在大学物理实验课程中学生自主选择部分实验改革

1、在大学物理实验课程中学生自主选择部分实验改革【摘要】介绍在大学物理实验课程中，学生在完成基本实 验的基础上，自主选择部分实验项目的改革经验。【关键词】大学物理实验选课【基金项目】2010年浙江大学宁波理工学院教学改革与 研究项目(nitjy-201035)o【中图分类号】041【文献标识码】a【文章编号】 2095-3089 (2012) 10-0093-01教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导 委员会颁发的非物理类理工学科大学物理实验课程教学基 本要求指出：“各学校应积极创造条件开放物理实验室， 在教学时间、空间和内容上给学生较大的选择自由。为 学有余力的学生开设提高性实验，提供延

2、伸课内实验内容的 条件，以尽可能满足各层次学生求知的需要，适应学生的个 性发展。”我校物理实验课程按照以上要求，根据实验室现 有的条件，开展了在大学物理实验课程中让学生完成最基本 的实验的基础上自主选择部分实验的改革。1. 自主选择部分实验改革的基本内容我校是一所独立学院，物理实验室于2002年初开始筹 建，2002年9月投入使用，现已通过浙江省实验室合格评估, 共能开出30余个实验项目。物理实验室承担了学院工科专 业的大学物理实验教学任务，每学年实验学生人数容量约 1400人。每学期约有500名学生修读大学物理实验课程（甲 类课程），每周3学时。课程由15次实验，再加上关于实验 理论和数据处

3、理方法的绪论课和考试组成1。学生根据排 定的实验轮续表依次完成实验。这些实验共分为3轮，每轮 实验时，同时开出5个实验。学生分成小班按顺序完成5个 实验后，再进行下一轮。另外，还开有学时较少的乙类物理 实验课程，该课程并没有参与本次改革。从2010年开始，我校物理实验课程开始实施学生自选 部分实验、引入论文答辩的改革。改革后，安排学生完成12 次基本实验（分为2轮），然后由学生自主选择，用3周（共 9学时）时间完成1组选做实验（1-2个实验），形成小论文, 并且经申请可参加答辩。课程最终成绩由基本实验（60%）、 选做实验（20%）、考试（20%）构成。另外，尝试实施分层 次教学，在完成前6个

4、最基本实验后，预选一些优秀学生（每 学期约20名），即安排以团队（2-3人一组）的形式选做设 计性、研究性和综合性较强的实验1组，最终完成小论文， 参加答辩。为达到以上改革的要求，我们根据物理实验室现有的实 验条件、大学物理实验课程的学时数、独立学院学生的学业 水平，精选了 12个基础性必做实验。这些实验分属力、热、 声、光、电和近代物理各学科，并涵盖基本物理实验仪器的 使用，基本的实验数据处理方法，基本的物理实验操作技能。我们将物理实验室还能开出的20余个实验合理拆解和 分组，编写实验简介，作为学生的选做实验。有一些实验比 较复杂，学生很难在有限的课时内完成，我们对其进行了适 当的分解。例如

5、，迈克耳孙干涉仪相关实验2可以分解成: 组装迈克耳孙干涉仪、测量氨氛激光波长、观察等倾干涉和 等厚干涉、测量钠光的黄光双线波长差和相干长度、利用白 光干涉测量透明薄片折射率、测量空气折射率、法布里-佩 罗干涉。有一些实验比较简单，学生很快就能完成，我们将 原理相近的进行合组，使得每组大约需要9学时左右。例如, 电桥相关实验有双臂电桥、非平衡电桥和交流电桥，合为一 组；密立根的实验：油滴实验、光电效应实验合为一组。我们制订了网上选课规则，依托学校教务处的选课系 统，建立选课网页，规范选课程序。期末，分时段安排学生 答辩，每组实验项目挑选1组优秀学生上讲台讲解实验，所 有同学均参与听讲和提问环节。

6、我们还挑选了一些实验作为小课题实验。这些实验通常 需要2-3位同学进行探究式学习，花上9周（27学时）时间 完成。这些实验中，有一些实验内容综合性较强、对基础知 识要求较多的实验，其实验的原理，在非物理类大学物理课 程中并不涉及，学生需要在课内课外研读相关的资料，例如 偏振光、塞曼效应等实验。有一些不适合在面上开设的实验, 实验时学生之间要互相影响，例如全息照相实验，只能在不 同时段，安排少量学生参加实验。有一些探索性实验，其确 切实验结果未知，只能安排少数同学参与，例如照相法制作 菲涅耳波带片、探究小球在平面上的碰撞等实验。2. 自主选择部分实验改革的作用和意义这样的改革，在抓住基本实验的同

7、时，给学生一定的选 择权，实施分层次教学，调动学生的积极性和创造性，实践 多样化的考核方式，包括考试、小论文、答辩等形式，可以 更好地培养学生独立实验的能力和创新能力。安排用多次课 时完成一组实验，2-3人一组进行探究式学习，学生能充分 理解实验内容，教学效果更好。而且，这也充分利用物理实 验室现有的实验条件，提高了实验仪器的利用率。大学物理实验课程是理工科大学生的必修课程，通常是 本科生实践教学的开端和基础。在这门基础性的实践课程 中，学生经历从选题、实验、总结报告、答辩交流的全过程, 为后续课程打下了一定的基础。特别是其中的答辩环节。学生通过答辩互相交流，发现 原来各自实验中有些相关的内容

8、，例如，法布里佩罗干涉、 塞曼效应实验、偏振光实验都涉及到多光束干涉的现象和原 理，迈克耳孙干涉实验和全息照相都涉及光路的设计和调整 等等，可以加深对这些内容的理解。物理实验室除需要开设基本实验之外，还需要开设一些 综合性实验项目和一些近代物理实验项目。其仪器价格昂 贵，实验室仅能少量购置。例如，我校虚拟仪器elvis实验 仅配置2套。安排学生完成不同的实验然后通过答辩相互交 流，可以拓展学生的知识面，满足课程需求。学生分散到各 个实验，也可以减少对该类仪器套数的需求，提高仪器利用 率。3. 结束语我们在大学物理实验课程中，让学生在保证完成基本实 验的基础上，自主选择部分实验，并且在课程中引入了答辩 环节，提高了学生实验的兴趣，开拓了学生的视野，为后续 课程打下了坚实的基础。实验室的仪器利用率也得到了提 高。