)備的工作原理與正確操作方法、實驗系統(tǒng)的搭建，實驗流程與數(shù)據(jù)采集等。mooc教學(xué)的特點之一———教學(xué)資源短小精干，給學(xué)生靈活性。因此必須把實驗的內(nèi)容拆分成若干個小的模塊，制作教學(xué)視頻資源，加深學(xué)生對實驗原理的理解、為掌握實驗設(shè)備的正確操作方法提供必要保障。mooc教學(xué)的另一特點———學(xué)習(xí)效果檢驗。因此在mooc資源各個模塊中嵌入在實驗原理理解中的重點、難點問題，實驗操作的正確步驟，實驗中的常見問題與錯誤，實驗數(shù)據(jù)的分析與處理等，設(shè)計各個模塊中練習(xí)與測試的問題，便于評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果。mooc教學(xué)資源上網(wǎng)，利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢對學(xué)生開放，實現(xiàn)資源的大規(guī)模共享，建立網(wǎng)上互動平臺，實現(xiàn)學(xué)生與學(xué)生，學(xué)生與老師的互動與交流，使學(xué)生進入實驗室以前對實驗原理，實驗設(shè)備的正確使用，實驗操作步驟及注意的問題有了正確的認識，為提高實驗教學(xué)質(zhì)量打下堅實的基礎(chǔ)。
大學(xué)物理實驗的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，利用mooc的大規(guī)模、開放性、在線特征，由學(xué)生自主學(xué)習(xí)，完成相應(yīng)的練習(xí)與測試。老師在課前檢驗學(xué)生mooc學(xué)習(xí)的成果，并給出評價，計入預(yù)習(xí)成績。老師實驗課程的講授，主要是與學(xué)生一起討論mooc中存在的問題及理解中的錯誤。改變以前課堂上教師唱獨角戲，學(xué)生被動接受的狀況。學(xué)生主動參與，師生互動，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、分析能力及口頭表達能力。解決了以前講授內(nèi)容多，時間長，學(xué)生操作時間縮短，有利于提高學(xué)生的實驗操作技能。在學(xué)生實驗操作階段，老師還可以針對個別學(xué)生在mooc中的問題，實驗中的具體問題進行面對面的交流與指導(dǎo)，也克服mooc中師生交流的短板與不足。利用mooc教學(xué)資源，學(xué)生完成mooc中的相應(yīng)數(shù)據(jù)處理、實驗原理、實驗方法的拓展學(xué)習(xí)，提高學(xué)生實驗數(shù)據(jù)處理的能力，完成實驗問題的討論與改進，提高實驗報告的質(zhì)量，達到提高大學(xué)物理實驗教學(xué)質(zhì)量的目的。
四、總結(jié)。
大學(xué)物理實驗教學(xué)與mooc教學(xué)各有優(yōu)勢，兩者不是簡單的替代，如何實現(xiàn)兩者優(yōu)勢互補是值得進一步探索的問題。不同的實驗課題，mooc資源的建設(shè)也存在差異，需要精心設(shè)計與制作。大學(xué)物理實驗教學(xué)過程中，如何與mooc有機融合在一起，也是值得每一位教師在教學(xué)實踐中去探索。學(xué)生自主學(xué)習(xí)，師生交流互動，讓學(xué)生更多地進行實驗操作，培養(yǎng)學(xué)生實驗技能，提高教學(xué)質(zhì)量是大學(xué)物理實驗教學(xué)改革的方向。
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設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇十四
