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1、高校物理实验教育模式探析 【摘 要】高校物理试验是理工类学科重要的基础内容,也是提升学生物理素养和科学精神的重要载体。当前高校物理试验教学正趋向多元化发展,日渐重视培育学生的问题意识,强化学生的独立思维实力,尤其是在物理试验教学上,引导学生从操作中体验学问、从创新中增加素养。针对物理试验“重结果、轻过程”的教学弊端,应从系统试验教学方法和技能的驾驭上,拓宽学生的实践领域,改进高校物理试验教学模式,让更多的学生能够在物理试验中熬炼实力。 【关键词】高校物理 试验教学 教化模式 【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-481034-0080-02 物理学是探究物质运动基本规
2、律和物质基本结构的科学,物理试验建立在物理理论基础上并与物理试验相互验证。高校物理试验教学,不仅是教会学生应用物理学技能和技巧的主要方式,也是增加学生科学素养的重要内容,对整个物理学科的发展具有促进作用。物理学是探讨自然科学理论的基础,物理学概念的基础性和广泛性是促进其他自然科学发展的基石,而物理试验干脆或间接取自物理学理论,如激光技术的发展,对激光的亮度、单色性的利用,可以用于测距、测速、信息传输,还可以利用高强度激光使多种材料快速成型,在医疗、军事等领域应用广泛。 一 高校物理试验教学的必要性和价值 高校物理试验作为理工类基础课之一,是高校高校生接受高等教化试验技能训练和学习试验系统方法的
3、开端。物理试验无论是内容教学还是方法教学,都应当从物理试验的基本原理及方法上,强调学生的试验操作技能和数据处理实力,特殊是在科学思维、创新实力培育上,将物理学理论学问与现实实际相结合,从分析、解决问题的过程中增加学生的应用实力。科学素养是建立在人的素养和科学水平的基础上,对科学学问的学习及探讨方法和探讨过程的了解,构成了科学素养的基本内容。物理素养具有剧烈的学科精神,从物理系统学问、概念的学习与驾驭中,能够运用科学的方法来解决物理问题,并从独立思索和创新方法探讨中,推动物理学的发展。物理试验的实施,是基于科学仪器设备,通过物理学规律来设计和对各种可变因素进行验证以获得某种物理现象或预期的物理结
4、果。 二 高校物理试验教学的现状分析 高校物理试验教学,许久以来始终与其他学科的试验教学一样,存在过于强调结果而忽视过程的弊端,对学生的主动性和试验动手实力的培育相识不够。高等教化不同于中学教化,在物理试验教学中,不仅要从试验操作技能上,如对试验仪器、测量工具的运用,如何读取电流、电压值,如何测量长度等基础实力上提升,还要针对详细的试验方法从详细的试验技能训练上满意对试验数据的记录、分析、推断和试验报告的规范写作。详细来看,高校物理试验教学存在的问题主要有:一是试验教学独立性不强,许多学生对试验教学存在畏惧心理,缺乏自信,胆怯弄坏试验器材,不情愿自主尝试解决试验中的问题;二是试验看法不端正,对
5、物理试验课程目标、试验数据的采集不够重视,过于看重结果而忽视试验过程;三是对试验整体性把握不够,缺乏对试验中所涉及的基础理论、基本规律的学习,也未能从试验报告中总结学问。 三 优化高校物理试验教学的对策和建议 高校物理试验教学应当明确教学目标和教学效果,在详细的试验过程中培育学生的科学素养和物理素养,增加学生的自主性和动手实力。 1.创设物理试验的教学环境,强化物理试验的探究 物理试验与物理学是一脉相承的,可以用物理学史、物理试验的故事来引导学生正确相识物理试验,增加其对物理试验的科学性和严谨性的认知。物理学理论与物理试验同样重要,物理试验与物理学理论是相互交织螺旋上升的关系,物理试验不仅有助
6、于增加学生对物理理论学问的理解,还能够在物理试验操作中,培育学生的物理素养和综合素养。在物理试验教学设计上,要注意物理试验的演示性和可观性、趣味性,激发学生的求知欲和新奇心,增加学生对物理试验的主动参加度。 2.在物理试验教学中渗透科学精神 物理试验教学的目的不仅仅在于反映物理现象,更应当从物理试验原理的设计、试验方法的选择、试验步骤的实施中,渗透深刻的物理思想。以物理学中的经典试验为例,卡文迪许测定的万有引力常数G=6.75410-11 Nm2/kg2,密立根利用油滴试验来测定单位电荷量1.592410-19库伦,卡文迪许和密立根等人在当时的科技水平下,能够将误差降低在一百零一分之一内着实是
