文档介绍：综合性设计性研究探索性物理实验的教学探讨
周殿清李美亚熊锐
(武汉大学物理科学与技术学院)
引言
●在课程体系上,打破了力热电光为序排课的旧程式,在物理实验中设置三个层次(基础实验、提高型实验、研究探索型实验),以由低到高分层次递进模式推行系统实验技能训练和实验能力的培养.
●在教学内容上,大力引进新技术、新手段、新成果开出新实验,使物理实验紧跟时代发展而不断更新.
武汉大学物理实验教学中心近年来在“激发兴趣、夯实基础、增强能力、探索创新”的教学方针引领下,积极改革实验教学:
●在教学方法上实施“分段开放式”和“自主开放式”教学,以促进学生自主研究式学习。
●实验教学改革促进了物理实验课程建设、实验室建设和实验队伍建设,取得了一定的成果,得到了同行专家的好评,于2007年成功地跨入了国家物理实验教学示范中心的建设行列。
●本文结合我校物理实验课程建设的实践,就课程建设中有关综合性、设计性和研究探索性实验的安排、选题、内容设计及教学模式等问题,与同行们共同探讨。
主要内容:
一、课程总体安排及教学要求
二、实验选题与内容设计
三、研究探索性实验的基本程序
四、教学模式与指导方法
一、课程总体安排及教学要求
●物理实验课程分为三大层次
基础物理实验(物理类和非物理类一、二年级)
近代物理实验(物理、电子类三年级)
综合物理实验(物理、电子类四年级)
按照“以学生为本,以激发学生兴趣为出发点,以基本技能训练为重点,以培养学生创新能力为目标,依循科学研究的规律、思维、方法为主线组织实验教学”的课程设计思想,将综合性设计性和研究探索性实验分别安排在物理实验课的三大层次中。
根据“经典与现代相结合、基础与前沿相结合”的原则,对基础物理实验教学内容进行调整和整合,进一步优化了基础物理实验的选题,既保持了基础实验的基础性和物理内涵,同时又加强了综合性、设计性实验方面的选题,保证了实验的先进性。基础物理实验教学分为三个阶段:
(1)基础物理实验
第3段普通物理实验Ⅲ主要安排综合、设计性实验(占本层次题目的90%)以启迪学生的创新意识,培养学生分析解决问题的能力和初步的综合实验能力。
第2段普通物理实验Ⅱ安排力热电磁光的基本实验(必做 12个)和部分小型设计实验(选做2个) 以加强学生“三基”能力和初步的设计能力训练.
第1段普通物理实验Ⅰ其教学重点:
1)测量不确定度及数据处理(绪论课);
2)安排力热电磁光的基本实验(必做12个、选做1),要求学生掌握基本物理量的测量方法和常规仪器的使用;基本实验技能训练和养成良好的实验习惯。
本层次为提高型实验,包括十五个获诺贝尔物理奖实验和近几年增加的现代测试技术实验,并将本院的科研样品引入实验中。通过本层次的教学,使学生在掌握近代物理实验理论、方法和现代技术的同时,提高学生综合运用所学知识和技能分析问题、解决问题的能力。
(2)近代物理实验
综合物理实验开设大型综合物理实验,包括综合设计性实验(7个专题)和由我院的科研成果移植转化的研究探索性实验(10个专题)。
本层次的教学,以培养学生科学研究的思维方法和进行科学研究的能力为目标,采取专题研究的形式。通过本层次课程训练,培养学生初步建立创新意识,能利用所学专业知识或查阅科技文献资料自主设计和制备实验样品、能寻找利用新的实验仪器与手段解决实验问题、能公开科学报告及论文撰写提交的综合能力,养成科学的实验习惯、实验室文化素养和团队协作精神。
(3)综合物理实验
二、实验选题与内容设计
综合性设计性实验是面向低年级学生开设的,题目的选择和内容设计是综合性设计性实验能否顺利开展的一个重要因素,如果实验要求太高学生会无力完成;如果太简单,则达不到培养学生综合能力的目的,实验条件也是一个需要考虑的因素。因此我们在设计实验题目时考虑了以下几方面因素: