大学物理实验报告范文
时间:2023-04-08 12:40:04
导语:如何才能写好一篇大学物理实验报告,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
大学物理实验(设计性实验)
指导老师:王建明
姓 名:张国生
学 号:XX0233
学 院:信息与计算科学学院
班 级:05信计2班
重力加速度的测定
一、实验任务
精确测定银川地区的重力加速度
二、实验要求
测量结果的相对不确定度不超过5%
三、物理模型的建立及比较
初步确定有以下六种模型方案:
方法一、用打点计时器测量
所用仪器为:打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.
利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带,找出起始点0,数出时间为t的p点,用米尺测出op的距离为h,其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g.
方法二、用滴水法测重力加速度
调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、取半径为r的玻璃杯,内装适当的液体,固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转,这时液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面
重力加速度的计算公式推导如下:
取液面上任一液元a,它距转轴为x,质量为m,受重力mg、弹力n.由动力学知:
ncosα-mg=0 (1)
nsinα=mω2x (2)
两式相比得tgα=ω2x/g,又 tgα=dy/dx,dy=ω2xdx/g,
y/x=ω2x/2g. g=ω2x2/2y.
.将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出,将转台转速ω代入即可求得g.
方法四、光电控制计时法
调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法五、用圆锥摆测量
所用仪器为:米尺、秒表、单摆.
使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动,用直尺测量出h(见图1),用秒表测出摆锥n转所用的时间t,则摆锥角速度ω=2πn/t
摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得:
g=4π2n2h/t2.
将所测的n、t、h代入即可求得g值.
方法六、单摆法测量重力加速度
在摆角很小时,摆动周期为:
则
通过对以上六种方法的比较,本想尝试利用光电控制计时法来测量,但因为实验室器材不全,故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较,用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简单且最熟悉,仪器在实验室也很齐全,故利用该方法来测最为顺利,从而可以得到更为精确的值。
四、采用模型六利用单摆法测量重力加速度
摘要:
重力加速度是物理学中一个重要参量。地球上各个地区重力加速度的数值,随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。一般说,在赤道附近重力加速度值最小,越靠近南北两极,重力加速度的值越大,最大值与最小值之差约为1/300。研究重力加速度的分布情况,在地球物理学中具有重要意义。利用专门仪器,仔细测绘各地区重力加速度的分布情况,还可以对地下资源进行探测。
伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动,用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间,他发现连续摆动的圣灯,其每次摆动的时间间隔是相等的,与圣灯摆动的幅度无关,并进一步用实验证实了观察的结果,为单摆作为计时装置奠定了基础。这就是单摆的等时性原理。
应用单摆来测量重力加速度简单方便,因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质,即决定于重力加速度g和摆长l,只需要量出摆长,并测定摆动的周期,就可以算出g值。
实验器材:
单摆装置(自由落体测定仪),钢卷尺,游标卡尺、电脑通用计数器、光电门、单摆线
实验原理:
单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径,摆锥质量远大于线的质量的条件下,将悬挂的小球自平衡位置拉至一边(很小距离,摆角小于5°),然后释放,摆锥即在平衡位置左右作周期性的往返摆动,如图2-1所示。
f =p sinθ
f
θ
t=p cosθ
p = mg
l
图2-1 单摆原理图
摆锥所受的力f是重力和绳子张力的合力,f指向平衡位置。当摆角很小时(θ<5°),圆弧可近似地看成直线,f也可近似地看作沿着这一直线。设摆长为l,小球位移为x,质量为m,则
sinθ=
f=psinθ=-mg =-m x (2-1)
由f=ma,可知a=- x
式中负号表示f与位移x方向相反。
单摆在摆角很小时的运动,可近似为简谐振动,比较谐振动公式:a= =-ω2x
可得ω=
于是得单摆运动周期为:
t=2π/ω=2π (2-2)
t2= l (2-3)
或 g=4π2 (2-4)
利用单摆实验测重力加速度时,一般采用某一个固定摆长l,在多次精密地测量出单摆的周期t后,代入(2-4)式,即可求得当地的重力加速度g。
由式(2-3)可知,t2和l之间具有线性关系, 为其斜率,如对于各种不同的摆长测出各自对应的周期,则可利用t2—l图线的斜率求出重力加速度g。
试验条件及误差分析:
上述单摆测量g的方法依据的公式是(2-2)式,这个公式的成立是有条件的,否则将使测量产生如下系统误差:
1. 单摆的摆动周期与摆角的关系,可通过测量θ<5°时两次不同摆角θ1、θ2的周期值进行比较。在本实验的测量精度范围内,验证出单摆的t与θ无关。
实际上,单摆的周期t随摆角θ增加而增加。根据振动理论,周期不仅与摆长l有关,而且与摆动的角振幅有关,其公式为:
t=t0[1+( )2sin2 +( )2sin2 +……]
式中t0为θ接近于0o时的周期,即t0=2π
2.悬线质量m0应远小于摆锥的质量m,摆锥的半径r应远小于摆长l,实际上任何一个单摆都不是理想的,由理论可以证明,此时考虑上述因素的影响,其摆动周期为:
3.如果考虑空气的浮力,则周期应为:
式中t0是同一单摆在真空中的摆动周期,ρ空气是空气的密度,ρ摆锥 是摆锥的密度,由上式可知单摆周期并非与摆锥材料无关,当摆锥密度很小时影响较大。
篇2
实验者:张子科、刘开鑫 实验时间: 2000/4/17
气温: 21.7 ℃ 大气压: 101.7 kpa
实验一 恒温水浴的组装及其性能测试
1目的要求
了解恒温水浴的构造及其构造原理,学会恒温水浴的装配技术; 测绘恒温水浴的灵敏度曲线; 掌握贝克曼温度计的调节技术和正确使用方法。
2仪器与试剂
5升大烧杯 贝克曼温度计 精密温度计 加热器
水银接触温度计 继电器 搅拌器 调压变压器
3数据处理:
实验时间
4/17/2000
室温 ℃
21.7
大气压pa
101.7*10^3
1
2.950
2.840
2.770
2.640
2.510
2.650
2.620
2.530
2.420
2.310
2.560
2.510
2.420
2.310
2.200
2
3.130
2.980
2.950
3.110
2.930
3.730
3.090
2.930
3.600
3.050
