浙江大学大学物理实验(14篇)
1.浙江大学大学物理实验 篇一
一、当前大学物理实验教学的概况
在当前的大学物理实验教学中, 刚进入大学校园的新生表现的最差。原因是, 他们当中绝大多数的人在三年的高级中学物理教育中极少做实验, 教师把绝大多数的时间都放在对于学生的理论知识培养上了。所以固然有许多的人具有很强的物理理论知识, 但是动手实验的能力极其缺乏。比如:某个学校的教师在第一堂对于大一新生进行考核的电学实验中, 在没有任何提示的情况下有近一半的学生竟然忘记打开电源或者是使电源接触不严而导致操作失败, 同时在操作成功的学生中绝大多数的学生都是按照教材上的固有思路进行的, 缺乏自己对于这个问题的独到见解[1]。
二、当前大学物理实验教学中的问题
1. 大学物理教学中学生严重缺乏动手操作能力。
许多的大学新生由于以前在实验中就缺乏动手能力, 再加上他自己进入大学校园后也不认真的进行实验教学中的动手操作, 所以一些学生的实际动手能力极低。
2. 学校教师重视力度不够。
现在有许多的学校和教师虽然在日常的教学中也进行了一些实验, 但是仍然有许多的关键性实验无法开展, 究其根源是学校的教学经费不充足, 无法购买一些昂贵的物理实验器具和原材料[2]。
三、当前大学物理实验教学改进的方法
1.学校要加大师资质量的投入。没有强大资金作为保障, 是不可能进行新兴的教学实验方案的引入、新型实验器具的购买、大量的教学物理原料的引进、大量物理实验活动的展开。同时还要聘请一大批具有高素质的优秀人民教师来进行日常物理实验课程的教学活动, 提高学生全面的自主操作能力。
2.教师要开展层次式实验教学。在大学物理实验教学的具体操作上要进行层次式的实验教学活动, 也就是渐进式、由浅入深的进行实验步骤、方法的指导和应用。比如:我们可以把实验的层次分为基础实验层次、设计实验层次、物理工程综合实验层次、课外研究实验层次四个方面, 在每一个方面重点的讲述一个实验的内容, 这样可以使实验有条不紊的进行。如进行示波器实验教学时, 可以紧紧的围绕关于波的概念及示波器的使用来进行, 同时还可以把以前一些分散式的实验如声速测量、整流滤波电路、波形动态观测、RC充放电路等在这里进行一个集中的优化和整合[3]。
3. 教师要主题式主动教学。
在大学的物理实验教学中, 想要进行教学方法的改革, 可以采用主体式主动教学模式。所谓的主体式主动教学模式就是在大学的物理实验教学中, 从过去的以教师为主转变为以学生为主, 进行抓主旨求精干的实验教学。在具体的操作中就是紧紧抓住一个主题不放, 联系相关的内容整合到一起, 采用引导、思考、问题式的方式引起学生的实验学习兴趣和对于问题的深深思考[4]。
4. 教师要利用软件多媒体进行教学。
在大学的物理实验教学中要学会利用现代的科技辅助实验教学。比如:在进行物理实验时, 可以借助先进的计算机软件进行实验流程的模拟化操作, 以验证自己实验方案的准确性和实验的效率。
5. 物理实验教学制度的确立。
在大学的物理实验教学中想要保障实验教学的日常化和连贯化、保障学校的许多经费对于物理实验进行倾斜, 就必须建立起一整套严格的制度, 保证大学物理实验活动的完全展开[5]。
6. 实践化的实验教学。
在进行大学物理实验活动课程的全面展开时, 一定要非常的重视教学实验活动的社会化实践。因为物理实验的理论知识来源于实践, 并且在实践活动中不断的修正和完善。所以学校可以在每年的寒暑假都推荐出一大批的学生到全国的各个物理科研或者是验证物理实验知识的工厂企业去进行短期的实习工作, 这样不仅会锻炼了他们社会实践的能力, 更可以在这种真实的实践中验证在课堂上的实验理论知识;还可以在寒暑假的实践活动中增加一份收入。
7. 课外研究理论创新。
在大学的物理实验教学中, 教师要注重学生的课外研究和理论创新能力的培养。课外的研究可以帮助学生加深对于课堂上的实验知识了解, 而在深刻的了解下、再进行大量的社会实践活动就可以进行理论上的创新和再加工, 对很多的问题就可以有自己独到的见解和不同的处理方式[6]。
进行大学物理的实验活动改革, 可以很好的培养学生自主实验能力和进行理论知识的重新构建。
摘要:培养学生自主学习实验的能力, 是21世纪培养全面智能化素质化人才的重要目标。本文主要就当前大学物理的概况、存在的问题、解决的方法三个方面展开论述。
关键词:概况,问题,方法
参考文献
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[5]解光勇, 施卫, 屈光辉.面向学生能力培养的大学物理实验教学探索与实践[J].大学物理实验, 2012, 02:106-108.
2.大学物理实验教学策略探究 篇二
【关键词】大学物理;物理实验;教学策略
随着科学技术的迅猛发展和大学物理实验教学改革的不断深入,物理实验从实验内容到实验技术都在不断更新变化。我们只有不断地向其深度和广度进军,才能不断地激发学生的学习热情,使他们掌握打开知识宝库的钥匙,获得索取新知识的能力。大学物理实验教学是大学物理整个教学过程中的重要组成部分,是理论教学的继续、补充和深化,是培养学生动手能力、创造能力、理论联系实际等能力的重要手段。大学物理实验教学相对于其他学科的研究来说还很薄弱,还没有形成一套相对完善的系统,因此,不断提高大学物理实验教学质量,对实验及实训的健康发展有积极的指导意义。
一、当前大学物理实验教学中存在的问题
1.大学物理实验的基础设施比较薄弱
大学物理实验教学中由于缺乏对于其作用意义和重要性的充分认识,使得大学物理实验教学没有得到应有的重视和战略地位的确认,从而造成了大学物理实验相关的软硬件设备、实验器材和环境的不健全。据抽样调查,现在有些大学对专业课的实验要求普遍较高,投入的资金也很足,而作为基础课的物理实验却普遍重视不够。不少学校的物理实验数目达不到教学大纲的要求,甚至有相当一部分学校基本上一个学生实验都不做,即使有的学校按要求完成了,但是大学物理实验教学的效果往往不理想。实验器材设备仪器和实验室管理建设是大学物理实验教育的基础和前提条件,大学一定要充分认识这个问题并采取某种机制来保障其获得稳定的资金投入和资源倾斜。受现实经济条件的制约,学校在实验基础设施方面都是比较薄弱,导致大学物理实验教学中存在很多的弊端,不能满足现代化建设对职业技术人才培养的要求。在大学物理实验教学过程中,物理实验室仍是传统的封闭式的管理,要求学生只能在规定时间使用规定的实验仪器做规定的实验项目,学生在学习过程中没有任何的选择权和主动权,从而在根本上压抑了学生进行创新和探索的意识。
2.大学物理教师的教学方法单一
近年来,尽管很多大学都倡导创新教育,促进老师吸收先进的教学理念,创新教学方法,但是不可否认的是很多大学物理教师在大学物理实验教学过程中仍然是采取传统的教学方法,教学方法单一。同时,在大学物理实验教学过程中,教师仍然是大学物理实验教学的主体,学生的主观能动作用并没有得到真正的发挥。教师在课堂设计方面也没有真正考虑到学生的学习需求,没有为学生进行创新活动创造很好的课堂氛围,最终导致学生对物理实验没有兴趣,动手进行实验的观念也比较淡薄,没有很好的动手能力,在实验报告方面更存在相互抄袭的问题。
3.物理实验中学生互动性不足
大学物理实验教学中由于缺乏对于大学物理实验教学的组织、过程控制和教学效果的测评和考核的重视,使得大学物理实验教学中的模式和与学生的互动性不足。由于教师不愿在大学物理实验教学方案的设计上下工夫、花时间,导致大学物理实验教学方法形式单一、陈旧;单纯为了完成教学任务而安排实验,对学生实验能力的培养显得没有计划、没有目的、缺乏系统性。同时对引导学生积极、主动地学习,培养学生独立思考的能力和习惯的指导思想不够明确,教师在大学物理实验教学中一手包办现象严重。大学物理实验教学中由于缺乏对于大学物理实验教学环节互动式教学模式的开发和多种教学模式手段的综合应用,使得学生的学习积极性没有得到充分的调动,大学物理实验教学的基本原则没有得到充分的体现,教学方式呆板,从教学内容到教学方式没有给学生留出足够的发展空间。就分组实验来说,教材从实验目的、实验原理、仪器、操作步骤到注意事项,写得面面俱到。这样做实验,收获不大。
二、大学物理实验教学策略
1.大學物理实验教学内容体系改革
教学内容是大学物理实验教学的核心,因此实验教材是实验过程中非常重要的参考资料。近些年来,物理实验仪器的发展非常迅速,不同高校购置的仪器也有较大差异。更主要的是在实验内容方面,不同的学校有不同的程度要求。因此,一些现成的统编教材都无法直接使用。因此要根据学生的实际水平和需要,结合现有物理实验仪器的具体情况,编写大学物理实验讲义。依据大纲要求和以往的教学经验,按照力学、电磁学和近代光学的顺序,确定适合学生的实验,实现与物理理论课的同步;在总体结构上,按照“加强基础,重视应用,提高素质,培养能力”的指导思想,培养学生的创造力和实验技能,使学生在实验研究方法、实验设计思想等科学素质方面得到锻炼和提高。教师要创新教学方法,积极培养学生的创新意识和创新能力。当前很多大学物理教师在大学物理实验教学过程中仍然采取相对传统的教学方法,学生的探索意识和创新能力都没有得到很好的培养,这就要求教师在大学物理实验教学过程中要使用多种教学方法,吸引学生进行物理实验的兴趣。例如,大学物理教师在对“长度的测量,测量物体的速度和加速度”这一物理实验的过程中,老师可以先给学生讲解相关知识和步骤,然后把学生分为若干个小组,让学生以小组为单位进行实验,培养学生的探索意识,然后对每个小组的实验结果进行对照,得出相应的实验结论。
2.改革教学用教材
大学物理实验教学中应该以培养学生的实验能力和操作技能为基本导向,加大对于教学用教材的编写改革力度,将新时代素质教育和物理教学的培养目标等新内容有机地纳入进来。实验教材应突出学生的主体地位,教程应在实验的各个阶段如实验前、实验中、实验后等提出一系列富有启发性的问题,或根据需要,提出学生不易回答的问题。同时启发学生提出问题,问题一经提出,实验的目的也就很清楚了,学生也会带着问题做实验,在实验时分析、解决问题。大学物理实验教学中应该真正地确立大学物理实验教学在物理教学中的地位,并注重大学物理实验教学的组织形式和教学过程的控制,开发新的互动式教学模式提高学生的学习积极性和参与热情,并建立健全相应的对于学生学习情况的考核和测评体系。具体来说应该尽量把验证性实验改为探索性实验,把演示实验改为边讲边实验,通过挖掘教学内容的学术性,有机地把课内探索延伸到课外。总之,尊重科学,实事求是,面对群体,以实验创新教育为前提,使学生掌握物理实验技能和科学方法,养成科学的态度,学会运用实验手段解决物理问题的能力,以强化大学物理实验教学目标。
3.大力开展综合性、设计性大学物理实验教学
目前,物理实验开设的类型多为验证性实验或基础测量实验,例如,万用表的使用、静电场的描绘等,综合性、设计性实验开设很少,而我们的学生大都比较喜欢设计性实验类型,因此,可以在开设基础测量实验和验证性实验的基础上,适当开设综合性、设计性实验。设计性实验是指学生根据教师给定的题目,通过查阅资料等手段,自己设计实验方案、选择实验仪器、拟定实验步骤,并完成实验报告。传统大学物理实验教学多是教师将实验目的、实验原理及实验步骤全部告诉给学生,然后学生按部就班的操作,学生没有一个独立思考的过程,缺乏探究知识的积极主动性,而设计性实验中教师只介绍实验要达到的目的及现有的实验器材,学生要自己去查阅资料、设计方案、选择实验仪器、制定实验步骤并独立完成实验报告,它更注重实验的准备、设计过程,在这个过程中使学生逐渐了解实验的原理、实验的操作步骤,学生由被动变主动,从而调动了其探究知识的积极性。设计性实验可以提高学生的综合素质能力,在查阅资料过程中加强了学生检索文献的能力;在设计实验方案时要考虑此方案的可行性,统筹兼顾,可以培养学生全面分析问题的能力;在选择实验仪器时要考虑到仪器的可操作性及准确度,从而可以培养学生严谨细致的科学态度。因此,无论从培养学生综合设计能力方面着想,还是从学生的主观意向角度考虑,都应对大学物理实验的类型做出相应调整,适度增加综合性、设计性实验。
4.信息技术与大学物理实验教学整合
信息技术可以突破传统实验仪器的局限性,补充、完善真实实验的不理想之处。信息技术与大学物理实验教学整合,一要发挥传统实验与信息技术各自的优势,优化大学物理实验教学过程,促进学生学习并应用信息技术解决实际问题;二要突出学生主体地位,有效培养学生的学习能力和综合素质。以教师使用信息技术为主的演示型教学模式为例,最简单的方式就是基本不改变现有教学模式,只是将信息技术作为展示教学内容的工具。教师要致力于多媒体课件的开发和使用。一般在演示实验的基础上,用计算机模拟实验现象的物理过程,使学生获得的表象得以强化,促进学生识别实验现象发生及变化的条件,然后再进行抽象概括,形成概念或找出规律、特征。在传统的大学物理实验教学中,由于条件的限制,学生的探究欲望往往不能得到很好的满足,而信息技术环境能为学生提供探究的有利条件。借助于多媒体技术和工具软件创设的虚拟仿真环境,学生能在动态情景空间中观察现象、读取数据、探索和发现研究对象之间的数量关系和变化规律。
三、结论
随着科学技术的迅猛发展和大学物理实验教学改革的不断深入,物理实验从实验内容到实验技术都在不断更新变化,我们只有不断地向其深度和广度进军,才能不断地激发学生的学习热情,使他们掌握打开知识宝库的钥匙,获得索取新知识的能力。本文通过对当前大学物理实验教学中普遍存在的问题进行总结分析,针对问题在大学物理实验教学内容和教学模式方面予以探索,旨在提高大学物理实验教学质量,使物理实验更好的为专业课打基础。
参考文献:
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3.大学物理实验总结 篇三
格式要求
●统一用实验报告纸,手写体,字数要求1500字以上。●书写认真,版面整洁,不能照本宣科,泛泛而谈。●总结首页一定要写清楚自己的学号、姓名、专业等信息。
内容选择
●结合自己所做的实验,写各实验的共性部分。(比如,在所做的几个实验中都用到了某一种数据处理方法/测量方法,则可以结合这几个实验谈该数据处理方法/测量方法在各个实验的具体应用,此方法的优点及潜在应用等等。)
●结合所做实验,总结物理实验某一方面的知识。(比如,结合自己所做实验写测量误差在各实验中产生原因及消除误差的处理方法;结合自己所做实验写出物理实验运用的各种测量方法或数据处理方法等等方面的知识点。)
●结合某一个实验,谈此实验的理论、设计;实验的延伸;实验相关知识潜在应用等等。
●实验的创新、实验的改进等方面(比如,某物理参数的测量装置设计或对目前测量装置的改进等)。
4.大学物理实验论文 篇四
赵新梅学号:0120509330327信息学院电子0503班 在即将结束的这个学期里,我完成了大学物理实验(上)这门课程的学习。物理实验是物理学习的基础,虽然在很多物理实验中我们只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果,但这一过程与物理家进行研究分子和物质变化的科学研究中的物理实验是一致的。在物理实验中,影响物理实验现象的因素很多,产生的物理实验现象也错综复杂。老师们通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现物理问题,使我们通过努力能够顺利地解决物理实验呈现的问题,考验了我们的实际动手能力和分析解决问题的综合能力,加深了我们对有关物理知识的理解。通过一学期的课程,我学到了很多东西。
做大学物理实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要课前认真地预习,首先是根据实验题目复习所学习的相关理论知识,并根据实验教材的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的、基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能、正确操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后还要写预习报告,预习报告能够帮助我们顺利完成实验中的各项操作。在写预习报告的时候,我们一般包括实验目的,基本原理,实验仪器,操作步骤,测量内容,数据表,预习思考题等。数据表与操作步骤密切相关,数据表中的栏目排列顺序应与操作步骤的顺序合理配合。这样就可以随时将数据按顺序填入表中,也可以随时观察和分析数据的规律性。刚开始时我们不注意预习报告里的数据表格,将数据随便的记录在一张纸上,结果发现整理数据时会出现很多混乱和错误,尤其是数据比较多的时候,比如在做《用动力学共振法测固体材料的样式弹性模量》实验时,由于实验前未提前设计好表格,数据记录得很随便,很乱,处理时很困难。后来汲取了教训,在实验前根据所要测的物理量和实验步骤设计好数据表格,在实验记录时和处理数据时轻松了不少。实验教会了我们要养成良好的科学的实验习惯。预习思考题,是加深实验内容或对关键问题的理解、开发视野的一些问题,在实验前认真地思考并回答这些问题,有助于提高实验质量。对于不明白的问题或实验原理中一些不明白的地方,可以跟自己的同学讨论一下或查一下相关的资料,实在不明白的地方可以带到课堂上问老师,只有把实验中所有的地方都弄通弄透彻,才能达到实验应有的效果。
预习是做实验前必须的工作,但是做实验的主要工作还是课堂操作。课堂操作需要我们严格的遵守实验的各项原则,要将仪器放置在合理的位置,以方便使用和确保安全,比如象高压电源的输出端钮应该远离操作者。经常需要操纵或调节的器件,应该放在便于操纵的位置上。一些电学实验仪器部件较多,首先要把这些仪器部件一一放在合适的位置上,然后再连线。实验过程中要严格按照实验仪器的操作要求来操作,所有仪器要调整到正确的位置和稳定的状态,在安装和调整仪器时还不能使用书本这些本身就不稳定的物品做垫块,否则容易造成测量数据的分散性,影响实验质量,并且容易在成实验仪器的损坏。在的过程中,经常会出现一些故障或观察到的实验现象与理论上的现象不符,首先应认真思考并检查实验仪器使用以及线路连接是否正确,不正确的及时进行改正,若自己不能解决,应及时请老师来指导,切不可敷衍过关,草草了事。还有读数,需要有足够的耐心和细心,尤其是对一些精度比较高的仪器,读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心。对于数据的纪录,则要求我们要有原始的数据纪录,它是记载物理实验全部操作过程的基础性资料。而且在实验过程中必须认真地观察实验现象,并做如实的记录。如果发现实验现象与实验理论不符合,或者测试结果出现异常,就应该认真检查原因,并细心重做实验。实验完成后,应把所有的实验仪器恢复到原位,并认真清理实验台。
