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大学物理教学中演示实验的应用论文
摘要:在物理学科的课堂教学中,演示实验具有相当大的作用,可以使大学物理的理论知识与实验教学紧密相联。在课堂上使用演示实验能够有效激发学生的好奇心和求知欲,通过直观的方法可以帮助学生更有效地了解物理知识,形成清晰的概念,锻炼学生的观察能力,培养学生建立现象与规律之间的思维联系,养成物理思维。
关键词:大学物理;演示实验;教学手段
物理学不是单纯通过理论知识的灌输就能产生良好教学效果的学科,需要把实验作为教学的基础。在物理研究和发展的过程中,所有物理方面概念的形成和规律理论的建立都要有大量的实验作为基础。在进行教学时,理论和实验之间要建立密切联系。演示实验有相应的基本方法,在课堂教学中具有非常大的积极作用,是物理教学中非常重要的辅助手段。西方国家的物理教学非常重视演示,将其视为物理课上必不可少的一部分。
1演示实验在物理教学中存在的问题
1.1课时紧,认为演示实验占用教学时间
在各理工院校中,相当多的院校都把大学物理定位为具有广泛性的公共基础课程,该课程的课时安排相对紧张。在实际教学中,大学物理涵盖的方面比较广,经典物理中需要讲到力学、热、电与磁和光学,以及近代物理中的一部分基础。由于课时安排很不充裕,很多教师觉得把大量时间用在演示实验上会严重影响教学进度,为了确保教学任务,很少有教师使用演示实验。
1.2重视动手实验,轻视演示实验
物理教学是非常需要实验的,在建设物理实验室方面,各院校都愿意投入大量的资金和人力,因此实验室都比较先进和完善。有的教师认为实验课程贴近教学,可以帮助学生掌握理论知识,锻炼学生动手能力,但没必要花大量时间在演示实验上。因此,对演示实验不重视,相应仪器设备不足,这对演示效果产生相当大的不利影响。
1.3对演示实验认识不足,不能发挥其作用
演示实验在物理教学方面所能够发挥的作用很多相关人士都没有形成足够的认识,在教学时,不重视培养学生的实践与创新。有很多物理教师觉得大学生具有相对比较优秀的学习能力,且在中学阶段有比较好的基础,只要掌握相应的物理学习能力,就可以在教学过程中理解所学到的知识并有效掌握其概念和原理,因此,部分教师没能正确对待演示实验。
2演示实验在物理教学中的功能和作用
2.1激发学生兴趣,加深理解
使用演示实验能够清晰地得到相应的物理图像,在教学效果上更加生动和直观,可以产生更加丰富和多方面的内容,在教学过程中保持较高的.趣味性。在课堂上学习理论知识的同时,可以让学生直接观察相应的物理现象,比利用语言进行抽象描述更具吸引力,能够更好地启发学生,学生受到演示实验的吸引,会产生更大的积极性,而兴趣的产生非常有利于物理的学习和理解。
2.2创造学习物理的环境,提供感性认识
演示实验能将复杂的、不易观察到的现象突出地演示出来。在物理课堂教学中,教师在学生面前一边讲解一边操作演示,不但能够活跃课堂气氛,还能创设出一种理想的学习物理的环境。在这样的物理环境中,有利于教师与学生、学生与学生之间的感情沟通和交流,充分发挥教师的引导和示范作用。学生在这样生动活泼、轻松愉快的环境里吸取知识营养,可以提高学习效率。
2.3培养学生观察分析及动手能力
观察是获取感性知识的途径,演示实验可以给学生创造一个动手、实践的机会,运用演示实验可以引导学生观察、去思考、去探求物理世界的奥秘,这对培养和提高学生的观察能力、思维能力、实践能力起着重要的作用。
3发挥演示实验在大学物理教学中作用的措施
3.1提高教师对演示实验的认识
教师应有效掌握演示实验,演示实验可以非常有效地辅助物理教学,教师应清楚认识演示实验的重要作用,重视演示实验,在课堂的教学中充分使用演示实验,使其发挥真正的作用和效果。
3.2课前充分准备
演示实验的选择需要进行细致的考虑,必须要足够清楚地表达教学目的,在教学时,要明确重点并认识到难点所在,针对性地选择演示实验进行辅助,把重点更清晰地表现,帮助学生理解和掌握难点,演示实验所产生的现象要足够直观。确定要使用的仪器之后,应先掌握仪器原理,对演示的过程和各步骤有清楚的安排,做好准备。演示实验要安排好时间,应符合教学的整体安排。要清楚演示中产生的现象会受哪些因素的影响,制定相应的凯发k8国际手机app下载的解决方案,尽量确保顺利地得到想要的演示效果。在演示中要安排各步骤相配合的讲解和提问,引导学生的观察方向和思考,理解实验和相关知识。
3.3演示实验的过程中注意引导,突出重点
教师要着力引导学生观察实验现象和过程,分清主次,明确观察目的与对象,抓住物理现象的本质。在讲解演示实验时,要把关键的步骤交代清楚,注意使讲述语言与演示操作配合起来。将学生的注意力集中在重要的观察内容上,积极引导学生去获得感性认识。
3.4合理运用多媒体,优化演示实验教学
对于那些不易实物演示的(如宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程),演示效果受环境、时空等因素限制的,可以借助于计算机、多媒体等设备进行仿真模拟演示。通过计算机逼真的动态模拟,可以灵活地将物理过程和现象进行放大或缩小,这样物理过程就非常生动形象地展现在学生眼前。如在讲速度时,可以用计算机动态模拟速度的方向。讨论双缝干涉采用不同颜色的光入射干涉条纹间距如何变化时,用计算机模拟演示对比效果明显。在讲到光的干涉和衍射时,对于干涉和衍射现象用实物演示非常直观,但是对于光强的分布用实物就无法演示了,这时可以借助计算机模拟出来。
参考文献:
[1]梁法库.演示实验在大学物理教学中的积极作用[j].物理与工程,,12(2):87-88
[2]李晓东,郭研.充分发挥大学物理实验在大学物理教学中的作用[j].科技视界,,(35):102-103.
[3]林维秋.浅谈物理教学中的演示实验[j].哈尔滨学院学报,,24(08):62-63.
[4]张晚云,陆彦文,曾交龙.浅谈如何在大学物理课堂教学中发挥好演示实验的作用[j].高等教育研究学报,,(s1):53-54.
[5]何娟,韩修林,丁智勇.基于演示实验的大学物理课堂教学策略研究[j].安庆师范学院学报(自然科学版),,(03):77-78.
[6]赵春然,朱孟正.大学物理课堂教学:演示与应用[j].牡丹江师范学院学报(自然科学版),2014,(01):114-115.
充分发挥演示实验在大学物理教学中的作用论文
摘要:文章阐述了演示实验在大学物理教学中的地位和作用,对现状作了简要分析,并举了几个实例。
关键词:演示实验;物理教学;地位和作用;典型实例
物理学是一门实验科学,研究物理学的根本方法是观察和实验。在中学物理教学中,教师非常重视演示实验,演示实验的实验效果往往是一节课能否提高课堂效率的关键。在大学物理教学中,一方面教师比较注重严密的理论推导,往往忽视了演示实验;另一方面大学通常是大班教学,教师由于担心演示实验的可见度与观察效果,宁愿选择丰富多彩的动画来展示各种实验现象,而很少做传统的课堂演示实验。俗话说:百闻不如一见,演示实验的作用是任何其它方式不能取代的。在此,我倡导各位从事大学基础物理教学的教师带着实验仪器进课堂,展示演示实验的魅力,充分发挥演示实验在大学物理教学中的作用。
一、演示实验的地位和作用
物理演示实验教学是指以具有一定可见度,可呈现在学生面前的物理实验的主要内容。以定性与半定量实验方式为主,侧重培养和提高学生的创新意识、开发学生的创造力和科学实验能力,其中包括:
(一)通过形象生动的演示实验,消除学生在学习物理学中因抽象、枯燥而产生的畏难、厌烦的心理。激发学生学习物理学的兴趣。
(二)通过形象生动的演示实验、以期达到对学过的知识加强理解巩固、对未学的知识先奠定一个实验基础。理论联系实际,调动学生所有的感知功能,最大限度的提高物理教学效果及学习效率。
(三)物理演示教学过程,学生处于一种探索、发现的学习过程。好奇、兴奋,能激发思维,可充分培养学生的创新意识、开发学生的创造力。
二、现状分析
全国各高校对物理演示实验的建设都十分重视,投入了大量的资金进行物理演示实验室的建设。清华大学、同济大学等著名高校都建有全国一流的物理演示实验室,其仪器品种、数量、规格齐全。,我校在资金紧缺的情况下,投资20多万建立大学物理演示实验室,可以做力、热、电、光的多种演示实验,平时对学生开放,但来做实验的学生很少。我校大学物理课程全部采用多媒体形式上课,教师制作、网上下载了几乎所有大学物理演示实验的动画,带着实验设备进课堂的教师不多。造成大量资源浪费。精彩的.动画确实很能说明问题,但是简单明了的实验更具说服力,更能吸引学生,激发学生的创造力。
三、典型实例
笔者经多年的教学实践,深深地体会到课堂演示实验不仅能加深学生对物理概念和规律的理解,更能激发学生学习物理的热情和兴趣,培养学生的创新精神和创造能力。越是简单明了的实验,越能引起学生震撼,越能激发学生学习的兴趣。演示实验的效果是任何精彩的动画所不能取代的。即使实验条件不够,教师也可因陋就简,随地取材,完成一些经典的实验。下面举几个典型实例。
实验一:演示电磁感应现象
实验器材:约1米长的金属管和塑料管各一根(要求等长)(可用两种不同材质的水管替代),小磁体和塑料球各一个。
实验过程:①让小磁体分别在金属管和塑料管中从管口开始无初速度下落。
提醒学生观察在不同管中下落所用的时间。
②让塑料球分别在金属管和塑料管中从管口开始无初速度下落。
提醒学生观察在不同管中下落所用的时间。
实验结果:①小磁体在金属管中比在塑料管中下落的慢。
②塑料球在金属管中和在塑料管中下落的同样快。
学生讨论:①为什么小磁体在金属管中下落比在塑料管中下落的慢?
小磁体运动过程中穿过回路的磁通量发生了变化,金属管为导体,回路中产生了感应电流,感应磁场阻碍了小磁体的运动。而塑料管不导电。回路中有感应电动势而没有产生感应电流。
②为什么塑料球在金属管中和在塑料管中下落的同样快?
塑料球下落的过程中,由于没有磁通量的变化,不会产生感应电动势和感应电流,塑料球两种情况下都作自由落体运动。
通过这样一个就地取材而完成的简单实验,学生对产生感应电流的两个条件―导体构成回路及穿过回路的磁通量发生变化留下了深刻的印象,并对楞次定律也有了感受。
实验2:验证角动量守恒定律
实验器材:能绕中心轴转动的轮椅一把,哑铃一对。
实验过程:先让学生甲坐在轮椅上,手握哑铃置胸前,再让学生乙转动轮椅,使其获得一定的角速度,学生甲伸开手臂和收拢手臂,让全班同学观察其角速度的变化。
实验结果:伸开手臂角速度变小(转速小);收拢手臂角速度变大(转速快)。
学生讨论:①学生甲伸开手臂和收拢手臂,转动惯量发生了怎样的变化?为什么?