2.880
3.220
2.970
3.150
3.170
3
2.860
2.950
3.210
2.860
2.940
3.150
2.840
2.920
3.040
2.930
2.910
3.040
2.910
2.860
2.970
曲线图:
4思考:
篇3
关键词: 大学物理实验 应用型本科院校 教学手段
随着我国国民经济快速发展和工业化进程不断推进,地方经济对高等教育本科人才类型的需求趋向多元化,特别是对应用型人才的需求越来越大,高等教育正在从精英教育走向以培养应用型人才为主的多元化教育。这种形势下,作为基础实验课的大学物理实验应如何适应形势发展呢?笔者作为有多学科背景(本硕博专业不一样)的教学人员,在大学物理实验教学实践中有诸多体会,并对目前大学物理实验教学中存在的问题和对策进行一系列思考。
一、对大学物理实验和理论课教学进行整合同步,改变理论与实验割裂的现状
目前大学物理和大学物理实验是两门独立课程,往往是同时开设的,造成很多实验在做的时候,实验原理在理论上还没有学习,极大影响实验效果。应根据大学物理课程的教学进度,调整大学物理实验项目顺序,让大物实验在该实验涉及的理论讲授后一周内进行,使学生通过实验及时验证所学理论知识,同时用学习的理论解释实验现象,达到理论联系实践的效果。
建议本着教育以人为本的原则,将大学物理课程理论教学与实验教学统筹协调安排,可能的话将大学物理实验和理论课整合成一门课,实验作为整个课程一个不可割裂的部分看待(就像其他课程一样),有利于任课教师整体考虑理论与实验的关系。
二、对大学物理实验内容、实验管理方式、实验教学方法和手段进行改革
1.实验内容改革
目前大学物理实验项目较多,而学时一再压缩,要想都做不现实。那么哪些实验该做,哪些实验选做甚至不做,才能达到最佳效果呢?教学实践中应根据不同专业后续课程的需要,对大学物理实验进行取舍。如对机械工程专业来说,力学类实验最有用,应该都做,而像弗兰克-赫兹实验就没必要做。对电子科学与技术专业来说,力学类很多实验如单摆测重力加速度就没必要做,而弗兰克-赫兹实验应该做。还有些实验,如长度测量和误差处理,应该所有专业都应该做,因为基本测量方法和误差处理所有专业都会涉及,也是所有实验的基础。可以根据不同专业分成必做实验和选做实验,必做实验是与本专业后续课程密切相关的,所以必须做,而选做实验是学生根据个人情况有选择性地做。具体是机械类专业力学类实验全做,部分光学实验如牛顿环测厚必做,电学和热学部分实验选做;而电子信息类专业电学和光学实验全做,力学和热学部分实验选做等,总之大学物理实验项目应充分征求各专业的专业课老师的意见,利用好有限的大学物理实验学时,以做到学以致用。
另外大学物理实验课程教学内容应注重与最新科研、工程和社会应用实践的联系,融入科技创新和实验教学改革成果。
2.实验管理方式改革
目前我国应用型本科院校大学物理实验课有规范化教学和开放式教学两种模式。规范化教学是由实验指导教师指导学生在规定的上课时间内完成既定实验项目;而开放式教学是将实验全部摆出,学生根据自身情况预约时间选择实验项目到实验室完成,实验教师只在实验室值班和答疑。目前大多数应用型本科院校由于人力物力的原因采用规范化教学;少数条件好的学校采用开放式教学。教学实践中发现这两种模式的单一采用已不能适应需要,应采用二者结合的方式。学生初学这门课的时候采用规范化教学,通过几次规范化实验课,让学生掌握一些基本实验技能、实验方法与处理数据技巧,使其初步具有独立操作能力。然后将部分实验开放,由学生自由选择项目做。如电学实验,先采用规范化教学法,让学生熟悉电流表和电压表等仪器的用法,掌握基本技能,再采用开放式教学,将惠斯通电桥的应用、电表改装及校准等实验需要的仪器摆出,由学生选做。学生自己设计实验方案,自己挑选仪器。这样学生既受到规范化工程训练,又提高学生物理学思维和独立工作能力,为今后专业实验奠定扎实基础。
建议有条件的应用型本科院校的大学物理实验室建立自己的教学网站,学生在网上根据每学期实验设置情况选择实验项目和实验时间,同时允许学生退选和补选实验,给学生一定的回旋余地。学生通过网络及时了解实验成绩,通过网络社区与老师讨论,这种“交互式”师生关系能充分调动学生的学习积极性和主观能动性,激发学生对实验的兴趣,培养学生创新意识和能力。
3.实验教学方法和手段改进
大学物理实验要重视演示实验的功能,增强学生的学习兴趣。对一些实际生活中难以见到的物理现象,演示实验能增强理论讲授的说服力。而与生活生产密切相关的高科技含量较高的演示实验对引导学生了解科学前沿具有重要意义。对一些不易实物演示的,则可通过计算机模拟,如微观的、宏观的、极慢的、极快的物理过程采用计算机进行逼真模拟,放大或缩小物理场景,将物理过程形象地展示在学生面前,使学生透彻理解物理本质。建议教师自制一些演示实验的工具,学校投入一定经费购置一些演示仪器,供大学物理实验教学使用。
大学物理实验同样重视仿真实验,如用有关软件模拟电场线,磁力线的分布,让学生通过仿真实验获得对物理知识的感性认识。部分大学物理实验还可考虑与专业实验对接,如三线摆测物体的转动惯量可以考虑和理论力学或者机械原理的有关专业实验对接,以达到提高学生知识水平和能力的目的。
实验数据处理和作图是大学物理实验中的重要环节。部分实验数据繁杂,计算量大,手工绘图粗糙,处理结果偏差较大,使学生花大量时间用于数据计算而忽视实验本身的物理内涵,本末倒置,因此建议在大学物理实验教学中引入相关软件,如Excel、Matlab或Origin用于数据处理和绘图。
4.在实验中引进物理学史教育
注意在大学物理实验课中引入物理学史教育,可以受到良好的教学效果。做实验时,介绍一下该实验在物理学中的历史地位和影响、最初思路方法、做该实验的第一个科学家,道出相关理论的源流、发展、验证和形成过程,激发学生好奇心和兴趣,使下面的讲解变得容易,实验效果无疑非常好。同时通过物理学史的介绍将相关理论知识联系在一起形成知识面,从而加深学生对理论知识的理解和掌握,对科学家事迹的介绍有利于培养学生实事求是的科学态度和严谨认真的科学精神。所以,大学物理实验课中引入物理学史教育具有重要意义。
三、在大学物理实验教学中贯穿安全教育和爱护设备教育
1.培养学生安全意识
安全意识是当代大学生的基本素养之一,但在大学物理实验教学实践中,发现很多学生安全意识淡薄,这一点在电学实验中尤为突出。特别做交流电实验的时候,有同学图省事改动线路时不切断电源,带电操作,这是非常危险的事情,极易产生人身伤害。建议大物实验时,把实验安全问题放在首要地位,树立学生的安全意识,告诫学生按照实验规程操作。还有些同学纪律散漫,在实验过程中打打闹闹,很容易跌倒,地上有开关,弄不好碰破了头会导致人身伤害,所以在大学物理实验教学的同时要贯穿安全教育。
2.培养学生爱护实验设备、爱护公物的意识
在大学物理实验教学中,发现很多同学对实验设备不爱惜,如电学实验中,个别人不按要求,将电压一个劲儿往上调,导致白炽灯烧掉了,还有个别同学野蛮操作,特别对示波器的探头线,经常硬拉强拽,造成不必要损坏。对导线的插拔有时不按照要求捏住根部进行,而是强拉线身,导致很多导线看似是好的,实际上已经不导通了。
针对这个问题,应该对学生展开爱护实验设备教育,在给学生演示示波器探头线和导线插拔的正确方法时,严肃实验室纪律和操作规程,让他们明白只能将电压调到实验指导书允许的上限就不能再上调了,另外引导学生想一想,为什么现在实验室的好多设备不能用,有那么多故障,是什么原因造成的?师兄师姐们过去是不是也像我们现在这样不爱惜设备,导致现在很多实验开展起来困难重重?如果我们继续不爱惜实验设备,那我们的师弟师妹们以后做这些实验的时候不是情况更糟吗?很多同学都表示一定要爱惜设备,不能给师弟师妹们留下烂摊子。
经过几次实验时的安全教育和爱护设备教育过后,学生的安全意识有了明显提高,操作设备温柔多了,在做光学实验的时候,都知道不能用手捏透镜,收到良好效果。
四、在大学物理实验教学中贯穿素质教育和育人功能
