大學物理實驗論文(7篇)

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大學物理實驗論文(7篇)
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大學物理實驗論文篇一

關(guān)鍵詞:實驗探究;情景;創(chuàng)設

建構(gòu)主義認為,知識不是通過教師傳授得到的,而是學生在一定的情景下,借助于教師或同學的幫助,利用必要的學習材料,通過意義建構(gòu)而獲得的。因此,學習是必須在一定的情景下進行的過程。學習環(huán)境中的情景,必須有利于學生對所學內(nèi)容的意義建構(gòu),所以物理實驗教學情景的創(chuàng)設是物理教學研究的重要內(nèi)容之一。著名心理學家布朗在《情景認知和學習文化》一文中提出了情景認知的觀點,他認為知識是具有情景的,是在情景中通過活動與合作產(chǎn)生的;學習只有發(fā)生在有意義的情景中才是有效的;只有在情景中呈現(xiàn)的知識,才能激發(fā)學習者的知識需要,從而產(chǎn)生學習的動機和學習興趣。在實驗教學中創(chuàng)設情景使學生很容易產(chǎn)生解答問題的內(nèi)在需要,形成探究的興趣,對情景的結(jié)果形成積極的探究欲望。

物理新課程也將“科學探究”作為改革的突破口,并大力倡導開展實驗探究活動,以提高學生的實驗探究能力。但對于農(nóng)村學校,學生基礎知識儲備少、發(fā)散思維能力不足,學生普遍感覺實驗探究很難,往往難以找到“探究點”,不知從何探究、探究什么、如何探究。但學生對物理現(xiàn)象有較強的好奇心,對實驗表現(xiàn)出非常濃厚的興趣,對身邊的生活現(xiàn)象和與物理有關(guān)的社會熱點問題以及物理學科前沿內(nèi)容表現(xiàn)出強烈的探究欲望。因此,要具體落實物理實驗教學目標,有效地開展物理實驗探究教學,首要的環(huán)節(jié)就是根據(jù)學生的實際創(chuàng)設實驗探究情景:

貼近生活、貼近社會是物理新課程理念之一,落實到具體的物理實驗教學中,就要求設置和創(chuàng)設真實的生活情景,使學生在真實的生活情景中學習物理知識,解決真實生活情景中的物理問題。

例如在八年級上冊《汽化和液化》,探究水的沸騰這一節(jié)課中,首先讓學生討論煲湯時湯沸騰后是繼續(xù)大火煲好還是改為小火煲好?沒想到在日常生活中最為簡單的“好與不好”的判斷,引發(fā)了學生的熱烈爭論,產(chǎn)生了強烈的探究問題的欲望。接下來學生分成了“大火煲好”和“小火煲好”的兩組對“水的沸騰”進行了探究,“小火煲好”小組的孩子還探討了如何改變酒精燈火焰的大小,最后通過探究結(jié)果發(fā)現(xiàn)水沸騰后無論大火還是小火,水的溫度都是保持不變的,綜合分析后得出從節(jié)約能源的角度看,湯沸騰后小火煲湯好的結(jié)論。

整個探究過程學生個個熱情高漲,以主人翁的身份投入其中進行自主建構(gòu)。通過捕捉生活素材,把現(xiàn)實的、有意義的、富有挑戰(zhàn)性的內(nèi)容作為孩子進行主動地觀察、實驗、猜測、驗證、推理與交流的有效載體,不僅能促使師生們圍繞此情景展開熱烈的討論,加深學生對所學知識的理解與應用,還能幫助孩子獲得對實驗探究的積極體驗與感受。

愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師”。興趣是學習活動的強大動力,以趣味小實驗創(chuàng)設實驗探究情景,必能激發(fā)學生的探究熱情。

例如在“探究摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的教學中,我首先設計了一個“舉起可樂瓶”的小活動,一位力氣小的女生能輕而易舉地舉高一個裝滿水的大可樂瓶;偷偷在可樂瓶外表面涂上洗潔精后,再請一位力氣大的男生,結(jié)果他使出全身力氣也沒有把可樂瓶舉起來。正如麥克斯韋所說:“一項演示實驗使用的器材越簡單,學生就越熟悉,就越想徹底地獲得所驗證的結(jié)果?!蓖ㄟ^這個對比實驗,課堂氣氛迅速活躍起來,孩子的好奇心和探究欲望一下被調(diào)動起來,這時再進行“探究摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗探究活動,學生的思維被打開了。

通過實驗中產(chǎn)生的各種現(xiàn)象來作為情景,更深入地來通過設計實驗來研究這種現(xiàn)象,可使實驗探究分為一層一層的研究,最終解決問題。

例如“探究凸透鏡成像規(guī)律”,如果按教材一節(jié)課完成這個探究活動,我發(fā)現(xiàn)學生在自己探究的過程中根本不會選擇合適的透鏡,這樣不僅時間不夠,學生無法完成真正意義上的科學探究,不利于全班科學探究的課堂教學。于是整合教材的內(nèi)容后,我把“探究凸透鏡成像規(guī)律”整合在第三章《透鏡及其應用》中,分成三個相互關(guān)聯(lián)的實驗探究進行教學。(1)結(jié)合第一節(jié)《透鏡》,探究如何選擇凸透鏡并測量凸透鏡的焦距。通過探究活動,學生掌握了測量凸透鏡焦距的方法,了解了凸透鏡的凸起程度與焦距的關(guān)系;(2)結(jié)合第二節(jié)《生活中的透鏡》,根據(jù)光具座(0—90cm)來選擇合適的透鏡,并在光具座上觀察凸透鏡成像的性質(zhì)。通過探究活動學生觀察了凸透鏡成像的性質(zhì),順利地得出凸透鏡可成“倒立、縮小”、“倒立、放大”、“正立、放大”三種像,并提出有個位置沒有像。(3)探究凸透鏡成像的規(guī)律。有了前面兩個探究活動的鋪墊,大多數(shù)學生可以順利的投入到成像規(guī)律的探究,在實驗、討論,交流中得出了凸透鏡成像的規(guī)律,并自行解決了沒有像的位置是焦點這一問題。

這樣的科學探究活動,學生熱情高漲,思維活躍,主動參與程度大大提高。

物理教育給學生以知識,物理學史教育則給學生以智慧,培養(yǎng)學生的科學精神。新課改的任務之一是對學生進行物理學史教育。利用物理學史創(chuàng)設情境,可使學生體驗探究過程,體驗學習科學研究的基本方法,培養(yǎng)學生的科學探究精神和人文精神。