刚体转动惯量的大小不仅和刚体的总质量有关而且和质量相对于转轴的分布有关。伸开手臂转动惯量增大,收拢手臂转动惯量减小。
②伸开手臂轮椅的角速度变小,收拢手臂轮椅的角速度变大说明了什么?
定性说明了角动量守恒。
通过这样一个简单而有趣的实验,学生对物体的转动惯量与哪些因素有关获得了感性认识,对角动量守恒获得了定性认识。
以上实验加深对物理概念和定律的理解,更重要的是使得学生情绪高涨,课堂气氛非常活跃,感觉物理其实就在我们身边,极大地调动了学生学习物理的兴趣和积极性。
四、结束语
本文列举了在教学过程中两个典型的实验,只要教师做有心人,还可以做大量其他的演示实验。本文想起个抛砖引玉的作用,愿与各位从事普通物理教学的同仁共同探讨、充分利用演示实验的作用,多给学生一些感性认识,多提供探讨物理问题的情景和机会,把学生从烦琐的数学推导中解脱出来,注意物理思想的学习和探讨,充分调动学生学习的兴趣和积极性,提高学生的科学素质和创新能力。
大学物理演示实验教学探索论文
1演示实验的教学现状
实验是物理教学的重要内容和有效手段,也是物理研究的一种基本研究方法,是培养学生创新思维和创造力的最佳途径,因此演示实验普遍使用在中学和大学的物理课堂教学中。演示实验可以从以下几个方面辅助课堂教学:(1)建立教学情境以激发学生进一步探索的兴趣;(2)提供可观察到的素材以促进学生逻辑思考;(3)训练学生的观察能力,促进其将已掌握的理论知识运用于实验现象分析;(4)通过实验可以训练学生的实验操作和初步的科学研究技能。因此,演示实验在物理教学中的地位不可替代,甚至可以说一节物理课如果没有实验是不完整的[1―6]。现实中演示实验在大学物理教学中却存在诸多不尽如人意的地方:(1)课前实验仪器的调试和准备工作非常繁杂,由于现代教育技术的发展使得大部分物理实验都可以采用动画或多媒体视频形式播放出来,所以部分老师更愿意用后面的替代方式。(2)重视分组实验,轻视演示实验,各高校一般都对分组实验投入较多,台套数齐全,而演示实验由于设备昂贵,种类繁多,反而不及分组实验受到重视,甚至有观点认为既然有了齐全的分组实验可供学生动手操作,演示实验或可免除;(3)由于大学物理课程一般放在一年级或二年级开设,这个阶段正好是大学阶段课业集中的时候,导致许多学生对于课前的预习敷衍了事,教学效果不良;(4)演示实验报告由于不需要处理数据,因此质量普遍不高,部分照抄实验指导书或者从网上直接下载,能认真分析并提出合理建议的学生比较少。
2充分发挥演示实验作用,促进理论教学
大学物理课程中部分概念和规律比较抽象,如果仅仅进行理论分析或者多媒体演示难以获得良好的教学效果,演示实验可以将教师将要讲授的内容以客观现实的形式展现在学生面前。(1)我们根据不同专业的教学内容在每学期期末的时候就将第二个学期的大学物理演示实验项目按照教学大纲的要求整理发到每个任课教师的手上,包括实验名称、实验内容和实验仪器。(2)认真研究每个演示实验项目,由于每年都有新的项目增加和新的老师加入,教研室的一项重要教研活动就是系统地向任课教师介绍演示实验内容、讲解实验流程和分析实验现象,介绍工作由教研室的老师轮流承担以促进任课教师的业务水平。(3)部分实验由实验员配合任课教师随堂演示。部分演示实验需要专业人员操作则可以由实验教师配合任课教师完成,如高压线带电操作实验,高压输电线的电压可以达到5kv―50kv,具有一定的危险性,演示前由任课教师向学生介绍实验内容、实验原理和主要的实验仪器,实验的'操作则由实验教师完成,这样一方面增加了实验的安全性,另一方面也提高了实验的成功率。
3构建开放式的实验教学管理体制,不断更新演示实验项目
在大学物理演示实验教学管理体制改革的过程中,逐步实现演示实验与课堂教学有机结合,演示实验与分组实验教学相结合,实现了演示实验室的开放管理,加快了演示实验项目的改进与创新。对于刚进入大学校园的本科生,如何实现由应试教育向素质教育的转型,显然立刻要他们进行研究创新型实验或者设计性实验是不合适的,但是在这个层面培养他们的创新意识、营造创新气氛、锻炼探究能力则是有益的。因此对演示实验室实行开放式管理则可以满足学生的需要,教研室研讨提出不同层次的实验项目,演示实验室则根据实验项目要求学生独立操作、研究实验现象并撰写实验报告。另外演示实验室也为不同学科的师生提供了科研的场地,使科研和教研互相促进形成良性循环,建设与改革实践表明实行大学物理演示实验室的开放式管理和增设开放性演示实验等建设思路和运行模式是正确的、可行的。
4理论联系实际,探索培养应用技术性人才教育模式
为了培养学生的工程应用能力和创新意识,我们还组织学生对一些演示实验项目进行分析和讨论,通过学生自主搜集资料,对实验项目的原理和应用进行探究,通过撰写小论文或设计小课题的形式培养学生发现问题和解决问题的能力,培养学生搜集和整理信息、团队协作的能力。如超导磁悬浮的动态演示实验,将一个简易列车模型放置在盛放临界高温超导体之上,当永磁体靠近超导体表面时即可在超导体内部形成极大地磁通密度梯度,形成很大的感应电流而对永磁体产生强烈的排斥效应,斥力与距离成反比,在一定的高度可以克服超导体的重量而使其悬浮于永磁体之上。当超导体离开永磁体时,在其内形成负的磁通密度梯度而产生反向的感应电流,对永磁体产生吸引的作用,同样在某个距离可以使超导体倒挂在永磁体的下方,并可在旋转磁场加速装置作用下,沿轨道以悬浮或倒挂悬浮状态无磨擦地连续运转。学生观察与操作结束后对超导体有了初步的认识,要求他们查找目前磁悬浮系统的分类、原理及其特性,再进一步分析我国自制的磁悬浮列车的现状、特点及在世界所处的水平等。在电冰箱制冷的演示实验中,氟利昂容易在低温下气化和高压下液化,而它再次在低温下气化时将大量吸热,由于它的沸点极低,常压下为―29。8℃,故可以利用它来制冷。学生在实验时注意观察蒸发器和冷凝器的压力,触摸感受蒸发器、冷凝器和压缩机的温度,从而可以了解空调和冰箱的工作原理,从现实的角度掌握热力学第二定律。学习结束后可以要求学生调查为什么国际上会禁止氟利昂作为制冷剂,调查制冷剂的分子结构和特性,讨论有哪些新型的制冷方式和制冷剂。通过一个演示实验可以激发学生的探究热情,也有利于学生对于生活中的常用电器进行研究,开阔视野,增长知识。再通过小论文和小课题的形式锻炼学生的理论应用能力和归纳总结能力,通过相互探讨开拓学生的视野、学习他人的思考方式,最终问题的解决获得成就感和自信心,激发他们的求知欲,为学生在以后和生活和科研中解决问题提供借鉴。
5建设演示实验网络教学课程
加强仿真实验室的建设和演示实验网络平台的建设对演示实验课程建设至关重要,我们通过搜集、自己拍摄和设计制作,形成了一整套的演示实验教学资源、生活中的物理常识以及各种演示动画等,通过编辑做成的视频文件大小为1~5mb左右,播放时间为30s~2min左右,方便学生从网站上直接观看,对所有的视频教程都配有文档型的解说文件,以及相应的学习提问。利用网络教学平台,学生和教师可以方便地交流、讨论。
6改进实验教学,充分使用演示实验资源
课堂演示和开放式实验室也难以保证每个学生都能做好演示实验,为了充分实验室资源,适用素质教育的需要,我们在级到级的所有开设了大学物理课程的本科生之中进行了新的教学尝试。,根据教研室的研讨结果,将大学物理演示实验作为大学物理课程教学考核的一个内容,要求所有学生都要做一次2学时的演示实验,考核的内容为实验过程和实验报告,满分为5分计入到大学物理课程的平时成绩。这种教学方式在本届的2522名学生中实行,我们通过教师的操作讲解以及穿插提问,提示学生注意实验现象和操作方法,留1学时的时间给学生自己操作,课后完成实验报告,通过对2498名参与学生的报告批阅情况来看这样一种教学方式取得良好的教学效果。将这种教学方式做了进一步的改进,将演示实验室的时间段分配给各位任课教师,由任课教师根据教学进度、班级数量和每班人数安排相应的时间段,学期末再集中安排若干学时的开放实验室,给感兴趣的学生再次提供操作和学习的机会,这种教学方式也取得了良好的教学效果。
7结束语
开放式的实验室管理、随堂演示都给本校的大学物理演示实验带来了良好的教学效果,但是随着招生规模的增加和教育技术的不断发展,演示实验的开展也不断遇到挑战:实验仪器的大型化;校区的增加使得授课教室与演示实验室不在同一栋教学楼;教师的教学进度基本相同等都带来诸多问题。这些都需要教师发挥智慧找到更好的解决办法,让演示实验在物理教学中发挥更大的作用。
初中化学实验演示教学模式论文
一、合理创设问题情境,激发学生实验兴趣
在初中化学实验演示的教学过程中,大多数的化学教师采用自己演示而学生观看的教学方式,忽略了学生的课堂主体性地位,很少让学生参与到化学实验演示的过程当中,限制了学生的思维发展与动手操作能力的提高.其结果往往是教师演示过后学生单纯观看,无法理解进行实验演示的意义和实验的实际操作感受,对于实验结果和实验结论也无法进行深刻的记忆,这就导致了初中化学的实验演示教学质量难以提高和突破.这就需要初中化学教师在进行实验演示教学时要摒弃传统的教学方法,克服教师演示而学生观看的不正确教学方式,教师应当在进行课堂设计和准备时预先准备课堂所需的实验器材,并且精心进行教学环节的设计和课堂问题的准备.在实验的各个环节都巧妙地激发学生的实验参与热情,在教师进行实验演示的过程当中发现问题并且进行主动思考,在探究的过程中总结化学实验的规律,进而提高其进行问题解决的能力,真正发挥化学演示实验教学的作用,避免实验演示教学作用难以发挥的情况出现,真正提高学生的学习兴趣和热情.问题情境的合理创设对于教学环节的衔接有积极作用,并且能够尽可能的促进学生进行思考,在观察教师进行实验演示的过程中调动思维,明确规范性操作的.步骤,并且对化学实验和化学知识有浓厚的学习兴趣.例如,在进行沪教版初中化学九年级上册中有关白磷自燃问题的教学时,教师应当为学生设置合理的问题,使之能够带着问题和思考进行实验演示.例如物体的着火点受到了哪些因素的影响?每一种物质的着火温度是否相同?白磷在低于40摄氏度时能否发生自燃?通过教师与学生的大量实验演示可以得出结论,即固体燃料的着火点与颗粒粗细、物体表面积等因素有关.