1.组织纪律性、协作精神和团队意识培养
大学物理实验教学的根本目的是培养人,组织性、纪律性、协作精神和团队意识是新时代大学生必备的素质,大学物理实验教学中,发现不少学生组织性纪律性很差,协作能力很差,实验前不预习,实验过程中毫无头绪,大声喧哗,实验课迟到缺勤现象严重。教学实践中,我通过班干部和部分同学了解到班上哪些同学学习比较认真,态度比较端正,指定他们担任各个小组的组长,让他们在实验前督促同组人提前预习,来实验室时互相提醒不迟到,实验后及时写实验报告。另外指定动手能力比较强的同学轮流演示实验,具体措施是自己主动报名加其他同学民主推荐,排定每次实验演示的同学,这些同学在实验前认真预习,吃透实验精神,有什么问题在实验前事先和我沟通,并且提前将实验预做一下,总结出现的问题并准备解决预案。正式上实验课的时候,让这个同学演示给其他同学看,我在旁边讲解,提醒大家注意事项,以及可能出现的现象和解决办法,在确认同学们都弄明白的情况下,让他们2~3人一组分组实验,实验中出现的问题让他们及时举手向我提问,我及时帮他们观察出现的问题,引导他们用书本上的理论知识进行分析,找出症结,并最终顺利完成实验。
2.规范性实验报告和应用文写作能力培养
实验报告是对一项实验工作做出规范的、全面的、实事求是的总结,并以书面形式表达出来。撰写完整规范的物理实验报告是教学的重要环节,也是当工科大学生的基本技能技巧。但在大学物理实验教学实践过程中发现很多大二学生居然不知道完整的实验报告怎么写,这些学生的实验报告往往是将测得的实验数据一罗列,就没下文了:没有分析,没有结论,没有思考。
针对这个问题我以“怎样写实验报告”为题在实验前给每个小组都详细讲解一遍:应该如何写,包括哪几个部分,要注意哪些东西,然后结合部分实验报告进行点评。并且提醒同学们实验报告是一种应用文写作,以后工作中,还可能有类似报告要写,虽然有所差别,但大同小异,套路是一样的,今天写实验报告,将来在工程技术工作实践中就可能要写研究报告、工程技术报告,所以同学们要高度重视它,切实提高应用文写作能力,为今后工作打下基础。
经过几次大学物理实验,学生的实验水平明显提高,一般问题都能自己解决,完整的数据表格也能轻松搞定,而且学生问的问题也上了档次,实验报告写得越来越认真,图表都很清楚、明显规范。很多同学都表示通过大学物理实验课,确实学到了不少东西,加深了对书本知识的理解,弄清楚了很多概念,而且改掉了过去散漫的作风,养成了严谨的工作态度,提高了协作精神,团队意识明显提高,受益匪浅,达到了素质教育的目的。
五、改进大学物理实验考核体系
改进实验考核方法,旨在提高教与学的积极性。目前大学物理实验考核由平时成绩与课期末考试成绩两块组成。平时成绩包括出勤率和实验报告撰写,期末考试成绩《大学物理实验(上)》是考核学生处理实验数据方法的掌握,而《大学物理实验(下)》是考核实验原理,导致学生实验过程中不认真对待,数据抄袭现象严重。不少同学在大学物理实验结束后做专业课实验,连万用表都不会用。为了保证实验课教学质量,建议对《大学物理实验(下)》进行实验操作考核。抽签决定考试项目并单人操作,当场评分。由于有期末单人操作考试的压力,因此学生的实验态度发生了根本性变化,由以往只注重实验结果向注重实验操作步骤及实验报告转变,态度积极认真,效果良好。
在对学生的考核上,强化平时成绩,平时成绩占80%,同时注重考查学生自学能力(预习报告,20%)、表达能力(数据处理和分析,20%)和操作能力(20%)。考核方式除笔试、抽签操作外,还应建立多元化实验考核方法,如学生自制实验器材的,或者改进实验方案的都可以折算成平时成绩的一部分,大大激发学生学习兴趣和创新能力。另外为了提高学生实际操作能力,缺做实验的学生允许补做或重做。
随着时代进步和教育改革深化,大学物理实验教学实践中还会面临更新形势,还会遇到更多问题,但我相信,只要秉承一颗责任心,坚持教书的同时育好人的原则,遇到问题想办法解决,甚至创造条件解决,就能不断提高大学物理实验的教学水平,推动大学物理实验教学进步。
参考文献:
[1]徐翠艳,符伟.工科大学物理实验教学模式的探讨[J].锦州师范学院学报(自然科学版),2001,21(4):66-67.
[2]陈冬颖,任红.工科大学物理实验教学改革研究[J].合肥学院学报(自然科学版),2007,17(4):81-83.
篇4
目前,大学物理实验课都是各个院校根据自己学校的实验条件安排自己的实验项目,各院校教师之间就实验项目,实验的方法的交流相对较少,造成对一些先进的实验趋势、实验模式和实验内容了解、跟踪和认识不够,这在相当大程度上造成大学物理实验课止步不前的局面[1]。
2改革的建议
2.1大学物理实验项目可选
对大学物理实验项目进行划分,分为必做部分和可选做部分。必做部分为测量误差和数据处理等基础知识。可选部分按基础、提高、综合把实验项目进行划分。学生可根据自身的情况在选做的部分实验里选择实验,教师根据学生的选课情况,遵照“强化基础,循序渐进,理工融合,突出应用”的原则,以学生能力的培养为主线建立物理实验教学体系[2]。
2.2教学模式的改进
把现在上实验课的模式由老师为主导改为学生为主导。把“教师是演员,学生是观众”的讲课模式改变为“教师是导演,学生是演员,培养学生的动手能力和解决问题的能力,在时间允许的条件下尽可能的让学生靠自己的能力独立完成实验内容,让学生体会到独立完成实验的成就感和实验的乐趣。同时可以为一些优秀的或喜欢学习的学生提供一些自由发展的空间,让学生自己设计实验方案,自己选择实验仪器,独立完成和撰写实验报告,从根本上改变传统教学模式中时间统一安排,内容统一规定,要求统一标准,不顾个人兴趣,不顾水平高低完全一刀切的弊端。
2.3实验项目与时俱进
当今科技的进步日新月异,最新的科技成果不断涌现。伴随着时代的发展和知识不断增加,要使大学物理实验跟上时代的进步。因此,大学物理的教学内容在一定程度上能够体现出现代科技技术的发展的特点,开设一些新颖性、设计性、综合性、能充分吸引学生学习兴趣的实验项目[3]。限于一些高校的特殊原因,可以增设一些新型科技成果的演示性实验,增加学生的实验兴趣,激发学生的学习热情,也利于提高教学效果。
2.4实验成绩的鉴定
在大学物理实验选做和必做的划分下,规定每个学生必须完成的实验数量和实验种类,使得每个学生都能有充分的实验动手能力又能全面的掌握各类实验的方法和技巧,但考核的形式不局限于提交实验报告为最终形式。规定每个学生必须完成的实验数量、提交实验报告占总成绩的50%,综合创新性实验占总成绩的30%,其他占总成绩的20%进行划分。既要学生能完成规定的实验项目,锻炼学生基本的实验动手能力,同时又鼓励学生以创新性实验形式完成最终的课程考核,培养学生综合思维和创新能力,增加课程的教学效果。
2.5各院校加强交流
加强各院校间先进的教学手段和成果的交流,共享一些最新的前沿的实验趋势、实验器材和实验方法,在一定范围内进行大学物理实验竞赛活动。各院校通过自己选题,自己组织实验,然后集中汇报的方式进行交流,以此促进高校物理及实验教学改革,深入开展创新人才的培养,增强学生实践能力和创新能力,提高学生的综合素质。同时定期召开大学物理实验座谈会,交流最新的实验项目,最新的实验方法,淘汰一些落后的实验项目等,促进大学物理实验的整体进步。
3结论
篇5
关键词:雨课堂;大学物理实验;微信
中图分类号:G434 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2017)05-0096-03
引言
大学物理实验是物理科学的基础,是学生进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端。[2]物理实验教学加深了学生对理论知识的理解,培养了学生科学研究的能力,对大学生动手能力及创新能力的培养发挥着重要的作用,如何让大学物理实验教学效果更优化是值得思考的问题。在如今数字时代的背景下,大学校园无线信号覆盖全面,接入便捷,课前、课上、课后学生使用智能手机、平板电脑等移动智能终端上网成了常态[3],于是,雨课堂教学工具应运而生,它可以很好地让学生利用碎片时间进行学习。
