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设计性物理实验教学论文篇一
为了增强学生的实践操作能力，使教学效果更佳，教师可以让学生参与一些随堂演示实验。有些物理概念和定律，通过学生参与实验，让他们感知到这种现象的存在，变抽象为具体，变理论为实际。例如，在讲“力的相互作用”时，教师可以边讲边让学生做实验，每个学生发一个弹簧秤，让学生用手拉弹簧秤，学生会感觉到手的肌肉比较紧，此时此刻弹簧也发生了形变，这个时候弹簧不但受到手的拉力，手同时也受到弹簧的拉力，说明两物体之间的力是相互的，这样学生就切身感受到力的相互性。又如，在讲“两个相互作用力之间的大小关系”时，两个学生一组，一个学生用自己的弹簧秤钩住另一个学生的弹簧秤，然后用力拉，在逐渐改变力的大小的时候，观察两个弹簧秤上的示数，结果发现两个示数始终一样，并且两个力的方向相反，这样学生通过实验得出“牛顿第三定律”。这样的实验教学，能够充分调动学生的耳、目、手、脑，激发了学生的学习兴趣，有利于学生进行创造性研究，从而培养学生的创新能力。中学生的思维培养非常重要，教师应积极引导学生的思维特征由机械模仿向支持己见过渡。对于演示实验而言，大多是教师动手操作，学生观察，由于教师课前对实验充分准备，实验技能也相对来说比较熟练，得出的实验结果都较为理想。虽然这种方式能够让学生理解物理定律和物理概念，但无形中会让学生高度认可权威，缺乏思考能力和怀疑态度，不能更好地去探索和发现问题。若将演示实验变为学生参与的实验，由于学生的知识水平和操作技能良莠不齐，会出现多种实验结果，有的时候会与结论不符，这样学生就会怀疑高中物理教材的实验结论，学生会带着疑问继续做下去，直到实验成功为止。这也是学生对科学的探索过程，收获不仅仅是一个实验结论，而是一种内在的思维和能力的改善与提高，为将来的科学研究打下良好的基础。
运用实验进行自主的科学探究是分组实验教学的重要环节，学生在这个环节中应享有比一般课堂更大的自由度。为了实现有效的科学探究和培养学生的独立精神、创新精神、探究精神及实验能力，教师应根据实验的具体要求，就实验研究问题的假设与猜想、实验实施方案的制订与实施、实验结果的观察与记录等方面让学生准备实验。探索性实验最能培养学生的创新能力，教师应设法将一些验证性实验和测量性实验改为探索性实验。教材中的学生实验大部分是先知道规律，通过实验去验证规律或是利用规律去测量某一个物理量。若是让学生自己去想、去做，从而得到实验结果，学生才能有真正意义上的情感体验，才能有成就感，才能培养学生的创造性思维。例如，在研究“单摆的振动”时，让学生探索摆长与单摆周期的'关系以及单摆的周期与摆球质量的关系。这个实验仪器比较简单，容易操作。实验过程如下:取一个摆长约1m的单摆，在偏角很小的情况下，测出它振动一定次数所用的时间，算出单摆的周期;在偏角更小的情况下，同样测出单摆的周期，学生通过比较两次所测周期的大小，得出结论:单摆的周期跟单摆的振幅没有关系。改变单摆的摆长，让学生测出此单摆的周期，学生根据自己测得的实验数据可归纳出结论:摆长越长，单摆的周期越大。教师可说明单摆的周期与摆长的平方根成正比的关系，得出单摆的周期公式。让学生换用大小相同、质量不同的摆球，重做测定周期的实验，学生根据自己测得的实验数据可归纳出结论:单摆的周期与摆球的质量没有关系。这样，在教师的引导下，学生通过动手实验探索出物理规律，学生会产生一种成就感，从而提高学生的创造性思维能力。
高中生具有极强的求知欲和好奇心。将演示实验变为学生动手的探索性实验，为学生发现问题、运用知识和创造性解决问题提供条件，学生的创造性思维能力会得到培养，就能亲身体验到人类驾驭知识、运用知识、创造知识的自豪感。这种内在的情感体验，可激励学生再探索、再创造。
设计性物理实验教学论文篇二
论文摘要：物理实验教学过程中,仿真实验可以起到缓解实验室硬件资源不足、提高实验教学效果的作用，并营造多元化教学模式；尽管仿真实验在实验教学过程中起到了一定的积极作用，但同时也存在一定的弊端。通过实际教学的探索和实践，讨论了物理仿真实验在教学中的积极作用和不足之处。
物理实验是物理学和科学实验的重要部分，在物理学的创立和发展中物理实验占有十分重要的地位，同时在推动其他科学、工程技术的发展中也起到重要的作用。
大学物理实验是学生进入大学后接收系统实验方法和实验技能训练的开端，是理工类各专业学生进行科学试验训练的重要基础。它的目的是:（1）培养学生的以下几方面的科学实验工作能力：即正确使用仪器、进行测量、出来数据、分析结果以及撰写实验报告等，使学生初步掌握实验科学的思想和方法；（2）培养学生的创新意识和科学思维，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的创新能力和分析能力；（3）提高学生的科学素养，培养学生严格、细致、实事求是、认真严肃、一丝不苟的科学态度，培养学生积极主动的探索精神以及团结合作、爱护国家财产的道德品质；（4）培养学生善于动脑、乐于动手、讲究科学方法、遵守操作规程、注意安全等科学习惯。总之，是为学生今后的学习和工作奠定一个良好的实验基础。
（一）由于学校扩招及多很实验设备耗资太大、实验室不能购买等原因，很多高校实验室存在仪器设备落后、实验项目单一等问题。严重制约了实验教学质量的提高及实验室的建设和发展，不利于培养与时俱进的人才。
（二）每个实验开始之前，都要求学生进行预习，但是学生在写预习实验报告时，往往是照抄照搬教材上的内容，对于实验原理、设备、操作步骤和操作过程中的注意事项根本没有用心去阅读并体会，这样的应付性劳动，极大的限制了学生的思维。
（一）提高教学质量和效率。
物理仿真实验是虚拟环境下进行的实验，实验仪器主要是虚拟仪器，只需购置计算机等少量的硬件资源和软件《大学物理仿真实验》即可开设实验。《大学物理仿真实验》分为三部分，包含了凯特摆测重力加速度、核磁共振、螺线管磁场及其测量、检流计的特性、单透镜物理实验、分光计实验、空气比热容比测定、电子荷质比的测定、杨氏模量、迈克耳逊干涉仪、牛顿环测量曲率半径、介电常数的测量等丰富的实验内容，只要将仿真软件安装到计算机上，就可以进行软件里面的任何实验，这就解决了实验室仪器设备落后、实验项目单一的问题，而且由于有丰富的资源,更有利于学生自主开发实验,故更利于培养学生的创造能力和创新思维。有些实验仪器比较昂贵，易于损耗，普通高校一般难以开出。而仿真实验能营造一个虚拟的实验环境使无法开设的实验得以开设，学生只要在装有《大学物理仿真实验》软件的电脑上就能进行整个实验的操作，并且能看到测量结果完成实验。由于是在虚拟环境下进行的实验，所以不存在仪器设备的损坏，操作者的心理压力小，更乐于去动手，在操作过程中遇到问题解决问题。仿真实验是一种新的实验方式，它利用计算机把实验目的、实验仪器、实验内容、教师指导和学生操作有机地融为一体。如果学生在做实验之前没接触过该实验仪器，很多学生就会拿着书与仪器的部件一一进行对照，甚至在不清楚仪器正确使用方法和操作注意事项的情况下而进行了错误的操作，导致实验中断、仪器损坏。仿真实验中实验仪器的关键部位能够拆卸，增强学生对仪器功能的熟悉和使用方法的训练。而如果课前学生通过仿真实验进行预习，对实验所用仪器的整体结构建立起直观的认识后，那么上面损坏仪器的情况出现的几率就会大大降低。比如分光计的调整与使用实验，每台仪器近乎万元，让学生在对仪器毫不熟悉的情况下直接接触实验仪器会增加仪器受损的风险。所以我们首先进行分光计的仿真实验教学,学生通过仿真实验的学习，对仪器的结构和调试技术有了整体认识，而通过计算机操作，也掌握了一定的操作技巧，然后我们再让学生去做相关实物实验。而对于实验难度较高的实验,也是先进行仿真实验教学,再进行实物实验,如此就缩短了做实验的时间。通过仿真实验的学习后,学生对实验有一个整体的认识,然后在进行实物实验时会感到心中有数，操作起来更轻松，这样就大大提高了实验教学的效率和质量。