二、为学生创造实验演示条件,培养学生动手能力
初中化学教师在进行实验教学的过程当中,根据初中学生的实际情况进行示范性的演示实验是十分必要并且十分重要的教学方式.然而,总是由教师进行实验演示而学生观看的方式是不能够满足教学要求和教学目标的,学生没有参与实际的演示实验操作的机会会限制其思维的发展,也不能够达到素质教育的要求.初中化学实验的教学目标不仅仅是要求学生掌握实验结论,还要求学生能够在实际的实验操作过程中总结实验技能,明确实验时的注意事项和具体规则.学生被要求在独立进行演示实验的过程中养成良好的实验习惯,收获严谨求实的科学实验态度并且做到实验操作规范.然而相当数量的初中化学教师处于安全性和其他因素的考虑往往忽视了学生实际动手操作实验能力的培养,这就需要初中化学教师能够按照实验的内容和学生的实际条件,为学生创造进行实验演示的条件和机会.教师可以在进行规范性演示实验的操作时向学生讲解实验的具体内容与规范的实验操作,对实验器材和实验的目的进行详细的讲解,最后给学生提供在讲台上进行实验演示的机会,为学生创造进行实验的机会,在实际的实验操作过程中锻炼学生的实验操作能力与思维逻辑能力.例如,教师在进行沪教版九年级上册有关氢气制取的有关实验演示教学时,可以要求学生回忆之前学过的氧气制取实验原理与装置,并且要求个别学生到讲台上进行有关的实验演示,教师在旁边适时的给予指导,在学生出现步骤错误和操作失误时给出及时的提醒和纠正.
三、利用多媒体进行实验演示,提高教学有效性
尽管初中化学教师应当尽可能的提高学生的实验操作能力与实际实验水平,然而并不是所有的化学实验都能够在实验室中或者课堂上进行实验演示,也并不是所有化学实验都能够在学校的现有条件下进行.对于这些实验,教师往往采取仅仅讲解或者简单带过的方式进行教学,此外,对于具有危险性的实验并不适合学生进行实际操作,因此教师也只是口头讲解.出于这些原因,初中化学教师应当充分了解和把握学生的实验操作水平,采取恰当的教学策略进行学生实验操作能力的培养.教师应当充分进行学校教学资源的利用,利用多媒体技术进行部分化学实验的演示,帮助学生更好地了解化学实验过程,避免由于教师的简单讲解而造成的实验困惑.例如沪教版初中化学教学中浓硫酸的稀释实验演示以及工业炼铁等过程,以及其错误操作后会带来的后果以及对微观物质的认识等,教师就可以通过多媒体教学技术进行有关的实验演示,相关实验视频的播放不仅能够消除实验的危险性,还能够加深学生对于这些实验的了解,弥补了实验室无法进行演示实验的不足.同时,多媒体技术进行实验演示还能够帮助学生更加简单地把握实验内容的重点与难点部分,多媒体能够通过声音、视频等方式促进学生的多个感官,提供了丰富的知识与信息,促进学生的学习欲望和探究兴趣.教师可以在进行实验演示之前使用多媒体向学生展示实验过程与注意事项,使学生在掌握了实验过程的基础上进行动手操作,不仅能够提高其完成实验的准确性,还能够使学生掌握教学重点,提高实验教学的质量和效率.
总而言之,初中化学的演示实验教学应当充分坚持以学生为教学主体,保证学生能够在观察实验演示和进行演示实验的过程中积累扎实的化学实验知识,巩固其化学基本知识.进而使学生能够具有浓厚的兴趣参与和学习化学,对于化学学科的学习积极性大大提高.初中化学教师应当巧妙地激发学生的学习兴趣并且提供给学生进行演示实验的机会,而不是单纯地进行观察和学习,应当实现动手能力的培养和提高,同时促进思维发展,在化学实验演示的学习过程中拓宽知识面,学习并发扬严谨认真的科学实验态度,最终实现学生综合素质的提高,推动化学素养的发展.
在化学教学中如何才能做好化学演示实验论文
摘要:演示实验在化学教学中的主要作用是为学生获得感性认识,提供“生动的直观”。它对于基础知识的讲授、学生能力的培养、课堂教学的效果,甚至整个教学能否达到预期的目的都十分重要。本文就教师如何做好化学演示实验谈几点个人看法。
关键词:化学教学;演示实验;要求
演示实验是教师在课堂上进行的实验,它在化学教学中的主要作用是为学生获得感性认识,提供“生动的直观”。因此,演示实验是学生认识化学知识的开始,它对于基础知识的讲授,对于学生能力的培养,对于课堂教学的效果,以至于整个教学能否达到预期的目的,都有十分重要的作用。这种实验在教学中数量最多,使用最广,是广大化学教师最喜欢的一种实验方法,也是一种为学生认识和操作示范的重要教学形式,所以我们要重视好、利用好演示实验,因此,为了使教师做好演示实验,要充分的认识到以下几点:
1 目的.明确,要求具体
对于演示实验,教师必须做到目的明确,心中有数,即,通过每一个演示实验,要求学生要掌握哪些基础知识、解决什么问题,应该突出哪些实验现象,重点示范什么操作,如何启发学生积极思维、得出结论等等,这样就要求教师在备课时仔细认真分析教材,全面考虑实验,只有这样,才能做到心中有数。学生也应明确实验的目的,以激发其观察实验,思考问题的积极性,抓住实验的主要现象和本质问题。中学生对化学实验有强烈的兴趣和好奇心,在观察实验时,很容易被新奇的现象所吸引,注意力集中到细枝末节上去了,忽视了主要牲,得到一些不完整的模糊表象。例如,讲化学变化做铁丝在氧气中燃烧的实验时,只注意到剧烈燃烧,火星四射,没有看到新物质的生成。一部分学生在观察实验时,只看热闹玩新鲜,不动脑筋去思考,实验完毕后没掌握应获得的化学知识,久而久之,学生的兴趣就只能是看“热闹”的程度了,不热闹时就不感兴趣了,这是不明确实验目的所造成的。所以,实验前和实验过程中,教师一定要引导学生明确为什么要做这个实验,应该观察什么,怎样观察等等,使学生带着问题观察,发挥主观能动性去寻找答案。
2 现象鲜明,生动直观
只有鲜明的实验现象,才能造成生动的直观,给学生以深刻的表象,是刺激学生大脑神经很重要的一环,可以激发他们学习和思考问题的主动性、积极性。因此,要求教师在保证演示实验的直观、生动上多下功夫,抓住时机,利用学生激动的情绪和获得鲜明的表象,通过启发引导,容易较顺利地完成认识上的飞跃。如做钠与水的反应时,用小刀切割钠,说明了什么?钠在水面上熔成了小球又说明了什么,加了酚酞的水变红了,是什么原因等等,学生就会将钠与水的反应从现象到本质,认识上比较深刻和完整。在将演示实验生动直观的同时,要切忌片面强调趣味性、魔术化,更要切忌走过场,不做或是简单做,由教师叙述代替。
3 效果可靠,保证成功
教师的演示实验,必须效果可靠,万无一失,保证成功。这就要求教师必须做到以下几点:
(1)课前预试:教师在备课时必须认真、细致,对每个演示实验的目的、意义、操作关键、注意事项等,必须掌握。即使是比较简单或很熟悉的演示实验,也必须认真预试,以免由于条件的改变或其它因素的变化,而使演示实验失败。所以,请老师们千万注意,不要因一时贪图省事,不做预试,草率从事,造成实验教学的失败。
(2)摆放有序,认真核对。教师应按照演示实验取用先后次序,放入专用的演示盒子内。在上课前教师还必须认真检查一下盒子内的仪器、药品等实验用品,是否齐全。看一看仪器、药品是否齐全,只有这样,才能确保实验的成功。
(3)有备无患:演示实验的用品,特别是那些容易损坏的仪器和容易发生意外的实验装置,教师在上课时,必须在课前准备双份,以便演示实验失败之后,可以即时进行更换。如果演示实验失败,教师必须及时找出原因,如果时间许可,应立即进行重做,否则在适当时间内给学生加以补做,决不许不做。教师要实事求是地对待失败,不可马虎从事。有些疑难实验,教师可以把实验中可能出现的困难,事先告诉学生。
4 实事求是,科学规范
在演示实验时,不可避免的会出现一些反常现象,此时,教师一定要实事求是,找出异常原因,给学生进行分析,这样,教师用科学的态度就会培养出学生科学的探究精神,如在讲铝热反应时,要做氧化铁与铝粉的反应实验,结果连续2次实验都失败了,是什么原因造成的呢?做不出现象来,学生会很失望,只能从反应物人手来进行分析,主要原因是氧化铁水分量大,要炒干才能有较好的效果,最后实验成功了,剧烈的现象让学生激动不已。本节教学效果相当好。这使我充分认识到,任何科学实验,都必须认真,来不得半点马虎,以培养学生的科学态度和科学精神,切忌弄虚作假,如做弱电解质导电实验时,为了较明显地让学生观察到灯泡发亮的实验,教师便在弱电解质溶液中加入少许强电解质,这是严重违反科学的,是实验教学中决不允许的。
5 掌握时间,确保安全
要完成一堂课的教学任务,各个环节必须扣紧,按计划在一定的时间内完成,如果演示实验用的时间长,势必影响下一个环节,所以一定要控制好节奏,与此同时,做实验时要确保安全,万无一失,要严格按照实验程序进行操作。
例如,加执或点燃可燃性气体一定要先检验其纯度,尤其是在检验氢气纯度时,用试管收集后,移向酒精灯后,听声音不纯,应当用大拇指捂住一会儿,切不可马上去收集,以免余火引发反应器爆炸,酿成事故。要结合实验对学生进行安全教育,讲清事故原因,以防学生畏惧实验,缩手缩脚。
6 启迪思维,培养能力
生动鲜明的现象只能给学生的生动、直观,而通过形象思维,抽象思维,抓住变化的本质,才能完成认识上的飞跃。为此,在演示过程中,要充分调动学生的多种感官和神经系统协同活动,为理解知识和发展智力创造良好的条件,实验后,教师要启发学生进行分析综合、抽象概括,自行得出结论,使学生不仅获得理性认识,还培养了思维能力,如在做完喷泉实验后,学生情绪高涨,此时教师应适时提出问题:为什么水能从低向高处流呢?为什么无色的水进入小花瓶会变成红色?还有哪些气体能做成喷泉实验呢?采用这种方式,学生的好奇心和积极的思考结合起来了,学生的思维能力得到较好的提升。
总之,教师要想上好演示实验课,必须在“钻研教材,多练技巧,多想办法,即时总结”上多下功夫,只有充分发挥实验在教学中的作用,才能较好地完成教学目标。