雨课堂及其功能
雨课堂是一种智能教学工具,它将复杂的信息技术手段融入PowerPoint软件和微信,所以雨课堂的实现,是以教师和学生最熟悉的PowerPoint软件和微信为基础的。教师可以创建、管理班级,制作PPT课件,推送学习资料;学生可以在微信上预习、答题,弹幕互动。雨课堂让师生有更多的互动,让教学变得更便捷。雨课堂作为一种新型的教学工具,具有如下特点。
1.简单熟悉的课件制作
雨课堂软件其实是PowerPoint中的一个插件,教师利用雨课堂进行教学,不需要额外学习什么新软件,只要会使用PowerPoint软件,就可以构建属于自己的个性化雨课堂。
2.便捷的视频资源共享
在雨课堂制作中,教师可以根据需要插入视频:点击慕课视频,在PowerPoint右侧会出现各大名校的慕课视频资源,寻找需要的资源插入到PPT中即可。雨课堂制作过程还支持网络视频资源的插入,点击网络视频后,会出现输入网址对话框(不过目前只支持优酷、土豆、腾讯的视频),这样可以很便捷地向W生推送与课堂内容有关的视频资源。
3.实时的课堂教学互动
雨课堂在课外预习与课堂教学间建立起沟通的桥梁,让课堂互动永不下线。使用雨课堂,教师不仅可以将带有慕课视频、习题、语音的课前预习课件推送到学生手机,还可以了解每位学生的预习、答题情况,为传统课堂教学中师生互动的缺乏提供了完美的解决方案。课后学生可以反馈没有学会的内容,教师可以针对学生不懂的内容进行资料推送和辅导。
4.及时对课堂教学做出调整
雨课堂覆盖课前、课上、课后的每一个环节,教师在教学过程中能通过微信互动,客观、实时、全面地了解学生对知识的掌握情况,教师可针对学生的学习情况,对教学侧重点进行调整,让教学真正做到有的放矢。
雨课堂的安装与制作
安装雨课堂PC版前,先要确保计算机操作系统是Windows7及以上版本,并同时安装PowerPoint 2010及以上版本;然后再到“学堂在线”官方网站()下载雨课堂PC版安装软件,软件安装成功后,再打开PowerPoint软件,在菜单栏最右边会增加一项“雨课堂”选项卡(如下图),说明安装成功;最后就可以使用雨课堂进行制作和编辑了。
安装好雨课堂后,制作与编辑雨课堂的步骤如下:
①登录。点击“微信扫一扫”,会生成一个登录二维码,用手机扫这个二维码,授权雨课堂用自己的微信账户登录,微信会收到授权登录的通知,点击“确认登录”按钮,在PowerPoint雨课堂状态栏用户登录中会出现自己的微信头像和昵称,表示登录成功。
②新建幻灯片。点击“新建课件”就会有一个与手机适配的竖版空白文档,接下来的操作就跟我们平时制作PPT课件一样,可以插入文本框、图片、视频、音频等,插入幻灯片的操作也一样,这样就可以开始编辑想要的课件。
③适配手机。制作的课件是要上传到微信雨课堂的,所以制作的PPT课件要转换成适配手机的竖版。另外,教师也可以把之前的教学PPT课件拿来使用,把之前的课件转换成竖版,并在此基础上进行编辑即可。
④插入视频。雨课堂制作除了在菜单栏里能插入视频外,在雨课堂状态栏还可以插入慕课视频和网络视频。点击“慕课视频”,在PPT右侧会出现各大高校的慕课视频资源,选择后点击“插入视频”按钮,就可以实现慕课视频资源的共享;点击“网络视频”,出现输入网址的对话框,只需要将网址粘贴到输入网址的对话框就可以实现网络视频资源的共享。
⑤插入习题。在需要了解授课效率等地方,点击“插入习题”,则会出现编辑页面,在相应的地方输入内容,如题干、选项等,在右侧设置分值和正确答案。
⑥上传。课件制作完成后,点击“上传至雨课堂”,会出现二维码,成功扫描二维码后,则表明上传成功。同时,在微信客户端也会提醒课件同步成功。在微信里点击“浏览课件”还可以为每一页PPT配声音、讲解。
⑦。讲解配好以后,就可以将课件到班级,点击屏幕左下角的“”按钮,选择截止日期、授课班级后确认,在学生微信客户端就可以接收到教师的课件。教师可以在微信客户端看到学生预习、查看课件、答题正确率等信息,实时监控学生的学习过程。
雨课堂在大学物理实验教学中的应用案例
笔者调查了解了湖南某高校大学物理实验教学的现状,理工科学生自行在实践教学网上选择实验课程,来自不同专业的学生组成班级,每个实验班最多16人。实验课前,学生需要在课下完成预习,填写实验报告上预习的内容。只有预习过的学生并经核查是本人才可以进行实验课的学习。这需要教师一个一个进行核查,效率不高还浪费了上课时间。笔者经过调查还了解到,虽然学生们在课下已经对实验进行了预习,但是教师并不了解每位学生预习的情况及对实验的掌握程度,在实验课前还会对实验目的、实验原理、实验仪器等再进行讲解,有的学生反映教师讲解的内容都是预习过的,内容都在重复,而且讲解时间过长。这样的物理实验教学对学生没有吸引力,得不到较好的教学效果。实验课结束,学生在完成实验报告后,在一周的时间内要将自己的实验报告放到指定的实验报告箱内,教师取回学生实验报告后,再进行批改,并将实验成绩上传到实践教学网,最后再将实验报告一个一个放回学生对应班级的实验报告箱。这样的工作量不小,却没有任何实际教学效果。另外,随着高校扩招政策的实施,学生数量明显增多,对教师来说,大学物理实验课工作量大、重复率高,要提高物理实验教学效率,提高学生学习的兴趣,真正培养他们的科学研究能力,教师还需要对实验教学进行思考,寻求改变。
雨课堂覆盖“课前―课上―课后”每个环节,教师可以通过微信端看到生成的数据报表,实时监控学生的预习、上课和最终完成的实验报告,还可以在班级群中试题、任务,拓展实验内容,引发学生思考。不同专业的学生因彼此之间不熟悉,课堂互动气氛会受阻,雨课堂支持学生留言、弹幕互动师生、生生之间交流无障碍。雨课堂的出现,为大学物理实验教学注入了新元素,笔者以物理实验“长直螺线管内磁感应强度的测量”为例,来说明雨课堂应用于大学物理实验教学的优势。
1.实时掌握学生预习情况
笔者先制作了“长直螺线管内磁感应强度的测量”的预习课件,再将其上传至雨课堂,并为每一页课件录音进行讲解,最后到上课班级。同时,教师将生成的实验课程二维码和班级邀请码公布在实践教学网,以便学生加入班级进行学习。
学生要先在微信端关注雨课堂,在实践教学网选择“长直螺线管内磁感应强度的测量”实验后,再通过班级邀请码进入到实验班进行实验预习。在教师微信端,会有学生预习的实时数据显示,显示完成预习的学生数量、查看课件的学生、答题的正确率等,还能生成详细的数据发到教师邮箱。这不仅是一个学生签到、核对的好方法,还可以客观、实时地反映学生的预习掌握情况,方便教师对教学做出调整。
2.雨课堂授课,弹幕互动不下线
教师开启雨课堂授课,除了像传统课堂有课件投影外,学生还可以扫描屏幕二维码,将课件同步到微信,这样实验的一些操作动画资源等也可以被很好地利用。当教师打开弹幕功能后,学生就可以在微信中发言,教师可以根据学生反的问题进行答疑,学生之间也可以进行交流,实验的操作原理会在交流中得到更深层次的理解,学生也会在交流中思考和创新。
3.实验报告,提高教学效率
传统的教学实验结束后,教师需要做发放实验报告、处理实验报告、登记实验成绩等一系列教学工作,而在雨课堂中教师只需要在实验班级一份实验报告即可。教师可以限定学生完成报告的时间,学生提交后会显示学生姓名、交卷时间,教师批复后,每位学生的得分、教师的批复时间都会有相应的数据显示。学生在完成后还可以点击“不懂”等选项对实验内容进行反馈,教师再根据学生的反馈情况通过微信推送相应的学习资料。学生可以利用课下时间来学习这些资料,实现碎片化学习。
总结
雨课堂这种新型的教学工具有助于提高课堂教学效率,让学生利用好碎片时间进行学习,增强师生、生生间的交流。当然,要想让雨课堂在大学物理实验教学中发挥作用,还需要广大教育工作者长期不懈的努力。
参考文献:
[1]宋金[,郭新峰,王生钊.微课在大学物理实验教学中的应用[J].物理实验,2015(2):12-16.