在实验操作完成后,应认真地处理实验数据。实验数据是对实验定量分析的依据,是探索、验证物理规律的第一手资料。在系统误差一定的情况下,实验数据处理得恰当与否,会直接影响偶然误差的大小。所以对实验数据的处理是实验复习的重要内容之一。在这一学期中我们学到的处理数据的方法有:
1.平均值法 取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下,对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样,用多次测量的算术平均值作为测量结果,是真实值的最好近似。
2.列表法 实验中将数据列成表格,可以简明地表示出有关物理量之间的关系,便于检查测量结果和运算是否合理,有助于发现和分析问题,而且列表法还是图象法的基础。
列表时应注意:①表格要直接地反映有关物理量之间的关系,一般把自变量写在前边,因变量紧接着写在后面,便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数,测得的物理量的名称及单位,计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内,一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。
3.作图法 选取适当的自变量,通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系,并便于找出其中的规律,确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。
描绘图象的要求是:①根据测量的要求选定坐标轴,一般以横轴为自变量,纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适,使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白,坐标原点可以是零,也可以不是零。坐标轴的分度的估读数,应与测量值的估读数(即有效数字的末位)相对应。
这学期我们还学习了用电脑处理数据。用电脑处理数据方便快捷,可以节省不少时间,而且也比较清晰明了。但是用电脑处理的前提依然是我们对理论知识比较熟悉,而且实验操作过程必须认真地完成,记录的数据准确,有效。
撰写实验报告和进行问题讨论等也是大学物理实验不可缺少的重要环节。实验报告是对我们的动手能力、写作能力和总结能力的一种锻炼,实验报告也促进我们对实验过程以及所得结论进行更深刻的思考。我们的实验报告应包括实验过程中所出现的实验现象以及对这些现象的解释,实验中所遇到的问题以及解决方法,实验数据的记录以及对数据进行计算并求得最终的结果,验证跟理论值是否相符,误差的大小,最终得出的结论,对实验思考题进的讨论以及讨论的结果和对实验进行的总结。一份认真的,高水平的实验报告才算是为本次实验画上一个圆满的句号。
“加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质 ”是大学物理试验的指导思想;“加深学生对有关物理知识的理解,培养学生正确的科学实验习
5.云南大学软件学院大学物理实验5 篇五
课程:大学物理实验学期:2012-2013学年 第一学期任课教师:王逍
班级: 星期三学号:20111120012序号: 3姓名: 武琼成绩:
实验5磁场
一、实验内容
1在本实验中预设带电粒子所带电荷q与质量m之比绝对值为1。实验程序界面如下图:任意选定10个速度,调整磁感应强度值与电场强度值,使带电粒子的运动轨迹为水平直线。
将运动轨迹为直线所对应的速度、磁感应强度、及电场强度数值填入下表中。
问题:该带电粒子带正电荷还是负电荷?为什么?
带正电,从实验已知条件可知,磁场方向垂直于面向里,当磁场强度增大时,带点粒子运动轨迹向上倾斜,可知带点粒子的洛伦兹力向上,用左手定则可知,粒子带正电。
二、实验内容
21.当AC杆以初速度v0向右运动时,使用matlab编写程序,求AC杆运动的加速度方程、速度方程和位移方程。
加速度方程:
速度方程:
位移方程:
2.使用matlab编写程序,绘制AC杆运动的速度曲线和位移曲线。
6.浙江大学大学物理实验 篇六
关键词:微课,实验教学,演示实验
一、微课的特点
“微课”是指以视频为主要载体, 围绕某个知识点、专题、实验活动作为选题, 针对教学中常见的、典型的问题或内容开展的简短的、完整的“小而精”的教学活动[1]。因其时间短, 内容精, 容量小, 形式多样等特点, 从一出现就受到广泛关注。受知识信息化、网络化, 学习方式碎片化的影响, 微课这一教学方式越来越受到人们的追捧。
二、大学物理实验教学现状及存在的问题
大学物理实验课程是理工科类大学第一门基础实践课程, 它既是理论知识的载体, 又是科研技术与方法的综合, 体现了科学实验的共性[1];物理演示实验作为一门独立的课程, 不再仅仅作为理论教学的一种辅助, 在教学中的作用也越来越受到重视[2], 但是, 大学物理及演示实验教学过程中受实验场地和实验仪器数量等限制, 重复性强, 教师的授课压力和工作强度大大增加, 学生学习过程也因实验课程的特殊性, 受到不利影响。
首先, 学生课前预习仅限于书本、达不到要求。受实验室条件限制, 只能从实验教材上的内容、步骤以及有限的几张图片来猜想实验过程。其次, 教师课堂讲授时间与学生实验时间矛盾突出。以我校的大学物理实验时间为例, 一般为三节课, 共155分钟, 教师讲授一般在40分钟, 主要讲解实验目的, 实验原理, 实验内容与步骤, 再加上演示仪器操作, 时间非常紧张。因学生专业、理论基础掌握程度、动手能力存在差异, 教师对原理或仪器不管讲得多或者少都不能完全符合每个学生的需求。讲的过多, 会挤占学生实验时间, 实验课将变成填鸭式教学, 学生只是照猫画虎, 依样学样的验证实验结论, 得不到能力上的锻炼, 创新更是无从谈起;讲的过少, 学生实验过程中问题不断, 无法独自按时完成实验, 久而久之, 将会对物理实验产生畏难情绪。再次, 学生课后复习条件不足, 期末考试效果不佳。以我校为例, 大学物理实验是按照课堂上测出数据, 课后数据处理并写出实验报告的流程进行。学生交上实验报告后, 就把这个实验项目被抛之脑后, 期末考试前才发现, 先前做的实验已经全忘记。最后, 演示实验维护成本高, 演示实验的目的是用简单明了的实验仪器把抽象的物理理论知识变得直观和形象, 启迪学生的思维, 提高学生的学习兴趣, 挖掘学生对自然科学知识的探索能力[2], 东华理工大学物理实验中心是江西省首批省级实验教学示范中心, 开放演示实验室是特色, 每学期都要接待数百名学生参观学习。但每学期结束, 演示实验仪器将近一半损坏, 维护成本非常高。
三、微课在大学物理实验教学中的应用
针对上述大学物理及演示实验教学中遇到的问题, 结合微课的特点和优势, 我们建设了系列微课资源并应用到实验教学中, 逐步提高大学物理实验及演示实验教学水平和质量。
制作实验微课资源, 对应大学物理实验教学过程的不同阶段。将微课分为原理阐述、仪器介绍、内容要求与步骤、注意事项、知识拓展五类, 每个视频时长小于10分钟。视频制作要求:结合实验教学特点, 充分发挥微课短小精湛的优点, 各视频要做到重点突出、简洁流畅:
1) 仪器介绍结合实物, 解决学生在实验预习中的最大困惑。使学生犹如身临其境, 实验前已经对仪器有较为充分的了解。
2) 原理简明扼要, 结合教材中的详细介绍, 对原理有整体把握。
3) 内容步骤演示设计合理、准确无误, 使学生实验前对内容胸有成竹, 如:转动法测量转动惯量实验, 先测塔台的转动惯量, 再测待测物体的。
4) 注意事项细致详尽, 避免误操作, 损坏仪器, 如:等厚干涉实验中, 物镜调节避免损坏镜头措施等。
5) 知识拓展密切联系实际、直观生动、新奇有趣。如:演示实验共振现象中, 微课从历史文化角度引入编钟、鱼洗等, 再利用音叉演示拍的形成, 内容上贯穿古今, 形式上生动活泼, 极具吸引力, 增加了知识面的广度和深度, 引起学生的探索和求知欲。
四、微课应用于实验教学的效果
微课应用于实验教学中, 使教师变为“导师”, 把过去讲原理、内容、步骤和注意事项等时间用于课堂上启发、引导新的思考, 由课堂中注重讲解与演示、实验测量, 变为注重引导观察、逻辑分析、讨论和知识拓展相结合;使学生从模仿与验证实验, 变为互动、探究和创新操作, 使课堂变得生动、有趣、富有创造性。
微课应用于实验教学中, 可以满足学生个性化需求。因其容量小, 学生可以下载到智能手机或平板电脑等移动终端设备上, 形同一对一教学与辅导[3]。实验过程中, 学生可以根据不同板块各取所需, 随时调用视频观看。实验教师无需讲解整个操作过程, 学生只需直接观看视频就能明白物理实验的整个操作过程.