（二）营造多样化教学环境。我们学院专门拿出一间计算机机房作为物理仿真实验室，每周周一至周五开放，学生可以随时去进行实验操作。如果学生自己拥有计算机，便可在课外继续实验亦可以通过网络进行自学，为学生对实验的课前预习和课后复习带来了方便。计算机仿真实验使实验教学走出实验室,克服了实验教学长期受到场地、课时限制的困扰,使实验教学内容在时间和空间上得到延伸，学生能够充分的学习和掌握实验教学内容，这也利于学生根据自己的兴趣选择实验,可满足不同层次学生的需求，极大的调动了学生学习的积极性。
（三）对于实物实验,实际操作中由于仪器的缺陷、实验环境以及人为不当操作等因素的影响,致使结果误差较大,从而影响学生对实验的兴趣。仿真实验采用虚拟的实验环境,最大限度地避免了实际中存在的各种不利因素,实验结果较准确,所以通过仿真实验可以极大地增强学生科学实验的信心,有利于培养学生实事求是的科学实验态度,是对传统实验一个有益的必要的补充。
三、仿真实验在教学中的不足之处。
尽管仿真实验在实验教学过程中有一定的积极作用，但它仍具有有一定的局限性。一方面，仿真实验中的仪器相对比较精确,使学生不能通过数据处理、误差分析等环节训练来体验和分析产生误差的主要原因。另一方面，在使用仿真软件的过程中，对仪器的操作主要是通过鼠标点击来实现，缺乏真实感，并且缺少实际动手的机会，从而减少了学生在实验中遇到实验故障并排除故障的机会。
四、结论。
综上所述，我们清楚的知道，仿真实验不能完全取代实物实验，为了更好的教学质量，最好的办法是在教学过程中将仿真实验与实物实验相结合,正确处理好仿真实验与实物实验之间的关系，开创物理实验教学的新模式，使仿真实验在教学中起到应有的作用。
设计性物理实验教学论文篇三
1、配合讲解，层层深入。
2、直观简明，形象生动。
3、适当设疑与激发兴趣。
二、与教学要求相适应的策略。
即使是同样的实验装置、器材，在不同的教学阶段，需有不同的实验教学层次与之适应．。
1、与知识深度相适应。
2、与要说明的问题的侧重点相适应。
设计性物理实验教学论文篇四
摘要：教学质量的提高是学校改革的重中之重，是提升人才培养目标的必要途径。目前，多媒体、电脑、互联网、信息技术都发生了翻天覆地的变化。在网络覆盖到全球的每一个角落的同时，教育的教学方法、教学手段、教学目标、教学模式、教学过程、教学角色等许多方面都有了巨大的创新。翻转课堂的学习以网络为基础，是网络与信息技术不断发展的必然产物。通过把翻转课堂教学法引入大学物理实验教学中，分析应用并进行翻转课堂教学。pbl教学要求学生先掌握一定的知识，再进行项目推进。pbl教学与翻转课堂教学有机结合，因材施教，提高人才培养目标。
关键词：翻转课堂；实验教学；pbl；大学物理。
实验在课程改革的今天，教学改革的成败与否，决定着课堂教学效率的高低，物理学科是一门实践科学，因此，大学物理实验在物理教学中起着至关重要的作用。随着科技的进步与发展，尤其是多媒体技术的发展，实验教学改革呈现多样化趋势[1-3]。利用视频实施教学，在多年以前人们就进行过探索。翻转课堂改变了传统教学中师生角色，通过重新规划课堂教学时间，改变传统“填鸭式”的教学模式。互联网技术与计算机技术的发展，为教学模式的改革创造了条件，形成新改革模式下的学习氛围[4-6]。翻转课堂的本质不是视频教学，而是对教学流程的重组，其关键在于学生在课前进行了有效的自主学习，且充分利用课堂教学时间进行了深入的互动交流和学习。本文以大学物理实验为基础，应用翻转课堂教学法实施的教学研究，旨在培养独立的创新型人才。以问题为导向的教学方法（problem-basedlearning，pbl）强调学生的主动学习。它着重培养学生自主学习和解决问题的能力，因此，pbl教学通过设计实际任务，引导学生自主探究和分析解决问题的能力，从而实现学生对科学知识的掌握[7-10]。本文通过分析翻转课堂教学法的优势和实施方法，并以热电偶的定标和测量为例，进行翻转课堂教学。最后指出翻转课堂与pbl教学有机结合，进行因材施教。
一、翻转课堂教学的优越性。
翻转课堂是教师制作教学视频，学生根据个人情况安排和控制自己的学习。学生在家看教师的视频讲解，而不必把对基本知识的掌握限制在课堂上，学生完全可以根据自己的学习进度和时间进行有效控制，能重复学习没有及时掌握的内容。这样教师可以充分利用课堂时间，开展讨论课和举办小型讲座，有助于提高教师与学生的互动。翻转课堂加强了教师与学生的互动、学生与学生的互动。传统教学模式侧重教师的教，而翻转课堂侧重学生的学，同时也强调教师如何来引导学生更好的学习。如果学生不乐意学习，教师和家长怎样创造条件激励学生学习。
二、翻转课堂的实施。
1.视频的制作。教学视频要具有针对性，一个问题对应一个视频，每个视频只有几分钟的时间，长的也不超过十几分钟。这样视频教学有利于学生自主学习，有助于学生对自我进行有效控制，便于学生学习时集中注意力。视频还要具有暂停回放功能，方便学生遇到不会的问题时进行回放或者查阅资料。2.调整课堂教学结构。兴趣是最好的老师，激发学生学习兴趣是教学成功的关键。传统课堂教学偏重“灌输式”教学，学生被动接受，而吸收内化由学生课后独立完成。这样很容易让学生变得迟钝而有挫败感，失去学习的信心和动力。事实上，学生要真正全身心地投入到学习中去，重点是他必须有学习的兴趣和信心。探究型行为是吸收内化的重要表现，而探究是以问题为前提的。课堂以学生为本，以自学、质疑、探究为手段。因疑而去解疑，解疑而成内化。一切皆由疑生悟，真正成为了学生内化的动力。教师在学生将知识内化的过程中发挥导师的作用。3.检测学生学习效果。为了掌握学生对学习内容的理解程度，学生学习完教学视频后设置了小测验，每个小测验给学生三次做题机会，以最高分计入平时成绩。这样不仅有助于教师了解学生的学习情况，同时也有助于学生进行自我检查，了解自己对知识的掌握程度，没有掌握的学生可以重复观看，找出解决问题的突破点。教学视频也便于学生以后查找、学习和巩固。评价手段的提升为教师了解学生提供了方便。
三、翻转课堂在大学物理实验中的应用。
本文以热电偶的定标和测量为例，应用翻转课堂教学法进行实验教学和指导。热电偶的重要作用是制作温度传感器，是用电压来表示温度，这样便于我们应用示波器或电压表来测量。1.课前任务设计。认真复习电动势的基础内容，深入了解热电偶的温差电动势。认真预习本节课要讲授的内容，认真观看提供的视频，完成思考题，设计实验数据表格，拓展对实验的理解程度，构想设计实验。
3.课上任务设计。课前教师总结课前教学平台上学生自主学习的情况，做出点评，解决学生的疑难问题。课堂上让学生在掌握基础知识的前提下进行实验操作，要求在规定时间内完成。然后小组发言，谈一谈对这堂课的学习体会，学到了什么，还有什么疑惑。最后教师总结本节课的内容，评价小组表现，给出相应的分数。如果学生课前学习状况不理想，可以增加教师讲授这一环节，讲授主要知识点。
4.学习环境设计。使学生处于注意力集中的状态，小组间友好互助，教师先做一个引导，从制作温度传感器来激发学生的学习观念、学习动机、情感、意志，使学生学习时间维持良好的状态以促进学生良好的学习效果。
5.评价设计。评价设计的主要目的是让学生参与讨论活动，教师引导来达到教学目标。通过分组活动培养学生的相互协作精神，也激发学生的学习兴趣。在动手实践及分组讨论的过程中观察学生课堂上的参与程度.在练习过程中，教师当堂察看学生完成练习的情况。课后作业批改能够反馈学生对所学知识的掌握程度及存在的问题.对于言谈举止大方得体的学生以及逻辑清晰的学生要加以表扬，以增加其信心.对于思维不是很清晰的学生要给予引导和鼓励。