由于工科对学生动手能力要求的特殊性,对大学物理实验的教学提出了更高的要求。通过大学物理实验的学习,培养学生的动手能力和创新性思维。
大学物理演示实验是物理实验教学的一个非常重要环节,其中包含力热光电等70多个大学物理演示实验项目,这些实验项目与自然界中存在的实验现象,以及人类的生活环境是息息相关的。许多项目是利用物理学基本原理结合创造性思维设计制作出来的,集知识性和趣味性于一体,既有古老的经典演示实验,如高压静电、海市蜃楼等,又有融合多种现代科学技术的演示探索实验,如3d影视、超导磁悬浮等,能适应不同专业的学生对物理实验的不同要求。所开设的内容都是经过精心组织设计的,由小到大、由易到难,都能在本实验中激发学生学习物理的兴趣,培养创新意识和创新能力,适应新时代对人才发展的更高需求。
一、工科开设大学物理演示的重要性
物理实验是科学实验的基础,同时也体现了大多数科学实验的共性,在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。但是,对于不同专业、不同学科层次的学生不能一概而论,应掌握其自身特点,分别明确教学目标和任务。对于工科类学生,应侧重实验方法手段的探索,增强其应对实际问题的能力,积极培养他们的创新意识;对于理科类学生,应侧重实验理论方面的推导,逐渐培养其科学严谨的学习态度,同时也能增加他们的理论联系实际的能力;对于文科类及其他学科的学生,应侧重实验现象的感官认识,通过亲身感受丰富多彩的演示实验,促进唯物主义世界观的形成,增强科学实验的基础,培养务实、不浮躁的精神。
针对工科学生开设的大学物理实验,一共两个学期,每个学期8个实验,都非常经典、针对性很强,而且又是与大学物理课同步进行,使学生受益匪浅。实验教学更有利于学生创新能力和实验能力的培养。如何把创新教育渗透到物理实验教学中,最大程度上发挥物理实验教学的作用,很大程度上取决于工科物理实验教学内容的设计和安排,以及实验教学方法的选择,即取决于工科物理实验的教学模式。其中演示实验在工科物理教学中的地位是十分重要的,因为大学物理演示实验有着其他辅助教学手段不可替代的作用。首先一点就是直观性,通过演示实验,有利于帮助学生直观、形象地理解物理现象的变化规律,形成正确的物理概念,清晰地揭示物理规律,启发学生思维,激发学生学习科学的兴趣和求知欲望。其次,大学物理是一门自然科学,也就是与我们的生活息息相关的一门学科,而大学物理演示实验恰恰能够把物理学中经典的理论知识通过趣味性的演示实验展示给大家,做完演示实验后,能够使大脑非常积极地建立物理概念,领会物理思想,增加对物理世界的求知欲,探索精神。对工科学生开设物理实验,拓展物理学的科学普及功能,让工科学生学习一些与现代生活密切相关的物理学基本知识,感受大学物理学课本所讲授的理论知识的体现和延伸。了解物理学与社会发展的动态和密切关系,有利于更有效地提高学生的科学素质,在物理演示实验教学起到潜移默化的作用。
二、开展工科大学物理实验的教学方法
1.认真选择所要演示的实验项目
演示实验室内的项目大概有70多项,那么在一次实验课达到非常好的教学效果,有精心选择一些实验项目为重点演示讲解的,还有一些是一般讲解的,剩下的实验项目是由学生自己通过摸索、实践达到目的的。教师一定要时刻清楚自己所要表达的主题是什么,以一种什么样的讲解方式和演示方法是非常重要。不能在有限的时间内范范介绍,弄得学生眼花缭乱,使学生抓不住重点,达不到巩固或者建立正确物理图像的目的。选择一些典型的经典的实验详细讲解,而且能够引起绝大多数同学兴趣的实验,充分调动他们的好奇心,通过教师提问式的引导,学生能够更加清楚其中隐藏的物理概念,而且学生的思维得到了锻炼,对于他们认识世界、改造世界具有不可估量的益处,换句话说就是他们创新性思维的`发展起到非常重要的作用。
2.让学生成为学习的主体,提高学生的参与意识
兴趣是最好的老师,作为一名演示实验的老师要充分利用学生对物理现象的好奇心、神秘感,激发学生的学习兴趣和探究动机,充分调动他们的参与性,使学生能够用心思考,这是增强学生实践能力的关键环节。传统的演示实验都是教师操作、学生观察,学生是被动式学习,不利于学生思维的发展。让学生来做演示实验,使他们有了表演和参与的机会,学生可以自主选择实验项目,也有了发挥自己潜能的条件。学生的积极性被调动起来,教学的目的自然就达到了,而且事半功倍。
3.物理实验中有大量设计思想丰富的实验,在教师的引导中让学生去体会创新的思想,培育创新意识与潜能
让学生看到物理现象的同时,要合理地安排和引导学生,使他们对这个现象有一个合理的想象空间,让他们通过更多的思考,逐渐真正地理解和掌握其中的道理。当代的大学生应成为具备坚实的基础理论、较强的科学实验能力和创新精神的高素质人才。在演示实验中教师应该适当地提供一些相关科研领域的前沿问题,让他们感受到科技的发展与他们是密切相关的,这样能够使他们跟上时代的脉搏。在教学过程中发挥学生的主观能动性,让他们在物理实验中从现象到本质的认知过程中进行深入的体会,逐渐培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
4.改革传统的物理报告形式,建立多元实验考核方法
大学物理演示实验不同于传统的实验方法,所以在写实验报告的时候,就需要另辟蹊径,也就是不能按照原来的思维方式去写实验报告。为了更好地发挥演示实验的益处,要求学生写一个科普的小论文,这样进一步增加了他们的实验积极性,把他们的主动性建立起来,对于他们在学术上的进一步发展打下基础。学生选择实验项目,着重介绍实验装置、实验操作步骤、实验现象,重点要阐述实验现象的形成原理,这是在课堂上要完成的。课后学生再写一个科普小论文,充分发挥他们的想象力,使课堂上学到的知识在课后能够更加系统化、全面化。不断为学生创造平等、宽松的课堂教学氛围,培养学生的独立思考能力和创新意识。
三、实验教师的科学素质培养
实验教师是实验教学的主导者,是衡量教学质量好坏的关键。为适应培养创新型人才的需要,提高教师的业务水平是当务之急。实验任课教师必须亲自参加科学研究活动,只有亲自体验,才有可能在实验教学活动中找到最适合的教学方式,正确地引导学生对一个问题由浅入深的认识,启发学生进行探索性研究,对可能的影响因素做深入研究,而且通过参加教科研活动和到其他高校去学习等手段,不断吸收新知识,研究新问题,将现在最新的实验设计思想引入到实际教学过程中去。因此建立一支责任心强、业务水平高的物理实验技术人员队伍是非常关键和重要的。
四、总结
总之,工科学校开设大学物理演示实验课是适应培养跨世纪人才和素质教育的要求,也是适应现代化物理教学发展的要求。大学物理演示实验在人才的创新能力和科学素质培养中占有重要的地位,以后对大学物理演示实验进行改革,使之不断完善以适应更高的要求,不断地提高学生的综合素质。大学生已经具备了较高的抽象思维能力,受过普通教育训练,具有一些社会经验和独立思考的能力,能够向更高的思维层次上发展。在物理实验的教学中,学生是主体,是大学物理演示实验教学最终的体现者。作为一名合格的大学物理演示实验的老师,必须认真研究学生学习物理的认知规律,分析和考查学生已经具备物理的一些基本知识,使学生的认知和教学更好地结合起来,这样才能使大学物理演示实验达到最终的教学目的。
浅谈虚拟仿真实验在大学物理教学中的运用论文
摘要:
物理学是理工科类学生必修的一门重要的基础课程, 而大学物理实验是辅助大学物理教学的重要手段之一。基于传统物理实验不便于搬入课堂这一缺点, 讨论了虚拟仿真实验和传统课堂结合的可能性。基于matlab软件作为开发平台, 可以在课堂上以虚拟仿真实验为基础介绍大学物理理论, 使得枯燥的理论知识形象直观, 可以激发学生的学习兴趣, 从而提高大学物理课程的教学质量。
关键词:
大学物理; 虚拟仿真; 物理实验;
物理学的基本理论渗透在自然科学各个领域, 应用于生产技术的许多部门, 是其他自然科学和工程技术的基础[1]。物理学不仅仅是一门自然科学, 也是一门实验科学, 这就要求物理学要以实验为依据, 同时也要接受实验的检验[2]。物理实验能够直观形象的展示物理现象和物理规律, 是辅助教学的重要手段, 对于大学物理的理论教学具有重要的意义。
但是传统的物理实验由于受到实验空间和实验仪器设备等教学资源的限制, 不适合搬入到理论课堂中。随着计算机网络技术的普及和发展, 虚拟仿真技术已经被广泛应用于各种实验教学中[3], 现在各个高校的多媒体教学方式的普及, 将虚拟仿真实验引入到理论教学中, 不仅能激发学生的好奇心和求知欲, 还能提高学生的自主创新能力和学习的能动性。
1 虚拟仿真实验概述
大学物理虚拟仿真实验是选取了一个物理系统或者抽象系统的一些特性, 再使用另外一种方法来表现它们的特性的过程[4]。
随着计算机技术的发展, 现在有很多的.软件可以实现虚拟仿真实验的设计, 例如matlab软件, 可以实现很多光学现象等的虚拟仿真;lab―view软件功能比较强大, 在虚拟仪器构建方面能力较强, 主要被应用在物理虚拟设备方面;或者采用flash技术或者3d max技术[5], 都具有较强的人机互动性能。特别是flash技术, 可以采用ie的内嵌技术使得flash发布的相关作品可以直接通过网络进行播放, 实现物理实验的一些动画设计。其中matlab软件功能最为强大, 它不仅仅可以用来处理一些图像, 对于数据处理方面的表现也非常好, 是各大高校使用率较高的软件之一, 所以这里以matlab软件为例, 介绍大学物理中虚拟仿真做实验的制作方法。
由于物理理论各个部分特点不同, 所以在使用演示实验配合大学物理教学过程中, 也应该根据工具软件的特点, 制作出相应的虚拟仿真实验, 保证仿真实验能够在大学物理理论教学过程中能有较好的效果。