篇6
关键词:大学物理实验;考核方式;改革和实践; 操作考试
物理实验课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。目前的高考模式导致中学阶段“应试教育”盛行,实验环节以及其他所有实践活动都被忽视。因此大学新生的实验基础薄弱、动手能力差。同时,我国高校现在仍然广泛存在重理论轻实践的现象。大学物理实验是理工科专业的学生进入大学后首先接触的一门实验课,本课程学习的好坏直接影响到后续专业实验课程的学习。因此,做好大学物理实验课程的教学对学生综合素质的培养具有重要意义。
1 改革背景
目前,大学物理实验课程的考核普遍存在一些问题。国内各高校本课程的考核方式多种多样,但总体有淡化趋势。有些学校不举行期末考试,以平时成绩为准;有的学校只进行笔试,不考实验操作;也有的学校将主要精力放在物理相关专业的学生上,对非物理相关专业的学生要求则比较宽松。当然,也有少数实力较强、学生水平较高的高校探索了一些多元化考核方式,取得了一些有价值的成果。
我校在2008年组建了独立的基础实验中心。自成立伊始中心就非常重视考核工作;适逢我校大力推进“三位一体”人才培养模式改革,新的人才培养模式要求“切实改革考试考评方法” 。我校是一所地方性普通本科院校,不能照搬一些重点大学的经验和做法,必须找到适合本校学生特点的合理有效的考核模式。
2 改革的思考和做法
2.1 坚持期末考试。
大学物理实验作为一门独立开课的基础实验课程,必须要用考试来调控;特别是对我校这样的普通本科院校的学生,必须以考试为手段提高学习积极性、增加必要的压力和动力。
我校2009级以前大学物理实验课程的考核方式都为考查,我们向学校建议修改考核方式,学校很快采纳了我们的建议。从2010级开始,开课两个学期的专业第二个学期的考核方式为考试,只开一个学期的专业考核方式为考试。考核方式的改变也推广到其他的实验课程,这也算是我们对“三位一体”人才培养模式改革做出的一点小贡献。
2.2 考试以操作为主、理论知识为辅。
大学物理实验课程考试的重点是检测培养学生初步科学实验能力的效果。因此考试的各个环节都要围绕着科学实验能力培养这一目标,重点考查学生的实际动手能力。只考笔试不考实验操作是一种舍本求末的做法。“实验教学、理论考试”的做法,无形中挫伤了学生上好实验课的积极性和主动性。
对于理论部分和操作部分的比例,我们按理论30%、操作70%划分。
2.3 大力探索和改革操作考试的方式。
粗略查找文献,操作考试的方式有如下几种:①完成一个常规性实验,40个学生同时进行考试[1]。②在所学过的实验中指定考1~2个知识点,每组20~25人[2]。③每个实验班的学生分为2批,每批学生约为十五、六人,一个教师监考,时间为40分钟,当场评定成绩[3]。④纯操作考试,师生比1:6,开卷,30分钟。或者操作为主笔答为辅,师生比1:4,开卷,45分钟[4]。⑤每个实验室安排一个实验项目,15 ~20 名学生,每次 2 学时,2 名监考老师。为了避免考试时间的先后对于学生成绩的影响,主要考查仪器的连接、安装、调整、使用和原始数据的记录等[5]。⑥每个实验组安排10名学生,3个教师监考,45~60分钟[6]。
容易想到,理想的操作考试应不局限于单个实验,单次考试的学生人数尽可能少,多个老师监考,类似于体操比赛中裁判对运动员进行评分;同时考试时间要长些,至少一小时。但是这种理想方式的效率太低、工作量太大,只适用于实验技能竞赛,对于大规模的课程考试是很不现实的。这也可能是很多学校放弃操作考试的一个重要原因。为了提高效率,或者减少考试内容、缩短考试时间,这样做导致考试的信度低;或者增加同时考试的学生人数,考试过程中放弃对学生的操作进行评价,考试过程就是平时实验的重复或“浓缩”,这样做失去了操作考试的意义。
几年来,我们每学期都组织了两次以上专门的教研活动,对考核方式展开了广泛的讨论。现有的考试模式是:考试分组与平时相同,每组少于30人,两个老师监考,时量100分钟。对操作部分我们的做法是把大部分的考试目标体现在学生的作答中,对卷面无法评价的项目,如仪器的调整、电路连接是否正确、关键的操作步骤是否正确规范,有否违反操作规程的现象等,试卷中设置现场评分的项目;控制现场评分环节的比例,以保证操作考试的效率。这种操作考试的方式类似于华南师范大学提出的“基于工作单和观察评价的大学物理实验操作考试” [7],不同的是他们考前设计工作单,学生在工作单上作答。他们的做法是“工作单的设计要涵盖大部分的评价项目,这样就可以在有限的时间内集中精力通过实验观察完成剩下小部分项目的评价。”可以做到“一个 30 人的考室只需2 个监考老师”。操作考试的方式是我们改革的重点,几年来不断探索、调整和优化。我们的具体做法和需要注意的问题总结如下:
⑴备选的考试项目应尽可能多,至少占到相应专业一个学期开出实验项目的百分之五十。选择哪些项目进行操作考试对学生保密,考前十分钟抽签确定各组的考试项目。
⑵考试范围可以是平时实验的一部分或几部分,而不一定要完成整个实验。操作要求应与平时实验课的要求有区别,而不能是平时实验的简单重复。可以适当拓宽考试内容,增加一些上课时没有、难度适中的操作内容。例如,“示波器的使用”这个项目有这样一道题:“在屏幕正中位置观察到一条高度大于4格小于6格的静止的竖直细亮线。”这项操作是平时上课时没有练习过的,这样的试题考查了学生能否灵活运用所学知识。也可以把两个有联系的实验综合为一个。例如,某个学期中“示波器的使用”和“RLC电路稳态特性研究”两个实验都开出了,考试时“示波器的使用”项目有这样一道题:
使用示波器用“位移法”测出如图1所示RC电路中电源电压和电流的相位差(),电路中各元件的参数为:正弦电压、,,。
⑶操作部分不仅要求得出实验数据,还要求进行数据处理并做实验分析,因为数据处理和实验分析的能力也是很重要的实验能力。数据处理的要求也尽量与平时不同。
⑷操作考试以能力评价为导向,必须包括现场评分的环节。现场评分环节可以是对学生操作情况和实验能力的评分,也可以是对学生违反实验程序、错误使用仪器等的扣分。现场评分的环节在一份试卷中可以有一个或多个,但并不规定占多大的比例,而是根据不同的实验项目灵活处理。例如“示波器的使用”这个实验,现场评分的分值可占到操作卷的80%以上。但是一般的实验要尽量减少检查的次数和每次检查所花的时间。例如“电表的改装与校准”实验,可以事先测出每台仪器表头的内阻,这样就可以减少一次现场检查,阅卷时再判断学生是否正确测出了内阻(参考答案应该是一个范围而不是某个值)。又如仪器的连接是否正确可以等学生完成实验后再检查,无需打扰学生实验。操作卷的评分标准相应地有现场评分项目的评分标准,并且尽量细化,便于监考老师掌握,以统一不同老师评分不一致性的问题。
⑸对有较大数据处理量的操作考试项目,试题中可以给出数据,而不是根据学生自己得出的数据进行数据处理。这样做可以防止学生事先准备好材料,也有利于提高批改试卷的效率。
上述种种设计有效地避免了机械重复平时实验、学生事先准备实验数据和处理过程材料(因为是开卷考试)的现象;较好地考核了学生的各种实验能力。即使现场评分项目只是操作考试的一个小环节,也能让学生感受到与自己熟悉的理论考试有很大的不同,从而对平时的学习产生较大的激励作用,大大减少实验时拼凑伪造数据、课后抄袭实验报告等现象。同时,这种方式较好地解决了操作考试费时费力的难题,具有很高的效率,便于大规模实施。
2.4 在理论卷中加强对仪器调节使用和实验操作知识的考查。
实验考试的理论卷要注意理论知识与实验操作知识的有机结合。例如可以要求写出典型实验仪器的调整与使用方法。又如,可以在考试过程中播放某一实验过程的录像,让学生指出其中存在的问题。这样的理论试题,考生只有平时认真完成了实验才能得到高分。
2.5 明确每个实验的能力目标,使考试更具有针对性。