例如,九年級第十二章第五節(jié)“牛頓第一定律”的教學,原來的教學設計是教師先簡單介紹牛頓第一定律的產(chǎn)生過程,然后把教學重點放在學生實驗探究“阻力對物體運動的影響”。教學中我發(fā)現(xiàn),雖然學生進行了實驗探究,但是對牛頓第一定律的理解仍然是停留在表面上,教學效果并不理想。于是我改進了課堂教學,先圍繞“牛頓第一定律”的產(chǎn)生方式,提出“為何牛頓第一定律被冠以牛頓的名字,而不是伽利略或笛卡兒?”這一論題,讓學生閱讀亞里士多德、伽利略、笛卡兒、牛頓的研究過程。閱讀材料向?qū)W生闡述了亞里士多德和伽利略對力和運動關(guān)系的認識,滲透了亞里士多德的觀點現(xiàn)在看來雖然是錯誤的,但當時也有它的合理性,說明已有的經(jīng)驗和背景對亞里士多德和伽利略認識力和運動起了重要作用。通過生生交流、師生交流,共同比較伽利略、笛卡兒和牛頓的研 究,學生得出了伽利略和笛卡兒只是描述了物體不受力時的運動,而牛頓卻揭示出了力和運動的本質(zhì)關(guān)系。在充分展現(xiàn)“牛頓第一定律”在物理學的地位和價值中結(jié)束后,學生再進行分組實驗探究,原來一節(jié)課都“探究”不出個所以然的內(nèi)容,學生十幾分鐘就完成了,而且對“牛頓第一定律”的理解更加深刻。

這節(jié)課教師與學生先以閱讀物理學史,再以分析和辯論等間接學習知識的形式來共同探尋知識的來龍去脈,了解科學概念、規(guī)律的產(chǎn)生、構(gòu)建方式,但它通過模擬知識的產(chǎn)生過程,創(chuàng)設了進一步了解科學探究思維方式的情景,激發(fā)了學生實驗探究的熱情。

物理實驗探究情景的創(chuàng)設可以運用多種的形式和手段來呈現(xiàn),如基礎物理實驗、物理問題、小故事、科學史實、新聞熱點、儀器實物、圖片、線圖、模型、影像資料和互聯(lián)網(wǎng)等形式;投影儀、錄像機、電視機、電腦及多媒體技術(shù)等手段。然而,在創(chuàng)設物理實驗探究情景的過程中,教師應首先考慮如何有效地實現(xiàn)物理實驗教學的目的,在此基礎上設計采用何種形式和手段來創(chuàng)設適合自己學生實際的實驗探究情景,引起學生的實驗探究興趣,激發(fā)學生的實驗探究熱情。

[1] 教育部師范教育司組織編寫 《初中物理課堂教學設計》上海教育出版社20xx年

[2]吳景霞 《優(yōu)秀初中物理教師一定要知道的10件事》中國青年出版社 20xx年

大學物理實驗論文篇二

網(wǎng)絡虛擬物理實驗教學是在計算機與網(wǎng)絡技術(shù)的基礎上采用的一種新型的物理實驗教學模式, 其獨特的經(jīng)濟性、可靠性、共享性、高效性和開放性, 可以彌補實體實驗的不足。將其有效地和實體物理實驗相結(jié)合, 可促進物理實驗教學改革, 提高物理實驗教學的質(zhì)量和效率。

:網(wǎng)絡; 虛擬實驗; 物理實驗教學;

近幾十年來, 隨著計算機和網(wǎng)絡技術(shù)等信息技術(shù)的迅速發(fā)展, 運用計算機軟件技術(shù)和通信手段將傳統(tǒng)物理實驗內(nèi)容做成虛擬網(wǎng)絡實驗項目, 不僅迎合現(xiàn)代大學生對信息技術(shù)的需求, 同時作為一種新型的實驗教學手段, 可以彌補傳統(tǒng)實驗教學在硬件、空間和時間上的不足, 拓寬實驗教學新模式, 使傳統(tǒng)而又經(jīng)典的物理實驗教學煥發(fā)新的活力。對網(wǎng)絡虛擬物理實驗教學進行深入研究, 在促進物理實驗教學改革, 提高物理實驗教學質(zhì)量和效率, 推動和促進物理實驗教學發(fā)展, 具有重要意義。

1. 虛擬物理實驗的經(jīng)濟性。

設立在計算機中的虛擬物理實驗沒有場地限制, 學生既可以在實驗室的虛擬實驗室中完成, 也可隨時隨地在任何有網(wǎng)絡的計算機和手機上完成實驗內(nèi)容, 沒有空間、耗材使用和儀器損耗的問題, 不受空間和時間等外界條件的限制, 降低了實驗經(jīng)費。同時, 虛擬物理實驗項目僅需要進行定期的計算機維護, 降低了實驗技術(shù)人員在儀器維修和耗材購置上的人員成本。

2. 虛擬物理實驗的可靠性。

物理實體實驗中, 客觀條件對實驗的影響很大, 例如不同的溫度、濕度和氣壓條件, 以及市電的波動, 都會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。由于學生缺乏對復雜條件下實驗結(jié)果不確定的分析, 不能理解不同條件下獲得的不同實驗結(jié)果, 就會對整個實驗過程產(chǎn)生懷疑。虛擬實驗的標準條件的設置, 可以克服客觀條件的不確定性, 使得初次進行實驗的低年級學生對實驗過程的原理、操作過程和實驗結(jié)果有了確定性的積極認識。同時, 物理虛擬實驗能夠克服實體實驗的不安全性, 虛擬實驗不會因操作失誤而造成人身事故。

3. 虛擬物理實驗的共享性。

網(wǎng)絡虛擬實驗以計算機大容量的存儲介質(zhì)為平臺, 運用計算機或計算機網(wǎng)絡, 以軟件實現(xiàn)實驗的可視化和模擬操作。在傳統(tǒng)的實體實驗教學中, 一方面由于單個實驗項目沒有實體實驗人數(shù)的限制, 學生無法自由地進入實驗室完成所需的實驗項目;另一方面, 由于時間的限制, 在實驗過程中, 學生沒有更多地機會仔細研究實驗內(nèi)容和實驗過程, 實驗教學效果很難得到保證, 而虛擬實驗則不受實驗空間和時間的限制。

網(wǎng)絡虛擬物理實驗作為物理實驗教學的拓展和補充, 展示了網(wǎng)絡和計算機技術(shù)在物理實驗教學中的特色和優(yōu)勢。但由于虛擬物理實驗自身存在的不足, 它無法替代傳統(tǒng)實體物理實驗在實驗教學過程所發(fā)揮的作用。

首先, 雖然虛擬實驗能夠完全模擬實物物理實驗的環(huán)境和儀器設備外形, 但學生通過視頻對實驗環(huán)境和儀器的感性認識不如親臨實驗環(huán)境和感觸儀器的真實認識;同時在虛擬實驗過程, 通過鼠標或觸摸式搭建和操作的實驗過程, 也不似實體實驗中儀器間接線連接和實驗中旋鈕旋轉(zhuǎn)力度的真實感覺, 學生的動手能力得不到訓練和強化。