2 matlab制作仿真软件
matlab软件是由美国math works公司推出的一套具备高性能的数值计算和可视化软件。由于matlab可以将矩阵运算、图形显示、信号处理以及数值分析集于一体, 构造出的用户环境使用方便、界面友好, 因此matlab受到众多科研工作者的欢迎[6]。
2。1 衍射仿真实验
以大学物理中波动光学的内容为例, 基于各种衍射现象的理论, 借助惠更斯―菲涅尔原理, 使用matlab软件, 并且基于该软件内嵌的gui技术, 设计出的夫琅禾费衍射仿真系统界面如图1所示。在仿真系统中, 学生可以根据需要先选择衍射类型, 然后输入合适的参数, 最后点击执行仿真按钮, 即可查看需要的衍射结果。
例如在上图中选择矩孔衍射, 输入各个参数的具体数值, 最后点击执行仿真按钮, 宽度和长度均为0。5mm的矩孔仿真结果。
2。2 振动系统仿真实验
若以大学物理中振动波动的内容为例, 基于各种情况下的多振动合成理论, 使用同样的方法, 也可以设计出基于gui的振动合成系统, 设计好的振动合成系统界面。
用户可以根据需要选择待合成振动的数目和合成模式, 再输入分振动的各个参数, 如果输入有误, 还可以通过点击数据清空按钮重新输入, 若无误, 可直接点击合成按钮。
若选择合振动个数3个, 模式为同方向, 再分别输入三路振动参数如图3所示, 最后点击合成按钮, 合成结果如图4所示。
3 课堂上使用仿真实验系统
使用各种软件设计好了虚拟仿真实验系统以后, 利用各大高校已经建设好的多媒体教学设备, 可以将matlab设计好的各种仿真实验系统移植到课堂教学的计算机中, 由讲授教师在课堂中操作, 并在授课的同时, 演示给学生, 可以大大激发学生在课堂上的学习积极性。学生边学习物理理论知识, 边在仿真实验现象的基础上, 使用学习到的理论去分析该现象的产生原因和产生过程, 提高学生的创造性思维能力和实践动手能力。除此之外, 还可以由学生按自己的想法修改仿真实验的一些数据, 自行总结出条件改变之后, 仿真实验结果的改变规律。
也可以将虚拟仿真实验系统通过在线教学的模式上传至相应的教学网站, 由学生在课前预习, 或者课后复习的时候自行操作。
4 结语
物理学是一门实验科学, 大学物理的理论教学是离不开物理实验教学的, 所以物理的演示教学在课堂教学中也是必不可少的重要手段, 通过课堂的演示实验, 可以使具体的物理理论形象化, 枯燥的课堂气氛活跃化。但是基于传统物理实验的一些局限性, 使用虚拟仿真实验代替传统实验是非常有效的一个手段。它既可以帮助学生理解和掌握物理的理论知识, 还可以提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。
可以看出, 使用matlab软件作为仿真平台, 基于gui技术设计出的大学物理虚拟仿真实验, 可以在课堂上利用现代化多媒体教学技术, 形象生动直观的给学生们展示出各种不同的物理现象, 使得不具备matlab技术的学生也可以轻松掌握, 并可将理论和实际现象结合起来, 激发学生的学习兴趣, 达到加深理解的目的。
参考文献
[1]麻华丽, 霍瑞娜, 曾凡光。提高《大学物理》教学质量探讨[j]。管理工程师, (1) :68―70。
[2]王金玉, 赵言诚, 孙秋华, 等。浅谈演示实验在大学物理教学中的作用[j]。教育教学论坛, (5) :208―209。
[3]肖瑞, 刘敏。大学物理演示实验室的扩大建设与管理[j]。实验室科学, 2018 (2) :184―186。
[4]刘丹, 张进, 于晓燕, 等。大学物理实验中仿真实验研究[j]。贵阳学院学报 (自然科学版) , (4) :15―22。
[5]武艳玲。基于flash技术的虚拟近代物理实验研究[j]。西安文理学院学报 (自然科学版) , 2018 (4) :21―24。
[6]尹君驰, 刘克毅。基于matlab的pid控制系统参数调节[j]。电子测试, (3) :98―99, 114。
实验模块在微观经济学教学中的应用论文
一、实验经济学概述
1.实验经济学的定义
所谓实验经济学,是指将某一特定经济现象置于可控的实验环境下,通过观察实验者行为和分析实验结果,来检验和完善相关经济理论,并为决策提供依据的一门学科。
长期以来,许多人认为经济学理论难以像工程科学那样,可以通过实验来予以验证。然而,20世纪40年代末,哈佛大学经济学家张伯伦首次尝试了经济学的课堂实验,这是经济学诞生后的第一个经济学实验,其实验的内容是为了验证市场的不完全性。美国亚利桑那大学弗农?史密斯教授当时作为课堂上的学生之一,受到很大的启发,敏锐觉察到实验经济理论的作用,从此他对经济学的实验方法产生了浓厚的兴趣,逐渐开始进行市场实验的研究,他非常关注经济学研究的实验方法。之后,为了对市场竞争的均衡理论进行验证,他用了6年时间在亚利桑那大学对这一理论进行了经济学实验。1962年弗农?史密斯教授“竞争市场行为的实验研究”一文在《政治经济学》杂志公开发表,这篇文章对市场竞争均衡理论的实验过程进行了总结,也是对经济学研究实验方法的总结,具有划时代的意义,标志着实验经济学的诞生。
2.实验经济学的发展
20世纪70年代以来,经济学理论不断丰富、发展和完善。行为主义、合理预期等新的经济学流派的诞生,为经济学实验的进一步发展提供了坚实的理论依据和科学的凯发k8国际手机app下载的技术支持。特别是计算机的广泛运用使得经济学实验成为可能,通过计算机操作可以把复杂的经济学问题模拟化、简单化。随后,美国很多大学把实验经济学引入经济学教学,实验经济学逐渐发展起来。当然,早期的实验经济学研究主要是关注市场理论和博弈理论,研究范围有一定的局限性,进行经济学实验也主要是对这两种理论进行验证。如今,实验方法越来越广泛应用于微观经济学的诸多经济领域,许多经济学研究要通过经济学实验来完成,实验经济学创始人弗农?史密斯教授于获得了诺贝尔经济学奖,这标志着实验经济学已经成为经济学的一个独立的学科,且已经成为主流经济学之一。
与国外相比,国内经济学实验教育、教学的研究起步较晚。中国第一家用诺贝尔经济学奖得主名字命名的经济管理实验研究基地--南开大学泽尔滕实验室于11月成立;浙江大学经济学院于进行经济学实验教学探索,并创建了经济学实验室,实验室的建立为经济学教学和科研提供了全新的方法和思路。参与人通过联网的计算机来完成所有的决策行为,其实验研究的内容包括市场实验、博弈论实验和个人选择三种类型,尤其在证券市场实验方面已经取得了一定的成果。本文拟对实验经济学的理念与微观经济学的模块式教学相结合的问题作一些初步探讨,以求教于大方。
二、微观经济学实验模块的构建
1.模块式教学的定义
“模块”,一般是指具有标准尺寸的家具部件、建筑部件,或是指计算机的硬件或程序的组件。在我国,模块式教学一般称之为“模块式教学法”,是一种较为先进的培训模式。这里“模块”指的是由教学内容所组成的各个不同的知识单元,它反映了教学内容、学习内容,既不相同而又彼此相互关联的知识内涵。模块教学是指围绕特定主题或内容的教学活动的组合,即由若干相互联系又相对独立的教学单元(模块)组成的动态的教学过程,模块贯穿教学过程的始终。通过模块式教学把不同或相同学科的具有同类知识点的内容组合成能力模块与知识模块,使其整体功能大于部分之和。
模块教学是近年来兴起的一种新的教学形式,它以提高学生具体能力和素质为目标,在教学方法上强调知识能力的.统一,在学习方法上强调知识和行为的统一。因此,合理的、有目的、有计划、有内容、有程序地安排多种模块进行模块教学至关重要。
2.微观经济学实验模块的构建
近年来,实验经济学的产生和发展,为经济学教学和研究引入了一种全新的思路。微观经济学是一门理论性很强又比较抽象的课程,通过实验教学将枯燥的理论和实际操作有机地结合起来,打破了以讲授为主的单一的传统教学模式,赋予微观经济学教学以全新的方式,使微观经济学理论生动化、具体化和形象化。但在教学中如何发挥微观经济学实验的效能,在实验中激发学生的科学思维和创新思维是经济学实验教学应当面对和实现的目标。
微观经济学包括均衡价格理论、消费者行为理论、生产理论、成本理论、分配理论、一般均衡理论与微观经济政策等内容。在实验中,具体的实施步骤是依据微观经济学实验教学体系,将整个课程体系按照不同的目的和要求,分割成不同的模块,模块之间是相对独立的。具体可以将实验的内容分为三个模块:基础模块、研究模块和综合模块,三者各不相同而又紧密相连。通过这些模块的学习,夯实了学生的经济学基础,提升了学生的创新能力,使微观经济学实验更全面和系统。
(1)基础型实验模块。基础型实验模块是为了对所探讨的理论进行检验所设置的实验。学生根据实验指导书中的要求进行操作,通过计算机软件模拟或学生间角色扮演,详细观察、认真记录实验数据,按照教学大纲的要求对实验结果的各项数据进行整理、分析并写出实验报告。如微观经济学的消费者行为、市场的供给和需求等理论适合验证性的实验方式。实验完成后,学生主要有三个直接收获:验证所学习的经济理论知识;掌握与微观经济学实验有关的计算机软件的使用方法;学会如何观察、记录实验数据,掌握分析和处理实验数据的方法,撰写合格、高水平的经济学实验报告。学生通过基础性实验模块对基本理论进行验证,体验了科学研究的过程,在实验过程中也能得到辩证唯物主义的思维方法,训练了学生严谨求实的科学作风。
