大学物理实验对比教学研究论文.doc

大学物理实验对比教学研究论文 1大学物理实验教学现状分析 大学物理实验分为基础性实验、综合性实验和设计性实验理想的实验教学模式应该是分层次教学模式按照先开设基础性实验再开设综合性实验最后开设设计性实验的顺序授课这样安排由浅入深、循序渐进利于教学活动的展开可以有效的培养学生的动手能力、创新能力以及对实验数据的处理和分析能力而现实情况却给这种教学模式提出一些难以解决的问题： （1）随着多年扩招学生人数逐年递增仪器数目的增长远不及学生人数的增长而在上课时为保证教学效果一台仪器最多容纳两名同学同时使用仪器数目严重制约着上课学生的人数一个实验一般只能保证有一个班或者半个班的学生来做； （2）大学物理实验一次课为3学时同一个实验一天最多只能排三次课即上午、下午和晚上各上一次课那么一个实验一周最多只能重复15次左右如果所有的班级都按同样的顺序来上实验课对于大部分高校来说每个实验每周要重复的次数都大于15次这样在排课上就会出现困难为了解决这个问题大部分高校目前都采用轮转授课的方式来排课即各实验室同时开课然后各班在实验室之间进行轮转由于学时的限制大部分高校的大学物理实验只开两个学期甚至有个别学校只开一个学期这样就会出现一学期的实验课包含三类实验中的两类或者三类的情况如果轮转授课那么就很难保证让所有学生都先做基础性实验再做综合性实验最后做设计性实验也就是说必然有部分学生打破理想的上课顺序这样分层次教学模式就很难实行了另外由于在中学阶段各地区、各学校对实验课的重视程度不同导致刚入校大学生的实验基础及实验能力差异较大而大学物理实验课是大学生最先接触的实验课之一所以我们在授课时必须考虑到这个差异而在传统教学模式下教师在实验课上对所有学生的要求是完全一致的没有任何差异这样就会使学生出现两种极端部分实验能力强的学生迅速完成实验而部分实验能力差的学生需要他人帮忙或是延长时间才能完成实验甚至有个别学生为完成实验选择抄袭其它同学的实验数据长此以往实验能力强的学生会认为实验课程过于简单学不到多少知识对自己的能力提高没有帮助会逐渐对物理实验课程失去兴趣；实验能力差的学生由于经常不能独立完成实验会认为课程太难自己无法掌握在逐渐丧失自信心的同时势必对物理实验课程提不起兴趣在传统教学模式下两类极端的学生都会逐渐丧失对实验课程的兴趣显然不利于学生动手能力、创新能力等的培养一种新的教学模式的提出迫在眉睫 2对比教学模式 通过以上分析我们需要在无法实行分层次教学模式的情况下提出一种新的教学模式而且这种教学模式要既能满足大多数学生的学习要求又兼顾两类极端学生的学习要求更广泛的激发学生的学习兴趣为此我们提出对比教学模式 2.1演示实验和课堂实验的对比 在实验课前增加演示实验内容学生通过观察或亲自参与有趣的演示实验会对接下来要做实验产生强烈的兴趣如：做全息照相实验时演示白光再现全息照片；做测量物体的转动惯量实验时让学生参与演示茹科夫斯基凳；做受迫振动实验时让学生参与演示鱼洗盆等学生在完成实验以后通过与演示实验的对比可以引发更多的思考 （1）在全息照相实验前演示白光再现全息照片而各高校在实验中做的基本都是激光再现全息照片做完全息照相实验以后学生会发现自己的照片无法在白光下直接观测而需要在激光下观测这时学生就会产生疑问为什么不让我们拍摄能直接在白光下观测的白光再现全息照片这样观测起来不是更方便此时教师可以让学生课后查找相关资料然后在实验报告上解释这个问题通过这样带着疑问去学习的过程学生对全息照相的理解会更加深刻 （2）在测量物体的转动惯量实验前学生参与演示茹科夫斯基凳时双臂平伸凳子转速减慢双臂收缩凳子转速加快通过分析可以知道双臂平伸时转动惯量大双臂收缩时转动惯量小最终得出结论：总质量一定的情况下质量分布离转轴越远转动惯量越大做实验时给学生提供的塑料圆柱、金属圆桶和实心球的质量基本一样让学生做完实验来验证上面的结论是否正确学生怀着好奇心在做实验时就会更加认真更有利于其能力的培养 