其次, 虛擬物理實驗情境中, 學生通過網(wǎng)絡資源和虛擬實驗提供的輔助材料, 根據(jù)實驗步驟一步一步地完成儀器的連接和實驗操作, 沒有可能出現(xiàn)實體實驗中種種無法預測的問題。同時, 在完成虛擬實驗過程中, 面對毫無感覺的計算機和軟件系統(tǒng), 對學生思維的正常發(fā)展和健康人格的形成將產(chǎn)生負面影響。

最后, 虛擬實驗是通過軟件實驗場景和儀器圖片的再現(xiàn), 通過程序的設置讓學生按照步驟完成實驗。由于軟件不能窮盡實際實驗中出現(xiàn)的各種問題, 對虛擬實驗中學生出現(xiàn)的問題只能簡單地報錯, 學生可以不需要思考為什么, 只是通過不斷試錯獲得正確的結(jié)果, 在一定程度上抑制了學生創(chuàng)新思維的發(fā)展。

實體物理實驗在培養(yǎng)學生的全面素質(zhì)中發(fā)揮著重要作用, 是學生驗證所學知識, 獲取新知識、方法和能力必不可少的課程之一。而網(wǎng)絡虛擬物理實驗以網(wǎng)絡和計算機技術(shù)為基礎, 借助實體物理實驗, 為學生提供多角度、形象的物理模型、物理過程和物理圖景。其豐富的聲像圖文信息, 可以喚起學生對物理實驗課程的學習興趣。

1. 先虛后實, 提高實體實驗的質(zhì)量和效率。

將實體實驗通過虛擬實驗的形式作為學生的預習內(nèi)容, 有助于學生盡快熟悉實體實驗。網(wǎng)絡虛擬實驗為學生提供了全方位的實驗知識材料, 能夠使學生了解實驗操作全過程, 學習數(shù)據(jù)記錄和處理, 了解實驗中可能出現(xiàn)的問題, 在培養(yǎng)學生自學能力的同時, 也為實體實驗打下基礎。

2. 以虛補實, 完善實驗課程體系。

物理實驗中心由于場地和經(jīng)費的限制, 不能開設所有的經(jīng)典物理實驗來滿足不同專業(yè)和不同層次的學生需求。實驗中心開設的都是與學校特色和優(yōu)勢專業(yè)相關(guān)的基礎物理實驗, 而其他一些經(jīng)典的與學校特色專業(yè)相關(guān)度不高的物理實驗, 則很少開設。此外, 一些近代物理實驗, 由于儀器昂貴和占地大, 所需的物理知識較多, 加之實驗時間長, 調(diào)節(jié)和實驗過程比較復雜, 很多普通的工科院校沒有配置這些實驗。

通過虛擬實驗研究探討實體實驗, 不僅可以節(jié)約實驗經(jīng)費和實驗時間, 還能鍛煉學生對創(chuàng)新實驗設計、改進的能力, 提高學生的綜合科研素質(zhì)。

隨著網(wǎng)絡和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展, 網(wǎng)絡虛擬物理實驗的功能將逐步完善和強大。作為傳統(tǒng)物理實驗教學的有益補充, 虛擬物理實驗不僅為傳統(tǒng)的經(jīng)典物理實驗注入新的活力, 還突破了傳統(tǒng)的實驗教學模式, 促進物理實驗教學理念和教學方式的改革, 提高物理實驗教學質(zhì)量和效率, 推動大學物理實驗教學發(fā)展。

參考文獻

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大學物理實驗論文篇三

針對目前大學物理實驗教學模式落后,學生缺乏自主學習的能力,提出了大學物理實驗的開放式教學,開展第二課堂教學活動,應用自主探究教學模式,轉(zhuǎn)變教師和學生的角色,以學生為本,因材施教,力求培養(yǎng)學生自主意識,實踐動手操作和創(chuàng)新能力。

大學物理;開放式教學;第二課堂;自主探究

考慮時代發(fā)展的需要,社會的人才需求及大學生就業(yè)嚴峻性的問題,迫切促使高校進行教育改革,作為理工科院校要有責任培養(yǎng)出合格的社會性人才。高校教育改革要求培養(yǎng)應用型和實踐型人才,所以教師在平時教學過程中,應該引導學生了解當今社會的新技術(shù)和新科技,訓練學生動手操作和實踐的能力。而大學物理實驗課程是理工科學生普及實驗課程,是學生第一次進行科學性實驗訓練的開始[1-6]。中學教學模式主要以應試教育為主,這就造成了剛步入大學的學生自主探究學習的意識不夠強,創(chuàng)新能力薄弱[7-10]。針對大一新生對大學物理實驗的態(tài)度的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)學生自主學習能力非常差。例如力學實驗中“拉伸法測金屬絲楊氏模量”,教師對實驗操作環(huán)節(jié)不予講解,發(fā)現(xiàn)82%的學生無法獨立完成該實驗,其中有47%的學生需要老師指導1~2次才可以完成,35%的學生需要老師指導3次以上才可以完成該實驗。在電學實驗中,需要指導老師幫助解決的問題中,據(jù)統(tǒng)計約37%的問題是電源沒打開或接頭松動等非常簡單的問題[11]。傳統(tǒng)的大學物理實驗教學模式,學生設計的實驗方案沒有自己的思路和想法,抄襲網(wǎng)絡上已有的實驗方案老套路而缺少自己的想法。而實驗老師如果還繼續(xù)按照以前的教學模式,那么大學物理實驗教學就只能局限于技能的訓練和知識的傳授,而缺乏自我探究問題的思想和能力的培養(yǎng)。因此有必要對現(xiàn)有的大學物理實驗課程進行改革。本文提出了大學物理實驗的開放式教學,開展第二課堂教學活動,應用自主探究教學模式,培養(yǎng)學生自主探究能力,動手操作實驗能力,對于我們培養(yǎng)實踐型創(chuàng)新型人才起著非常積極的作用,打下很好的實驗基礎。大學物理實驗教學改革思路和具體實施方案。

開放式大學物理實驗第二課堂的展開,對學生激發(fā)創(chuàng)新思維,培養(yǎng)實踐能力等方面起著非常重要的作用。為了促使開放式大學物理實驗第二課堂發(fā)揮很好的作用,需要學生自學能力的提高和第二課堂的相關(guān)管理工作。