大學(xué)物理是高等院校理工科專業(yè)學(xué)生必修的一門公共基礎(chǔ)課，它不僅能增強學(xué)生分析問題和解決問題的能力，而且還能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神和創(chuàng)新意識，它有著其他學(xué)科無法比擬的作用和優(yōu)勢。同時大學(xué)物理也是一門理論性、抽象性極強的課程，而且還要求學(xué)生有很強的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。自以來，隨著社會快速發(fā)展經(jīng)濟的需求，我國的高等教育逐步轉(zhuǎn)型，它已從昔日的“精英教育”轉(zhuǎn)化為“大眾化教育”，各高校招生人數(shù)不斷增加。然而隨著招生量的不斷擴大，普通高等院校學(xué)生入學(xué)成績差距增大，學(xué)生的基礎(chǔ)知識、能力、情感各方面參差不齊，按傳統(tǒng)教學(xué)模式進行教學(xué)必然導(dǎo)致一部分學(xué)生覺得教學(xué)內(nèi)容太簡單，沒有挑戰(zhàn)性，而另一部分學(xué)生覺得太難，從而制約了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。為了應(yīng)對由于教學(xué)對象的變化所帶來的問題，更好地貫徹實施因材施教的基本原則，國內(nèi)一些高校于20世紀90年代開始在大學(xué)物理課程中實行分層次教學(xué)，既取得了一定成效也發(fā)現(xiàn)了一些難以解決的問題。
1.1目前國內(nèi)高校大學(xué)物理分層次教學(xué)采用的第一種模式是將全校同一年級各專業(yè)學(xué)生按入學(xué)成績和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的不同，分為a、b、c三個層次實施分層次教學(xué)，根據(jù)不同層次學(xué)生的知識基礎(chǔ)及認知狀況，設(shè)計不同的教學(xué)目標、教學(xué)要求、課堂教學(xué)過程以及不同的考核要求，這樣有助于教師更好地針對本層次學(xué)生的特點進行教學(xué)，使得教學(xué)過程目標更加明確、針對性更強。但是將全校同一年級各專業(yè)學(xué)生打亂原來班級重新分班，擾亂了正常的教學(xué)秩序，必定給正常的教學(xué)管理帶來了很多的麻煩。同時可能會使處于較低層次的學(xué)生產(chǎn)生自卑心理，導(dǎo)致厭學(xué)情緒。
1.2國內(nèi)大學(xué)物理分層次教學(xué)的第二種模式是將同一班級的學(xué)生按照知識基礎(chǔ)和對于物理知識的理解能力，分成不同的層次，教師在備課時要合理設(shè)計出各個層次學(xué)生應(yīng)掌握的難易程度及知識要點，在講解過程中將教學(xué)內(nèi)容分為不同層次進行講授，由學(xué)生根據(jù)自己對知識的掌握程度和理解能力有選擇性地吸收和接納，從而滿足不同層次學(xué)生的需求。這種模式似乎可以克服第一種模式的弊端，但是在一定程度上將增加任課教師備課和授課的難度，課堂時間是有限的，不同層次教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段很難兼顧，而且不同層次學(xué)生成績的評定也很難制定。
1.3國內(nèi)大學(xué)物理分層次教學(xué)的第三種模式是按照專業(yè)進行分層，采用“平臺+模塊”的方式。不同的專業(yè)對物理知識的需求程度是不同的，為使物理知識有助于學(xué)生本專業(yè)學(xué)習(xí)的開展，按照專業(yè)設(shè)計“模塊”。這種模式的優(yōu)點是教師在教學(xué)過程中可以做到有的放矢，在遵循教學(xué)大綱的前提下，可以在專業(yè)方面有所延伸和拓展。既保持物理學(xué)體系的完整性同時又突出了專業(yè)特色。當然這種模式也不是十全十美，比如不能兼顧到同一班級不同學(xué)生的個體差異，但可操作性比前兩種方式要強。
內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)是一所理、工、文、管相結(jié)合的研究型綜合大學(xué)，我校面向全國31個省、市、自治區(qū)招生，每年招收近5000名本科生，招生類別包括一本、二本、二本c以及民族預(yù)科生，生源質(zhì)量參差不齊。大學(xué)物理課程涵蓋全校絕大部分專業(yè)方向，根據(jù)專業(yè)需求的不同，分為《大學(xué)物理a》（96學(xué)時），《大學(xué)物理b》（72學(xué)時），《大學(xué)物理ma》（96學(xué)時），《大學(xué)物理mb》（72學(xué)時）以及《大學(xué)物理c》（54學(xué)時）?！