2.2多种实验方案的对比 许多实验都有多种实验方案如：声速的测量、测细丝直径、电桥测电阻等我们可以在实验条件允许的情况下鼓励学生尽可能多的采用多种方案来做实验以激发学生的创新意识对实验能力不同的学生做不同要求更能有效的培养他们的动手能力和创新能力下面是一些具体的做法 （1）在全息照相实验中采用难易不同的两种光路进行照相实验能力强的学生可以选择用传统光路进行实验通过认真调节、精确计算使光路满足以下三个条件：参考光和物光的光程相差不太大不大于所用激光的相干长度；参考光和物光的夹角在2030之间；参考光与物光的光强比为3151之间实验能力弱的学生可以选择用简化光路进行实验此光路经过简单调节就可以满足上面提到的三个条件采用以上做法可以让所有学生都能自己动手完成实验实验能力都得到了一定程度的培养实验完成以后可以组织学生对两种光路进行对比分析如对两种光路实验结果进行对比可以发现用简化光路的实验成功率比较高经过分析可以发现：简化光路中的光学元件个数比传统光路少由9个减少为5个所以外界振动对实验的影响也较传统光路要小故而照相成功率高简化光路容易调节学生只需要调节感光底板和物体的位置及角度就可以使参考光和物光的光程差、夹角和光强比在都在合适的范围内而传统光路中光学元件较多调节比较复杂经常需要反复调节中间过程如果某些地方没注意导致某个条件没得到满足实验就会失败观察不到全息照片也可以组织同学讨论简化光路与传统光路的适用情况利用简化光路拍摄表面凸凹程度小的物品效果较好如：钥匙、硬币等简化光路不但可以拍摄反光性好的金属材料也可以拍摄反光性差的塑料材料如中性笔笔帽等而对于表面凹凸差距比较大的物体采用传统光路拍摄的效果较好通过这样的分析过程学生的分析能力可以得到提高 （2）除了以上介绍的做法还可以让学生在实验过程中作如下对比如：在测量声速时可以对行波法和驻波法进行对比；在测量液体密度时可对让静力称衡法和比重瓶法进行对比；在测量金属材料弹性模量时可以对静态拉伸法和动态悬挂法进行对比等在多种实验方案对比教学的过程中教师不但要注意引导学生选用不同实验方案更要注重组织学生对实验方案进行分析这样才能使学生将所学的理论与实验操作相结合在不断的分析过程中找到操作过程中的不足进而提高学生分析问题解决问题的能力 3对比教学模式的评价体系 在采取多种实验方案对比教学的时候由于供学生选择的实验方案不是唯一的各种方案的难易程度未必相同这种情况下如果没有一个合理的评分标准学生为快速完成实验往往会选择容易的实验方案这样就达不到预期的教学效果所以在给出学生成绩时必须充分考虑实验方案的难易程度才能达到较好的教学效果准确体现学生的实验水平我们根据学生选择实验方案的难易程度在评分时引入权重系数课堂实验分数=对所选实验方案进行实验操作得分权重系数由于各实验所涉及的实验方案难度不同所以权重系数并不是一个定值而是根据实验的特点分成几种情况 （1）对于两种实验方案难度相近实验操作难度低的实验两种方案都做权重系数为1只用一种方案为0.6 （2）对于两种实验方案难度相近操作难度高的实验两种方案都做权重系数为1只用一种方案为0.8 （3）对于两种实验方案难度明显不同的实验两种方案都做权重系数为1选择难的实验方案的为0.9选择简单实验方案的为06权重值由教师在课前给出学生可根据自己的水平及想要取得的成绩选择实验方案为了鼓励学生勇于创新、积极思考学生在实验时有创新或在实验后能对实验方案进行深入分析时可以给其适当加分 4结语 教学实践证明通过课堂实验和演示实验的对比、多种实验方法的对比以及合理的评分方法学生对实验课的兴趣和做实验的积极性都得到了提高实验能力强的学生采用多种实验方案的