四、存在问题。
翻转课堂首先要求老师创建教学视频，这对老师借用科技手段进行教学的能力是一大考验。做视频对老师来说是很费精力的一件事。在课堂上把握教学时间让学生自主探索、合作交流，不仅要注意组织好学生，还要在教学上有所改变，老师也要在教学实践中不断提高组织、引导学生开展有效学习活动的能力。学生自主探索空间的大小，关键在于老师设计问题的难易程度。在设定问题的时候老师要给学生足够的自由，让学生有空间去解决问题。
五、pbl教学。
pbl教学不仅要求教师熟练掌握专业知识，还要具备与专业相关的科学知识。pbl作为新型的教学模式，强调知识的应用，因此，教师要设置能启发学生主动学习的问题情境，重点培养学生解决问题的技能，从而达到对基本知识的掌握和应用，这有助于培养学生的创新能力，适应当今社会科学发展的需要[11，12]。
六、结语。
基于以上分析，我们已经知道翻转课堂是通过创建教学视频，让学生课前自主学习，课堂上教师与学生交流互动，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的吸收内化。在学生储备了一定的知识结构后，我们就可以利用pbl（problem-basedlearning）教学法，基于问题和兴趣激发学生探索世界，创造未来，培养出当今世界需要的人才。
设计性物理实验教学论文篇五
：改革教学模式、优化教学方法，是当前大学物理实验教学改革发展的重要内容，也是培养学生综合能力的内在要求。本文分析了大学物理实验教学存在的困境，并在此基础之上，从优化实验教学体系、构建开放式实验教学、健全实验考核体系等方面，阐述了推进大学物理实验教学发展的策略。
“改革”是当前大学物理实验教学发展的主旋律，强调教学理念、教学模式、教学方法的多重性改革。在传统教学理念的影响之下，大学物理实验教学存在改革进程缓慢、课程建设不到位、能力培养欠缺等改革困境，为此，在新一轮教学改革的大背景之下，为进一步推进大学物理实验教学改革，应强化创新驱动力，构建开放式、多元化的物理实验教学，实现学生综合能力的培养。
（一）实验教学重视程度不够，实验以验证性教学为主。
物理是一门理论与实践并重的课程，强调扎实理论教学的同时，应注重实验教学的开展。但是，在传统应试教育等思想的影响之下，大学物理“重理论、轻实验”的教学现状依旧十分突显，致使实验教学的重要性被弱化，教与学的主体性存在偏差。首先，学生主体地位被削弱，填鸭式的教学方式，削弱了学生的主体地位，学生缺乏实验操作、探究的积极性；其次，实验以“验证性”教学为主，教师设定好的实验操作流程、实验现象，让学生机械性进行操作。这样的实验教学模式，显然无法培育学生的创造性思维，也让学生在对待实验课程的态度上，敷衍了事、疲于应付的进行实验操作、完成实验报告。
（二）实验教学内容陈旧，缺乏创新导向下的教学优化。
相比于中学物理，大学物理实验的内容更突出与时俱进，与实际生活、科研等紧密结合。（1）从实验教学体系而言，实验课程多分布于“力、电、光、热”等课程之中，实验课程的设置存在局限性，无法对学生进行全面的物理实验训练；（2）物理实验内容陈旧，传统的经典实验内容偏重验证性、设计性，而在实验的研究性方面缺乏充分体现。实验课程的设置多为理论原理及现象的验证，枯燥、乏味的实验内容，削弱了学生实验探究的积极性；（3）实验课程考核以理论考试为主，实验领域的考核鲜有落实，仅仅是依据学生日常的实验报告进行考核。
（三）理论与实践脱节，两者之间的相互促进性不足。
物理实验是强化理论知识理解及应用的基础，两者之间存在相互促进的重要作用。在理论课程的设置中，学校以教学大纲进行授课；而在实验课程的设置中，受制于学校的实验设备条件、教师等外部因素，这就造成实验课程相对较少，处于压缩状态的实验教学，显然无法实现理论与实践均衡开设的教学要求，理论与实验不同步，两者处于脱节状态。与此同时，物理实验教学模式仍以“班级”为单位，一次实验课程完成一个实验，且实验教学的层次梯度不明显，不利于学生在实践教学中个性及其能力的全面培养。
（一）以学生创新能力培养为导向，优化物理实验教学体系。
在笔者看来，大学物理实验教学体系的构建，应形成以“基础性实验教学”为基础、以“设计性、综合性实验”为重点、以“研究性实验”为着力点的教学体系，强化学生扎实基础实验理论知识的同时，培养学生研究、开发应用的能力。首先，基础性实验以培养学生对基本知识、基本实验技能的训练，为设计性实验的开展打下基础。基础性实验多以验证性实验和测量性试验为主，如密立根油滴实验、基本测量等；其次，“设计性、综合性试验”是在巩固基础性实验的基础之上，对学生综合实验能力和创造运用能力的培养；再次，研究性实验是在前两个实验类型的`基础之上，以科研方式，由学生以团队（或个体）的形式，进行研究性实验，旨在培养学生的物理研究及开发应用领域的能力。
（二）践行“生本”理念，构建开放式、多元化实验教学。
有效物理实验教学的实现，应着力于开放式、多元化教学的构建，践行“生本”理念，强化学生为主体，学生探究学习空间大搭建。首先，进一步明确师生在教与学中的角色地位，强化学生主体地位的突出，为学生自主探究实验创造更多的空间；其次，教师作为学生实验学习的促进者，要引导学生拓展性思维，能够在自觉地动手、动脑中，培养学生的独立学习的良好习惯；再次，转变师生对实验课程的认识及态度，强化物理实验课程在学生心中的地位，进而在实验的参与过程中，始终保持严肃、认真的态度。
（三）完善实验教学方式，健全实验考核体系。
大学物理实验教学多以填鸭式教学为主，师生教与学的互动性不足。因此，一是完善实验教学方式，通过多样化的教学方式，增加实验课程的趣味性、实践性。例如开展设计性实验、开放性实验的比赛活动。用竞赛的方式，增加物理实验的探究性、趣味性，也有助于培养学生的创新意识、探究能力；二是要建立健全实验考核体系，实现对学生实验操作能力的综合考评。通过多种形式的考评方法，落实学生的考评工作。如将平时所做的实验操作（包括：实验预习、操作及结论等）作为考评的一部分（占总成绩的50%）；将期末考试作为考评的另一部分（占总成绩50%）。其中，考试以笔试和实验操作的形式开展。大学物理实验教学的优化与改革，是一个过程，强调以创新为驱动，构建多元化、开放式实验教学。一方面，大学物理实验教学应对现有实验教学体系进行优化，突出多样化实验模式的实践；另一方面，践行“生本”理念，构建开放式、多元化的实验教学，依托完善的课程体系、考评机制，提高实验教学质量。
[1]张丽芹.大学物理实验教学策略探究[j]成功（教育版），20xx（09）。
[2]柳叶.探究教学在大学物理实验中的应用[j]内江科技，20xx（06）。
设计性物理实验教学论文篇六
摘要:为适应新时期人才培养需要，在我校教学项目的支持下，对大四专业实验课程半导体物理实验进行一系列的教学改革，旨在侧重于学生的实践动手能力、创新能力和综合素质的培养和提高。通过两年的实践，教师和学生普遍感觉到新实验教学体系的目的性、整体性和层次性都得到了极大的提高，教学内容和教学方式的调整，使学生理论联系实际的能力得到增强，大大提高了学生的积极性和主动性。