洞髮W(xué)物理a》適用于電力學(xué)院、信息學(xué)院、理學(xué)院等專業(yè)性較強，對大學(xué)物理基礎(chǔ)要求較高的專業(yè)；《大學(xué)物理b》適用于輕紡學(xué)院、礦業(yè)學(xué)院等，這些專業(yè)對大學(xué)物理基礎(chǔ)要求相對不太高；《大學(xué)物理c》主要面對偏文科類專業(yè)的學(xué)生；《大學(xué)物理ma》和《大學(xué)物理mb》是針對民族預(yù)科班學(xué)生開設(shè)的。一直以來，我校大學(xué)物理都是按照傳統(tǒng)的“一刀切”的教學(xué)方式，只要學(xué)時數(shù)相同，便使用同一本教材，同樣的教學(xué)計劃、教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容，采用同一張試卷進行評價。然而隨著招生規(guī)模的擴大，一些問題也越來越突出，其中主要有以下兩點。
2.1學(xué)生知識基礎(chǔ)參差不齊。
學(xué)生入學(xué)成績相差較大，整體層次比較復(fù)雜，加上高考制度的改革，部分內(nèi)容如熱學(xué)和光學(xué)有些學(xué)生在中學(xué)時一點都沒有接觸到，這給大學(xué)物理課堂教學(xué)帶來很大難度，教學(xué)內(nèi)容深度和進度難以把握，若采用過去傳統(tǒng)的模式進行教學(xué)和考核，課堂教學(xué)效果不會理想，而且不及格率也偏高，導(dǎo)致部分學(xué)生對物理課程失去興趣，影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。
2.2大班授課存在很多弊端。
隨著我國高等教育的快速發(fā)展，高等院校辦學(xué)規(guī)模不斷擴大，學(xué)校在基礎(chǔ)課的教學(xué)中多采取大班授課的形式，我校除民族預(yù)科班外，大學(xué)物理課基本上是4個自然班合班，這導(dǎo)致課堂秩序不容易控制，教師不能兼顧到每一位同學(xué)，課內(nèi)師生交流少，一部分學(xué)生聽課注意力不集中，不能很好地接受知識，甚至在課堂上睡覺、玩手機，嚴重影響了大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量。
設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇十五
引言。
《大學(xué)物理實驗》是本科教學(xué)理工科專業(yè)的必修基礎(chǔ)課。該課程旨在培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)思維和創(chuàng)新能力以及理論聯(lián)系實際，分析和解決問題的能力。在實際教學(xué)中有些物理實驗很抽象，直觀性不夠，難于理解，而且學(xué)生常滿足于課堂上學(xué)會的基本儀器操作，不利于學(xué)生的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和對知識的掌握。因此，我們需對傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式進行改革。將計算機仿真技術(shù)運用到物理實驗教學(xué)中，不失為改進傳統(tǒng)實驗教學(xué)的一種新途徑與新方法。
一、大學(xué)物理實驗引入仿真技術(shù)的必要性。
大學(xué)物理實驗教學(xué)的傳統(tǒng)模式為學(xué)生根據(jù)統(tǒng)一排課的實驗課表輪流到規(guī)定的實驗室上課，采用“講解—實驗—報告”的教學(xué)模式，此種模式形式單一，方法落后，不能緊跟發(fā)展需要，學(xué)生的主觀能動性得不到發(fā)揮，學(xué)生的創(chuàng)造性思維得不到開發(fā)，不能體現(xiàn)創(chuàng)新教育和個性化教育的要求。同時,這種教學(xué)方法也使得學(xué)生只是機械地忙于應(yīng)付實驗，實驗報告與結(jié)果千篇一律，大同小異，這一結(jié)果嚴重違背了大學(xué)物理實驗課程培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)造性思維的初衷。面對這些現(xiàn)狀，為了提高教學(xué)質(zhì)量和改革教學(xué)手段,幫助學(xué)生更快更好地學(xué)習(xí)大學(xué)物理實驗,利用計算機仿真模擬技術(shù)輔助實驗教學(xué)已是當今時代的要求。
