高校物理实验教改透析.docx

高校物理实验教改透析物理学是一门建立在实验基础上的学科。几乎所有物理规律的发现和物理理论的建立都要以严格的实验为基础并受到实验的检验。据统计诺贝尔物理学奖从1901年第一次授奖至今已110年的历史有190多名获奖者其中因物理实验方面的伟大发现或发明而获奖的占三分之二以上。可见物理实验在物理学发展中的重要地位。现代科学技术已经得到了高度的发展。物理实验的构思、方法和技术极广泛地渗透到自然科学学科、工程技术领域以及人文学科等。它们与非物理学科自身的实验技术互相结合、互相推动促进了各学科的完善与进步。物理学在人的科学素质培养中具有重要的地位而物理实验为物理学的基础它反映了理工科实验的共性和普遍性问题在本科生科学素质培养中起着不可替代的重要作用。大学物理实验是大学生进入大学后的第一门科学实验课程其目的是对学生进行系统的实验方法和实验技能的训练培养学生严谨的科学思维能力和创新精神为其进行科学实验奠定良好的基础。为了培养以实践动手能力为核心的石油类应用型人才应对新形势的国际能源挑战。中国石油大学（北京）从2007年开始每年都创办一个创新实验班〔1〕约80人。学校设立专项经费通过每学期单独进行教改立项的方式组织教师在创新班课程中改革教学内容。大学物理实验教改也在创新班得以实施。目前多数工科院校的大学物理实验教学方式大致都是：课前让学生写预习报告；上课时任课教师讲授实验原理、注意事项等内容将实验演示给学生然后学生操作；课后让学生写实验报告。这种方式留给学生思考分析的机会不多学生处于被动接收的地位。学生潜在的创新意识并没有得到真正的发挥。往往出现应付实验的情况。针对传统教学模式存在的弊端我们课题组在创新班大学物理实验的教学中做了如下尝试。1重视学生在教学中的地位发挥学生的主观能动性1.1每学期末要求学生提交实验总结报告在大学物理实验绪论课上我们要求学生在学期末对本学期自己所做的实验进行总结写出总结报告。报告内容包括自己做实验的感受对实验课的建议可否对实验方法和实验仪器进行改进等。促进学生对实验进行思考这种方式取得了一定的效果。例如学生各自在做自组惠斯登电桥测电阻实验时发现检流计灵敏度产生的误差远大于精密电阻箱的误差因此改善检流计灵敏度可以大大提高实验的测量精度。通过大量调研他提出了两种方式改善测量精度一是改善检流计灵敏度二是完善测量方法。最后利用完善测量方法达到了改善自组惠斯登电桥测量精度已在《大学物理实验》上发表〔2〕。又例如在做刚体转动惯量测量实验时由于该实验内容较多在3个课时内很少有学生能完成实验。学生在期末总结报告中提出独立设计接口实现转动惯量仪与计算机的数据传递然后编制程序实现数据的实时处理大大节省了实验时间。可以看出期末总结报告方法不仅极大调动学生的积极性发挥学生在教学中的主导地位而且为培养学生以后进行科学实验奠定良好的基础。1.2采用互动授课方式在课堂上我们改变老师授课为主的方式采用互动授课方式。实验原理和注意事项由学生讲述其他同学补充最后老师总结老师不进行实验演示。我们将实验中难懂和难理解的部分做成PPT要求学生课前自学PPT。例如示波器实验学生普遍反映看完书后对自己做实验也没有什么帮助。这个问题在于学生对示波器的面板功能键不熟悉上。为此我们编写了一张PPT把示波器功能键做较详细说明（见图1）。学生很快就能理解并能独立完成实验。类似的其它实验还有很多比如分光计实验等。2注重学生的创新意识的培养2.1激发学生对物理实验的兴趣每学期组织学生参观高能物理研究所、科技馆等。另外我校是北京市科普基地有诸多演示实验。学生也可以利用科普基地平台设计实验仪器和装置进行实验如学生研究制作的“电动激光李萨如图形演示仪和伯努利综合演示仪”等。极大激发了学生创新欲望。2.2增加选作实验扩展实验内容针对动手能力强的学生紧扣实验内容相应增加选做实验。例如在示波器选做实验中我们增加了关于“拍”的选做实验让学生自己利用示波器产生拍信号并研究拍信号的特征。增加学生对“拍”的理解。又例如刚体转动惯量实验我们增加了选做实验内容让同学自己研究转动惯量仪的误差来源并对误差进行定性分析。还例如自组惠斯登电桥测电阻实验让学生分析电桥比例臂偏离1：1对实验结果的影响等等。尽管有些选做实验课堂完成不了但很多学生对这些选做实验的积极性很高主动要求课余时间进实验室继续研究。3物理实验与专业相结合我校是石油特色鲜明的工科综合性大学。学校的地质工程、石油工程等在全国属于前列而创新班的学生也主要来自这些专业。物理实验与专业结合也会提高学生对物理实验的兴趣。为此我们建立了创新实验室现在创新实验室主要有光学仪器和超声仪器等。创新实验室主要为创新班学生提供研究性实验。学生3人一组根据实