实验教学作为高校教学环节中的一个重要组成部分，不仅因为其是课堂教学的延伸，更由于通过实验教学，可以加深学生对理论知识的理解，培养学生的动手能力，拓展学生的创造思维［1，2］。实验教学分为基础实验和专业实验两部分［3，4］:基础实验面向全校学生，如大学物理实验、普通化学实验等，其主要任务是巩固学生对所学基础知识和规律的理解，旨在提高学生的观察、分析及解决问题的能力，提供知识储备［5，6］;与基础实验不同，专业实验仅面向某一专业，是针对专业理论课程的具体学习要求设计的实验教学内容，对于学生专业方向能力的提高具有极强的促进作用［7～8］。通过专业实验教学使学生能够更好的理解、掌握和应用基础知识和专业知识，提高分析问题的能力并解决生活中涉及专业的实际问题，为学生开展专业创新实践活动打下坚实的基础［9～11］。
1半导体物理实验课程存在的问题与困难。
半导体物理实验是物理学专业电子材料与器件工程方向必修的一门专业实验课，旨在培养学生对半导体材料和器件的制备及测试方法的实践操作能力，其教学效果直接影响着后续研究生阶段的学习和毕业工作实践。通过对前几年本专业毕业生的就业情况分析，发现该专业毕业生缺乏对领域内前沿技术的理解和掌握。由于没有经过相关知识的实验训练，不少毕业生就业后再学习过程较长，融入企事业单位较慢，因此提升空间受到限制。1．1教学内容简单陈旧。目前，国内高校在半导体物理实验课程教学内容的设置上大同小异，基础性实验居多，对于新能源、新型电子器件等领域的相关实验内容完全没有或涉及较少。某些高校还利用虚拟实验来进行实验教学，其实验效果远不如学生实际动手操作。我校的半导体物理实验原有教学内容主要参照上个世纪七、八十年代国家对半导体产业人才培养的要求所设置，受技术、条件所限，主要以传统半导体物理的基础类实验为主，实验内容陈旧。但是在实验内容中添加新能源、新型电子器件等领域的技术方法，对于增加学生对所学领域内最新前沿技术的了解，掌握现代技术中半导体材料特性相关的实验手段和测试技术是极为重要的。1．2仪器设备严重匮乏。半导体物理实验的教学目标是使学生熟练掌握半导体材料和器件的制备、基本物理参数以及物理性质的测试原理和表征方法，为半导体材料与器件的开发设计与研制奠定基础。随着科学技术的不断发展，专业实验的教学内容应随着专业知识的更新及行业的发展及时调整，从而能更好的完成课程教学目标的要求，培养新时代的人才。实验内容的调整和更新需要有新型的实验仪器设备做保障，但我校原有实验教学仪器设备绝大部分生产于上个世纪六七十年代，在长期实验教学过程中，不少仪器因无法修复的故障而处于待报废状态。由于仪器设备不能及时更新，致使个别实验内容无法正常进行，可运行的仪器设备也因为年代久远，实验误差大、重复性低，有时甚至会得到错误的实验结果，只能作学生“按部就班”的基础实验，难以进行实验内容的调整，将新技术新方法应用于教学中。因此，在改革之前半导体物理实验的实验设计以基础类实验为主，设计性、应用性、综合性等提高类实验较少，且无法开展创新类实验。缺少自主设计、创新、协作等实践能力的训练，不仅极大地降低学生对专业实验的兴趣，且不利于学生实践和创新创业能力的培养，半导体物理实验课程的改革势在必行。
2半导体物理实验课程改革的内容与举措。
半导体物理实验开设时间为本科大四秋季学期，该实验课与专业理论课半导体物理学、半导体器件、薄膜物理学在同一学期进行。随着半导体技术日新月异发展的今天，对半导体物理实验的教学内容也提出了新的要求，因此，要求这门实验课程不仅能够通过对半导体材料某些重要参数和特性的观测，使学生掌握半导体材料和器件的制备及基本物理参数与物理性质的测试方法，而且可以在铺垫必备基础和实际操作技能的同时，拓展学生在电子材料与器件工程领域的科学前沿知识，为将来独立开展产品的研制和科学研究打下坚实的基础。
2．1实验基础设施的建设。20xx年年底，基于我校本科教学项目的资金支持，半导体物理实验教学团队通过调研国内外高校现行半导体物理实验教学资料，结合我校实验教学的自身特点，按照创新教育的要求重新设计了半导体物理实验内容，并根据所开设实验教学内容合理配置相应的实验仪器设备，新配置仪器设备具有一定的前瞻性，品质优良，数量合理，保证实验教学质量。由于作为一门专业实验课，每学年只有一个学期承担教学任务，为了提高仪器设备的利用率，做到实验设备资源的不浪费，计划成立一间半导体物理实验专属的实验室，用于陈放新购置的实验设备，在没有教学任务的学期，该实验室做为科研实验室和创新创业实验室使用。通过近三年的建设，半导体物理实验专属实验室———新能源材料与电子器件工程创新实验室建成并投入使用，该实验室为电子材料与器件工程方向的本科生毕业论文设计以及全院本科生的创新创业实验设计提供了基本保障，更为重要的是该实验室的建成极大地改善了半导体物理实验的原有教学条件，解决了实际困难，使得半导体物理实验教学效果显著提升。不仅加强了学生对专业核心知识理解和掌握，而且启发学生综合运用所学知识创造性地解决实际问题，有效提高学生的实践动手能力、创新能力和综合素质。
2．2实验教学内容的更新。半导体物理实验是一门72学时的实验课，在专属实验室建成后，按照重视基础、突出综合、强调创新、提升能力的要求，逐步培养与提高学生的科学实验素质和创新能力，构建了“九—八—五”新的实验内容体系，包括如下三个层次(表1)。第一层次为“九”个基础型实验，涵盖对半导体材料的物理性质(结构、电学、光学)的测定，通过对物理量的测量验证物理规律，训练学生观察、分析和研究半导体物理实验现象的能力，掌握常用基本半导体物理实验仪器的原理、性能和测量方法等。第二层次为“八”个提高型实验(综合、应用性实验)，学生通过第一层次的实验训练后，已掌握了基本的实验方法和技能，在此基础上，开展综合性实验，可以培养学生综合运用所学知识以及分析和解决问题的能力。通过应用性实验培养学生将来利用设备原理从事生产或者技术服务的能力。第三层次为“五”个设计创新型实验，学生需运用多学科知识、综合多学科内容，结合教师的科研项目进行创新研究，通过设计型实验可以锻炼学生组织和自主实验的能力，着力培养学生创新实践能力和基本的科研素质。每个基础型实验4学时，提高型实验8学时，创新型实验12学时，规定基础型为必修实验，提高型、创新型为选作实验。九个基础型实验全部完成后，学生可根据兴趣和毕业设计要求在提高型、创新型实验中各分别选做一定数量的实验，在开课学期结束时完成至少72个学时的实验并获得成绩方为合格。
2．3实验教学方式的优化。在教学方式上，建立以学生为中心、学生自我训练为主的教学模式，充分调动学生的主观能动性。将之前老师实验前的讲解转变为学生代表讲解实验内容，然后老师提问并补充完善，在整个实验安排过程中，实验内容由浅入深、由简单到综合、逐步过渡至设计和研究创新型实验。三个层次的实验内容形成连贯的实验梯度教学体系，在充分激发学生学习兴趣的同时，培养学生自主学习、自发解决问题的能力。
2．4实验考核机制的改革。目前大部分实验课的成绩由每次实验后的“实验报告”的平均成绩决定，然而单独一份实验报告并不能够完整反应学生的实际动手操作能力和对实验内容的熟悉程度。因此，本课程将此改革为总成绩由每次“实验”的平均成绩决定。每次实验成绩包括实验预习、实验操作和实验报告三部分，实验开始前通过问答以及学生讲解实验内容来给出实验预习成绩;实验操作成绩是个团队成绩反映每组实验学生在实验过程中的动手能力以及组员之间的相互协助情况;针对提高型和创新性实验，特别是创新性实验，要求以科技论文的形式来撰写实验报告，以此来锻炼本科生的科技论文写作能力。通过三部分综合来给出的实验成绩更注重对知识的掌握、能力的提高和综合素质的培养等方面的考核。
3半导体物理实验课程改革后的成效。