演示实验用微视频代替现场讲解, 进入演示实验室前学生已经熟悉各种演示仪器, 避免学生操作不当导致的仪器损坏, 降低了维护成本。并且在微课中实验演示与问题思考、拓展引导相结合, 启发学生思维, 引导学生在实际操作中探索物理原理, 自主开发相关演示仪器, 演示实验室不再是学生走马观花看热闹的地方, 而成为调动学生实验探究积极性, 培养学生实验技能和创新能力的平台。
目前, 微课作为一种新兴的教学模式, 因其在理论教学、实验教学中体现出巨大的优越性, 正处于飞速发展阶段。当然也暴露出如:如何监督学生线下微课学习等问题, 这还需要广大教育工作者不断的理论研究和实践探索。
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7.浙江大学大学物理实验 篇七
关键词 Minitab 数据处理 大学物理实验
中图分类号:O4-33 文献标识码:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.06.017
Application of Minitab Software in College Physics
Experiment Data Processing
TAN Suiyan, XU Chudong
(College of Electronic Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou, Guangdong 510642)
Abstract This article describes the Minitab software in Physics Experiment Data Processing universities, and to "measure the Helmholtz coil magnetic field" and "thermoelectric measurements" for example, gives a step Minitab data processing.
Key words Minitab; data processing; college physical experiment
0 前言
大学物理实验课程一般包括三个主要环节:实验预习、实验操作和数据处理。①其中数据处理一般都比较繁琐,且机械化,学生面对大量的数据会容易感到烦琐和枯燥;而且数据处理常会涉及到作二维图形,有些实验要求通过图解法求直线斜率,有些实验要求通过作图观察几个参数之间的关系,传统的手工计算和画图往往存在不足之处:一是作图误差大;二是手工作图看上去欠缺美观和科学性。针对这些不足,用计算机处理数据,实验数据误差小,使用方便快捷,能激发学生对实验的兴趣,实验报告看起来简洁、明了、具有科学性。本文介绍统计分析软件Minitab15在大学物理实验数据处理中的应用,并以“测量亥姆霍兹线圈的磁场”和“温差电动势的测量”两个实验为例子。
Minitab15是数据分析软件Minitab的最新版本和首款中文版,它提供用来分析数据的工具和改进流程的有用信息,且具备以下特征:(1)与人们学习和工作方式相适应的逻辑界面。(2)功能强大,包含完整的数据管理功能、强大的文件导入和导出、数据操作和电子表格式的数据窗口。 (3)配备详尽的文档,例如帮助解释输出结果的“会话”对话框 ,以及 500 多个图文并茂的术语。
1 Minitab15在“测量亥姆霍兹线圈的磁场”中的应用
测量亥姆霍兹线圈的磁场实验是定性地观察通电线圈中心轴线上的磁场分布,测量的表格较多,每个表格记录的数据也很多,一般的数据处理是作出中心轴线位置与磁感应强度分布的关系曲线,如果用Minitab15软件处理,过程简便,图线简单明了、整洁且具科学性。
将半径为10cm,相距为10cm的两个完全相同的线圈A、B对称放在刻有1cm€?cm方格的大理石平台上,此为亥姆霍兹线圈。对线圈通以100mA的电流,用集成霍尔传感器分别测量对单线圈A单独通电、单线圈B单独通电和A、B线圈串联后通电的亥姆霍兹线圈中心轴线上的磁感应强度,数据如表1。
图1 亥姆霍兹线圈中心轴线上的磁感应强度的分布图
利用Minitab15处理数据的具体步骤如下:(1)启动Minitab15,把表1中 “位置”、“单线圈磁场BA”、“单线圈磁场BB”、“亥姆霍兹线圈磁场B” 四行的数据分别填入Minitab15工作表区域的“C1”、“C2”、“C3”、“C5”列。(2)对“C4”列进行公式设定,首先选中C4列,点击鼠标右键选择“公式”和“对列设置公式”选项,在弹出的对话框中填入公式C2+C3,按确定,则C4列会自动填充数据,把数据填入表1中相应的位置,可省却大量繁琐的计算过程。(3)点击工具栏上的“图形”选项,在下拉列表框中选择散点图,选择“简单”类型,在散点图对话框中设置变量和变量,变量选择“C1位置”,变量选择“C2单线圈磁场BA”、“C3线圈磁场BB”、“C4 BA+BB”、“C5 B”、并且选择“重叠在同一图形”选项,按确定,即可出现亥姆霍兹线圈中心轴线上的磁感应强度的分布图,如图1。
2 Minitab15在“温差电动势的测量”中的应用
两种不同金属组成一闭合回路时,若两个接点A、B处于不同温度和,则在两接点A、B间产生电动势,称为温差电动势。温差电动势的大小与热电偶常数和两个接触点的温度差有关,电动势与温度差的关系复杂,当温度差不大时,取其一级近似可表示为: = *(),式中,为热电偶常数。②在温差电动势的测量实验中,数据处理一般要求作出温差电动势与温度差的关系图,并求出热电偶常数。学生利用最小二乘法或作图法求热电偶系数计算过程繁杂、误差大,若利用Minitab统计分析软件中线性拟合线图的功能,能简便科学地得出温差电动势与温度差的线性关系图,并得出线性系数即热电偶常数。
将热电偶一个接触点放在冷水中,并用温度计测出其冷水温度 = 25℃,另一个接触点放在水浴锅中,从67℃开始,水浴锅每升高4℃测量一次温差电动势,直至95℃;再从95℃开始,水浴锅每降低4℃测量一次温差电动势,直至67℃,数据如表2。
数据处理的步骤:(1)启动Minitab15,把表2中 “热端温度t/℃”、“升温电动势 /mv”、“降温电动势 /mv”三行的数据分别填入Minitab工作表区域的“C1”、“C3”、“C4”列。(2)同理对“C2”、“C5”列进行公式设定以省却手工的公式计算,分别选中“C2”、“C5”列,点击鼠标右键选择“公式”和“对列设置公式”选项,在弹出的对话框中填入公式C1-25和(C3+C4)/2,按确定,则C2、C5列会自动填充数据,把数据填入表2中相应的位置。(3)点击工具栏上的“统计”选项,在下拉列表框中选择“回归”,并在子菜单下选择“拟合线图”,在“拟合线图”对话框中设置变量和变量,其中“响应Y”选择“C5”列,“预测变量X”选择“C2”列,回归模型类型选择“线性”,最后按确定,即可产生温差电动势和温差的拟合线图。拟合线图中直接给出温差电动势与温差的关系式, = 0.2354+0.06771△,其系数0.06771即为热电偶常数。
3 结束语
本文主要结合大学物理实验中两个经典实验“测量亥姆霍兹线圈的磁场”和“温差电动势的测量”,介绍了运用Minitab进行具体数据处理和分析的过程,通过对实例分析可以看出,Minitab在实验数据处理中有强大的功能,且界面易懂,适合学生在大学物理实验数据处理中使用,并能提高学生计算机的综合应用能力。
注释
① 习岗,杨初平.大学物理实验[M].中国农业出版社,2006:2-3.