2012年上学期我们对实验教材上每个实验的能力目标进行了仔细的研究,参照国际上较流行的布鲁姆认知目标分类法,设计了适合实验课程的新颖的考试大纲和双向细目表格式,并报教务处备案。
2.6 避免考试时间的先后对于学生成绩的影响。
因场地的限制,全校所有理工科专业的学生不能在同一时间进行考试。为避免考试时间的先后对学生成绩的影响,我们的作法是增加试题的份数。每个实验项目出两到三份不同的操作卷(另外还有补考卷)。对于理论卷,我校大学物理实验课程有多种开课情况,包括大学物理实验(一)、大学物理实验(二),以及只开一个学期的大学物理实验,每种情况还可能有细分,每种情况的理论卷也出两到三份(另外还有补考卷)。理论卷和操作卷是分开的,这样在一间实验室里面就有多种组合情况,例如三种理论卷和两种操作卷的组合就有6种。按座位号交叉发放,考生误以为每个人的试卷都不一样。考试时注意回收余卷以及防止学生带走试卷。几年来的实践表明,这样做有效地避免考试时间先后的影响。
2.7 控制试题之间的难度差异。
需要注意协调不同老师命题、各个实验项目试题之间的难度差异,维护考试的公平性。这需要教研室主任认真审查试题,并同命题老师有效沟通,必要时组织教研活动集体讨论。
2.8 加大实验室开放力度。
为了方便学生复习巩固知识、准备操作考试,每个学期都组织了规范的实验室开放。一般期初补考前开放一周、期末考试前开放两周、毕业补考前开放两天。开放期间所有实验室、所有实验项目全天候对学生开放,并安排老师和实验员值班。实验室开放受到了学生的普遍欢迎,复习实验的情况非常踊跃,各学期开放人时数达到了上课人时数的17%~35%。
2.9 调整平时成绩和考试成绩占总成绩的比例。
对于考试成绩占总成绩的比例,各校的作法有较大的差别,有50%[1] [4]、40%[5] 、30%[8] 和20%[3] 等各种情况。对这个问题我们有过认真的研讨。我校实验课程一般的做法是平时成绩占总成绩的60%,最开始我们沿用了这一做法。随着期末考试的不断规范和完善,调整为平时成绩和考试成绩各占50%,最后又调整为考试成绩占60%。这是考虑到平时考核和期末考试的效能和各自对课程学习的促进作用。实验报告成绩在平时成绩中占有很大比重,但是抄袭实验报告、特别是抄袭他人数据处理过程和实验结果与分析的现象时有发生、不能杜绝。而期末考试的合理有效和公平公正逐渐得到了学生的广泛认可,加大期末考试成绩的比重更能提高学生的学习积极性。
2.10 抓实平时考核。
实验课程相对于理论课程更应该注重对学习过程的考核。降低平时成绩的比重并不意味放弃对学生学习过程的评价,相反我们非常重视。对学习过程的考核主要包括实验预习、考勤、课堂操作和实验报告,分述如下:
⑴我们要求学生上课前必须进行预习并写出预习报告。我校大学物理实验每次课只有两课时,预习显得尤为重要。预习报告也就是在实验报告上完成前四部分内容(实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容与步骤),这样做没有加重学生的负担。我们规定没有预习不能做实验,这个规定刚开始可能受到个别学生的抵触,坚持一、两次就好了。
⑵实验课程不同于理论课程,缺做的实验不能自学,实验能力的培养不能在纸上完成。我校教务处规定“缺做实验累计超过该门课程学期教学总时数四分之一的取消其课程考核资格”。几年来,我们做到了全程考勤并详细登记。对于各种原因请假缺课的情况,我们允许学生在其他班级上课时补课,即使上课老师不一样也行。实验室开放时间内还可以补做实验。
我们对考勤的理解不只是每次课都到了,而是每个实验都完成了。学生做完实验后老师会检查数据并在数据记录纸上签字,没有得出合格的数据等同于缺课。我们规定出了实验室门不再签字,也要求下课了实验没完成老师不能赶学生走。
每次期末考试前进行了严格的考试资格审查。教务处规定实验课程补考前需补做全部缺做实验,也规定补考不及格不一定要等到毕业补考,可申请参加后续每个学期的期初补考,这意味着每次补考前需检查学生的实验完成情况。几年来我们对缺做和补做的情况建立了专门的档案,一直跟踪到学生毕业。
⑶课堂操作是提高学生实验能力和素质的主要途径,如果能在平时对学生的操作进行考核,可以弥补期末操作考试评价不够全面的不足。课堂操作考核要求“教师在上课时加强巡视和指导,在检查实验数据时记录每一位同学完成实验所用的时间、有没有重做现象以及实验完成的质量。在时间允许的条件下,教师可以对某一个实验过程进行抽查。” 我们制订了《大学物理实验课程课堂操作评分办法》,但是在执行时发现存在较大的问题。图2是某个学期某位教师所教的143位同学课堂操作成绩分布与考试成绩分布对比。可以看出,课堂操作成绩区分度很低。这是因为我们每次课只有两课时,教师的主要精力用于指导学生操作和答疑,根本来不及对每个学生的操作情况进行记录与打分,没有“底气”做出好的区分。因此我们觉得课堂操作以扣分为宜,只对明显违反操作规程、损坏贵重仪器等情况进行扣分。
⑷实验报告是提高学生数据处理能力和实验分析能力的重要一环,也是学生平时成绩的重要依据。我们坚持对学生的实验报告全批全改。但是实验报告成绩评定的标准不易把握,一个班分成两到三个组由不同的老师上课,不同老师对实验报告评分的松紧程度如果有较大的差别,就会造成考核的不公平。为了规范实验报告的要求和成绩评定标准,2011年上学期大学物理实验教研室专门组织了两次教研活动,对2009年3月制定的《大学物理实验报告评分参考标准》做了大幅的修改,制定了新的《实验报告书写规范及评分标准》,对实验报告各部分的分值做了具体的量化,特别规定抄袭他人的处理过程和结果成绩记零分。并且选出6份有代表性的实验报告,复印后发到每个老师手中,根据新的标准进行评分,最后把汇总结果反馈给每个老师。实践表明,这种方法起到了很好的作用,从那个学期开始,实验报告的评分得到了较好的统一。
2.11 在课程开始时将考核方式明确告知学生。
对本课程的目标学生来说,严格的平时考核和以操作为主的考试方式可能是他们没有接触过的。在理论课中就将考核的方式和细节明确告知学生,以激发学生的学习积极性,提高重视程度;充分利用我们中心的网站,将实验课表、实验报告参考和评分标准、考试说明和安排等在网站上公布,并及时答疑。
3 改革的成效和存在的问题
经过几年的实践,特别是以操作为主的规范的期末考试的举行,打破了以往实验课程只要上了课就能及格的惯例。每个学期都有不及格的学生,但是考核方式的合理有效和公平公正得到了学生的普遍认可。学生对待实验课程的学习态度有了根本性的改变,学习积极性有了很大的提高,在实验室开放时间内定员30人的实验室甚至涌入了四、五十人。本课程考核工作的改革为“三位一体”人才培养模式改革的实施做出了应有的贡献。在2012年6月份我校接受教育部本科教学水平评估中,基础实验中心的教学改革和考试改革得到了专家的好评。
虽然我们的改革取得了一些成效,但还是存在着一些问题和不足,主要有: ①考核方式比较单一。②课程的能力目标构成还不很明确。③因仪器不足,有些实验不能进行操作考试。④不同操作考试项目的难度控制问题还不能完全解决。我们将在以后的工作中不断探索和研究,想办法逐步解决上述问题。例如部分采用设计性考核、利用虚拟仿真软件进行考试等等。
参考文献:
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宁锌. 大学物理实验课程考试改革的探索与实践[J]. 广东工业大学学报(社会科学版),2003,(1):36-39.
冯元新,阮世平,李祖樟,袁哲峰. 大学物理实验教学与考核办法的改革[J]. 浙江科技学院学报,2009,(1):66-68.
李林, 施芸城,钟宏杰. 物理实验课不同考核方式的改革与实践_操作考试的积极效应最为明显[J]. 大学物理,2010,(2):43-46.