半导体物理实验在我校本科教学项目的支持下，购置并更新了实验设备建立了专属实验室，构建了“九—八—五”新实验内容体系，并采用新的教学方式和考核机制，教师和学生普遍感觉到新实验教学体系的目的性、整体性和层次性都得到了极大的提高。教学内容和教学方式的调整，使学生理论联系实际的能力得到增强，提高了学生的积极性和主动性。实验中学生实际动手的机会增多，对知识的渴求程度明显加强，为了更好地完成创新设计实验，部分本科生还会主动去查阅研中英文科技文献，真正做到了自主自觉的学习。通过实验课程的教学，学生掌握了科技论文的基本格式，数据处理的图表制作，了解了科学研究的过程，具备了基本的科研能力，也为学生的毕业设计打下了良好的基础。与此同时，利用新购置的实验设备建立的实验室，在做为科研实验室和创新创业实验室使用时，也取得了优异的成绩。依托本实验室，20xx年“国家级大学生创新创业训练计划”立项3项，20xx年“国家级大学生创新创业训练计划”立项4项。
4结语。
专业实验作为学生继续攻读研究生和进入社会就业前的重要实践和创新能力训练，对提高学生的创新、实践能力有着非常重要的作用，因此专业实验的教学内容应随着专业知识的更新及行业的发展及时调整，做到与科研紧密衔接，为学生研究生阶段的学习打下坚实的基础;做到与企业零距离接轨，提高毕业生的实践能力。
设计性物理实验教学论文篇七
物理学是一门以实验为基础的学科，在学生科学素质、能力的培养中发挥着非常重要的作用。大学物理实验反映了理工科中实验思想、实验方法以及基本原理与实践工程相联系的普遍性问题，在人才培养中有不可替代的地位。同时，大学物理实验作为大学生必修的第一门科学实验课程，能够让学生受到严格系统的实验技能训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧，更重要的是在实验过程中，锻炼学生理论联系实际、用现有知识分析和解决实际问题的能力，以此来培养学生严谨的科学思维能力和创新精神。
1背景和现状。
教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会颁布的《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》中明确提出了在实验课程中学生能力主要包括四种能力的培养要求：独立实验的能力、分析与研究的能力、理论联系实际的能力以及创新能力。所以，大学物理实验课程不能成为学生仅动手就能机械完成的手工课，而应在实验中，充分调动学生的大脑，引导学生积极思考，建立实验思维。长期以来，各高校大学物理实验课程不断进行了各种教学改革的尝试，诸如mooc、翻转课堂、混合式教学、分层次教学等，都取得了显著的成效。但是，大学物理实验课程的教学中还存在着很多短期内难以解决的问题。首先，教学理念陈旧。教师往往局限于传统的教师主体，在实验课上，讲得多，讲得细；他们认为只有教师讲到的内容，学生才能在实验中注意到，学生才能掌握，而没有注重课堂效率。
同时，实验课程的教学模式单一，教师单向输出。传统课堂中，仅突出了教师的中心地位，忽略了学生的主观能动性，压抑了学生创新思维和能力的发展；这就出现了实验课上教师讲得多，学生动得少。其次，实验内容单调。由于各高校实验设备有限，实验项目相对比较单一，多为验证性实验，缺乏创新性实验项目和前沿方向的实验项目，实验项目与理论课程脱节严重；实验教材编写的内容过于细致，仅局限于一个实验上，缺乏实验间、学科之间的联系。最后，学生主动性差。教师往往低估学生的能力，唯恐学生不能完成实验，教师讲解得过细，甚至于手把手地讲授实验操作，而忽视了学生独立思考及动脑分析研究的重要性，没有充分调动学生的积极性。
2教学理念的改变。
实验课程不同于理论课程，实验课程更多的是动脑动手，熟悉基本的仪器操作和实验方法。学生只有在真正地动脑理解实验原理、实验方法后，才能指导自己动手。这就需要我们在实验课堂上转变教学理念。（1）突出强化学生主体地位，是学生做实验，而不是教师讲实验。充分利用翻转课堂的优势，将学习资源提供给学生，学生根据各自的学习进度安排自己的学习。特别是在实验课上，学生可以根据自己实验进程，多次重复查阅各种学习资源以达到独立实验的目的。
（2）学生是课堂的主人，将课堂时间还给学生。教师应该根据不同学生的特点建立学生的期望值。对于大多数学生来说，他们完全能够通过自己的学习完成实验内容，所以，教师应当放手学生独立完成实验。教师把原来的讲课转变为与学生一对一的交流指导，同时通过实验室内的巡视，激发并监督学生的学习，保持学生持续参与在实验课堂中。利用鼓励性的语言，激发学生的自我效能感，由学生自主发现问题、解决问题，在“做中学”，建构物理实验的基本实验方法。
3教学体系。
（1）实验项目的规划重整。为了增强学生的有效性学习，首先，我们对实验项目进行了整合，根据实验内容或实验原理等将某个关键因素相同或相似的项目整合在一起，在一次实验课上完成。比如迈克尔逊干涉仪的`调节与使用、干涉法测量线胀系数两个实验整合在一起，学生在掌握迈克尔逊干涉仪的使用后，就能将实验原理或操作方法快速迁移到线胀系数的测量上来，相对降低了第二个实验的难度，提高了学习的效率，达到了有效学习的目的。类似的整合项目还有：二踪示波器的使用和光纤通讯实验；动态法和静态法测杨氏模量等。其次，根据实验内容的改变，我们重新编写了一套集视频微课、仿真动画的多维度立体化教材。最后，为了适应实验项目整合学生的学习状态，我们将单次实验上课的时间由每次3学时增加为每次5学时，给学生充分的时间去动手动脑进行实验，培养实验分析、发现问题解决问题的能力。
（2）信息化资源的建设。传统实验课程的教学中，学生要对教材进行课前预习，但是书本上的文字、图片对于形象具体的实验内容来说非常枯燥，很多学生为了完成预习任务机械性地抄写教材，由于看不到实际的实验仪器和实验现象，预习的效果也就非常差了。随着信息化网络技术的飞速发展，几乎每个学生都有智能手机，这也就为实验课程的信息化、网络化提供了发挥的空间。并且视频、图片或仿真软件等多媒体信息化素材相对于文字素材来说，能够给学习者提供更高的学习效率。为了更好地完成实践类课程的预习，我们需要将实验课程中所需要的所有内容进行信息化建设，包括视频、仿真软件、数据处理软件和实验教材等。然后，我们将这些多媒体信息化素材通过二维码与教材、实验室进行有机的结合，学生在阅读教材、实验操作等过程中，如果碰到问题，就可以扫描对应该处的二维码，直接链接到我们服务器上的多媒体信息素材，观看教师的讲解视频、操作仿真软件来进行释疑解惑。这样做的目的，就是为了降低学生的使用障碍，与我们的教学结合起来，真正地发挥了信息化的优势。
（3）实验室环境的重新布局。为了提高实验仪器的使用率，提高学生的有效学习，建立丰富的实验室文化，我们对传统实验课堂进行了大的改变，将只有1~2个实验项目的传统实验室改造成为具有10~12个实验项目的“实验超市”。并且，“实验超市”内提供无线网络。学生可以在实验室内看到该学期内所有用到的实验仪器，学生可以在第一次实验课上可以根据兴趣、专业特点等自主选择8~10个实验项目，满足各类学生的个性化学习。同时，在实验过程中，学生可以建立起各实验项目之间的关联，触类旁通，充分地理解实验内容。
4教学实践。
4.1课前预习。
为了保证学生能够独立完成实验，培养独立实验能力，使学生成为课堂的主人，我们将几乎所有的课堂时间还给学生，课堂上教师不再进行集中授课，只进行单独指导交流。这样就对学生的课前预习提出了更高的要求，学生要在课前完成教师指定的预习任务。预习任务主要由纸质预习报告、网络在线课堂两部分组成。学生需要在课前观看网络微课视频、回答网络预习测试题、完成纸质预习报告，在实验室内教师要对学生的预习情况进行检查。
4.2翻转实验课堂。
学生根据教师安排组合2~3人组成一个学习共同体，在实验课中围绕实验内容进行同步学习。教师在实验课上鼓励学生积极讨论，学生可以在共同体内进行无障碍的交流沟通，极大地提升了学生主体的自我效能感，建立了强烈的共同参与感，促进了主动性的有效学习。