1.1 培養(yǎng)大學生自學能力。

自學能力是大學生自我學習的基礎,是創(chuàng)新能力發(fā)掘的基礎,也是大學生適應社會發(fā)展的需要。大學生自主學習能力的提高是開放式大學物理實驗第二課堂教學活動有效展開的有力保障。反過來,第二課堂教學活動的開展又最終培養(yǎng)學生的自主學習能力,創(chuàng)新能力。那如何培養(yǎng)大學生的自學能力,是第二課堂教學活動面臨的第一個問題。如何培養(yǎng)大學生的自學能力,首先是改變師生之間的角色。以往教師在上大學物理實驗課程時,不僅實驗原理,實驗方法等講解很多,而且實驗操作步驟解釋很清楚,甚至操作步驟演示一遍,學生對教師的依賴性很強,以老師講解,演示操作為主,教師這種填鴨式教學方法,使得大學生感覺實驗課程的枯燥乏味,消極應付。學生在實驗過程中參與很少,只是機械的重復實驗操作,得到實驗數(shù)據(jù),學生思想被禁錮。長此以往,教師的主體地位和大學生的被動消極狀態(tài),導致大學生沒有自學能力。怎樣使大學生積極主動參與其中,興趣很重要,興趣是最好的老師,教師在教學過程要激發(fā)大學生的好奇心,把大學物理實驗帶入我們的生活中,強調(diào)大學物理實驗的應用性。大學生逐漸培養(yǎng)興趣才可以激發(fā)強烈的求知欲,學生才會樂學和愛學,學生積極主動,自愿自學的發(fā)揮個人的能力,就會逐漸發(fā)揮自己的主體作用。如何培養(yǎng)大學生的自學能力,我們還要有一定的目標計劃,正如“山高有攀頭,路遠有奔頭”。大學生的學習目標不能盲目的制定,虛無縹緲的目標不能培養(yǎng)大學生自學能力,反而對大學生的自信心有沉重的打擊。目標的確定是有階段性的,學習目標一定是短時間內(nèi)可以實現(xiàn)的,可以使學生享受成功的快樂,增強學生的自信心。學習目標還要有大小,遠近目標的結(jié)合,人的潛力其實很大的,小目標的實現(xiàn)就會激發(fā)人的動力,那么大目標就會可能實現(xiàn)。制定正確的學習目標是成功培養(yǎng)大學生自學能力的方法之一。大學生自學能力的培養(yǎng)可以逐漸發(fā)揮學生的主體地位,是以學生的發(fā)展為中心,對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力有很大的幫助。

1.2 開放式大學物理實驗第二課堂的管理工作。

第二課堂大學物理實驗教學活動的順利進行,還需要很好的管理工作。首先,第二課堂要充分利用大學物理實驗教學的資源,教師做好的電子課件,視頻就作為我們第二課堂教學使用資源。其次,第二課堂要有合適的時間和地點,學生要有相應的學習計劃和學習目標。最后,輔導員和學生干部都能發(fā)揮很好的作用,積極指導學生完成第二課堂的學習內(nèi)容。第二課堂可以開展大學物理實驗社團,輔導員做好思想工作,調(diào)動學生積極性,激發(fā)學生熱情。學生干部負責第二課堂大學物理實驗的進行,通過教師做好的電子課件,視頻,要確保學生對實驗原理,技術(shù)和方法有過預習,有過了解。這樣才能保證我們實驗課堂的高效進行。對于表現(xiàn)好的學生,我們可以給予精神上或者物質(zhì)上的獎勵,學生有了信心,才會表現(xiàn)更好,進而有個很好的良性循環(huán)。第二課堂上學生對實驗原理技術(shù)方法有了一定的了解,教師在實驗課堂教學主要負責實驗操作講解,實驗注意事項,節(jié)省了大量時間,提高了效率。那么教師可以同時進行幾個實驗的展開,解決了學生多,實驗器材少,不能保證每個學生都能操作的難題。開放式大學物理實驗第二課堂的管理工作有效的提高了實驗教學的效率,避免了學生實驗課上“不知所措”的狀態(tài),節(jié)省了大量時間,提高了儀器的利用率,人才資源得到充分的利用,更有利于培養(yǎng)優(yōu)秀的大學生。

2.1 教學內(nèi)容的改革。

現(xiàn)開設的大學物理實驗課程很多是基礎的測量實驗和經(jīng)典的驗證性實驗,比如長度的測量,密度的測量,伏安法測電阻,薄透鏡焦距的測定等基礎實驗,這些實驗對于大學生來說簡單,多數(shù)都是學生初高中接觸過的,導致學生缺乏興趣,沒有動力;還有三線擺測剛體轉(zhuǎn)動慣量等驗證性實驗,實驗內(nèi)容和原理經(jīng)典老套,冗長繁瑣,學生不易理解,實驗方法落后,沒有實用性,這樣就導致學生厭煩,沒有興趣。傳統(tǒng)的大學物理教學內(nèi)容已不能滿足學生的需求,所以陳舊的實驗課程內(nèi)容需要更新,需要添加新元素,新科技,來豐富實驗教學內(nèi)容。而且教材上很多實驗利用率不高,實驗原理部分冗長繁瑣,學生不易理解。所以教師有必要編寫適合自己學生的實驗資料。大學物理實驗現(xiàn)在采用多媒體教學,使用電子課件和小視頻,向?qū)W生展示相關(guān)知識。所以教師制作電子課件時,原理部分要一目了然,力求刪減復雜的公式推導,增加一些文字性的介紹;實驗方法要與時俱進,現(xiàn)在的實驗方法單一落后,可以引入多種實驗方法并加以討論,實驗技術(shù)方面結(jié)合國內(nèi)外先進技術(shù),這樣就可以提高學生的積極性。大學物理實驗課件制作中,利用聲音,圖片,視頻等展現(xiàn)枯燥的物理知識,生動形象的展現(xiàn)給學生,起到了很好的教學效果。利用網(wǎng)絡把電子課件與視頻及其他資料發(fā)送給學生,是學生展開第二課堂的首要條件,這就要求教師制作課件與視頻要精簡,有趣和易懂。教學內(nèi)容的豐富和廣泛,不僅傳授了學生知識和方法,更重要的是學生情感態(tài)度的培養(yǎng),興趣的激發(fā)。

2.2 教學方式的改革。

現(xiàn)在的大學物理實驗教學方式單一,學生課前預習﹑課上教師講授和示范演示等教學方式忽視了學生的主體地位,學生過分依賴老師,并不能激發(fā)學生的創(chuàng)新能力。為了激發(fā)學生的能力,教師應采用自主探究式教學,使教師從講授者到引導者轉(zhuǎn)移,引導學生主動思考,學生發(fā)揮主導作用,培養(yǎng)了學生做實驗的興趣,學生動手能力也得到提高。傳統(tǒng)的實驗教學模式限制了大學生的主體地位,需要自主探究的實驗教學模式來培養(yǎng)大學生的自學能力,探究能力和解決問題的能力。所以有些工作還是需要學生自己去完成,查資料了解規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程,學習其中的物理探究方法,學習科學家的探究科學的精神;學生也必須設計自己的實驗方案,確定實驗目的和實驗操作方法,怎樣處理數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)問題后及時解決問題。學生在學習的過程中,拓展了知識面,培養(yǎng)了學習能力。傳統(tǒng)的大學物理實驗根據(jù)實驗原理,學習實驗測量方法,測量實驗數(shù)據(jù),這樣學生只了解怎樣去測量,對實驗原理理解不深。自主探究的大學物理實驗,利用已有的`知識和經(jīng)驗,觀察實驗現(xiàn)象,從實驗數(shù)據(jù)中總結(jié)分析實驗規(guī)律,這樣學生對實驗原理了解透徹。自主探究的大學物理實驗把傳統(tǒng)的大學物理實驗的實驗原理作為實驗目的,而把實驗目的用來探究實驗規(guī)律,打破傳統(tǒng)的測量和驗證模式。下面以單擺為例展示自主設計教學案例和傳統(tǒng)實驗教學案例的區(qū)別見表1。大學物理實驗自主探究的教學方式是很有意義和挑戰(zhàn)性的,對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和科學嚴謹態(tài)度起到很大的作用,其目的就是培養(yǎng)大學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要手段。