二、仿真技術(shù)應(yīng)用于大學(xué)物理實驗的優(yōu)勢。
近年來，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，仿真技術(shù)也得到了快速發(fā)展。目前，國際上用于仿真模擬的大型通用軟件包含有ansys，abaqus，nastran，adina，sap等等，這些軟件的優(yōu)點在于通用性強，易于操作，計算精度高等。不僅能夠解決結(jié)構(gòu)分析問題，還能夠應(yīng)用于電學(xué)，熱學(xué)，電磁學(xué)，聲學(xué)等眾多領(lǐng)域。將仿真技術(shù)引入到大學(xué)物理實驗教學(xué)中的優(yōu)勢具體表現(xiàn)為：
1.經(jīng)濟性。
由于實驗經(jīng)費的匱乏,大學(xué)中實驗設(shè)備更新緩慢。仿真技術(shù)的引入為我們提供了簡潔、便利的教學(xué)手段，我們可以利用計算機平臺下的仿真實驗?zāi)M真實實驗，這將在很大程度上緩解學(xué)校由于經(jīng)費不足帶來的設(shè)備更新難題。與此同時，大學(xué)物理仿真實驗為物理實驗教學(xué)拓展了新的教學(xué)手段，促進了實驗教學(xué)改革，符合現(xiàn)代信息化教學(xué)模式的發(fā)展方向。
2.直觀性。
借助仿真軟件模擬大學(xué)物理實驗，可以得到色彩豐富的物理場分布云圖。以靜態(tài)圖形和動態(tài)視頻形式展現(xiàn)模擬結(jié)果，得到二維或三微的圖形以及視頻圖像，大大提高了物理實驗的可視化程度，能夠?qū)⒊橄蟮奈锢憩F(xiàn)象得以充分展現(xiàn)。使得學(xué)生能夠直觀，準確的理解實驗現(xiàn)象與物理結(jié)果。對于學(xué)生掌握理論知識，提升自身科學(xué)素質(zhì)具有獨特優(yōu)勢。
3.高效性。
借助仿真軟件模擬大學(xué)物理實驗，仿真操作均可在計算機上完成，可縮短材料、儀器等的準備過程，同時也節(jié)省了材料、設(shè)備等的回收時間。在仿真操作過程中，學(xué)生們可以輕松的對錯誤操作進行初始化，對尚未完成的操作選擇節(jié)點存貯，對已得到的實驗結(jié)果進行調(diào)入回顧，極大地提高了實驗效率。
三、結(jié)束語。
計算機仿真實驗?zāi)軌虮普娴啬M真實實驗，引入仿真模擬技術(shù)輔助教學(xué),不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時又能適當?shù)臏p輕授課難度。此外，運用仿真教學(xué)手段也是促進教學(xué)改革，提高教學(xué)效率的重要途徑。在教學(xué)中，充分利用計算機平臺下的仿真技術(shù)優(yōu)勢，注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，在實驗課題的選取上注意立足基礎(chǔ)、著眼現(xiàn)代，加強學(xué)生實驗技術(shù)和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。大學(xué)物理實驗教學(xué)作為教學(xué)的一個重要組成部分，其教學(xué)手段的信息化、網(wǎng)絡(luò)化將是大勢所趨，數(shù)值模擬仿真技術(shù)的綜合應(yīng)用是未來教學(xué)的發(fā)展方向。因此，我們應(yīng)充分利用信息時代的優(yōu)勢，加大仿真模擬輔助教學(xué)在現(xiàn)代大學(xué)物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用力度，從而更好地迎接信息化社會對大學(xué)物理實驗教學(xué)帶來的挑戰(zhàn)。
參考文獻：
設(shè)計性物理實驗教學(xué)論文篇十六
《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》指出：“要把育人為本作為教育工作的根本要求，把促進學(xué)生成長成才作為學(xué)校一切工作的落腳點和出發(fā)點，尊重教育規(guī)律和學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，為每個學(xué)生提供適合的教育”，基于此我們依據(jù)招生類別、專業(yè)設(shè)置特點、學(xué)生認識水平和學(xué)習(xí)能力等實際情況，提出了對大學(xué)物理實施分層次教學(xué)的構(gòu)想，并對級學(xué)生進行了實踐。