（1）课内预习。在实验课前10%的时间里，我们要求学生进行二次预习，对照实物将实验原理、内容等进行学习，也可以根据自己预习的情况，将不懂的问题进行生生或师生的讨论。同时，教师进行根据讨论的情况对学生的预习情况进行检查，适时地提出一些小问题，根据学生回答讨论的情况进行预习的评价。这样，学生就可以根据预习和讨论对实验有了整体的把握，逐步把头脑中理论化的物理原理与现实中的实验仪器、内容进行联系，从而培养理论联系实际的能力。
（2）互助交流。学生在完成实验的准备后，独立完成实验，对于简单的问题，教师不再进行回答指导，而是鼓励组内、组外学生的互助讨论，通过分析研究讨论出解决问题的办法。这时，有的学生则喜欢自己解决问题，他们会翻出教材或者打开视频，重复观看，寻找问题的关键。有的学生则喜欢讨论，听取他人的分析或者经验，快速找到办法。有的学生则喜欢延伸思考，找出背后的原理，与教师进行讨论，从根本上理解原理，再来解决问题。事实证明，不管通过什么方式，绝大多数学生都能找到答案，虽然比较耗费时间，但是学生学习的效果却比教师的直接讲授好很多。通过对实验的操作学生对基本实验方法有了不断的了解、积累和熟练，使得学生逐步形成了借助独立思考以及科学方法获得知识的心理暗示，学生就能以更快捷高效的方法进行实验，提高自身的能力。通过期末的匿名问卷调查可以看出，百分之百的学生都喜欢这种上课方式，他们体会到了努力后收获成功的喜悦，也建立了自信心，他们认为这才是真正的实验课。
4.3学习的过程性评价。
在这种教学模式下，学生的评价往往较难。我们采用过程性评价，着眼于学生能力的培养，而不是实验内容完成的快慢。通过网络平台、课堂预习效果、能力展现等几个方面对学生进行评价。在实际课堂中，我们也发现了传统课堂中出现的问题。例如，学生在实验过程中完成实验的程度具有较大的差异性。有部分学生通过课前充分的预习，积极动脑思考，能够充分理解实验原理，又快又好地完成实验内容。有的学生对于原理理解不够，动手能力较差，实验内容进行非常缓慢或者根本完不成要求的内容。这时，我们尝试采用了学生助教这种方法，让学有余力的同学去帮助后进同学。在实践中发现，对于助教学生来说，教师和同学对他的认可，使得他们的自信心得到了极大提高，不用教师的激励，他们就非常积极地指导帮助其他同学；对于普通学生来说，生生之间的交流帮助比师生交流更加顺畅，在自我效能的驱使下，普通学生也在认真积极地思考，努力完成实验。根据美国学者艾德格戴尔提出的学习金字塔的理论，学生的动手实验、讨论，以及学生助教的教授都达到了主动学习的效果，学习内容的平均留存率相对于传统课堂有了极大的提升。对于助教学生来说，实验课堂完全是他们发挥聪明才智的园地。
5结论。
经过2年多的教学试点，这种新形态的教学体系得到了校内外专家、教师和学生的认可。学生在该教学体系中，始终处于主体地位，教师在交流、监督中对学生的学习起到了有效的指导作用，学生各方面的能力也得到了锻炼。在调研中，学生纷纷表示，通过一个学期的实验课的学习，都有很大的收获。我们认为这种方式克服了传统实验课堂的弊端，大大提高了实验课程的教学效果，可以在各类实验实践类课程中推广。
设计性物理实验教学论文篇八
物理是一门以观察和实验为基础的自然科学，实验教学能为学生正确认识事物及各种规律提供事实依据，又能培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力。在偏远的农村中学，实验器材相对比较缺乏。虽然在“普实”期间也添补了一批实验器材，但有一部分并不实用，如：器材体积较小，不易观察；器材数量有限，不能分组实验；器材不贴近生活，难于理解等。为了上好物理实验课，使实验过程清楚、现象明显、数据准确、可见度高，笔者在多年的物理教学中，结合学生的认知心理，精心设计和制作了直观、形象的实验教具，对原有器材作了加工和改进，大大地提高了实验现象的可见度和实验的有效性。
在初中物理教学中，电学知识所占的比例在40%左右。“电”虽然贴近生活，但比较抽象，难于理解，如果在教学中没有合适的教具，仅凭一支粉笔、一本课本是很难让学生学好电学知识内容的，更谈不上学以致用。例如在讲授“家庭电路的组成”这一内容时，教师一般会先问：家用电器是怎样接在电路中的呢？我们教室的电灯、开关、电风扇、插座等元件又是怎样连接组装起来的呢？虽然学生在日常生活中接触到与电有关的物品，但要想正确地回答这几个问题，却存在一定难度。不过，这也恰好激发了学生强烈的好奇心。实验室确实也有电灯、插座、开关等实物元件，但如何组装才能使这些元件正常工作，这对于接触电学知识不多的学生来说还是比较困难的。课本上虽然也有这样的组装电路图，但毕竟不是实物，学生仍处于似懂非懂的状态。笔者为了把实物组装效果展示在学生面前，买来了一大块木板（长1.2米，宽0.7米），把这些元件逐个安装上去（如图1），仪器装配和布局一目了然。这块电路板不仅很好地展现了家庭电路的组成，还会在讲解“家庭电路中电流过大的原因———电路发生短路、用电器总功率过大”时，再次体现它的使用价值。在演示“电路发生短路”实验时，直接将右端延伸的火线、零线相碰；在演示“用电器总功率过大”实验时就不断地将电器插入插座，逐渐增大总功率。最终让全班同学亲眼目睹保险丝熔断瞬间的耀眼火花，亲耳听到剧烈的爆炸声等实验现象。这也为教师解释后面的“雷电现象”作了很好的铺垫。又如，初中物理教材中“滑动变阻器”的结构、原理及其作用是学生必须掌握的。由于紧密排绕在陶瓷上的电阻丝非常小，而且电阻丝有一层绝缘漆，需要括掉电阻丝与滑片接触点的绝缘层。因此在讲解滑动变阻器的结构、原理、作用时，很难让学生看清和理解。为了让学生看清实验过程，深刻理解实验的原理，笔者利用比较粗的带绝缘皮的铝线模似滑动变阻器的结构，做成了一个更直观的实验教具（如图2）。这个直观的实验教具让每个学生一看就懂，留下了深刻的印象。
在边远山区的农村学校，尽管也有上级部门配送的一些实验器材，但多数都是好看不好用，可见度低、可操作性不强的器材。因此，教师要对这些实验器材进行加工、改进或者替换。如探究“凸透镜成像的规律”的实验，实验室已具备了标准的光具座，一般情况下，在学生分组实验前，教师需先演示、提醒学生该注意的环节，实验结束后还得演示、总结规律。当我们在演示过程中不断移动蜡烛、光屏时，学生可以粗略地看到光屏上的像的大小变化，物距、像距的变化，但要让学生找出“像距、物距与焦距的关系，像的性质”等规律是不容易的，因为光具座上的标尺较小，后面的学生根本无法看清哪里是一倍焦距的点，哪里是二倍焦距的点。因此，笔者在教学这个内容时在光具座的标尺下方贴上一块长纸板，标注好焦点（f）、二倍焦距的点（2f），透镜的位置（o）（如图3所示）等。通过这样的改进，教学效果直观，明显能给学生留下深刻的印象，在短时间内就能找到，记住凸透镜成像的规律，达到事半功倍的教学效果。又如在研究“物体的动能大小与哪些因素有关”时，一般情况下，教学流程都是教师先演示，然后再让学生分组实验。教材是要求用钢球从斜槽上自由滚下，根据木块移动的距离来体现动能的大小。但是本校实验室没有斜槽，并且钢球体积较小，导致座位较远一些的学生根本无法观察到。因此，笔者在做这个实验时，就将小球换成小车，斜槽换成了斜面。在研究“动能大小与质量的关系”时，只需在小车上加上两个大钩码来改变质量，这样能使全班同学看得清楚，小车运行轨迹容易控制，效果明显。在学生进行分组实验时，笔者将从市场上买来了大线槽加工成斜面和平面，用体积相同的铝圆柱体和铜圆柱体代替小球从斜槽顶端自由滚下，研究“动能大小与质量的关系”；用同一个铝圆柱体从不同高度滚下来研究“动能与速度大小”的关系（如图4）。这样能缩短实验时间，减小其他因素对实验的影响。实验器材的.制作、选取及加工会直接影响我们的实验效果，关系到教学是否成功。为了做好实验，提高实验的可见度，需要教师深入挖掘生活资源，改进物理实验，制作加工出课堂教学真正需要的实验器材。此外，教师还应引导学生参与教具制作过程，培养学生的动手能力，让学生体验成功的喜悦，懂得珍惜劳动成果，增强学生的自信心和协作意识，进而激发了自主创新和勇于实践的潜能。