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篇7
关键词:地方高校;物理;实验教学
大学物理实验是一门培养学生动手实践能力的重要课程。学生通过亲手做实验,分析实验原理,体会实验成果,可以加深对理论知识的理解,强化理论知识的内涵,更加牢固地掌握理论知识要点。但是,随着时代的进步与教育体制的改革,地方高校物理实验教学中的弊端逐渐暴露,不利于大学物理教学质量的提高。因此,高校必须对物理实验教学中存在的问题加以解决,从而使物理实验教学取得新的突破,进一步提高学生的实践操作能力,提高学生对物理学科的兴趣。
一、地方高校大学物理实验教学存在的问题
1.教学方式死板
当前,很多高校大学物理实验课程依旧沿用传统的教学方式,即实验开始前,教师对当天要做的实验做细致讲解,包括实验原理、实验步骤、实验注意事项等。为了防止学生实验过程对设备造成损坏,或者设备可能具有安全隐患,教师通常都会提前把实验所需的仪器、设备组装好,整个物理实验变成了学生按部就班地验证实验结果,完全]有给学生思考和创新的空间,学生一直处于被动接受状态。这样不仅没有使学生的实践能力得到提升,而且容易导致学生缺乏主动学习的积极性。
2.课程内容陈旧
时代在进步,科学技术水平不断提高,但是,地方高校大学物理实验课程的内容很多还是一些传统的、经典的实验,几乎每一届学生都会做同样的验证性实验。时代的进步要求学生与时俱进,不断创新,而不是仅仅停留在对传统实验进行验证的阶段,这样不仅会束缚学生的思维,还会阻碍物理学科的进一步发展。
3.考评方式单一
很多地方高校大学物理实验课程的考评方式依旧是通过实验报告来判定的,这种方式本身就存在很多弊端。学生为了顺利通过考试,经常会出现抄袭他人报告的现象。通常,教师会将学生分成几组进行实验,而每组的数据不同,这样一来,有些学生养成了坐等实验成果的坏习惯。每组只有个别学生真正参与实验过程,而其他学生仅仅是为了应付考试而抄袭同组人的实验报告。通过实验报告评价学生学习效果的方式不但不能真实反映学生的学习情况,而且不利于学生实践能力的培养。
二、完善地方高校大学物理实验教学的措施
1.创新教学方式
大学物理实验课的根本目的是培养学生动手能力,加深学生对理论知识的理解,因此,在教学过程中必须坚持以学生为主体的教学模式,使学生成为课堂主体,增强学生主动学习的热情,培养学生积极思考、主动探究的良好学习习惯,感受到实验成果带来的满足感。教师在进行物理实验教学时,要尽可能将课堂留给学生。上课之前,教师要指导学生了解要做的实验,研究实验原理、实验过程,在课堂上给学生讲解实验注意事项,然后就让学生自主进行实验探究。学生在实验过程中遇到问题可以互相讨论,教师进一步引导,鼓励学生自主钻研、大胆创新,使之思维能力、动手能力、解决问题的能力都得到提高。
2.优化实验内容
实验教材是大学物理实验课顺利开展的基础。教材的内容直接决定了学生接受什么样的知识,陈旧的教材内容、方法和技术与当前时代的发展不符。因此,相关教学研究人员要对大学物理实验教材进行优化,既要保留传统经典实验项目,让学生从中吸取经验,也要加入与当前科技发展相适应的新技术、新方法,激发学生学习物理的积极性。
3.完善考评方式
实验考核是检查学生掌握实验技能的手段。教师对学生实验成绩的评定直接影响学生做实验的积极性,建立有效的、具有可操作性的考评制度是必要的。因此,物理实验课应采取多元化的考核方式。例如,理论知识以笔试的形式,实验模块以动手操作的方式。教师也可以编制多套试题,将这些试题存储在计算机上,让学生随机抽取,促进实验考试方式的多元化。
总之,当前我国地方高校大学物理实验教学中依然存在教学方式死板、课程内容陈旧以及考评方式单一等问题,不利于物理实验教学质量的提高,也不能充分锻炼学生的实践能力。高校须通过创新教学方式、优化实验内容及完善考评方式等措施来使大学物理实验教学得到完善,从而真正提高学生对物理实验的兴趣,培养学生主动学习的热情,使学生思维能力和创新能力都得到提升,促进大学物理实验教学质量的提高。
参考文献:
篇8
论文关键词:大学教学;物理实验;教学质量
物理是科学先驱,高新技术之源泉,探索宇宙之武器。物理学是一门实验性科学,在整个物理学的发展过程中,实验起着决定性的作用。实验是验证理论的唯一途径,而实践则是检验实验结果的唯一标准。著名物理学家丁肇中教授也曾说过:“做实验确实非常重要,因为任何理论缺少实验证明是没有用的,实验可以推翻理论,理论绝对不能推翻实验”。大学物理实验是理工院校大学生必修的公共基础课,在全面提高学生科学素质,培养学生的创新能力方面具有其他学科不可替代的重要作用。传统的大学物理实验教学模式处于教学方法过于单一、教学手段较为落后的状态,这样的实验教学模式不能有效调动学生的主观能动性,束缚学生科学思维能力的发展,不利于对学生进行科研素质和创新能力的培养。随着科学技术的迅猛发展,社会对创新型人才的要求越来越高,革新大学物理实验的教学模式,提高物理实验课的教学质量显得尤为重要。现今全国大部分高校采取建立分级别的大学物理实验教学示范中心,硬件水平得到很大提高,然而在教学质量方面还有很多问题亟待解决。在此,笔者结合自己教学实践中的体会,浅析物理实验教学过程中存在的各个方面的问题,并就关于如何解决这些问题提出个人建议。
一、大学物理实验教学过程中的问题
1.学校对大学物理实验课程重视不够
长期以来,传统的应试教育“一张试卷定终身”不仅影响着万千考生,也影响着学校的办学模式。高中阶段,为了提高学校的升学率,大部分学校把实验课上成理论课。在大学里的实验课中,学生本应该得到必要的引导和充分的自由,在自己动手的过程中发挥本人的主观能动性,开发学生的创新意识和创新能力。然而错误的思想使大部分高校把实验教学当成理论教学的附属环节,认为做实验不过是为了更深刻地掌握理论知识。另一方面为了达到评估的标准,学校侧重实验设备、环境、场地等的建设,忽略了实验教学的基本规律和创新性教学的研究。而且学校把实验课定为考查课,在课程设置和学时安排等方面也往往把大学物理实验课程排到其他课程的后面,这也导致学生误认为大学物理实验课不重要,上课不积极。
2.学生对大学物理实验的学习兴趣不够,态度不端正
一方面,目前在很多理工科院校中大学物理实验为考查课,考核制度不严谨。又因为在大学里课程繁多,为了考得好成绩拿奖学金,很多学生自然而然就把考查课放在一边,在这部分学生眼里,大学物理实验课程的学分是比较容易获得的。另一方面,普通高校的大学生认为自己的学校只是普通的一所学校,平凡得就像大海里的一滴水,自己的将来根本不能与名震寰宇学府中的学生相比,这种念头导致学生缺乏上进心,学习也没有积极性,得过且过。于是在课堂上出现学生上课懒散,课前不预习,临时抱佛脚的不好现象。个别学生做实验时自己不动手,请人代劳,趁老师不注意抄袭别人的实验结果,或着编造实验数据。因此,课堂教学效果极差,不能达到培养和锻炼学生动手能力的基本要求。
3.教师自身观念和素质有待提高
教师是教学活动中的一个基本要素,教师自身素质直接影响着教学质量。然而目前我国许多大学物理实验课教师仍采用传统的教学方法,先对学生介绍实验仪器,讲解实验目的和原理,然后演示实验步骤并强调做实验的注意事项等,接下来学生按老师和教材所讲重复实验,进行简单的测量。实验结束后,老师检验实验数据是否合理,并签字。学生将老师签过字的实验数据带回,课后进行数据处理和分析并撰写实验报告,写好的实验报告于下次实验课前上交。整个实验过程缺乏与学生的沟通和交流。另一方面,教师自身知识水平有限,不能很好地引导学生深入理解实验中所体现的科学的研究方法。这样教学的直接后果就是学生在做实验的过程中毫无自己的积极思考与积极设计,完全跟着老师的步骤做。学生缺乏个性,缺乏实际操作能力和创造力,不利于启发学生的思维,不能开阔学生的视野,更不利于创新意识和创新能力的培养。
4.实验安排不合理