大學物理實驗教學改革是勢在必行的,開放式大學物理實驗展開第二課堂教學活動,實驗課堂教學豐富實驗教學內(nèi)容,采用自主探究教學方式,調(diào)動了學生自主學習的能力和學生學習的興趣,提高了學生的自主探究能力,創(chuàng)新能力,學生才會適應社會發(fā)展的需要。目前開放式大學物理實驗教學改革還有欠缺和不足的地方,大學物理實驗教學改革更好的發(fā)展是大學生能夠自己設計實驗,制作簡單的實驗儀器,仍需要繼續(xù)努力探究,不斷改善教學方法,加強應用實驗操作。所以,大學物理實驗教學改革任務重,需要繼續(xù)努力。

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大學物理實驗論文篇四

激發(fā)學生的物理實驗興趣是提高物理教學質(zhì)量的關(guān)鍵所在。因此,初中物理教師應采取有效策略,不斷激發(fā)學生的物理實驗興趣,具體包括:結(jié)合生活實際激發(fā)實驗興趣;課堂中給學生充分的動手發(fā)言機會;布置課外小實驗激發(fā)實驗興趣。

初中物理;實驗興趣;生活實際;動手操作

物理學科是一門以實驗為基礎的學科,實驗教學無疑是物理教學的重中之重。但遺憾的是,在現(xiàn)實生活中很多學生對物理實驗并不是十分感興趣,由于興趣低下,也在一定程度上降低了物理實驗的教學成效?;诖朔N情況,如今越來越多的一線教師紛紛投入到如何激發(fā)學生物理實驗興趣的探索和研究當中,且產(chǎn)生了一定理論研究成果。下面,談談自己的幾點看法。

相關(guān)研究表明,結(jié)合生活實際進行實驗,可以在一定程度上激發(fā)學生的物理實驗興趣。在具體的物理課堂教學過程中,只要有合適的機會就可以結(jié)合生活實際引導學生進行物理實驗。這樣,不同程度上激發(fā)了學生的物理實驗興趣。例如,執(zhí)教《溫度》一節(jié)時,我這樣問道:“同學們,現(xiàn)在是冬天,在室外放置木頭、鐵及磚頭等三個物體,請問這三個物體的溫度是怎樣的?”問題拋出后,有的學生說:“鐵的溫度最高”。有的學生說:“磚頭的溫度最低”。有的學生說:“木頭的溫度最高”……各種各樣的答案不斷地從學生們的口中冒了出來。看到學生們積極踴躍的狀態(tài),我說道:“事實上,這三樣物體的溫度如何?就讓我們用溫度計測量一下?!苯?jīng)過一系列實驗操作,學生們最終發(fā)現(xiàn)三個物體的溫度是一樣的。通過這樣的趣味實驗,學生對于物理實驗的興趣也就更濃厚了。教師在課堂教學中所設計的實驗不應拘泥于課本,可結(jié)合生活實際設計實驗,從而有效激發(fā)初中生的物理實驗興趣。

在具體的初中物理實驗教學中,很多教師為了收到良好的實驗效果,往往會自己親自動手做演示實驗,在具體的實驗過程中也很少給學生動手操作和發(fā)言的機會。這樣在一定程度上降低了學生的物理實驗興趣。為了有效激發(fā)學生的物理實驗興趣,在實驗教學中必須要給學生充分的動手操作及發(fā)言機會。例如,在做大氣壓存在的實驗時,先讓學生提出自己的猜想,然后再要求學生利用事先準備好的物品進行實驗。例如,一名學生是這樣進行實驗操作的:在杯內(nèi)盛滿水后再用硬紙片把杯口蓋嚴,手按住紙片將杯子倒置,放開手后,紙片不下落,水也不流出,這表明大氣有壓強。這樣的動手操作機會對每一個學生均是平等的,通過動手操作他們的實驗興趣也不同程度上得以激發(fā)。除此之外,在具體的實驗過程中,我還要求學生踴躍發(fā)言,提出自己對實驗的具體看法。這樣的做法同樣能有效激發(fā)學生的物理實驗興趣。

為了有效激發(fā)學生的物理實驗興趣,物理教師應充分發(fā)揮課外小實驗的積極作用。在具體的課堂教學中,我會布置一些課外小實驗,讓學生完成。例如,執(zhí)教《浮力》時,在課堂結(jié)尾階段,我這樣提問道:“浮力的大小究竟與哪些因素緊密相關(guān)呢?請同學們下課之后通過課外小實驗進行猜想和驗證?!比蝿詹贾孟氯ブ?,學生利用課余時間進行實驗驗證。他們的實驗方式多種多樣,雖然如此但他們卻最終得出了一致結(jié)論:浮力大小只與液體密度,排開液體體積有關(guān)。除此之外,只要有機會我就會布置一些課外小實驗,讓學生完成,這樣學生的物理實驗興趣也在不同程度上得以提升。

初中物理實驗對學生的物理學習來說是極為重要的。相關(guān)研究表明,學生的物理實驗興趣越高,他們參與物理實驗的積極性就會越高。因此,初中物理教師應開動腦筋,以學生為主體,調(diào)動一切可利用的因素,運用有效策略激發(fā)學生的物理實驗興趣,提高初中物理教學質(zhì)量。

大學物理實驗論文篇五

教育是培養(yǎng)人的一種社會行動,我們不能把物理實驗教學的現(xiàn)狀單單歸咎于物理教師,應該從家庭、學校、社會來統(tǒng)一考慮。

其實不少教師是深知物理實驗教學的重要性的,但迫于各方面的壓力、教學課時等的限制,最后不得不放棄找尋更好的實驗教學方法。

因此要轉(zhuǎn)變觀念,就要轉(zhuǎn)變整個社會的觀念。

要讓學校和教師以及社會上的人們認識到教育不能急于求成,追求暫時的表面的效果,而要著眼于未來,特別是要著眼于學生在未來社會的作用與價值,使他們從追求短期學生成績和升學率的片面認識中轉(zhuǎn)變過來。

這樣才能給廣大物理教師一個廣闊的發(fā)揮才干的空間,使他們自覺地投身于物理實驗教學改革中去,在教學中充分發(fā)揮主觀能動性,大膽采用創(chuàng)新教學方法。