8.大学物理演示实验感想 篇八
物理是一门以观察和实验为基础的科学。这在很大程度上说明了实验对于物理的重要性。周四下午,我们进行了一节物理演示实验课。其中,一些有意思的实验装置和实验现象给我留下了深刻的印象。比如一些验证角动量守恒的实验装置和观察波形的一些实验装置,让我深刻感受到了物理现象的魅力。但是,通过我的感受,我认为应该在观察实验现象的同时,应该更多一些对实验的思考,并且在实验教学方面应该加大力度,才能达到提高学生实验能力,理解课本所学知识的目的,并为以后的基础物理实验打好基础。以下是我对演示实验课提出的一些建议:
1、重视演示实验教学,加强能力培养。
目前,学生普遍感到物理“难学”,其原因之一就是物理教学中缺乏实验。而一些经济发达的国家,他们非常重视物理实验教学和研究问题的方法。因此,我们对物理实验教学,必须引起高度的重视,为了研究好这些课题,教师必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆、接受困难,并结合教学实际,研究解决的方法,努力开发一些直观的演示,同时在教学中引进近代物理学的某些思想方法和现代科学的新成就,来激发学生对物理实验的兴趣。
2、增加探索性试验的次数。
在大学物理演示实验中,大多数实验为验证性试验,但是,对学生在学习物理的科学方法和科学态度方面不能得到锻炼,也不利于培养学生主动探索物理规律的能力,而探索性实验对培养学生思维能力、创造能力、自学能力、观察实验能力及解决实际问题的能力有独到的作用。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵”。因此,在教学中把一些验证性的实验变为探索性试验,让学生进行更多的思考。
3、合理运用多媒体,优化演示实验教学。
利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段,而利用多媒体教学,是教学现代化的重要标志,是教学改革的重要组成部分。因为多媒体教学是指在教学过程中运用系统科学的观察和方法,组织多媒体信息,形成合理的教学结构,以实现教学优化,使学生真正体会到物理学科的学习方法,提高学生观察及分析问题的能力。如应用多媒体展示课堂实验无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程,从而突破时间以及空间的束缚,进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小物理场景,将物理过程生动形象地展现于学生眼前,使学生认识加强,理解透彻。
9.大学物理实验总结论文 篇九
在本学期的实验课中,我学到了很多在平时的学习中学习不到的东西。基本每次实验都达到了实验目的要求。每次上实验课,老师都给我们认真的讲解实验原理,轮到我们自己动手的时候,老师还常常给予我们帮助,我真心地感谢他们对我们的付出。在大学物理实验课即将结束之时,我对在这一年来的学习进行了总结,总结这一年来的收获与不足。取之长、补之短,在今后的学习和工作中有所受用。
通过物理实验的学习,我认识到了实验是物理学的基础,许多理论直接来自于实验。而要设计一个实验去验证某个理论或者利用某个理论去测量某个物理,更是十分有学问的,是非常复杂的。我们学理科的同学,尤其要重视实验课,注重理论与实践相结合。
总的来说对本学期的实验还是很大程度上开阔了我们的视野,也和科技前沿的一些东西开始有了亲密的接触。基本上和我们的实验初衷吻合,完成了实验任务,达到了我们实验目的。
下面我就对我这一年所学到的东西做一个概述:
1、实验课的基本程序
1.1、课前预习:
学生对于将要进行的实验做预习,通过阅读实验教材和参考资料,弄清本次实验的目的、原理和所要使用的仪器,明确测量方法,了解实验要求及实验中特别要注意的问题等。预习报告包括:实验目的、试验中所用的仪器、实验原理及实验内容、实验步骤这四大部分。同学做好实验预习报告以后才可以拿着预习报告去做实验,预习报告在试验中占有一定的分值。1.2、实验操作
我们做实验是在双周周二的下午,先由实验辅导老师对实验进行讲解,一般来说我们一个班是分成两个两个实验组,每个组做不同的实验。老实讲解完后,会分组再详细的对该组的实验仪器的使用进行讲解,在对基本实验的装置了解之后,我们对自己动手实验也不象以前的有一种很陌生的感觉,这一点对我们来说很有利,我们可以很投入和很成功的完成实验。因为我们已经知道什么地方是操作的要点,什么可能导致失败。并且物理实验本就在很大程度上调动我们学习的积极性。实验完毕,实验数据须经教师审阅、签字,再将仪器整理好。
实验操作是物理实验基本程序中的核心,使学生主动研究,积极探索的好时机。每一实验收获大小主要取决于学生主观能动性的发挥程度。1.3、整理实验报告
实验报告是实验成果的文字报告,是实验过程的总结。与别的实验班不同的是我们班并不是在做实验的时候交报告,而是在做完实验的下一周交报告,这样的好处是我们不会为了写报告手忙脚乱而且还会很好的帮我们能复习一下实验内容。实验总结报告包括:实验结果分析与计算,实验思考题两大部分。
实验报告对我们整个大学期间的物理实验都是很重要的一步,这也是检测我们学生学到什么的重要一步,并且也是考察我们数据处理能力的一个重要依据。
2、物理实验的基础知识
2.1、误差的分类
(p.s.测量结果都存在误差,误差不可避免)
2.1.1、误差的表示
a.绝对误差:绝对误差 = 测量结果-被测量的真值 b.相对误差:相对误差 =(测量的绝对误差 / 被测量的真值)*100% 2.1.2、误差的主要类型
a.系统误差:在相同条件下,对同一被测量的多次测量中,误差的绝对值和符号保持恒定或在条件改变时,误差的绝对值和符号按一定的规律变化。
b.随机误差:在相同条件下多次重复测量同一个量时,每次测量出现的误差的测量值和符号以不可预知的方式变化。2.2、测量的不确定度
测量的不确定度是测量结果必须具有的一个参数,其反应了对被测量真值不能肯定的程度,或者说测量值作为被测量真值和估计值可能存在的一个分布范围并在这个分布范围内以一定的概率包含被测量真值:
测量结果 = x +/-△(P = 90%)
式中,x是测量值;△是不确定度;P是包含真值的概率。
依照相对误差的定义,可以定义相对不确定度:
Ur =(△/x)*100%
2.2.1、不确定度中分量的评定方法(按数值)
a.A类:采用统计方法评定
b.B类:其他,相当于仪器的误差△仪 总不确定度 = sqar(△A² + △B²)2.3、有效数字
3、物理实验数据处理的基本方法(列表法、作图法、最小二乘法、逐差法)
一般在记录原始数据的时候用列表法,在处理数据的时候有时为了直观会用到作图法,另外两种方法并不是很常用。
在实验中我们还用到了很多原来没有接触过的仪器,如:万用电表、示波器等等,我们知道在使用仪器前一定要调整仪器的初态使之处于安全位置,还要对零位作调整如果没有归零的话应使其归零,在做某些实验如:薄透镜焦距的测定(需使用分光计)需要将仪器调整至水平则还需要做这方面的调整,还需要在转动机械摇杆时注意避免空程误差……
总之在实验中需要注意的事情很多,但也是因为这些事情让我们能体会到,物理实验需要的是严谨的思维,需要认真的去想,每一步都要做的很严谨,不然就会产生不该产生的误差影响最终的数据结果,导致实验失败。
大学物理实验是我进入大学以来接触的第一门实验课,通过对其长时间的学习与了解,我学到了很多关于大学实验的方法与要求,更重要的是,在自己亲自尝试与接触各种实验操作过程中,我了解到要作为一个合格的实验者,必须具备很多综合素质:
1、科学的严谨性;
2、解决问题的主动性;
3、对知识的探索性。开放实验教会了我许多东西,而这些东西,恰是我今后大学生活乃至日后的科学研究方面所必须具备的。
物理实验远没有我想象的那样简单,要想做好一个物理实验,容不得半点马虎。大学物理实验正是这样一门培养我们耐心、恒心和信心的课,让我们的思维和创造力得到了大幅度的提高,让我们的科学素养有了很大的飞越。真真正正变学生的被动学习为主动学习,激发了我们的学习热情,不管实验成功或是失败,我们都能从中获得很多从其它地方得不到的知识,让我们获益匪浅!
