設計性物理實(shí)驗教學(xué)的研究論文

　　論文關(guān)鍵詞：教學(xué)模式 實(shí)際 設計性

　　論文摘要：本文結合大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)的實(shí)際情況，對在大學(xué)物理實(shí)驗中開(kāi)展設計性實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行了研究。

　　設計性物理實(shí)驗教學(xué)以“開(kāi)發(fā)學(xué)生智能，培養與提高學(xué)生科學(xué)實(shí)驗能力和素養”為目的，使學(xué)生能運用所學(xué)的知識和技能獨立完成和解決物理實(shí)驗問(wèn)題，提高學(xué)生獨立分析和解決問(wèn)題的能力。

　　一、實(shí)驗設計的基本原則

　�。ㄒ唬�實(shí)驗原理的可行性

　　實(shí)驗原理有假設實(shí)驗原理、真實(shí)實(shí)驗原理兩種，兩者之間差別很大。

　　1.假設實(shí)驗原理。假設實(shí)驗原理是指通過(guò)抽象思維分析推論而得出的假設或預言，并假定它們成立，但需要用實(shí)驗加以驗證。

　　2.真實(shí)實(shí)驗原理。真實(shí)實(shí)驗原理是指綜合運用目前己有的知識而得到實(shí)驗理論依據。其中所涉及的物理參變量，一般是可測量的，涉及的物理概念一般都是己知的，目前一般實(shí)驗教材的實(shí)驗原理都屬于這種類(lèi)型。

　�。ǘ�）實(shí)驗器材的可實(shí)現性

　　選取實(shí)驗器材時(shí)一定要考慮它們的可實(shí)現性。通俗地說(shuō)，就是要考慮器材是否有現成的，若無(wú)現成的是否可以購買(mǎi)到，或是否可以自制，同時(shí)還要考慮儀器設備的準確度和精確度能否達到實(shí)驗要求。

　�。ㄈ�）參量的可測量性

　　測量有直接測里和間接測量?jì)煞N。直接測量指對于某物理量，可用儀器直接測得該物理量的大小。間接測量是指對于某物理量由其它兩個(gè)以上物理參變量以函數關(guān)系式表達時(shí)，先直接測量各參變量的大小，然后通過(guò)關(guān)系表達式求出該物理量。為了定量分析實(shí)驗設計所涉及的物理量和物理參變量，應保證可以進(jìn)行測量。

　�。ㄋ模┪锢憩F象的可觀(guān)察性

　　1.直接觀(guān)察，是指用人眼可直接觀(guān)看或用儀器可直接顯示觀(guān)看。

　　2.間接觀(guān)察，是指性質(zhì)相同并有關(guān)聯(lián)的兩物理參變量，其變化規律相同，其中一個(gè)參變量的變化情況，在一定條件下不能直接觀(guān)察，而另外一個(gè)可以直接觀(guān)察，則可利用后者觀(guān)察前者的變化情況。

　　3.轉換觀(guān)察，是指兩個(gè)性質(zhì)不同的物理參變量，在一定條件下，一個(gè)不能直接觀(guān)察，另一個(gè)可直接觀(guān)察，但采用一定的手段后，可使前者轉換為具有后者性質(zhì)的物理量，則可進(jìn)行觀(guān)察。

　　二、設計性物理實(shí)驗的教學(xué)步驟

　�。ㄒ唬�準備階段。公布設計性實(shí)驗選題后，教師和學(xué)生之間進(jìn)行雙向選擇并給出實(shí)驗的目的、要求、參考資料和必要的提示。選題工作主要是以教師為主，學(xué)生參與，師生共同討論確定。題目確定后學(xué)生可根據選題進(jìn)行如下的工作。

　　1.搜索資料并初步分析。搜索資料主要包含兩部分內容，一是在自己所掌握的知識范圍內進(jìn)行搜索，利用自己已知的知識能否找到問(wèn)題研究的理論依據、實(shí)驗方法和分析方法，以及實(shí)驗所需的器材。二是在已出版的有關(guān)文獻中進(jìn)行搜索，看一看是否能找到現成的或可以借簽的理論依據及各種方法。搜索資料的過(guò)程，既是收集資料的過(guò)程，又是調查研究的過(guò)程。其中所涉及的內容對實(shí)驗設計能否科學(xué)、合理和先進(jìn)，有極大的參考價(jià)值。在搜索資料基本完成之后，要進(jìn)行初步分析，主要是分析理論依據的科學(xué)性，看其是否科學(xué)合理切實(shí)可行。

　　2.擬定實(shí)驗方案。實(shí)驗方案是指為達到實(shí)驗研究的目的和要求，而詳細列寫(xiě)出的科學(xué)依據、實(shí)驗方法和具體實(shí)施措施，它是實(shí)驗實(shí)施的藍圖。在實(shí)驗研究工作中，無(wú)論是驗證已形成的假設或規律，還是探索新規律或研制新儀器設備，其具體實(shí)施過(guò)程都是按預先擬寫(xiě)的實(shí)驗方案進(jìn)行的。在搜索資料初步分析的基礎上，進(jìn)一步綜合分析比較各種可行的措施，選用最佳可行措施寫(xiě)出實(shí)驗方案。

　　3.論證實(shí)驗方案。實(shí)驗方案寫(xiě)好之后，首要的事情是對實(shí)驗方案進(jìn)行論證，而且要進(jìn)行兩個(gè)方面的論證，一是理論論證，二是初步實(shí)驗檢驗論證。理論論證是要論證實(shí)驗方案具有科學(xué)性、合理性和可行性，必須深入考慮認真分析，仔細推敲，逐字逐句審查方案，尤其應注意不能出現科學(xué)性錯誤。初步實(shí)驗檢驗論證要論證方案具有切實(shí)可行性。該論證是在理論論證之后進(jìn)行的，因為理論論證正確可行，但實(shí)驗是否可行，還很難說(shuō)。所以，必須要進(jìn)行初步實(shí)驗檢驗論證。

　　4.確定實(shí)驗方案。一個(gè)實(shí)驗方案，如果理論和初步實(shí)驗檢驗都證明是正確可行的，那么，這個(gè)方案就可被確定為實(shí)驗實(shí)施方案。

　　5.準備實(shí)施。在最終確定實(shí)驗方案之后，接下來(lái)的事情就是做好正式實(shí)驗的準備工作。其工作內容包含：儀器選擇和調整、實(shí)驗整體布局、觀(guān)測與記錄方式、材料配備等。

　�。ǘ�）實(shí)驗階段。學(xué)生自己安裝調試或制作儀器及軟件，正式進(jìn)行實(shí)驗，仔細觀(guān)察實(shí)驗現象，認真測量并記錄、處理實(shí)驗數據。

　�。ㄈ�）總結階段。這一階段主要包括實(shí)驗總結、完善設計方案和成績(jì)評定。實(shí)驗總結，完善設計方案是在實(shí)驗結束后，要求學(xué)生寫(xiě)出實(shí)驗報告，報告可以以實(shí)驗小組為單位來(lái)寫(xiě)。教師根據學(xué)生的文獻查閱能力、實(shí)驗方案的設計、實(shí)際操作動(dòng)手能力、學(xué)生的自我評價(jià)和同學(xué)之間評價(jià)、實(shí)驗報告的答辯等幾個(gè)方面綜合評定學(xué)生的成績(jì)。設計性實(shí)驗的總結形式不拘，可以寫(xiě)成一篇學(xué)術(shù)小論文、一篇科普小文章的形式，也可以將所做的工作記錄下來(lái)或挑選幾點(diǎn)總結經(jīng)驗等。

　　參考文獻

　　[1]王野，李海軍.淺談大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)[J].長(cháng)春理工大學(xué)學(xué)報，2007(1).

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