3.1教學(xué)主體分層次原則。
不同招生類別的學(xué)生在物理基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力、接受能力、學(xué)習(xí)積極性等方面均存在差異。為此，我們首先將全體學(xué)生進行了第一次劃分，一本和二本學(xué)生劃為第一類別，二本c學(xué)生劃為第二類別，民族預(yù)科生劃為第三類別。其次，我們按照專業(yè)相近的原則進行了第二次劃分，我校大學(xué)物理課程按不同專業(yè)已經(jīng)分為《大學(xué)物理a》、《大學(xué)物理b》和《大學(xué)物理c》三個類別，在此基礎(chǔ)上，我們盡可能將相近專業(yè)的學(xué)生排到同一授課班級，比如電子與通信、軟件與網(wǎng)絡(luò)、生物與制藥等。相近專業(yè)對物理知識的需求比較接近，這樣有利于授課教師在保證物理學(xué)知識完整體系的基礎(chǔ)上能兼顧到專業(yè)特色，針對不同的專業(yè)，教學(xué)側(cè)重點可以有所不同，充分體現(xiàn)以人為本，因材施教的原則。
3.2授課教師的選派。
各個教師的學(xué)術(shù)水平、知識結(jié)構(gòu)、授課特點、授課質(zhì)量以及講授方法等各有不同。理工科一本、二本學(xué)生素質(zhì)較好，一般選派學(xué)術(shù)水平較高、授課質(zhì)量較高、教學(xué)經(jīng)驗豐富、講課節(jié)奏稍快的教師，除了在內(nèi)容方面有所拓寬和加深以外，還可以將物理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與高新技術(shù)、科學(xué)前沿適度聯(lián)系起來，有助于學(xué)生開闊眼界與思維。二本c學(xué)生基礎(chǔ)知識較差，我們選派的教師往往教學(xué)經(jīng)驗豐富、耐心細致、認真負責、善于運用啟發(fā)式教學(xué)、善于與學(xué)生聯(lián)系和溝通，這樣的教師可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，有利于基礎(chǔ)較差學(xué)生的思維啟迪、智力開發(fā)和潛能挖掘。文科類學(xué)生我們選派知識面較寬、教學(xué)水平較高、在科學(xué)史和物理學(xué)史方面有所研究的教師，可以進一步拓展學(xué)生的知識面，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。民族預(yù)科班的學(xué)生我們一般選派蒙古族教師，他們可以和學(xué)生有良好的溝通，從而拉近與學(xué)生之間的距離，有利于教學(xué)過程的組織以及對學(xué)生的管理。
3.3教學(xué)大綱的制定。
教學(xué)大綱的制定對規(guī)范教學(xué)內(nèi)容、保證課程的基本教學(xué)質(zhì)量以及進行教學(xué)質(zhì)量檢查和評估等方面起到了積極的指導(dǎo)作用。我們經(jīng)過充分調(diào)研，全面了解了學(xué)生的'知識基礎(chǔ)和專業(yè)培養(yǎng)目標，然后指定相關(guān)教師制定了不同層次學(xué)生的教學(xué)目標、教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進度和教學(xué)方法。（1）對理工科一本和二本學(xué)生，參照全國高等院校大學(xué)物理教學(xué)大綱的標準，需達到教學(xué)大綱所規(guī)定的全部要求，基礎(chǔ)內(nèi)容以理論教學(xué)為主，另外根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)進行知識拓展，并且適當引入物理學(xué)前沿與高新技術(shù)，盡可能滿足這部分學(xué)生對知識的需求。