10.大学物理实验教学模式的探讨 篇十
【关键词】大学物理实验 开放式实验教学 创新能力 创业型人才
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2009)03-0058-02
一、引 言
随着科学技术的迅猛发展,社会的不断进步,对人才的培养提出了更高的要求。培养具有创新精神和创新能力的人才是新时期高等学校的重要任务,是高等教育面向现代化、面向世界、面向未来的必然选择和发展趋势,也是知识经济和人类社会持续发展的需要。实验教学在高校培养创新人才方面扮演着重要角色。物理实验教学必须与时俱进,不断进行改革才能适应社会对人才知识结构和科学素质越来越高的要求。物理实验教学是物理学整个教学中的重要环节,它对于高素质创新人才的培养有着不可替代的作用。只有改变传统的大学物理实验教学模式,将大学物理实验创新教学和大学物理开放式实验教学相结合,建立以学生为本、促进学生知识、能力、素质协调发展及创新能力培养的物理实验教学模式,才能更有效的培养学生的创新能力和创业精神,以适应我校创业型人才培养的需要。
二、大学物理实验创新教学
创新是一个民族的灵魂。在知识经济的社会中,人最重要的素质就是创新能力,因而在物理实验教学中,培养学生的创新能力是实施素质教育的内容。大学生在物理实验中动手实践能力相对较强,我们应该把对学生创新能力的培养引入动手实践中,在实践中培养学生的好奇心、求知欲和问题意识。教师要以创新实践激发学生的创新热情,应设置较多的新的问题情景,以培养学生发现新问题、解决新问题的能力,即对知识的应用能力。创新意识能力与创新思维能力密切相关,创新思维能力的培养应该从培养学生的问题意识入手。在实验中应充分发挥学生的主动性,可以让学生在实验室搞课外创新活动,做一些科技作品,维修仪器,设计实验,遇到问题让学生自己找原因,自己解决并一直探索下去,直到问题得到解决。通过解决问题,学生能够明白自己哪些做法和想法是正确的,哪些是错误的。在与他人合作的过程中对自己和他人作出一分为二的评价,从而培养学生自我反思和正确的评价能力。另外,大学生直觉思维能力相对较强,这说明学生善于从经验入手思考问题,因此培养学生创新思维可以考虑以经验为基础逐步展开,同时引导学生对物理实验现象像科学家一样进行创造性想象,促进创新思维能力的全面发展。
学生创新能力的培养,是通过创新的教育教学活动得以实现的。教师应指导学生,让学生多动手、多思考,引导和培养学生思考问题及实践动手能力。通过指导学生研究问题和解决问题的实践,来训练和提高学生的创造能力,使学生有可能致力于某一知识的前沿,去探索未知领域,创造出更具有社会价值的新事物。为此,我们必须要提供一个良好的创新硬件环境,使学生通过实验室这块基地得以实现。此外,在具体的实践教学环节中,要注意提高学生的动手能力。根据形势的发展和现代化教学的要求,优化实验教学内容,从被动转变为主动实验教学,改变单调的演示、验证性实验,开放综合型、设计型实验,充分发挥学生自己的创新思维和想象能力,自己动手操作,独立完成每一个实验,从而提高其动手能力,拓宽知识面,改善知识结构,为以后的学习和工作打下良好的基础。
设计性实验要求学生自行设计实验,灵活运用知识和技能进行创新性思维的实践活动。在每次实验前,教师提出要求。学生根据题目和要求,独立查阅资料,制定实验方案,在自己认真思考的基础上,提出解决问题的设想,并列出所需实验器材,在教师的指导下,进行操作,最后写出实验报告。这样可以发挥学生的主观能动作用,最大限度地调动学生自主学习的积极性,变单向信息传递为双向式、多向式信息传递与交流。在此过程中,教师要发挥好主导作用。实践证明,加强设计性实验,能使学生的思路越来越广,动手能力越来越强。学生每次成功后,总觉得有成就感,这样就更加激发了学生设计实验的积极性,而每次都会有一些较为新颖的设计方案,创新能力不断提高。设计性实验能全面培养学生综合运用所学知识的能力,收集和处理信息的能力以及解决问题的能力,是一条培养学生创新能力的主要途径。例如,对于大学物理实验课程,教师在讲“摩擦力”时,让学生设计测定动摩擦因数的实验;讲“自由落体运动”时,让学生设计测重力加速度的实验;讲“全电路欧姆定律”时,让学生设计测定电源电动势的实验等等。
三、大学物理开放式实验教学
大學物理开放式实验教学不是简单的实验教学管理方式的改变,而是整个实验教学系统的改革。实验室开放教学包含多层次的含义,即实验教学时间的开放、实验资源的开放、实验教学方法及手段的开放,以及实验教学评价的开放。实验室开放式教学能发挥学生的主体地位,培养学生的自学能力和拓宽学生的知识面,培养学生的动手能力,以及分析问题和解决问题的能力,有利于学生创新意识和创新精神的培养。
实验时间的开放:打破课堂时间限制,学生可以预约登记,根据自己的学习规律合理安排实验时间,这样,提高了学生做实验的积极性和主动性。在时间的开放上,实验时间开放又包括两层含义:第一,学生进入实验室的时间点开放。即实验室在时间上尽可能开放,学生随时都可以进入。第二,学生做实验的时间时数开放。也就是每项实验在时间长短上没有限制,每个学生可以根据自己的实际情况进行实验,不同学生做实验的时数不等。具体地说,学生可以到实验室进行预习实验,技能不强的可以反复操作,实验结果不理想的可以重做实验,实验能力强的学生可以深入进行探索研究。
实验资源的开放:实验资源开放就是实验室的所有实验资源对学生全面开放。利用校园网的大学物理实验开放式教学管理系统,保证了实验资源开放的顺利进行。实验资源在网上全面展示介绍,为物理实验的全面开放提供了物质保证。实践表明,实验资源的开放,使学生能够在实验前充分了解各种仪器的功能、特点及使用方法,节约了实验时间,提高了实验效率,调动了学生的积极性,培养了学生对物理实验的兴趣。
实验教学方法及手段的开放:在开放式实验教学中,教师的作用着重于启发、引导,充分发挥学生的积极主动性。教师的指导应改变传统的“授之以鱼”、“抱着走”的教学方式,而强调“授之以渔”,放手让学生去做,克服怕出问题的顾虑,鼓励学生多尝试。教师要从实验现象、故障或异常现象入手,启发学生积极思考,引导学生结合所学理论知识,独立分析产生故障或异常现象的原因,进而得出正确结论。要改变那种有问必答,甚至代替学生排除故障的习惯做法。辅导时应注意不仅要让学生掌握实验内容,更重要的是要让学生掌握实验方法,并能举一反三,灵活应用。要充分调动学生的创新意识,培养学生的科学精神。开放式实验教学要真正做到“开放”,还必须改变传统的“实验一定操作”的观念,善于在实验教学中运用现代教育技术手段,如幻灯、录像、CAI、计算机软件、网络等辅助实验教学,这样既可以提高效率,又可以节省人力,如验证性实验运用计算机做模拟实验,不仅能提高实验结果的精确度,还可以缓解实验设备紧张的问题。
实验教学评价的开放:对学生实验能力的评价,不能只重视实验的结果,更要重视实验的过程,特别是实验过程中学生所表现的独立分析问题的能力、解决问题的能力及创新意识等等。全面考核学生的实验能力,包括学生的动手能力、思维能力、创造能力、设计能力、查阅资料的能力、提出问题的能力等等,即使学生在基础常规实验中完成情况一般,但在开放实验中有独特见解和创新的也应给予较高的评价。通过实验操作检验学生的动手能力和实践能力;通过实验报告考核学生综合分析、处理数据和书面表达能力;通过创新设计实验检验学生的创新精神和能力。三者之和为实验成绩,总成绩为各实验成绩的加权平均值。实验成绩的评定变知识考核为全面能力考核和综合素质考核,特别侧重学生的创新精神和创新能力的考核,对其实际能力进行全面的评价。
四、结束语
总之,大学物理实验的改革,必须要符合时代和科学发展的要求,通过进一步加强实验室建设,为服务社会和培养创业型人才提供平台。建立以人为本的实验室管理新模式,在完成和保证本科教学实验要求基础上,向本科生开放实验室,并争取在适当的时候向社会开放,提高实验室对创业型人才培养和服务社会的贡献度。
参考文献
1 刘 杨.开放式实验教学模式的思考[J].现代电子技术,2006.20
2 陈大鹏、吴丽芬.实验室开放的实践与探索[J].实验技术与管理,2003.20
3 黄家顺.大学物理实验课教学改革初探[J].大学物理实验,2005.18(3)
4 梁晓军、陈淑文、廖清华、方利广.大学物理实验教学改革的研究[J].江西科学,2005.23(5)
11.大学物理实验教学改革初探 篇十一
关键词:物理实验,教学改革,物理实验预约系统,实验教学平台