因此,要改變傳統(tǒng)的教育觀,樹立新的教育觀念,不斷提高對實驗教學基礎地位的認識,提高實驗教學的效果。

1、優(yōu)化實驗教學目標,在實驗教學中,教師應該在分析教材和學生的基礎上,把培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力的意識滲透進備課的過程中,優(yōu)化實驗教學目標。

制定適用于不同層次學生的多層次實驗教學目標。

2、注重實驗的開放性、多變性和創(chuàng)造性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神,可以在實驗目的、原理、器材以及實驗條件和數(shù)據(jù)的處理上進行創(chuàng)新,可給出多種方案讓學生思考、選擇,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新探究能力。

3、預習是上好實驗課的基礎。

教程可根據(jù)實驗內(nèi)容布置一些與本節(jié)實驗相關(guān)的知識點和習題讓學生在課前思考,為實驗做好理論準備。

將由教師一手包辦的演示實驗改為師生共同設計、探索、改進、完成的演示實驗。

讓學生預習教材中的演示實驗,邀請學生參與演示實驗的課前準備及課堂上的實際操作,并鼓勵他們把自己設計的實驗帶回課堂進行演示。

實驗完成后,讓學生進行歸納總結(jié),充分發(fā)揮學生主動思維的積極性。

這樣不僅有利于培養(yǎng)學生學習物理的興趣,調(diào)動學生學習的積極性,更有利于學生自覺鉆研教材,研究實驗原理,探討實驗方法。

評價的內(nèi)容和標準應該與課程標準相一致,促使學生提高用實驗方法研究物理現(xiàn)象與規(guī)律的能力,使學生在物理實驗的基本知識、基本方法和基本技能等方面受到較系統(tǒng)的訓練,加深對物理學基本概念的理解和掌握,培養(yǎng)良好的科學素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力。

大學物理實驗論文篇六

1.《課程標準》對科學探究及物理實驗能力的要求?!墩n程標準》對中學物理實驗的具體要求是:在知識與技能方面要讓學生“認識實驗在物理學中的地位與作用,掌握物理實驗的一些基本技能,會使用基本實驗儀器,能獨立完成一些物理實驗”;在過程與方法方面提出“了解物理學的研究方法,認識物理實驗在物理學發(fā)展中的作用,參與一些科學實踐活動”;在情感態(tài)度與價值觀方面要求“發(fā)展學生對科學的好奇心與求知欲,能樂于探究,有主動與他人合作的精神”,并且對實驗的各個環(huán)節(jié)提出了具體的目標與要求。

2.實驗在中學物理課堂教學中的地位與作用?;仡櫸锢韺W的產(chǎn)生和發(fā)展的過程,可以看出物理實驗自始至終都占有極為重要的地位,物理學科是一門實驗學科,物理實驗作為物理教學的基本手段,有著其特殊的教育教學功能。

(1)實驗可以激發(fā)學生的認知興趣和求知欲望,調(diào)動學生學習的主動性和積極性,使得原本枯燥乏味的物理教學變得生動起來。

(2)實驗可以使學生在學習過程中對抽象的物理概念具備一定的感性認識,理解和體會物理規(guī)律的建立過程,從而有效地幫助學生形成概念和掌握規(guī)律,正確而深刻地領會物理知識。

(3)實驗可以很好地培養(yǎng)學生的觀察能力、思考能力以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

(4)實驗可以培養(yǎng)學生獨立思考和創(chuàng)新工作的能力,培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W作風和科學的思維方式,為學生未來的發(fā)展打下一個良好的基礎,在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的教育中具有獨特的地方和全方位的教育功能。

隨著新課程的不斷深入以及教育改革的不斷深化,實驗教學相比較以前得到了更大的重視和更多的關(guān)注,但現(xiàn)階段中學物理實驗教學的現(xiàn)狀仍然令人擔憂,存在很多方面的缺點和不足,甚至出現(xiàn)了一些怪異的現(xiàn)象。

1.很多學校一味追求高考成績,忽視對實驗教學的管理和投入。筆者調(diào)查的大多數(shù)高中學校,在爭創(chuàng)示范高中的時候,都投入了巨資,配備了條件較好的實驗室和設備,許多學校甚至成立了理科實驗中心,安排了實驗教師對實驗室進行管理。但由于缺乏強有力的管理,實驗室內(nèi)很多器材老化,設備開始陳舊,很多《課程標準》要求開設的實驗無法開齊開足,學校在實驗管理上多流于形式,資金投入少,實驗經(jīng)費得不到保障,對實驗工作缺乏有效的管理和監(jiān)督,在日常的教育教學管理中,實驗教學可有可無,于是實驗室成了應付上級領導檢查的花架子、空架子,實驗教師也成了許多教師爭搶的“好崗位”。

2.許多物理教師對實驗教學不熱心、不積極。在大多數(shù)高中學校,包括許多省級示范高中,物理教師的教學還是靠粉筆、講義和試卷來打天下;不是教師不懂得實驗的重要性,而是實驗教學變成了“麻煩事”。現(xiàn)階段趕上高中生源高峰期,許多學校一個班人數(shù)多達八九十人,做實驗要聯(lián)系實驗室,要對學生進行分組,準備器材,全程輔導和陪同,甚至還要對學生損壞的器材進行修復和賠償,無形中加大了工作量且不被學校承認,實驗變成了“費力不討好”的事。于是,學生分組動手實驗變成了教師演示實驗,或者被多媒體所播放的實驗視頻所代替,美其名曰“現(xiàn)代教育技術(shù)的運用”,更有甚者索性就將實驗過程完全搬到黑板上來講解,完全不理會學生是否真正得到了感性認識,使得實驗教學變得枯燥乏味,毫無成效。當然,也有一些學校讓學生動手做實驗,但這些程式化的實驗,以單純的機械操作為主,學生按照老師講解的步驟一步步地操作,去獲取書本所要得到的實驗數(shù)據(jù),而不去思考實驗這樣做的理由,是否還存在其他的方法與手段,科學探究更是無從談起,這樣的實驗是無法真正激起學生的探究欲望的,也違背了新課程所倡導的理念。在筆者接觸到的一些高三教師中,對待高考的實驗備考,采取的手段是“試題”實驗,即用“筆”去做實驗。按照《考試說明》規(guī)定考查的實驗內(nèi)容,對每個實驗的原理、步驟、器材、數(shù)據(jù)處理等各個環(huán)節(jié)一一清點講解,然后找來各地的模擬試題和高考真題的實驗部分編制成講義進行大規(guī)模的訓練。從考試的角度來說,這樣的方式的確讓一部分學生取得了不錯的實驗成績,但這種方式嚴重挫傷了學生動手實驗的積極性,使得實驗教學在高考應試的泥潭中越陷越深,與《課程標準》以及高考實驗出題的初衷背道而馳。在這樣的應試模式下的實驗教學如何能培養(yǎng)出有創(chuàng)新精神和實踐能力的學生呢?