（2）二本c學(xué)生基礎(chǔ)很差，在制定培養(yǎng)目標時必須降低標準，要求能基本完成教學(xué)大綱所規(guī)定的教學(xué)任務(wù)，達到教學(xué)大綱所規(guī)定的大部分要求，基本滿足后續(xù)課程學(xué)習(xí)的需要即可，教學(xué)過程中需適當加強課堂練習(xí)。（3）民族預(yù)科生要求能完成大學(xué)物理教學(xué)大綱所規(guī)定的全部教學(xué)任務(wù)，基本達到教學(xué)大綱所規(guī)定的要求，在教學(xué)過程中適當減少難度較大的理論推導(dǎo)，以實際應(yīng)用為主。（4）文科類學(xué)生主要從人文和歷史的角度出發(fā)，要求他們對物理基本概念、基本原理、基本定理能夠基本理解，同時了解這些物理知識的實際應(yīng)用以及對社會變革產(chǎn)生的重大作用。
3.4課后作業(yè)的分層。
課后作業(yè)是檢查學(xué)生知識掌握程度的有效途徑，不同層次的學(xué)生由于基礎(chǔ)知識和接受能力不同，對課堂教學(xué)內(nèi)容的掌握及應(yīng)用差異很大，所以我們對學(xué)生的課后作業(yè)也進行了有針對性的設(shè)計。我們大學(xué)物理課程組依據(jù)教學(xué)大綱和教學(xué)目標自編了與授課內(nèi)容相配套的習(xí)題冊。每一章對應(yīng)一份習(xí)題，每份習(xí)題都包括選擇題、填空題和計算題三種題型。對理工科一本和二本的學(xué)生，基礎(chǔ)部分約占70％左右，提高部分約占20％左右，綜合應(yīng)用部分約占10％左右；對二本c及民族預(yù)科班學(xué)生，基礎(chǔ)部分約占90％左右，提高部分約占10％左右；對文科類學(xué)生，沒有復(fù)雜的推理和計算，以基本內(nèi)容的理解為主。課后作業(yè)分層次布置充分考慮到學(xué)生的個體差異，使得每個層次的學(xué)生經(jīng)過努力都能達到要求，既具有一定的挑戰(zhàn)性又不覺得太困難，可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性。3.5考核評定辦法考試改革也是教學(xué)改革的重要組成部分，是衡量和檢驗教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平的主要手段。我們打破了過去采用同一標準、同一試卷進行考核的傳統(tǒng)做法，首先加強了對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評價，教師在教學(xué)過程中對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂表現(xiàn)、課堂提問、作業(yè)成績等進行評分，稱為平時成績，并按照一定的比例納入到學(xué)生的綜合考評中去，尤其對二本c學(xué)生平時成績的比例更大一些，這樣可以有效地把他們留在課堂上，避免學(xué)生逃課、曠課現(xiàn)象的發(fā)生；其次對不同層次的學(xué)生，按照不同教學(xué)要求實行不同標準、不同內(nèi)容的試卷進行考核，優(yōu)等生主要考察他們對物理基本內(nèi)容、基本原理的掌握及應(yīng)用，而差生著重考察他們對基礎(chǔ)理論知識的理解，所以試卷題型的分配比例也有所不同。
4結(jié)論。
分層次教學(xué)法的實施，使各層次的學(xué)生都能各得其所、學(xué)有所獲，都能體驗到學(xué)習(xí)的樂趣，體驗到進步的喜悅，從而增強了學(xué)習(xí)的積極性和主動性，真正實現(xiàn)了因材施教的原則；分層次教學(xué)的實踐，消除了以往考試成績兩極分化的現(xiàn)象，提高了學(xué)生的及格率；分層次教學(xué)更具有針對性，教師在備課時能夠針對本層次學(xué)生的特點，做好充分的準備，教學(xué)過程目標明確，教學(xué)效果會大大提升；分層次教學(xué)的實施對教師提出了更高的要求，授課教師必須研究針對本層次學(xué)生的教學(xué)方法、教學(xué)手段，激發(fā)教師進行教學(xué)研究的熱情；分層次教學(xué)促使教師更加主動地去學(xué)習(xí)和掌握新的知識和其他相關(guān)學(xué)科知識，有助于教師能力的全面提升，從而更好地服務(wù)于教學(xué)。
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