设计性物理实验教学论文篇九
1．创设实验教学情境，提高教师的实验探究素养。
2．强化科学探究的意识，注重理论和实验相结合。
3．多方面培养学生探究能力，鼓励学生自主设计物理实验。
教师开展探究性实验教学中，不仅要强化学生的科学探究意识，还要从多方面培养学生的探究能力，如鼓励学生运用所学的物理知识大胆猜想和假设，并通过动手实验分析和得出结论;按照实验需求收集相关的实验器材，甚至自制实验器材;仔细观察和分析实验过程，并对得出的实验结论进行讨论和探究等等．此外，教师还要鼓励学生自主设计物理实验，在教师的引导和帮助下，坚持安全性原则，对自己感兴趣的物理变化和现象进行研究，并对学生自主探究物理的行为予以肯定和支持，如自制温度计等等．初中物理本身具有较强的趣味性、实践性和科学性，开展探究性实验教学有利于激发学生学习物理的兴趣，在实验中培养学生观察和探究能力，促进学生智力的开发．因此，针对当前初中物理探究性实验教学存在的问题，本文提出几点措施，以促进初中物理教学的整体发展，强化初中生的探究意识。
设计性物理实验教学论文篇十
引言。
《大学物理实验》是本科教学理工科专业的必修基础课。该课程旨在培养学生严谨的科学思维和创新能力以及理论联系实际，分析和解决问题的能力。在实际教学中有些物理实验很抽象，直观性不够，难于理解，而且学生常满足于课堂上学会的基本仪器操作，不利于学生的系统学习和对知识的掌握。因此，我们需对传统实验教学模式进行改革。将计算机仿真技术运用到物理实验教学中，不失为改进传统实验教学的一种新途径与新方法。
一、大学物理实验引入仿真技术的必要性。
大学物理实验教学的传统模式为学生根据统一排课的实验课表轮流到规定的实验室上课，采用“讲解—实验—报告”的教学模式，此种模式形式单一，方法落后，不能紧跟发展需要，学生的主观能动性得不到发挥，学生的创造性思维得不到开发，不能体现创新教育和个性化教育的要求。同时,这种教学方法也使得学生只是机械地忙于应付实验，实验报告与结果千篇一律，大同小异，这一结果严重违背了大学物理实验课程培养大学生创造性思维的初衷。面对这些现状，为了提高教学质量和改革教学手段,帮助学生更快更好地学习大学物理实验,利用计算机仿真模拟技术辅助实验教学已是当今时代的要求。
二、仿真技术应用于大学物理实验的优势。
近年来，随着计算机技术的不断发展，仿真技术也得到了快速发展。目前，国际上用于仿真模拟的大型通用软件包含有ansys，abaqus，nastran，adina，sap等等，这些软件的优点在于通用性强，易于操作，计算精度高等。不仅能够解决结构分析问题，还能够应用于电学，热学，电磁学，声学等众多领域。将仿真技术引入到大学物理实验教学中的优势具体表现为：
1.经济性。
由于实验经费的匮乏,大学中实验设备更新缓慢。仿真技术的引入为我们提供了简洁、便利的教学手段，我们可以利用计算机平台下的仿真实验模拟真实实验，这将在很大程度上缓解学校由于经费不足带来的设备更新难题。与此同时，大学物理仿真实验为物理实验教学拓展了新的教学手段，促进了实验教学改革，符合现代信息化教学模式的发展方向。
2.直观性。
借助仿真软件模拟大学物理实验，可以得到色彩丰富的物理场分布云图。以静态图形和动态视频形式展现模拟结果，得到二维或三微的图形以及视频图像，大大提高了物理实验的可视化程度，能够将抽象的物理现象得以充分展现。使得学生能够直观，准确的理解实验现象与物理结果。对于学生掌握理论知识，提升自身科学素质具有独特优势。
3.高效性。
借助仿真软件模拟大学物理实验，仿真操作均可在计算机上完成，可缩短材料、仪器等的准备过程，同时也节省了材料、设备等的回收时间。在仿真操作过程中，学生们可以轻松的对错误操作进行初始化，对尚未完成的操作选择节点存贮，对已得到的实验结果进行调入回顾，极大地提高了实验效率。
三、结束语。
计算机仿真实验能够逼真地模拟真实实验，引入仿真模拟技术辅助教学,不仅能够提高学生的学习兴趣，同时又能适当的减轻授课难度。此外，运用仿真教学手段也是促进教学改革，提高教学效率的重要途径。在教学中，充分利用计算机平台下的仿真技术优势，注重学生综合能力的培养，在实验课题的选取上注意立足基础、着眼现代，加强学生实验技术和创新意识的培养。大学物理实验教学作为教学的一个重要组成部分，其教学手段的信息化、网络化将是大势所趋，数值模拟仿真技术的综合应用是未来教学的发展方向。因此，我们应充分利用信息时代的优势，加大仿真模拟辅助教学在现代大学物理实验教学中的应用力度，从而更好地迎接信息化社会对大学物理实验教学带来的挑战。
参考文献：
设计性物理实验教学论文篇十一
1.不断开放实验教学仪器和设备，增强学生的实践能力。
随着当代物理科学的进展，实验测量设备及技术有了明显的改进，因此，在大学物理课堂中，需持续地丰富实验教学内容、及时更新测量设备、完善测量手段和方略，为物理实验教学的顺利开展奠定稳固的硬件基础。为能让实验教学跟得上当代物理科学发展的潮流，教师要不断地更新实验内容，把一些验证性实验变换为自选或自学内容，并加大探究性实验的比重。与此同时，不少实验可借由电子计算机变革陈旧的实验方式，并时刻增强实验测量的速度及精确度。把这一系列实验教学系统的基本原理及整体框架告知学生，使其经由实际的操作、测量及观察深切地领悟到当代物理科学的魅力，并激发学生们对物理实验奥秘的探究欲望，同时，有助于提高学生的综合实践能力。另外，实验内容的改进需与经典相结合，例如，牛顿环、杨氏模量等实验均能运用ccd成像系统替代目前的观察系统，然而，经典的光杠杆法还需进一步研究。
2.培养学生善于从实验中提出、发现问题的能力。
在物理实验中，问题的发现至关重要，在实验教学中，学生们通过在实验操作中发现问题，手脑并用，不断地在实验中尝试、验证，通过教师适度地引导和激励，让学生在实验中不断地变换实验条件，并严密地查看实验现象，最终提出问题。除此以外，学生们还能从实验指导书中提炼信息，进而发现问题。需强调的`是，学生操作实验后所得到的实验结果难免与预期结果有所差异，在这种情况下，教师要仔细检查学生每一环节的操作步骤有无失当，使其在锲而不舍的探究中培养提出问题及发现问题的能力。
3.培养学生结合实验分析问题的能力。
分析问题是实验教学的有机组成部分，对实验现象的科学、合理分析是开启物理科学殿堂的金钥匙。分析问题旨在用理论指导实验，通常，分析问题可采取以下两种办法：定量分析及定性分析。教师要在实验教学中选取若干有代表性的问题和学生共同探讨、分析，在分析问题的同时，教师要扮演组织者和引领者，培养学生自主分析实验问题的能力，在分析的过程中，全体学生会提出多种答案，面对这种情况，教师要悉心听取学生在分析问题时的思考过程，并留意其出发点，肯定和鼓励每位学生的独立思考精神及探究意识，久而久之，学生们便能形成在物理理论的指导下独立分析问题的基本能力。例如，在分析探讨rlc串联谐振实验中，对于电路品质因数q，存在实验测量值与理论计算值之间的偏差，在电磁学理论的引导下，分析lc的损耗总电阻对电路品质因数测定数值的影响，并将其高频及低频时的影响状况分别开展定量分析，依照定量分析的最终结果，正式决定影响能否修复或忽略。
4.巧妙运用多媒体设备，优化教材结构，注重对实验的探究。