3.學生對實驗活動的興趣不大,學生實驗效果不明顯。長期以來的應試教育模式,使得大多數(shù)學生學習活動方式單一,這就導致了許多學生到了實驗室后感到茫然和無所適從、無法下手,只能機械地重復老師所講的過程,有的學生由于操作不當根本無法得到符合實際的實驗數(shù)據(jù),于是“造”數(shù)據(jù)成為了常見現(xiàn)象,加之老師的種種限制,使得學生做實驗時“不敢越雷池半步”,做實驗成了索然無味的事。在這種情況下,實驗教學就無法真正或規(guī)范地開展起來。以上這些現(xiàn)象都真實普遍地存在著,原因是多方面的,有學校管理的問題,有教師的問題,也有社會大環(huán)境的問題,最主要的還是當前教育模式的問題,教育圍著考試轉(zhuǎn),高考就是指揮棒,評價教育的最大甚至惟一參數(shù)變成了高考,學校和教師在巨大的升學壓力下,更多地選擇了妥協(xié),使基礎教育偏離了正常的方向。

出現(xiàn)一些怪異的現(xiàn)象不是偶然的,長期的應試教育和根深蒂固的教育觀念的影響是主要原因,但是作為教學的管理者和實踐者,學校和教師肩負著教育教學改革和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重任,我們必須要從學生長遠發(fā)展的角度出發(fā),對現(xiàn)行的一些不當做法進行改變。

1.學校應從制度和管理上加大對實驗教學的管理和投入。學校領導應改變思路和管理,將實驗教學當做一項常規(guī)教學工作來抓,加大對實驗教學的管理與資金投入,應根據(jù)《課程標準》的要求配齊實驗教學所必需的儀器與設備,制定實驗教學的規(guī)章制度,要求理科教師制定詳細的實驗計劃,由教學管理部門監(jiān)督實驗教學的實施;可對堅持做實驗的教師認定一定的工作量,給予一定的補貼,鼓勵教師從事實驗教學,使得學校有限的教學資源用到實處,發(fā)揮更大的作用。此外,還應將實驗教學常態(tài)化,把實驗設施與耗材管理納入到學校的日常管理上來,確保資金投入。

2.物理教師應轉(zhuǎn)變觀念,提高對實驗教學的認識,提高實驗教學水平,努力改變現(xiàn)行的不當做法。

(1)教師是教學改革和課程改革的實踐者。教師必須意識到科學探究與動手實驗對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和良好的科學素養(yǎng)具有重要的意義,并在教學實踐中付諸實施,這樣,實驗教學的功能就會得以發(fā)揮。

(2)教師應改變在實驗教學中的一些不利于培養(yǎng)學生能力的做法。機械的程式化操作,不敢越雷池半步的做法,不但會挫傷學生探究的熱情,同時還會讓實驗的效果大打折扣。教師可以在實驗前交代實驗必要的注意事項以及學生需要為實驗做的知識準備,然后,放手讓學生去操作,當然,教師還要注意對參與做實驗的學生進行合理的分組,將動手能力強弱不同的學生進行搭配,發(fā)揮團隊的力量,教師可以做巡視,只要沒有遇到有可能會損毀器材的現(xiàn)象出現(xiàn),就盡量不打斷學生的實驗活動。此外,在條件允許的情況下,可以利用休息時間有條件地開放實驗室,讓學生帶著問題走進實驗室,充分調(diào)動學生參與實驗活動的積極性和主動性。

(3)教師應充分挖掘?qū)嶒灲虒W資源,使實驗活動不僅僅局限于實驗室。物理實驗活動不完全或者說不一定都在實驗室進行,教師可以自制實驗教具在課堂中做演示實驗,也可以利用教材或資料中的一些小制作,鼓勵學生自己動手制作、設計小實驗來說明、驗證和體會物理規(guī)律和概念。當然,這樣的制作應先易后難,教師可以與學生一起探討方案并對學生進行指導,這樣的鍛煉可以充分挖掘?qū)W生的認知潛力和創(chuàng)新能力,其效果遠勝于一兩節(jié)課對規(guī)律與概念的枯燥而乏味的解釋,同時,還可以拓展教師自己的教學思路和教學空間。

3.教育管理部門應努力使高考與新課程盡快接軌,改變目前高考對實驗的考查方式。為了盡量減少人為因素的影響,體現(xiàn)高考的公平和公正,目前高考對實驗的考查是以試題實驗的形式出現(xiàn),但這種導向性的作用是可怕的,在高考成績?nèi)允呛饬繉W生、教師乃至一個學校最重要標準的今天,必然會出現(xiàn)筆者在前面所述的用實驗試題的“題?!奔杹碜鳛槲锢韺嶒瀭淇际侄蔚那闆r。如何讓新課程的精神在高考中得到體現(xiàn),讓考試對實驗的考查真正落到實處,這是擺在教育主管部門面前的一個重要命題。我們是否可以采取一些新的舉措,改變目前的這種局面呢?例如,可以采取像類似于外語高考口試或者中考物理實驗加試的方法,將實驗作為高考的考查科目,還可以將實驗作為高中學業(yè)水平測試的一個科目來促進實驗教學的開展。此外,高考在試題設計中可以多下功夫,盡量避免機械記憶和程式化的試題出現(xiàn),讓高考的考試功能朝有利于高中物理實驗教學的方向發(fā)展。目前,《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(20xx-2020年)》明確要求要把培養(yǎng)創(chuàng)新型人才作為教育的重要目標之一。而在中學階段,學生處于思維最活躍、最具可塑性的階段,實驗活動在培養(yǎng)學生的探究能力、思考能力和創(chuàng)新能力方面有其特殊的作用與功能,改變目前的實驗教學現(xiàn)狀刻不容緩,這就需要學生、教師、學校以及教育主管部門三方面的共同努力。

大學物理實驗論文篇七

1)缺乏教學手段在實驗前,教師通過灌輸式教學法把實驗內(nèi)容介紹給學生,學生只需做好筆記,寫好操作步驟和預期結(jié)果就算完成了教學任務。在實驗中,指導老師通常事先安排好實驗儀器,學生只需按照書中描述的方法和步驟進行操作,只要結(jié)果與書中描述的一致就算完成了實驗,而不需要充分理解實驗過程和實驗現(xiàn)象。長此以往,學生只會被動接受教師的指令,這不利于學生素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。

2)消極對待實驗由于大學物理實驗的教學缺乏新意,學生片面地認為實驗做不做都無所謂,只要知道結(jié)果就行了。這種學習態(tài)度導致了實驗教學中經(jīng)常出現(xiàn)學生曠課和遲到等現(xiàn)象。范文度還導致學生不仔細觀察實驗現(xiàn)象,不認真思考實驗中出現(xiàn)的問題,不積極創(chuàng)新和改進實驗方法。