(2)研究型实验模块。研究型实验又称设计型实验、探索型实验。由学生在一定的实验条件下,按照实验大纲、实验目的的要求,自行设计实验方案,并依照设计的方案自主开展的实验。相比较其他两种模块,研究型实验是一种高层次的实验,更注重创新性,旨在发现实验对象的本质特征及其发展变化的规律。研究型实验教师可根据学生的特点来进行实验设计,利用经济学实验平台,可发现人才,在对少数拔尖学生夯实基础的同时,发挥学生的主体作用,培养学生勇于探索和创新能力。这个模块的实验可以与大学生各种创新、创意大赛结合,培养大学生的竞争意识。如对微观经济学有些不完善或有争议的理论,可考虑让少数学生进行探究性实验。
(3)综合型实验模块。一般而言,综合型实验是建立在基础型实验的基础上,由多个实验组成,其内容涉及与本课程内容相关的或与本学科的综合理论知识相关的实验。综合型实验通常是由有一定内在联系的实验组成,实验的重点在于进一步了解和理解经济学理论的内在联系。综合型实验比较适合有一定的经济学基础理论、经济学基础实验之后的学生。综合型实验模块的重点放在展示经济学知识的内在联系上,目的是让学生通过实验找出经济学的规律,使其对经济学理论的认识得以提升。如微观经济学中市场结构这部分内容涉及市场的供给需求、生产者的成本收益等相关内容,因此,这部分内容选择综合型实验更好,有利于升华学生所学的知识和理论。
3.微观经济学实验模块的运用应注意的问题
实验模块的构建使得微观经济学实验更加系统化、全面化和多样化。但在具体实施中还需要注意以下问题:(1)实验教学不同于理论教学,但又不能脱离理论教学,它是以理论教学为基础的教学模式,微观经济学实验模块的运用同样如此。经济学实验作为一种教学工具或教学手段,与课堂教学是相互渗透、互为补充的关系。教学手段的多样化会使教学内容立体化、形象化,教学内容的充实、丰富也会使教学手段进一步更新和拓展,因此经济学实验教学必须与教学内容相互补充、相互协调。例如,学生在了解供给需求理论的基础上,通过基础型实验模块对市场机制的调节过程进行模拟验证,可以进一步加深其对这一理论的认识。(2)实验模块之间并非孤立,它们之间是相互联系的,从内容上由浅渐深,从实验的形式上由简单到复杂。基础型模块是基础,综合型模块是验证型模块的提升,设计型模块更注重培养学生的创新和实践能力。在实践中可以根据学生年级、个性、能力等选择不同的模块。(3)不同的微观经济学实验模块,其要求和要达到的目标不同,实验结果的考核也不同,因此必须编写、制定实验模块大纲,实验中严格按照实验大纲的要求实施,按照相应的标准对学生进行实验考核。
三、微观经济学实验模块教学的意义
1.丰富了教学方法,改革了教学手段
教学方法是为了实现教学目标,完成一定的教学目的。在教学过程中所采取的教学手段、教学方式,是以实现教学任务为目的、由教师与学生通过互动共同学习、认识和实践的方法体系。教学方法可分为三类:1)教师在课堂上通过语言表达向学生直接传授理论知识,如讲授法、案例法、问答法、讨论法等;2)教师借助于外部环境指导学生通过感性认识获得知识和技能,如实验法、实习法、参观法、演示法等;3)教师指导学生独立学习、培养学生独立学习的能力,如练习法、自学法等。目前,微观经济学类课程的教学方法主要是第一类。通过“以微观经济学基本知识为基础内容,以创新能力培养为中心内容”实验模块的构建与实施,将有力地促进第二、第三类教学方法的高效运行。
2.有利于培养学生的综合竞争能力
这种模块式教学要求教学对象只有掌握比较系统、全面的基础理论知识,才能很好地完成各个模块的实验。在理解和掌握了基础理论后,学生往往会通过实验去探索、验证其感兴趣的问题,这一过程大大提高了学生的学习兴趣。微观经济学实验模块的构建与实施,特别是研究型实验模块,实际是开发了课程的研究性教学内容,一改传统的灌输教学长于培养学生知识储备能力的模式,重点在于培养学生运用基础知识、基本理论分析问题、研究问题的能力。由于微观经济学实验是从实验参与人的行为模式入手,通过对实验中经济人行为过程的观察和总结,构造微观市场理论的动态部分。因此,无论选择哪个实验模块,实验经济学的方法如模拟和仿真、比较与评估等都要有选择地运用,才能有助于培养学生良好的实验技能,充分调动学生的学习主动性和创造性,进而提升学生的自主创新能力和综合竞争能力。
3.提升了教师的教学科研能力
在实验模块这种双主体的教学结构中,教师重在组织实验教学、指导学生实验;学生则侧重于实验的参与,只有双方分工明确、相互配合才能达到实验教学的目的。模块式教学要求任课教师既可以对现有经济学的理论进行解读和评述,又要及时了解微观经济学的理论前沿,为学生组织和设计新的实验方案。例如关于垄断竞争这一理论,三种实验模块都可以进行。可以让同一班级学生同时选择相同的实验模块,也可以根据学生层次、理解力、个性的不同,分别选择不同的模块进行实验。这就要求教师既要熟悉不同实验模块的要求,又要全面了解学生,更重要的是对不同学生进行分门别类地指导。在微观经济学实验教学中不同的实验模块,其实验计划、实验方案、实验程序是不同的。因此,微观经济学实验模块教学对任课教师提出了更高的要求,教师需要不断提高自身的综合素质。
初中化学教学中趣味性实验的应用论文
摘要:初中化学教学中实验教学占据很大的比重,对于增强学生对化学知识的理解、提高化学学习效率有很大的帮助。趣味性实验教学是从初中化学教学出发,积极响应教学创新改革和提高素质教育成效的要求而逐步发展起来的一种全新的化学实验教学模式。在趣味性的实验教学运用过程中,学生能够逐步提升对化学学习的兴趣,在实践中获得长足进步,有效提升化学知识和能力。
关键词:初中;化学教学;趣味性实验;运用策略
实验在初中化学教学中具有重要作用,同时也是化学教学的重要组成部分。实验教学的开展能够增强学生对化学知识的理解和掌握程度,提高学生的学习效率,而趣味性的初中化学实验教学是从初中化学的实际出发,适应教学改革和新课标改革的潮流,逐步形成的一种创新性的实验教学模式,充分运用趣味性实验,能够极大地促进初中化学教学水平的提升和学生化学知识能力的全面提高。
一、课前设计趣味性实验,培养学生创新力
初中化学教学中的趣味性实验教学是实验教学的一次重要创新,趣味性实验教学的目标是不断开发学生的知识体系,运用创新、有趣的实验设计,为学生营造一个轻松愉悦的氛围,为学生学习效率的提升创造一个良好的条件,进而促使学生不断地总结经验和进行自主探究,并逐步找到属于自己的化学实验学习途径。趣味性的化学实验设计能够有效提高学生的学习兴趣,激发学生的学习积极性,从而使学生能够积极主动地投入化学实验学习中。为了更好提高学生的实验创新能力,增强趣味性教学的有效性,教师需要从实际出发,进行趣味性实验设计的优化,采用灵活多样的实验设计手段,提高化学实验教学的趣味性和有效性,为学生高效率地开展化学实验学习奠定良好的基础。例如,教师在为学生讲解浓盐酸和浓盐水相遇,会产生固体形状的氯化氨时,往往会采用传统的两棒相遇会产生白色烟雾的实验,但是这样的实验设计不满足趣味性实验教学的要求,也不能激发学生的学习兴趣。因此,教师可以将实验设计进行创新。改进的实验可以有以下几个步骤:首先找到一块硬海绵和一段松枝,并将这些材料放在浓盐酸培养皿中。另外准备一个烧杯,在里面加入浓盐水,而且尽量保证烧杯的杯壁是湿润的。将所有的资料准备完成后,就可以将烧杯倒扣在培养皿中,将来教师和学生就可以一起观察现象。这样的实验得到的现象是雪中雾凇的景象,当雾气散去,松枝上会留有白色的固体颗粒,也就是氯化氨。这样的化学实验设计十分具有新意和趣味性,能够培养学生的`创新能力,同时也能够引导学生进行动手操作,提高化学实验教学效果。
二、课中注重趣味性实验的探究性
初中化学教学中的趣味性实验教学目的并不仅仅是要让学生懂得实验的演示和操作方法,而更为重要的是用这样的教学模式提高学生的思维能力和学习水平。因为良好的实验教学模式不应该局限在单纯的操作上,而是应该运用归纳性、研究性、引导性的学习方式,结合多元化的化学实验教学手段激发学生的学习兴趣和积极性。在趣味性实验教学开始时,教师可以提出问题让学生自主探究,这样能够增强实验教学的目的性,也能够帮助学生有计划地进行学习,让学生带着问题去进行实验操作,就会更加具有针对性,学生对化学知识的掌握程度也会逐步提升。
三、课后优化实验教学评价体系
初中化学实验的课堂是学生初步学习的过程,学生在实验过程中的所见所得所闻是学生的短时记忆,为了有效提升实验效果,要求学生坚持课后复习,有效巩固实践课堂上学习到的内容。趣味性化学实验教学模式的实施过程中,容易使学生只在课堂学习中具有积极性和兴趣。对此初中化学实验教师需要做好课后工作,对趣味性实验教学评价体系进行不断的优化。第一,教师要根据趣味性实验教学内容为学生布置实验作业。课后作业是帮助学生巩固知识的重要手段,而化学实验作业能够引导学生将基础化学知识进行灵活的运用,从而有效地解决问题。学生在完成作业的时候,不应该只是将重点放在教材知识上,还要对课堂上教师提出的问题和知识进行复习,不断查漏补缺,提高学习成效。第二,对趣味性实验教学评价体系进行完善和优化。教师在评判学生实验学习的成效时不能够局限于考试的分数,也不能单纯依靠评价学生的技艺水平和模仿能力。教师需要仔细观察学生的学习过程,最好是让学生单独进行实验或者是自己进行实验的创新,从学生的实际操作过程中,对学生进行全面评价,这样也能够更好地进行趣味性实验教学。总之,趣味性实验教学是初中化学教学的一次创新探索,也符合素质教育和新课程改革的要求,为学生化学知识学习水平的提升和初中化学实验教学质量的提高创造了良好的条件。但实际教学中教师要从实验教学的实际情况出发,灵活多样地运用趣味性实验教学,采用科学的教学手段,在不同的教学环节对学生的化学实验能力进行培养,激发学生对实验学习的兴趣和动力。
参考文献:
[1]王文娟.初中化学教学中的趣味性试验教学[j].初中教学研究,,26(09):82―83.
[2]江丽文.初中化学实验教学中的趣味实验教学探究[j].实验与探究,2014,35(18):72―73.