7、了不得的壮举。对于物理试验教学,从最初物理试验的设计到试验报告的编写,好像已经完成了试验过程,但对于为什么要这样去设计试验,怎样从抗干扰因素中来获得显著的试验效果,其中的科学性和可操作性试验环节又是如何去完成的。对于这些问题,我们可以从探寻物理试验的奇妙思想和设计美学来说明。如对于拉伸法来测量弹性模量试验,对于一个物体在外力作用下都会发生形变,与胡克定律中的弹簧具有相像性。即在弹性形变范围内物体内部产生的内应力与其形变程度成正比,而这个正比例系数就是弹性模量。本试验公式表示 为: ,转化后得到 。从本关系式可知, 对于某金属丝,长度可以测量、横截面积可以通过直径来获得,而对于改变量l,卡文迪许
8、采纳的方法是利用显著改变量来计算微小改变量的方法。一是利用增大T型架两球间的长度,来放大万有引力间的力矩,由于石英丝细,所以力臂短,从而形成较大的扭力;二是增大弧度尺与系统距离,使得与石英丝一起转动的小镜子的反射光在弧线上形成较大的角度,对石英丝放大了扭转。由此可见,在对弹性模量进行测量时,我们利用光杠杆镜尺法,通过对金属丝拉伸长量的计算,来带动对其相连的平面镜俯仰角度的改变,进而计算出标尺上的平移距离,再利用二次反射试验方法来进一步拉大标尺光线转动的距离,施加在金属丝上的力F与其形变量l成正比,这个系数就是我们要测量的弹性模量E。 3.强化物理试验教学与科研的融合 由于高校物理试验与其他多门
9、学科相关,因此试验教学的内容要与详细科研相结合。老师在科研中对某一领域试验的探讨专业性更强,潜移默化中对学生的学术意识有较大激发,再加之科研试验与本学科之间的关系紧密,更能够拓宽学生的学问视野。如利用高校试验科研平台,从学科试验前沿学问到试验教学的开放性,通过科研试验讲座和科研试验展示,让更多的学生能够从前沿学问与试验中,相识到物理试验教学的重要性,为培育学生的试验实力、增加学生的创新意识打下基础。 4.注意物理试验教学方法的融合与创新 物理试验教学离不开科学的试验方法。习明纳教学法的核心思想是通过研讨方式来相互学习、相互借鉴和促进,发挥集体才智来解决问题。在这个过程中,每个学生都能够在试验教
10、学中参加沟通,从思想碰撞中获得启发。物理学本身是建立在试验基础上的,对于试验与物理理论学问来说,每一位物理学家的新发觉都是以其他物理学家的前期试验为支撑的。 5.注意学生的主体地位和核心作用 学习的过程是学问形成的过程,高校物理试验教学应当围绕学生来绽开,无论是基础学问,还是基本操作,都要凸显学生的主体性和核心地位。对于试验选题的开放性,主要体现在单个试验的设计上,从物理学各专业试验项目分析上,结合学生的自主性来选择试验,满意学生的试验需求。注意试验设计的开放性,对于不同的物理试验,从试验器材、试验教材、试验环境进行设计,老师依照学科发展特点、依据学生对试验的认知状况来优化试验的可操作性和简洁
11、性,并让学生发表看法,改进和适应学生的试验须要。此外对试验成果的评定,要结合不同学生的实力及试验水平,引导学生正确相识物理试验,不能影响和抑制学生的自信念。 6.注意分层试验教学,优化和整合试验教学 分层思想源自“因材施教”,孔子曾主见“深其深、浅其浅、益其益、尊其尊”,即教化要因人而异。高校物理试验教学要兼顾不同学科、不同学生的层次和水平,要从物理试验规划上与学科专业相连接,优化教学资源,推动试验教学按部就班。依据物理试验教学目标,尽可能为不同层次的学生供应相宜的试验内容和学习机会,既要关注学生的个体差异,还要兼顾学生的整体实力。老师在分层试验教学中,要发挥其引导、启发、询问等作用,能够从试验教学的协调性、拓展性、系统性、连贯性上,增加学生参加试验的主动性,获得志向的试验教学效果。 参考文献 1任慧军.多层次教学体系在潮汐调和分析课程实习中的实现与创新J.黑龙江生态工程职业学院学报,2022 2周薇薇、赵旺、赵星.高校物理化学试验的弊端与其开放教学模式的探究J.中国电力教化,2022 责任编辑:林劲、李婷婷 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页