浅谈提高物理实验教学水平

时间:2017-07-16 论文范文 我要投稿

     【摘要】  针对工科大学物理实验课程教学基本要求,探讨通过物理实验室的建设和管理来提高大学物理实验教学的水平。

     【关键词】  物理实验教学; 物理实验室; 计算机仿真

       根据国家教育部大学物理实验课程教学的基本要求,为了适应新世纪经济建设和社会发展的需要,进行不同程度的教学改革。把现有的实验项目及设备通过精简、合并、归类的方法,由实验项目之间的物理思想测量对象实验手段方法内在联系,将物理实验教学内容有机重组,并以模块为单位组织实施。由各专业特点及后继课程的需要,可将工科类学生物理实验划分为两大模块,即传统实验和仿真实验,以后将有各种模块实验并可独立开设不同的项目。

  1 重视物理实验改革的广泛性

  大学物理实验是具有自行教学课程体系的独立课程,但对物理学科而言,它与大学物理理论课又是相互联系不可分割的,为此物理实验室的建设必须结合大学物理理论课程的建设。单纯对大学物理实验课程进行改革会受到学时的限制。目前工科学生的物理实验为54学时左右,在这样的学时下,要形成完整科学的实验课程体系,必须与相关理论课的内容相互融合,贯通和渗透,同时建立彼此关联的理论课与实验课的新体系。例如:在实验中心的改革中,增加近代物理实验项目,让学生掌握有重要近代物理内容和现代实验技术已形成主流思路,但是近代物理实验的理论基础是相对论和量子力学,如果物理理论缺少对它们的物理原理做突出介绍,而只是一种故事性的叙述,甚至由于学时的限制而不将有关内容,就很难保证物理实验课在加强基本训练的同时,又增加综合性的近代物理实验项目,且有良好的教学效果。因此在建设物理实验中心的同时,应考虑与理论课的整体优化组合,两者同步进行,相互促进,仿真物理实验就是一种很好的形式。仿真物理实验室是面向物理教师 和学生的一个全开放性的物理实验仿真软件和课件制作平台。与常规的物理教学软件所不同,仿真物理实验室不是单纯地演示几个现成的实验。我们的目标是为您提供一个实验器具完备的综合性实验室,您可以亲自动手创建您所能想象的所有实验。仿真物理实验室为您提供了运动对象,小球、弹簧、绳子、连杆、滑轨等实验器具,并集成了重力场、电场、磁场、万有引力、阻尼介质等实验环境;新增了辅助分析工具。您可以在任意组合的实验环境中,构建您自己的实验。从平抛运动,到验证机械能守衡,验证动量守衡实验;从单摆,到弹簧振子实验;从带电粒子在电场中的加速与偏转实验,到粒子加速器,粒子速度选择器模型等微观模型;从地球人造卫星,到太阳系的运行,仿真物理实验室都能够进行仿真。仿真物理实验室不但可以演示逼真的实验动画,还可以在演示的同时向您提供相关的实验实时数据;您还可以使用辅助分析工具,对实验数据进行分析。

  对于正在学习物理的学生来说,仿真物理实验室是一个理想的学习工具。亲自动手的体验,让学生对物理现象的印象更加深刻,对物理定律的理解不再枯燥,对物理学的兴趣油然而生。面对中国21世纪的素质教育,创造力和想象力的培养已被广泛关注,仿真物理实验室正是给了学生一个创造和想象的空间。

  物理学是一门实验性很强的学科,实验几乎贯穿了物理学习的整个过程。仿真物理实验室适用于做物理实验,是物理教师的得力助手。在教师讲解了物理定律之后,演示一个相关的实验,既加深了学生对定律的理解,又可以增加物理课堂的趣味性。在讲解习题的同时,如果能在仿真物理实验室中建立一个习题所描述的物理模型,以逼真的动画辅助物理教师的精辟解析,触发学生的想象空间,相信这样的教学效果一定很好。

  2 重视物理实验室的开放性

  目前大多数院校都实现了在实验内容和实验时间两方面给学生高度自由的网上选课系统,但是它不是实验室开放的充分条件,学生实验能力的提高在相当大的程度上取决于实验课时。而在总学时不变的情况下,增加实验学时会受到诸多方面的制约,在这种学时不变的情况下,开放型的实验教学并不能对学生的动手能力有本质的提高。为此,学校可将大量的实验项目改进成教师和学生轮流管理式的可简单操作的演示仪器,建成一个全天候(预约)开放的演示实验走廊,这样学生在不占学时的情况下可以自由操作。例如我们将双缝干涉、单缝衍射、有关计算机模拟操作等实验项目都改进成演示台,由此可精炼普通实验学时,增加近代物理实验学时。
 

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