应用型转型下大学物理实验仿真教学论文
摘要:大学物理实验课程是高等学校理工科各专业学生重要的通识性必修基础课,在教学过程中,存在着教学模式单一、教学效果不佳等问题。近年来,随着越来越多的高校进行应用型转型,积极探索新的大学物理教学模式或是进行教学内容的改革成为研究热点。本文从必要性与可行性角度对利用仿真手段对物理实验教学模式进行改革作了详细分析。
关键词:大学物理实验;仿真教学;必要性;可行性
大学物理学本质上是一门实验科学。大学物理实验是科学实验的先驱,体现了大多数科学实验的共性,在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。《大学物理实验》课程是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程,是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。大学物理实验课覆盖面广,具有丰富的实验思想、方法、手段,同时能提供综合性很强的基本实验技能训练,是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。随着越来越多的高校进行应用型转型,传统的物理教学方法已经无法满足不断改革的人才培养,特别是民办高校的物理等基础教学,受到极大的教改冲击。同时由于计算机技术的发展,很多理论课程都引入了多媒体教学等先进的教学手段,在实验课教学上使用计算机仿真技术也在被各所学校积极的尝试。本文着重从必要性和可行性两个角度对在我校开展大学物理实验仿真教学做出阐述和分析。
1开展大学物理实验仿真教学的必要性
1.1传统的教学方法的局限性
传统的大学物理实验课教学方式仍然停留在老师先讲解实验原来、实验步骤并为学生做示范,然后学生再自己做。学生只能被动地接受老师的灌输的实验原理和知识,学生独立思考的时间少。其一、实验时间太少。特别是对于民办高校的学生,几乎一个实验做完了还不知道实验数据为什么是这样。对实验原理一知半解,更谈不上对数据的处理。原因是,虽然一次物理实验需要3到4个课时,但讲解占了几乎一半的时间,学生实际动手时间很短,又加上实验场地和条件的限制,很多同学只在实验室做一遍教学要求的实验,没有机会对有疑惑的实验进行多次反复验证。所以传统的物理实验教学效果一直也无法真正的提高到一个新的高度。其二、实验预习和复习的效果差。在传统的物理实验课上课之前,让学生预习,学生只能从课本的理论知识大概知道要上的实验课是什么内容,很多实验仪器如果不亲自动手实验,根本无法明白是什么意思。这样给正式上物理实验课增加了难度。其三、实验的结果无法延伸到实际的应用。几乎所有的物理实验实际上是对实际的生产生活有很大的意义的,但是由于实验课上都一知半解,更别说做完实验后将实验的结果和原理应用到实际的项目中,完全无法真正的延续物理知识和实验带给我们的正真意义。这样的学习效果只是为了敷衍所开的课程而已。
1.2学生对实验课重视程度不够
基于传统实验的各种弊端,回到学生个体来看,会使学生对物理实验课不够重视,特别是在应用型转型背景下的民办高校的学生,一是学生本身的物理理论基础较差,无法与重点高校的学生相比,二是在民办高校的转型下,学生越来越不重视基础课程的学习和积累,认为对以后找工作没有用。实际上,因为传统物理实验和各类基础课程的改革必须要跟上人才培养的步伐,否则学生的重视程度会越来越低。学生往往忽视了物理实验的原理和结论等是可以应用到实际的项目中,没有将所学的知识进行升华,必然导致不重视的结果。
1.3实验仪器损坏较严重
物理实验仪器的损坏率也是居高校各类实验之首,比如三棱镜,几乎没学期要损坏一半以上,对实验室的管理和经费开销带来一定的难度。导致仪器损坏严重的原因其一,对实验不熟,一开始进实验室就要进行实际操作,对于基础较差的同学而言确实很难,所以容易损坏。其二,大学物理实验大多数采用传统测量,比如杨氏模量的测量,使用场地大,其测量用到的分光计又属于易碎的光学器件,学生操作起来如果不够细心则容易损坏。
1.4物理实验课时一度被压缩
在应用型转型下背景,各高校特别是民办高校则纷纷进行教学大纲修改,将大多数学时趋向于专业课的课程实践方面,基础课如大学物理、高等数学等学时被大量压缩,那么物理实验的改革必然要符合应用型转型的要求,怎样即能在有限的实际实验课时少的情况下又能让学生充分的掌握所学的知识,则大学物理的仿真实验成为适应教学改革的必然。
2开展物理实验仿真教学的可行性
终上所述,在应用型转型的背景下,完全依靠传统的.物理实验教学方式无法满足学生和转型的要求,而大学物理实验的仿真教学成为必然。可以有效的解决以下几个方面的问题:其一、不限制时间,充分利用学生的自由课余时间进行预习、复习和相关的延伸学习,解决了实验条件受限,实验场地不足的问题。其二、由于进行了预习,则实践操作的学时可以大大缩短,学生熟练操作,满足学时少但学习量并不少的问题。其三、减少实验仪器的损坏,由于有预习,则操作时更胸有成竹,实验仪器的使用方法和性能已经熟悉,则能大大的降低实验的损坏率,节约资金。其四、由于不受时间限制,又可以随时复习相关内容,学生可以进行延伸学习,提高了大部分学生的积极性和兴趣,有利于教学效果的提高。在大学物理实验教学的可行性方面主要有以下几点:
2.1有成果经验可借鉴
很多高校包括大部分重点高校,都在进行大学物理实验仿真教学的研究和改革,特别是在翻转课堂、微课等多媒体教学水平发展的前提下,更多的需要学生在课前课后的自主时间学习,那么仿真实验教学必不可少。同类型高校中也有部分开设了大学物理仿真实验,借鉴其它教学方法和成果,可以加快大学物理实验仿真教学的进度。
2.2有较成熟的物理实验仿真软件
随着计算机技术的发展,现目前在教学仿真的软件开发方面,已经有很多教仪公司专门针对各类型的高校课程的实验进行仿真软件的开发,已经有部分高校在大学物理实验仿真软件上进行了使用,所以有较为成熟的仿真软件可以购买使用,建立仿真实验室也有经验可循。
2.3具备自行开发仿真实验的技术条件
我校的计算机方向的专业教师,具有软件开发方面的能力,打多来自公司,有软件开发方面的实践经验,在大学物理仿真实验室的建立上能起到一定作用,同时在后期的维护中也可以节省费用自己维护和升级软件等。可以专门针对教学中的仿真软件建立教研团队,这样既满足了学校各类型课程仿真实验的需求,同时也提高了开发软件团队的科研水平,提高了申请各类项目的能力,也加强了教师自身的教研科研能力。
2.4基本教学模式
将仿真实验预习、复习以及在实验室的实际操作的分数综合为期末大学物理实验成绩,还可以将提高能力的综合性实验仿真学习的成绩计入期末总成绩,其基本教学模式如图1所示。
3结论
综上所述,在应用型转型的背景下,特别是民办高校的大学物理实验课程的改革是必须符合转型的特点,满足现目前推行的翻转课堂的教学方式。有利于学生的兴趣的提高和大学物理实验仪器的投资。在我校开展物理实验仿真教学是非常有必要,并且也具备前期条件的。该体系一旦构建成功,可以作为应用型转型下各类工科学生在大学物理实验前预习、复习和延伸学习的一种方法,同时也能起到为其他课程的改革提供一定的参考作用。
参考文献
[1]张林等.大学物理仿真实验教学的探索与实践[j].广西物理,,33(4):50-52.
[2]张小真等.大学物理仿真实验教学实践与体会[j].教育教学论坛,,12(49):262-263.
[3]董海宽,费英.大学物理仿真实验教学探讨[j].渤海大学学报(自然科学版),,29(1):80-82.
[4]宁锌.大学物理仿真实验在教学实践中的应用[j].大学物理实验,2012,25(3):110-111.
浅谈大学物理实验教学中多媒体的应用
二十一世纪是知识经济时代,信息技术得到广泛应用,多媒体作为信息技术在大学物理教学中已经有了普遍应用,并且取得了很好的效果,但多媒体技术在物理实验教学中却应用甚少,这种只是注重用传统手段进行物理实验教学显然已经不能适应当今社会的要求,必须进行必要的改革,使多媒体技术在大学物理实验教学中恰当地应用,提高教学效果,为培养新世纪的'科技应用型人才做出贡献.
作 者:刘海涛 作者单位:山东农业大学信息学院,山东,泰安,271000 刊 名:科技致富向导 英文刊名:keji zhifu xiangdao 年,卷(期): “”(6) 分类号:g64 关键词:物理实验 教学改革 多媒体摘要:伴随“卓越计划”的实施,分专业进行工程教育认证也随之开始.物理实验作为理工科一门重要的基础实验课程,也应该不断提高学生实验素养,为专业认证服务.本文通过对工程教育和卓越计划的异同点分析,结合本校自身办学特点,提出分类实验教学方法,并在实践教学得到了良好的反馈.该方法不但能够明显提高教学实验效率,同时对于其他公共课程教学也具有借鉴价值.
关键词:工程教育认证;物理实验;分类教学
随着我国产业升级,从事制造业的大中专以上人数比例亟需提高,预计将会由2010年的9.8%提高到2020年的20%,然而美国在2006年便达到30%,因此教育部2010年在天津大学启动以提高学生能力为重点的“卓越计划”.教育部从2015年开始分专业组织“卓越计划”实施工作评估,同步完成卓越计划工作评价和工程教育专业认证,将通过工程教育认证作为卓越计划实施工作评价的基本要求[1].
1问题的提出
《大学物理实验》是机械、化工、土木等诸多工科专业课程中的一门重要基础实验课程,在工程教育体系有着举足轻重的作用.自2015年“卓越计划”启动以来,关于物理实验的教学改革也随之开展起来,在工程教育认证的形势下,该课程又该如何为专业教学改革服务,则成了一个十分重要的课题.
2卓越计划工作评价和工程教育专业认证特点分析
[2]大学物理实验课程教学是整个专业教学其中的.一环,囊括了众多专业,也无法以某个专业的评价和认证标准来衡量该课程.由表1可得,专业认证和卓越计划均是以提高学生实践能力为重点,均有自己的评价标准.专业认证针对全体学生进行评价,卓越计划对部分学生负责,因而实验教学环节中如何实施分类教学便是重要的研究内容.
目前关于分类教学的方法有诸多研究,比如四、三、二、一”模式、ahp评价法、s-p评价法、考核量化法以及香港、国外等等教学方法[3~12],考虑高校均存在特有的生源特征和办学特色,结合本校实际情况进行分析便必不可少.
3.1问卷调查
随机抽选了我校2015届150名学生做了调查,把得到的结果制成了表2.由表2可以得到:(1)个体实验能力差距很大.由于不同的地区、不同的学校在经济、教育方面不同,有的学生受过正规训练,有的学生没做过任何实验.(2)认知态度不同.在中学评价体系中,学习成绩占有很大权重,大部分学生认为物理实验课仅是大学物理的附属课程.(3)对教学方法仍然希望走教师讲解—教师演示—学生重复的流程.由分析可以得出提高教学质量,分类教学是必不可少的.3.1教学内容分类演示实验、基础实验、综合设计实验和选修实验相结合.打破传统力、热、光、电、磁模块教学,根据教学大纲要求,结合工程教育认证的通用标准,把实验内容分为基础实验、综合设计性实验和选修实验.设置物理趣味演示实验室和走廊演示实验板,内容均为最新科技成果.演示实验室为全体学生开放,有专人指导和讲解.选修实验主要是以教师研究项目为出发点,结合学生学习兴趣,发挥教师和学生的优势,对相关领域的前沿问题和热点问题进行展开和讨论.
3.2教学方法分类因材施教
我校理工科学生生源主要由普招班、对口单招班和卓越工程师班组成,其知识水平和接受知识能力为卓越工程师班最好,普招班其次,单招班最后.在现有的实验条件下最大限度满足不同群体的教学质量,设计了新的教学思路;第一,建立了演示实验室、多媒体实验室、基础实验室、综合设计实验室以及网络学习的平台.针对不同的教学群体,难度不同的实验,采取相对应的教学方法.如利用光电效应测普朗克常量实验.知识量大,逻辑性比较强,要求单招班课前在网络平台进行学习模拟,课上还会在多媒体实验室进行学习,完成后才可实验.普招办要求网络学习模拟,不必多媒体实验室演示.卓越班按规定写完预习报告即可.第二,教学课堂上侧重点分层,对于单招班,讲授实验知识较多,按要求认真完成实验即可.对于普招班,必须对实验原理、具体操作完全掌握.对于卓越班,横向和纵向扩展知识以及在课堂对部分报修的实验仪器进行学习和研究.第三,以新的实验器材设计和新的方法引入物理量测量为基础全校物理实验创新设计大赛,每年举办一次,可供动手实验能力较强的学生选择.
3.3评价体系分类
众所周知,考核不仅是检查和评价教学效果的重要手段,而且对教学活动有明显导向作用.学生成绩由预习、实验操作、实验报告和创新能力共4部分组成,不同的班级所占权重不同.单招班所占比例为20%,30%,50%,0%.普通班所占比例为20%,30%,30%,20%.卓越班所占比例为0%,30%,50%,20%.