现如今，多媒体以其图文并茂、视听结合的优势特征被广大物理课堂所应用，变革课堂体系，以经典实验为基础，创建多层次的物理教学模式，已经成为实验教学变革的大势所趋。为此，教师需不失时机地引入多媒体教学设备，并不断地优化教材结构，以多媒体辅助实验教学，帮助学生理解实验现象，降低实验理解的难度，将实验步骤分解，努力破除过往物理教学中“力-热-光-电-声”的纵式组织结构，在确保广大学生掌握实验技巧的前提下，果断地忽略掉教材中内容陈旧的实验，抓住实验教学的关键点，将实验与物理教学内容加以有效衔接，逐步地增设设计性实验及综合性实验。具体做法：首先，要结合大学物理实验教学的规范要求，精选传统实验，保留对提高实验操作能力有帮助的经典实验，忽略掉一些价值较低的实验；其次，逐步增设设计性实验及综合性实验的比重及难度，以此培养学生的创新思维及探究能力，通过学生对实验的自行设计，使其充分体会到实验成败的经验教训，不断地激发实验训练的热情，提高综合素养；最后，不但要削减实验成本，还需强化多媒体辅助设计、采集数据及操作管理等知识的有效渗透及实践。大学物理实验教学更加强调学生自主探究的精神，但是在高中时期，教师在指导物理实验时，出现主动点拨频率较高的状况。为此，教师在指导实验时，需树立以学生为本的基本理念，从预习、调试及操作等每个步骤环节均由学生独立完成，学生在完成实验后，可借由多媒体动态影像，还原实验正确的操作经过，使学生们第一时间得知自身实验设计及操作中的问题与失误，进而及时加以纠正。
二、结语。
在大学物理实验教学中，要培养学生的创新能力，需不断地为学生创造独立发现和分析问题、自由操作实验的机会，引领学生在探究式实验教学模式中提高创新能力，拓宽物理思维。
设计性物理实验教学论文篇十二
摘要：物理学本是一门实验科学，在物理学的发展中，实验起到了重要作用。物理教学自然也应该还原它的本色，要以实验为基础。物理实验作为物理教学的重要基础、重要内容、重要方法和重要手段，在物理教学中的地位和作用可见一斑，但是在我国的中学物理教学中，存在着“重知识、轻方法;重讲授、轻动手;重结论、轻过程;重机械训练、轻实质体验”的问题。长此以往，实验教学将会流于形式，事倍功半甚至劳而无功。
因此，提高物理实验教学的研究就成为每一位物理教师务必要认真研究解决的重大课题。
关键词：现状;问题;解决策略;培养创新精神;总结。
高中物理实验及其教学是物理课程和物理教学的一个重要组成部分，它既是物理教学的重要基础，又是物理教学的重要内容、方法和手段，在培养学生科学素养的教育中具有独特的地位和全方位的功能。当前，高中物理实验教学必须注意以下几个问题，那就是：实验教学的重视与加强，实验设备的添置与更新，学生动手实践能力、创新思维能力的提高。在物理实验教学的课堂上，经常可以看到一些见怪不怪的现象，试举三例：
现象一：媒体实验就是学生通过媒体“看实验”。过去的实验“看黑板”，如今的实验“看录像”、“看投影”。令人难以理解的是，一些原本可以让学生动手做的实验却用多媒体来展示，被称为是“现代技术的运用”。
现象二：程式化实验，虽然学生动手，但以单纯的机械操作为主。学生根据教师讲解的实验目的、器材、步骤，像做广播操那样，按照规定的程式进行操作，去获取教师(或书本)所要求得到的实验数据(或实验结果)，而不需要去考虑实验为什么要这样做，怎样去做，更不必考虑实验中可能会存在什么问题，以及需要如何去解决。
现象三：试题实验，就是学生用笔“做实验”。由教师编制的大量实验试题不仅增加了学生的学业负担，而且挫伤了学生动手实践的积极性，使实验教学在“应试”的泥潭里越陷越深。
1、实验教学还处在“重知识，轻方法;重讲授，轻活动;重结论，轻过程”的层面上，忽视学生实验素养、实验习惯、实验能力的培养。现在的.新教材中，物理实验虽然在形式、编排和内容的设计上都明显优于传统的老教材，但是在学生实验方面，在实验的方式、方法和设计思想上仍然保持着传统的格局，没有质的改变。
2、试题实验，就是学生用笔“做实验”，重练习、轻实践。因为教师对实验考查的题目太熟了，因而课堂上往往为了教会学生如何处理某类题，就将问题情境建立在假设的基础上，而忽视了学生实验结果的利用。
3、实验教学模式僵化，物理实验教学的基本原则没有得到充分的体现，从教学内容到教学方式没有给学生留出足够的发展空间。教师实验教学理念陈旧，缺乏实事求是、尊重事实的科学态度。无论学生实验得到的数据误差有多大，老师都归结为实验存在误差，导致学生也养成了不良实验习惯，不能从知识上分析实验结果与结论不相符的原因，不能将理论和实践有机结合很好地去理解物理概念和规律，造成实验作用甚微。
三、对于教学中出现的问题的解决策略。
高中物理实验教学是培养学生基本的实验方法和实验技能的过程，也是学生物理思维的训练过程。教师应精心设计实验教学方式，以用于不同的实验活动，满足学生的不同需求，达成各种实验教学目标，使物理实验更适合学生的学习，促使学生积极地参与和体验。因此，为教学出现的问题，提出相应的改进。改进的教学方式主要有：
1、“实验――训练”方式：
“实验――训练”教学方式，用于培养和训练学生的实验技能和实验方法。应让学生明白实验“做什么”和“怎样做”，强调学生的参与、体验和理解。同时，学生实验操作过程的合理、规范、协调、熟练程度，要通过学生不断地反馈调节才能得心应手。教师的示范点拨，要精到、简明、娴熟。
2、“实验――归纳”方式：
“实验――归纳”教学方式，往往用于学生物理概念的形成阶段。教师应创设情景，让学生在实验中学会像科学家那样地思维，自己构想实验方法，控制实验条件，排除干扰因素，在实验中测量数据，获取信息，交流信息，处理信息，在信息中寻找和发现规律。从物理现象的观察和物理实验的研究分析中归纳出结论，是高中学生学习科学归纳思维方法的有效途径。
3、“实验――应用”方式：
“实验――应用”教学方式，通常用于学生物理概念、规律的复习和应用，并不局限于实验室。现实生活中的许多实际问题，学生很有兴趣，但已超越物理学科学习的具体情境。设想以实际的问题为载体、以学生的实验探究为特征，引导学生把已经掌握的知识、技能迁移到现实生活中，解决真实的问题，发展学生的实践能力和应用能力。
四、在高中物理教学中应倡导学生学习创新精神的培养。
笛卡尔曾经说过：“科学产生于怀疑”。充分利用设计性实验，是培养学生创新能力的有效途径。审视传统的物理教学，我们的观念总是强调确定性，排斥可能性，在这种教育的熏陶下，培养的学生往往长于求同，而弱于求异，其结果往往是墨守成规，缺少创新。要真正塑造创造型的人才，教师在教学中要鼓励学生勤于观察、敢于质疑、勇于发问，即便对那些已成定论的东西也不妨去重新审视或争论一番，使之不成为僵死的教条。
如：以测量性实验为例，由于每一种测量仪器都有其基本的固定的作用，如用刻度尺测长度、用天平测质量等，但如果要求突破测量仪器固有的功能(局限性)去测量一些看似没有因果联系的物理量，这对培养学生的求异思维品质无疑是一条“绿色通道”。
由此可见培养学生对物理学习的创新精神是非常重要的，它不仅使学习事半功倍，同时也使教学变得更简单。
总结。
在实验教学的实践过程中，教师们对其在物理教学中的作用逐渐有了更为深刻的认识，对教育过程本身也有了全新的感受。“过程即是知识”，使学生学会学习是走向社会和终身发展的基础。促使学生把教材中学到的知识和思维方法通过自己动手实验，在实验探索过程中学习新知识、巩固已学知识、激发学习欲望、培养创新思维、提高学习力。
参考文献：
[1]推课改实验区各种版本物理实验教科书的策略研究.物理教学。
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