3)客觀條件限制影響實驗教學效果的客觀條件包括兩個方面:一是實驗儀器的損壞、實驗場所的不足和實驗經(jīng)費的匱乏,這導致很多實驗被迫取消;二是在有限的課堂時間內(nèi),學生既要熟悉各種實驗儀器,又要進行實驗操作,很難有時間分析和思考實驗現(xiàn)象,這也影響著實驗課的教學效果。

隨著圖形圖像、網(wǎng)絡通信和面向?qū)ο蠼5认嚓P(guān)技術(shù)的發(fā)展,計算機輔助教學(cai)越來越受到人們的重視。為了提高大學物理實驗的教學質(zhì)量,調(diào)動學生做實驗的積極性,我們在大學物理實驗教學中引入計算機仿真技術(shù),并利用相關(guān)軟件設計了仿真實驗平臺。借助該平臺,學生可以逼真地完成大學物理實驗課中的各種實驗。仿真實驗平臺的引入是傳統(tǒng)實驗教學的有效補充。該平臺具有以下兩個方面的優(yōu)勢:1)教師可以提前把實驗要求、目的和步驟等相關(guān)知識發(fā)布在仿真實驗平臺上,把需要使用的實驗儀器、注意事項、預期實驗結(jié)果等內(nèi)容提前告知學生,讓學生對整個實驗過程有一個直觀的認識。通過仿真實驗平臺,學生可以重復做某一虛擬的物理實驗,這大大提高了實驗教學的效率。2)學生能很方便地查閱大學物理學實驗的相關(guān)內(nèi)容,并能長時間地了解相關(guān)實驗項目。虛擬仿真技術(shù)的引入克服了傳統(tǒng)實驗教學中存在的弊端。學生在仿真實驗平臺上的錯誤操作不會造成虛擬實驗儀器的損壞,也不會造成學生的人身傷害,這不但避免了真實實驗中的安全隱患,而且實現(xiàn)了實驗器材的零損耗,節(jié)省了實驗成本。目前,國內(nèi)許多高校都在研究和開發(fā)仿真實驗平臺,由于各高校的實際情況、學生結(jié)構(gòu)等存在差異,仿真實驗平臺也不會完全相同。根據(jù)我校的教學實際情況,我們有必要開發(fā)適合我校使用的仿真實驗平臺,這樣才能進一步提高大學物理實驗的教學質(zhì)量。

3.1總體架構(gòu)

根據(jù)任課教師和學生提出的教學建議,我們設計了適合我校的大學物理仿真實驗平臺,并在該仿真實驗平臺上設定了三個角色:學生、教師和管理員。學生可以通過用戶名和密碼進入本系統(tǒng)中的學生模塊,學生模塊包括實驗前、實驗和實驗后三部分。在實驗前部分,學生通過預習掌握實驗儀器的使用,并對虛擬實驗做進一步的了解,為下一步的虛擬實驗做準備;在實驗部分,教師組織學生在規(guī)定的時間內(nèi),完成虛擬實驗;在實驗后部分,學生分析實驗的結(jié)果和現(xiàn)象,并填寫實驗報告。教師可以通過工號和密碼進入本系統(tǒng)中的教師模塊,教師模塊包括教學信息發(fā)布子模塊、實驗資料發(fā)布子模塊、實驗結(jié)果管理子模塊和虛擬實驗管理子模塊。教學信息發(fā)布子模塊主要用于發(fā)布教學信息,其作用是提醒學生學習相關(guān)的教學內(nèi)容;實驗資料發(fā)布子模塊主要用于公布大學物理實驗的教學大綱、相關(guān)課件和注意事項等內(nèi)容,學生只能查閱教師發(fā)布后的實驗資料;實驗結(jié)果管理子模塊主要用于教師評定學生的實驗結(jié)果、實驗心得和實驗成績;虛擬實驗管理子模塊是本平臺的重要組成部分,也是我們設計仿真實驗平臺的一項重要內(nèi)容,通過虛擬實驗管理子模塊,教師可以設置和制作虛擬實驗項目。管理員可以設置實驗人員的權(quán)限,限制實驗人員的數(shù)量,還可以管理新聞公告模塊和互動交流模塊,以更好地為學校師生服務。

3.2仿真實驗平臺中實驗項目的制作

為了保證學生做好仿真實驗,教師需要制作仿真實驗項目,所需要的實驗素材主要從以下三個方面得到。

1)仿真實驗平臺中的“實驗儀器”應與實際使用的實驗儀器一致,這些“實驗儀器”的圖像通過照相機獲得,再經(jīng)過計算機軟件處理,就可以成為仿真實驗平臺中的“實驗儀器”。如仿真實驗平臺中的滑動變阻器經(jīng)photoshop軟件處理,得到了動態(tài)的滑片和靜態(tài)背景。

2)為了實現(xiàn)仿真實驗中學生與平臺的交互性,我們增加了動態(tài)元件的響應事件。如在flash環(huán)境下,我們增加了滑動變阻器滑片的左右移動操作,設定了移動過程中不同位置所對應的電阻值。

3)實驗儀器的三維圖像可以通過3dmax軟件得到,這種圖像能顯示儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),更好地滿足物理實驗教學的需求。目前,用于制作仿真實驗項目的軟件還有很多。除了上述軟件外,我們還使用多種技術(shù)手段構(gòu)建了仿真實驗項目的場景,保證了這些實驗項目在一般的網(wǎng)頁中就能正常運行,滿足了學生課外的學習需求。

3.3仿真實驗平臺的特點

在實際教學過程中,我們把仿真實驗平臺安裝在網(wǎng)絡服務器上。該平臺由于采用的是b/s架構(gòu),對客戶端的軟、硬件要求較低,學生和教師通過網(wǎng)絡瀏覽器就可以訪問該仿真實驗平臺。雖然大學物理實驗教學中引入的仿真實驗平臺有許多優(yōu)點,但它僅僅是物理實驗教學的一個有效補充。眾所周知,物理學中的許多定理和結(jié)論都來源于實驗,而實驗結(jié)果因受環(huán)境等因素的影響而不會完全相同,這是在仿真實驗平臺上無法實現(xiàn)的。在真實的實驗環(huán)境中,學生能操作實驗儀器,觀察實驗現(xiàn)象,這與在仿真實驗平臺上移動鼠標、觀看畫面不可同日而語。因此,仿真實驗平臺可以幫助學生做好實驗預習和課后復習,甚至完成虛擬實驗,但卻不能代替真實的實驗。

在分析大學物理實驗教學現(xiàn)狀的基礎上,我們設計了仿真實驗平臺,這不但降低了設備的購置費用,而且提高了大學物理實驗的教學質(zhì)量。仿真實驗平臺為學生提供了虛擬的實驗環(huán)境,且不受時間和場地的制約,學生只要能上網(wǎng)就能通過人機交互界面學習大學物理實驗的有關(guān)內(nèi)容,并完成仿真實驗。這對于提高學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力是大有好處的。

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