3.4教学成果反馈
在全校理工科专业中选取了化学工程与工艺专业、地质工程专业、机械设计及其自动化专业、测绘工程专业、土木工程专业、采矿工程专业、安全工程专业进行实验教学改革实践.期末考试成绩如表3和表4所示.由表3和表4可以看出,实验组班级的成绩,分布在优和良的百分比均高于对照组,在平时实验课程中,任课教师反馈实验组的学生学习兴趣和班级学习氛围,明显强于对照组.试点专业的相关学院教师反馈此教学改革对学生参加国家、省级和校级的各类创新设计比赛项目,均有明显的帮助促进作用.表4中,实验组和非实验组的单招班所处在及格和不及格的百分比明显高于其他班级,分析主要是班级基础知识薄弱组成,今后应更注重基础知识教学.表3和表4没有体现出学生个体差异化教学,如何在现有的条件下,尽可能满足不同个体的教学,是否有必要建立个体差异化考核方式等,将是今后研究的一个重要工作。
1大学物理实验课程现状分析
目前大学物理实验课程面临着很多困难,分析原因主要有以下几点:一.普通物理实验的实验内容和方法过于陈旧,缺少和现代科学技术相关联的内容和方法.但要把现代高科技的内容引进到实验中,购买相关器材的费用就是一大难题,这也是各大高校普通物理实验都面临的困境.二.灌输式教学方法.实验老师花费大量时间详细的讲解实验原理,方法,步骤,仪器使用,数据记录及处理等,导致学生发挥主观能动性、创造性的机会少之又少,只能按部就班的去完成实验.这样就弱化了学生的思考能力,产生了懒惰情绪[1].三.普通物理的实验数据处理花费时间太多,这些实验数据处理一般是通过笔算,或是计算器来完成,这样处理数据不仅速度慢,而且很容易出错,实验误差太大.极大降低了学生对物理实验课学习的积极性和热情.
传统的物理实验教学模式是以教师为教学主体的灌输式教学,过分注重教师对实验基础知识和方法的传授,教学效果不理想.而开放式物理实验教学更加强调了学生的主体性,在准备实验过程中扩展了学生的知识面,发挥他们的主观能动性,也适应不同能力和水平的学生的要求.
2.1学生由“被动”到“主动”成为物理实验的主体
教学方法的变革,开放式实验教学强调学生的主体作用,老师的引导作用.将学习的主动权交还给学生,实现“教”向“学”的全面转变.实验是有目的的去尝试,因而学生更多地从实验的过程和数据结果的分析中获取知识,验证或总结规律,悟出道理[2].开放式实验教学采用以“学生”为中心的实验教学模式,学生可以根据自己的专业、兴趣、能力去自主的选择实验内容,确定实验仪器,设计安排实验步骤等.并对实验过程中出现的问题有足够的应变能力,自己独立完成实验的数据处理,结果分析,撰写出合格的实验报告.教师则是提供实验相关资料,探讨实验方案的可实施性,解答疑难问题,维修实验器材等,以确保实验得以顺利完成.这样的新型教学模式有利于调动学生的积极性,培养学生能力和创新精神,也提高了实验器材的使用效率.
2.2开放式教学模式拓展了物理实验的内涵
普通物理实验给人一种“老”、“陈”、旧”的印象.要改变这种现状就需要在实验内涵上下功夫.目前各大高校的物理实验都面临着资金投入的短缺问题,购买新的设备不太现实.针对这种现状,可以自己动手将一些实验项目内容加以引申扩展.例如rlc电路的暂态过程实验,在学生完成规定的的rlc实验项目后,要求学生用rlc实验仪测量其他常用小电器的电容,学生既可以用实验中所观察到的电容在电路中的性能及其在暂态过程中的作用对比确定,又可以用rlc电路谐振频率法进行测量[3].例如光的等厚干涉实验在检测物体表面粗糙程度和细丝直径的应用,鼓励学生利用其在精确测量微小位移方面做一些其它的应用性的实验等.像这样对实验内容的扩展,让学生领会实验知识的灵活应用,使物理实验更具有了知识性、趣味性,大大提高了学生的实验兴趣.2.3开放式实验教学有利于大学生课外科技活动的开展开放式实验教学激发了学生的创新意识,使学生的科研能力进一步提高.开放式教学模式的展开,会吸引越来越多的学生走进实验室,进行科研实验.为学生参与物理实验竞赛以及课外实践竞赛等提供了平台,鼓励他们创造出有实用价值的专利,产品,并发表学术论文等等.为今后的科研事业培养出更多的后备人才.
3开放式教学应具备的条件
3.1硬件条件
首先要提供充足的实验设备和场地供学生使用.我校的物理实验中心承担全校的物理实验课程.面向全校10余个学院,40多个专业开设物理实验课.新旧仪器资源数量充足,但目前面向全校开放实验室还存在难度,可以对部分学院开放进行实验教学.其次计算机辅助功能的完善.我校已基于互联网的校园网络建立了实验网络教学平台.为开放式实验教学提供了技术上的支持.实验教学引入了计算机管理,这样就减轻了实验教师的工作负担,学生可以在线选课并提交实验设计方案,实验方案审核通过后合理安排学生的实验时间段,节约了时间成本,同时也极大地提高了效率和服务水平.实验教学网络以校园网为平台,将实验教学的各环节进行计算机网络化管理.包括物理实验课的选课、预约、成绩的录入、成绩查询等均可在计算机上完成,从而实现了实验资源优化配置和共享.使实验教学管理更具有现代性和科学性.实验教学平台的网络化管理既实现了实验室管理的规范化和信息化,又对实验教学质量的提高有促进作用,为实验开放式教学提供了有力的'保障.
3.2软件条件
3.2.1解放思想、调整观念,认识到物理实验课程的重要性.大学物理实验是对理工科类学生开设的公共基础课.通过系统的科学实验方法和实验技能的训练,对培养和提升学生的实验技能和求真务实的科学探索精神有着至关重要的作用.提高大学物理实验的教学效果首先要从实验教师本身做起,教师应该发挥主导作用,摒弃陈腐落后的思想.充分认识到大学物理实验课程的重要性.并积极引导学生,使其能够从思想上认识到物理实验对自身素质的提高有着重大的影响.物理实验课与基础理论课相比,对学生的创新意识、科学素质和独立思考的能力培养有着不可替代的作用.另一方面,实验教学的过程中为满足学生对知识的需求,实验教师应该不断给自身充电,努力学习相关的专业知识,安排外出进修和学习的机会,拓宽和更新自己的知识构架.努力做好实验教学的指导.3.2.2完善的规章制度为开放式物理实验教学的展开提供有力保障.第一,加强实验室的规范管理.为保证开放式实验教学的顺利进行,规范的实验室管理制度是开放式实验教学的必要配套措施.例如建立起对学生的有效监督体系.可以提高实验过程中设备的完好率.例如实验过程中严格要求使用本组的仪器设备,不得在不同组间进行随意调换,如仪器存在问题,可以向老师申请更换仪器.实验过程中如有设备出现故障应及时报告,实验完毕,先让教师检查数据和实验仪器,才能整理好仪器设备,经教师同意才能离开实验室等.同时加强设备的维修.维修人员尽量及时解决仪器出现的故障,确保开放式实验教学的顺利进行.第二,客观公正的成绩评价体系.学生成绩的评定既要体现出每个学生的真实水平,又要对学生的学习热情有督导作用.教师不仅要看实验结果的正确性,更应重视实验的过程,考察学生在实验过程中表现出的独立分析、解决问题的能力等.对于能够自主完成探究性、创新性实验和器材改进的学生,一定要给予高度评价,鼓励学生的创新热情.改革以前只考量实验结果正确性的成绩评价体系.真正把物理实验考核转变为能力和素质的考核.能力的考核包括:动手能力,设计能力、查阅资料的能力,解决问题能力等.当然实验报告也是考核的重要部分,它反映了学生的综合分析、处理数据和书面表达能力.最后的综合成绩还要有适当的加分机制,鼓励那些参加科研竞赛并取得成绩的同学.
4结语
教育的目的是提高全民素质,培养适应社会发展的人才.大学物理实验教学的宗旨就是培养学生的动手能力和创新能力.为此,各工科院校要在普物实验中体现出学校的特色和独创性,对物理实验教学进行教学改革.学生对实验的兴趣也会大大提升,从而更有利于学生动手能力的提高和创新精神的培养.
摘要:大学物理实验中的数据处理和误差分析的思想应贯穿于实验教学的始终,并引导学生利用计算机模拟技术处理实验数据。长此以往,学生综合运用知识的能力、解决问题的能力和综合素质必将得到提高。
关键词:计算机模拟;大学物理实验;数据处理
随着信息技术的发展和教育教学现代化的需要,计算机已经逐渐走进学校,走进课堂。尤其是基于互联网的在线教学,实现了线上教学和线下教学的有机结合,使得课堂教学发生了结构性变革。可见,计算机给学校教育教学注入了新的活力,带来了新的教学理念和教学模式,具有划时代的意义。物理本质上是一门实验科学,因此大学物理实验是对物理教育的最原始回归,是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端,旨在培养学生的观察能力、思考能力、动手能力以及解决问题的能力。大学物理实验具有如下几个特征:1.可重复性。物理现象具有内在的演化规律,因此在遵循一定规律的前提下,物理现象可以再现。2.实验数据量大。一般大学物理实验中,为了减小随机误差往往需要进行多次测量,这样不可避免地会产生大量数据。3.不确定性。物理实验结果往往受到多方面因素的影响,例如实验仪器的精度、实验方法、外部环境因素、测量次数等。因此,在撰写实验报告时,往往需要对数据进行误差分析,并找到产生误差的原因,以期尽可能减小实验误差。笔者在多年的物理实验教学中发现,数据处理部分属于薄弱环节,许多学生对这一部分的概念和技能掌握达不到实验教学目标的要求。我校在数据处理中依然要求学生采用传统的数据处理方法,利用计算器或手工计算、手工制图,很少用计算机来处理。而有些实验数据处理的工作量较大,学生要花费大量时间处理实验数据,必然要耗费大量的时间和精力,长此以往学生丧失了学习兴趣,对数据的处理常常会流于形式,影响到实验课程的教学质量。因此,随着信息技术的开发应用,传统的教学模式已经不能适应时代的要求了,物理实验教学的改革迫在眉睫。我们建议学生在掌握手工制图之外,更要学会利用计算机处理实验数据。通过这种学习方式,学生在完成实验报告的同时,还可以在编程能力、数据分析能力方面得到锻炼,在“做中学,学中研,研中创”。
一计算机模拟处理实验数据的可行性
计算机模拟方法不同于简单的导入数据、自动生成图像模式,它需要执行人选择某种计算机语言(例如idl或者matlab)自主的设计源代码,最终通过执行源代码将数据可视化。通过上述过程,我们可以看出一个完整的.计算机模拟制图需要原始数据、编程技术、程序语言编译环境、计算机等几个要素。原始数据来源于每堂物理实验课,编程技术是一个逐渐熟练的过程,学生可以在平时的计算机课程或者自学中得到提高。matlab已经为很多大学生所熟知,大部分工科院校都开设了此课供学生选修,我校就有相应的matlab课程。计算机是学生接触频率最高的现代信息化工具之一,据统计学生宿舍拥有计算机的比例非常高,此外我校计算机房也可以为学生提供丰富的计算机资源。综上所述,利用计算模拟方法处理大学物理实验数据是切实可行的一种方式。通过此种学习方式,可以极大地调动学生的学习积极性,减少浪费在网络或游戏上的时间,并且潜移默化地增强学生的编程能力、创新思维。