大学物理实验是大学理工科学生必修的一门基础课, 是大学生进校后的第一门科学实验课程, 其目的在于, 通过对物理实验现象的观测和分析, 学习物理实验知识, 加深对物理学原理的理解;培养学生从事科学实验研究的初步能力;养成学生实事求是的科学态度;培养学生严谨踏实的工作作风, 勇于探索、坚韧不拔的钻研精神及团结协作的优良品德。
1 物理实验教学现状
然而很多学生都认为大学物理实验课程是处于理论教学的从属地位, 只是书本上基本物理规律、定律的简单验证。不少学生对大学物理实验感到枯燥无味, 在学习这门课程时明显感觉到该课程本身的价值和课程开展方式之间的不匹配, 严重地阻碍了学生学习的积极性、主动性、创造性。物理实验课程的这种呈现方式没有能够很好地体现出课程本身内在的重要价值, 同时也极大地限制了这门课程的功能。
另外由于物理实验仪器的不足, 教学任务较重, 我们原来一直采用分组预约、循环教学的教学方法, 学生按规定时间、规定实验项目、规定步骤操作, 测量实验数据。由于上课时间有限, 实验项目较多, 对于学生所提出的问题教师无法在课堂上做到一一作答, 学生的学习积极性和主动性都没有得到充分的发挥, 缺乏创新活动和个性的发展, 不利于培养学生的动手能力和创造精神, 不利于学生综合素质的提高。
2 物理实验教学改革
为了实现物理实验教学的预期目标, 首先必须提高学生对物理实验课重要性的认识。物理学已经改变了昨天的世界, 物理学正在改变今天的世界, 物理学还将改变明天的世界, 物理学是改变世界的科学。物理学之所以能改变世界, 是因为物理学是一门实验科学。物理实验是比物理学基础性更强, 并具有直接或间接科学、技术、实践价值;内容极为广泛, 丰富, 渗透着理论, 多学科知识、技能, 饱含着直觉、逻辑, 乃至哲理等多重思维方式的一门学科。诺贝尔物理学奖获得者华裔科学家丁肇中教授在诺贝尔颁奖仪式上用汉语发表演说时说:“事实上, 自然科学理论不能离开实验的基础, 特别是物理学是从实验产生的。”这就是说, 物理学大厦是建筑在物理实验这个巨大基石之上的, 没有物理实验就没有物理学的发生、发展。物理学理论的发展, 又对物理实验提出更多、更高的要求。同时为物理实验提供新的原理、技术支持。二者相互促进, 并推动着人类物质文明和科学文化、精神文明的发展。学生对物理实验课的重要地位和作用有了较深的认识和理解, 也就在很大程度上端正了对物理实验课的态度。与此同时, 为了进一步激发学生的学习兴趣, 真正通过物理实验掌握一定的基本知识、基本技能和基本方法, 我们相应地想办法对教学方式作了一些试探性的改革。
2.1 开发网上预约系统
随着大学物理实验教学示范中心的建设和发展, 我们实行了物理实验室的半开放。依托于学校校园网平台, 组织人员自行开发了物理实验预约系统、交流论坛, 建立了物理实验教学示范中心网站, 学生可通过网络预约实验时间, 查询预约结果和各个实验成绩。还根据实验教学内容和要求组织实验教师编写了电子教案, 拍摄了典型教学案例视频, 放在网站供学生浏览。网站的建设遵循科学性、合理性、人性化、实用化的原则, 从学生的角度和需求来考虑。每个实验的讲解并非教材的单纯重复, 学生通过网络平台可以对自己要做的实验先所需要仪器的结构、性能、操作要点、注意事项及可能遇到的问题有初步的了解, 这样学生预习目的性更强。学生不懂的问题, 在进入实验室后可以马上向教师提出, 使教师在教学过程中其指导针对性也更强, 而且课后对实验数据处理有疑问的学生也可以根据各实验教师的开放时间找到教师答疑。开放式实验教学做到时间开放、内容开放、兴趣开放、创新基地开放, 充分体现了“以人为本”的教育理念。学生是实验的主体, 学生可以在时间、实验内容、实验设计方案等方面有很大的自由度和主动性, 师生间是交互式关系。给学生充分的学习思维时间, 展示个性和丰富想象力的空间, 灵活运用实验设计思想和方法的舞台, 充分发挥学生的主观能动性, 激发学习兴趣, 培养学生的观察能力、思维能力、实际操作能力、创新能力。虽然教师在教学过程中付出了更多的时间、精力, 但受到了学生普遍的称道, 学生动手能力、操作能力、处理数据能力、思考问题、解决问题的能力都得到很大提高。
2.2 组建三大实验教学平台
在实验教学改革中, 随着教学内容的更新, 按照修改后的实验大纲, 我们结合实验室的仪器项目组织教师重新编写了《大学物理实验》教材, 新增了压力传感器特性的研究、电表的改装、数字温度计的设计、光敏开关的设计等设计性实验项目的内容, 拓宽、健全、充实了实验教学内容体系。按照实验教学内容新体系组建了“物理学基础实验、综合提高型实验和研究创新型实验”三大实验教学平台。
基础物理实验第一学期主要配置力学、热学、电磁学、部分光学实验, 第二学期配置部分电磁学实验、光学、近代物理实验, 部分设计性实验。目的是使学生初步掌握物理实验仪器的使用方法和训练学生基本的物理实验操作技能。以前的教学过程是“保姆式”教育方法, 学生遇到问题就立即问老师, 老师不是去启发、引导学生如何解决实验中存在的问题, 而是一味的替学生去排除故障, 解决问题, 学生不知问题所在, 更找不到解决问题的方法, 大大限制了学生的思维。在现在的实验教学中我们注重竭力去引导学生利用已有的知识自己发现问题、解决问题, 培养学生的实践操作能力。力图使学生通过基础物理实验的学习使他们对物理原理中的每个要点都能得到实验支持, 对物理知识体系的理解更形象、更清晰。对仪器的工作原理、设计思想, 操作方法、技巧, 数据记录、处理都有了更多、更深、更全面的了解和提高, 兴趣大大增强了。理论、实践知识都得到了提升, 创新思维也可从中得到孕育、培养。
综合提高型实验主要配备近代物理实验、光信息实验、部分电子技术实验, 目前仅对物理类电子信息科学与技术、光信息科学与技术两个专业试点, 准备逐步向全校理工科学生提供, 开阔学生眼界, 充实学生后续物理知识, 提高学生的理科素质。
研究创新型实验主要由可组合、拼拆的实验构成, 如光学平台、光具座、电子实验箱, 可拆卸和可改装的电路板等, 提供一个学生自己设计、自己组合、培养创新能力的平台。教学对象为物理类专业高年级学生及其他理工科专业对物理实验有兴趣的学生。由学生选定实验课题, 提出实验目的、原理, 所需的实验器材、仪器, 自行选择实验方案, 设计实验过程, 独立完成实验并处理实验数据。其目的是鼓励学生积极开动脑筋, 运用所学的物理实验知识, 完成一些基础性实验的设计, 培养学生的独立操作能力和创新能力。实现物理理论和实践互动, 既加深、加强理论认识, 也增长了实践能力, 培养学生提出问题、解决问题的能力。教师只作引导, 根据学生特殊要求, 配合学生做一些查阅参考文献、仪器配置等方面的工作, 全部实验过程由学生自己完成。这种实验方式注重了对学生的创新能力的培养, 突出了学生的主体地位。使学生在实验过程中对实验原理的科学性、实验器材的可行性、物理现象的可观测性、物理量的可测性、实验设计的简化型、实验设计的操作性有一个充分的认识, 为正式进行科学实验做好准备工作。
2.3 演示实验室的建设
我们加强了演示实验室的建设, 配备了与大学物理课程内容相关包括力、热、电、光、近代物理等的演示实验, 用来激发学生兴趣, 加深学生印象, 此外还有高科技设备, 用来演示科技, 生活, 气象中的各种现象, 供全校各类学生根据自己的兴趣参观和在教师的指导下演示。同时对暑期高考招生前的高中毕业生开放, 对社会开放, 作为普及科学知识, 提升群众科学素质的基地。
3 结语
我们进行的大学物理实验课程教学方法和内容的改革还有待于进一步探讨和实践, 不断修改和完善教改方案, 将最新的教学理念应用到大学物理实验教学中去, 促进我校物理实验教学水平和素质教育的提高, 为培养高素质人才发挥积极作用。
参考文献
[1]徐军, 等.大学物理实验的定位及未来发展[C]//大学物课程报告论坛文集, 2007
12.大学物理实验个人总结 篇十二
第一节课老师给我们讲绪论时说过“科学实验是科学理论的源泉,是自然科学的根本,是工程技术的基础”。正所谓“实践是检验真理的唯一标准”不管是多么伟大的理论,经不起实践的考验也是枉然,因此实验对于理论的研究以及发现都具有很重要的意义。像我们机械工程类的学生除了要具备较为广泛的理论知识,更需要较强的实践动手能力,而大学物理实验则给我们提供了一个锻炼动手能力的平台,培养了我们的科学实验能力和科学实验素养。
记得高中时我也做过许多物理实验,不过与大学里的实验相比,大学物理实验更加复杂,更加需要我们去自我学习,自我探究,自我创新。同样在大学里我也接触到了更多的先进的实验仪器(如示波器、迈克尔孙干涉仪、分光计、电桥等)。在物理实验中我也学会了很多的东西:
1、每次做实验之前都要写好详细的实验报告,这其实本身就是一个预习的过程,这也让我渐渐养成了课前提前预习的良好习惯。只有课前很好的预习过,上课时才能更好的领会老师所讲的知识,才能在较短的时间内高效快速的去完成实验。
2、在做实验时一定要按步骤有序的进行实验,不能心急,特别要注意的是一定要对实验仪器有相当的熟悉了解才能动手操作。此外,实验中一定要严格遵守实验室操作的各项规则及实验本身的操作要求,确保仪器的正常安全的使用和实验的安全性。
3、在进行实验的过程中一定要一丝不苟,精益求精,遇到
不懂的问题要先独立思考或查阅书本,自己解决不了再向老师或同学请教。
4、最重要的就是实验一定要亲自动手去做,要坚持实事求是,不放弃每次锻炼动手能力的机会。与同组的同学合理分工,认真记录好实验数据,保证数据的真实性。
5、实验后要仔细整理数据,分析数据,处理数据,学会用不同的方法去处理数据,学会用各种误差处理手段来减小实验误差(如列表法、作图法、逐差法、最小二乘法等),通过数据的特征来总结出实验的一般规律。
6、将实验中遇到的问题切实的记录下来,积极主动的去思考实验中遇到的一些问题以及书本后的思考题,主动思考并提出自己的观点。
实验,不仅能提高学生的学习积极性,更重要的是通过实验可以培养学生科学的态度,培养学生观察、分析问题的能力,让学生逐步了解科学的发展过程,培养学生学会合作、与人共事的能力,巩固已学过的知识,培养学生自主学习的能力以及掌握研究性学习的方法。
在实验中,我们要通过自己的实践去寻找最合适,最有效的方法,要主动的去寻找问题,去分析解决问题。另外学会创新也是非常重要的,创新是一个民族的灵魂。没有创新就没有进步,社会就会失去不断发展的动力。作为一个21世纪的大学生,具备很好的创新能力也必将使我们在未来的社会竞争中更具优势。
大学物理实验教会我的不仅仅只有实验中的方法、技巧,更重要的是这些科学缜密的方法不仅仅适用于物理实验,在实际的社会生活中也具有十分重要的意义。生活中当我们遇到一些棘手的问题时,我们应该学会像对待物理实验那样严谨的对待这些问题,科学的处理好各个方面的关系。大学物理实验还锻炼了我们的信心、耐心、恒心,这些都是促进我们在人生道路上走向成功的重要素质。在我们学校,由于仪器数量的原因通常都是由两人一组进行实验,这就又培养了我们团队合作的能力,只有两人相互配合,合理分工,互相帮助才能使实验快速高效的进行下去。在一年的实验课中,老师们总是毫不厌烦的为我们解答一个又一个的问题,没有老师的帮助我们也不会那么顺利的完成实验,因此在这里还要感谢我们兢兢业业的实验指导老师,感谢他们对我们的悉心指导。
13.大学物理实验报告样本(推荐) 篇十三
班级:102班姓名:王亮学号:2012×××××实验组号:2013年3月14日指导教师:
一、实验目的:
1、用热分析法(步冷曲线法)测绘Zn-Sn二组分金属相图;
2、掌握热电偶测量温度的基本原理。
二、实验原理:概述、及关键点
1、简单的二组分金属相图主要有几种?
2、什么是热分析法?步冷曲线的线、点、平台各代表什么含义?
3、采用热分析法绘制相图的关键是什么?
4、热电偶测量温度的基本原理?
三、实验装置图(注明图名和图标)
四、实验关键步骤:不用整段抄写,列出关键操作要点,推荐用流程图表示。
五、实验原始数据记录表格(根据具体实验内容,合理设计)
组成为w(Zn)=0.7的样品的温度-时间记录表
时间 τ/min温度 t/oC
开始测量0380
第一转折点
第二平台点
结束测量
六、数据处理(要求写出最少一组数据的详细处理过程)
七、思考题
八、对本实验的体会、意见或建议(若没有,可以不写)(完)
1.学生姓名、学号、实验组号及组内编号; 2.实验题目: 3.目的要求:(一句话简单概括)
14.大学物理实验教学改革思路 篇十四
一、传统大学物理实验教学存在的弊端
大学物理实验课是物理专业学生的一门必修课, 但受应试教育重理论、轻实验思想的影响, 长期以来不受重视, 并且大学物理实验教学还未摆脱中学物理实验课框架的束缚, 存在着一些严重弊端。
(一) 教学内容过时
从教学内容上看, 大学物理实验课以热、力、光、电的经典物理理论为基础, 实行各部分的单独教学实验, 难以让学生进行全面、系统的实验训练。验证性实验、简单知识应用和技能训练的经典物理实验内容偏多综合性、设计性实验不足缺少研究性实验内容。实验课程设置大多是为了验证理论上的一些原理、现象, 不利于培养学生的创新能力[1]。教学内容没有跟上物理科学最新研究领域的节奏, 缺乏实际应用性, 不能激发学生的学习兴趣。
(二) 教学方式传统、缺乏创新能力培养
目前, 大学物理实验课的教学方式仍以传统的“说教式”为主。授课程序可概括为实验课前期的理论知识教育、实验课课前实验仪器准备、实验步骤演示、学生实验操作、实验评价总结。在这些程序中, 学生参与的程序只有最后第二步实验操作, 其余都以教师为主进行。学生动手实践过程也只是接受指令、按部就班的模仿, 缺乏独立思考和创新能力的培养。
二、大学物理实验教学改革的思路
(一) 更新教学内容, 提高学生学习兴趣
要提高学生的学习兴趣, 必须更新教学内容, 规划设计新的课程体系、实验内容和实验方法。教学内容可以从机械物理学出发、进一步探讨电磁场、相对论、量子物理[2]。在实验设计中, 可以把以上方面的知识串联起来, 并与实际生活相结合, 激发学生的实践兴趣。教学内容应有侧重点, 根据学生的不同学习能力, 把实验类型划分为基本型、提高型和创新型。基本型实验可以让学生掌握基本知识、方法和技能, 培养动手能力。提高型实验在巩固学生的基本知识基础上, 开阔学生的眼界和思路, 提高学生的综合应用能力。创新型实验是学生自己设计实验方案并独立完成实验过程的实验, 这类实验可以让学生了解科学实验的全部过程, 掌握科学的方法和思想, 培养学生的独立思考和创新能力。这样就打破了传统的“大锅饭”型的整体式教学, 学生可以根据自己的实际情况和兴趣选择相应的实验类型, 教学中可以利用多媒体软件设置的虚拟实验环境并引入新的概念和规律, 按照科学探索和研究的过程进行教学。
(二) 合理安排理论教学和实验教学
传统的教学程序把理论教学放于实验教学之前, 不利于知识的连续性和学生对理论知识的真正吸收。若能把理论教学放于实践教学之中, 实现理论教学和实践教学相结合, 不仅能压缩课程学习时间、避免重复教学, 还能让学生更快、更有效地掌握理论知识。
(三) 运用学生主导型的授课方式
要激发学生的学习兴趣、培养学生的创造性思维和动手能力, 就应抛弃传统的教师主导型教学方式。作为课堂的组织者和引导者, 在讲解实验原理和操作步骤的基础上, 根据实验的不同内容和要求, 教师可以让学生各自独立完成实验过程, 也可以把学生分组, 分配角色和任务, 或是把独立实验和团队合作相结合。无论是以上哪种形式, 都应注意给学生留出足够的时间, 让学生学会发现问题、解决问题、总结规律、设计新实验。
(四) 加强课外延伸实践
由于受实验设备和实验场所的限制, 传统的实验教学都是在课堂上进行, 不可避免地限制了学生掌握知识的广度和深度。要解决这一问题, 就必须加强学生的课外延伸实践, 可以设立小发明、小制作等课外兴趣小组, 既能巩固课内所学知识, 又能提高学生的创造和动手能力。还应鼓励学生成立学术科研团体, 在教师的指导下, 让学生参与物理科研活动, 帮助他们制定规划和实施规划[3]。课外延伸实践不是对课堂实践的简单重复, 而是进一步深入和提高。
三、结语
大学物理实验教学改革要要以实际教学效果为目标, 注重对教学内容、教学方法和教学手段的改善。在具体操作中, 要避免注重形式, 要根据具体的实验条件和学生能力, 设计相应的实验教学措施, 以取得最佳的教学效果。
摘要:大学物理实验教学是物理学科的重要组成部分, 是理论性和实践性的结合, 能够培养学生的综合素质及实践能力。传统教学的一些弊端已严重阻碍学生能力的培养, 如何培养学生的实践和创新能力是大学物理实验教学改革的重中之重。
关键词:大学物理实验,理论性,实践性,创新能力,传统教学,弊端,改革
参考文献
[1]孙建, 孙宇航, 邹志纯.对大学物理实验教学改革的几点思考[J].西安邮电学院学报, 2011, (12) :157-159.
[2]郎奠波.浅谈大学物理实验教学改革措施与实践[J].民营科技, 2012, (10) :160.
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