当今大部分大学师资有限,教学任务繁重,因而在安排实验的先后顺序时,无法遵从实验内容由易到难,由简单到复杂的要求,并且由于条件的限制,也无法根据学生能力的高低和各自专业的特点来合理安排实验。这样使很多学生误认为物理实验技能与自己所学专业无关,觉得物理实验课不重要,反正以后也用不到,致使学生不能深入体会物理实验的奥妙,学习的主动性减退,教学效果下降。
另外,虽然目前大部分学校进行了大学物理实验改革,但是实验内容仍有待改善,大部分实验仍然属于验证性实验,而与当今科学发展和应用相关的热点实验缺乏。注重操作能力的实验较多,而培养学生独立思维能力的综合性设计性实验较少,不利于提高学生的独立创新能力。更重要的是,学校和教师对先进的实验内容和实验教学发展趋势的跟踪和学习不够,在相当程度上限制了实验教学的发展。
5.考核制度不合理
目前,很多学校把大学物理实验定为考查课目,仅仅通过实验操作和实验报告两部分综合成绩来评定学生的能力,这显然是不全面的。大部分学生遇到问题不认真思考,按照教师示范步骤比葫芦画瓢,取得数据草率了事,不好好预习也能马虎将实验完成,致使学生认为物理实验考核很容易蒙混过关,所以应付实验的学生不在少数。
二、提高大学物理实验教学质量的建议
1.制定严格规范的管理制度
长期以来,大学物理实验教学管理比较松散,这也是学生做实验态度不认真的原因之一。因此制定严格规范的管理制度,对提高大学物理实验教学质量会起到积极作用。首先从学校层次上重视大学物理实验,给实验课安排足够的学时,并严格考核制度。其次,对教师进行定期培训,使教师在思想上重视物理实验教学,严谨教学态度,积极进行教学研究。鼓励教师在教学内容、方法和手段等方面进行不断的探索和尝试。再次,严格把握好实验教学的各个环节,这包括课前预习。老师在上课前要对与本次试验相关的问题进行抽查,并检查预习报告,然后根据学生回答问题的情况及预习报告的好坏给出预习分数;在实验操作过程中,教师不能擅自脱岗,应严格监控学生做实验过程中的关键步骤和要点,培养学生的科学实验能力和科学素养;最后是实验报告的撰写,实验报告要体现出数据处理的全过程,主要包括:根据测量数据计算实验结果、估算不确定度、正确表达实验结果,然后分析产生误差的原因以及注意事项(仪器使用的注意事项和测量过程的注意事项)等。[5]另外,加强实验室环境建设,在实验室悬挂知名科学家和相关实验的展板,营造科学文化氛围,使学生走进实验室,就能感受到科学艺术的熏陶,激发学生的学习兴趣。
2.建立分层次物理实验课程新体系
随着高考制度的改革,大批普通高校的学生实验基础差异较大,为了保证教学的顺利开展,并照顾到学生个体发展的需要,建立分层次物理实验教学很有必要。新的实验框架体系按照加强基础、重视应用、培养能力、提高素质的层次,遵循认知规律,兼顾力学、热学、电磁学、光学和近代物理学等有关实验内容,形成预备实验、基本实验、综合性实验、设计性实验和创新提高性实验等几个层次。[6]然后在每个层次里再设两个小层次,分为“必做”和“选做”两部分。选做部分由学生根据自己的爱好和专业需要自由选择。对不同专业,物理实验教学应有不同的要求,这体现在不同的学时安排上。这种分层次教学模式实现了从基础到前沿、从被动接受知识到积极主动思考逐阶段提高综合能力的实验教学目的。除此之外,还应该改革教学内容,科学地设置实验项目,优化基础实验的训练,增加应用性、综合性、设计性和研究性实验内容,重视实验的先进性、开放性和将科研成果转化为教学实验的应用。预备性实验是为进入大学但具有不同物理实验基础的同学而准备的,这类实验以开放、课余的形式,由同学根据自身条件、自我需要进行选修,目的是对基础物理实验知识进行填平补齐;另一方面通过基础性实验,让学生掌握基本理论和技能;通过综合性和设计性实验,让学生了解现代物理的发展趋势和新技术的应用,提高学生的科学素质和综合研究能力,激发学生的创新精神;创新提高性实验是以科研实践为主题,提前让学生了解科研的方法和环节,从而学到更多书本以外的知识,锻炼他们的独立科研能力。层次化教学使学生知识由浅入深、由基础到综合、应用、研究,激发学生的学习兴趣,提高学生的实验能力。另外,教师应该根据实验教学层次的递进,应采取不同的实验指导方法,这样才能最大程度的提高教学质量。
3.进一步提高教师素质,改善知识结构,提高教学能力
柯瓦列夫说:教师知道的东西,要大大超过他要教给学生的范围,要具有更宽的科学视野,否则,他就不能唤起和发展学生对本门学科的兴趣,就不能满足他们的需要。一名合格的教师,不仅要有精深扎实的专业基础知识,还应具有广博的与本专业相关的各门科学知识。在新课改的形势下,深化教学教法改革,应从教师本身的知识结构和教学能力入手。教师应及时掌握国内外最新实验教学动态,了解最新科学研究进展,在深入掌握所授课程的同时,扩展知识面,并有效地传授给学生,这样的教学才深刻独到,富有启发性。俗话说“给学生一杯水,自己要有一桶水”,作为现时代的教师,只有通过勤奋刻苦的学习,不断提高自己的知识层次和思维能力,加强自身修养,才能使自己的一桶水始终具有源源不断的营养,才能使学生深感“听君一席话,胜读十年书”。以此引导学生,让他们明白人类对物质世界的认识还不完全,还有大量问题有待解决和发展,从而激发他们的好奇心和创新意识。一个教师,如果自身知识储备不够,讲课就会捉襟见肘。只有掌握丰富科学知识,具有较高科学素质的老师,才能作为一名合格的物理教师,才能更好地引导学生去领略物理世界的神奇之处。
4.建立科学的考核体系,提出科学合理的实验考核细则
在大学里课程繁重,学生自然而然就把考核要求低的课程放到一边。没有压力,就没有动力。所以要适当增加考核的难度,这样可以促进学生学习的积极性。考核时,要根据考核内容在培养学生能力和素质中所起作用大小,分配不同的权重,确定具体可行科学合理的实验考核细则。对学生能力的评定应该包括课堂表现、实验报告、课外自主科研活动以及实验考试。考试内容除了基础实验知识以外,应扩大设计性实验内容。只有这样,学生才会重视物理实验,提高对物理实验的兴趣,端正学习态度,在做实验时认真思考并尽力掌握每个实验的精髓,最终真正学有所得。
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关键词:物理实验教学;教学环节;评价措施;无纸化考试
中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)13-0154-03
大学物理实验是学生进入大学阶段的一门必修公共基础课,主要目的是培养学生的创新意识和创新能力。在农业院校本科生培养计划中这门课大部分安排在大一年级第二学期,是本科生培养计划的重要一环[1]。夯实公共基础课,能为专业基础课和专业课培养目标顺利执行奠定坚实的基础,也是培养学生良好学习习惯的开端[1-2]。同时实验课也是老师展示人格魅力的场所,是老师和学生交流的重要纽带。实验教学互动性强,能激发学生对老师和该门课程的认同感,有着理论课无法替代的作用。
1 物理实验成绩考评存在的问题
学生课堂实验时间相对充裕,实验仪器台套数充足,有1/2以上的物理实验项目做到1台套/人,有力地保障了实验教学顺利实施。但随着各学校实施学生对教师评教机制,许多老师出于自己评教分数受影响的顾虑,对学生考评过松,学生实验成绩出现虚高现象;随着学校教师科研压力增大,教师指导学生实验投入的精力不足,对学生考评的一些环节存在缺失现象;实验过程具有复杂性,教师不可能完全监管到位,学生之间实验数据作弊现象也时有发生;实验成绩部分当堂考评,教师碍于学生情面,对学生实验成绩评定也会出现虚高现象;为了激发学生的创新思维,也不能管得太死,必要时用高分调动学生创作和实验的激情。出于各种因素影响,学生成绩考评处理不当,很难客观真实地反映学生的实验能力和老师的教学效果[3-4]。因此,学生成绩考评和教学效果的有机结合,一直是教育工作者关注的主题,笔者通过多年的大学物理实验教学实践,设置了学生成绩评考结合机制。
2 评考机制设置出发点
学生成绩评定中奖励大于惩罚,鼓励多于斥责,激发创新思维的火花多于填鸭式灌输,增强学生对老师和该门课程的认同感;实验成绩评价采用灵活多变的评分机制,实验成绩来源渠道多样化,给老师更大自由度;考教分离,减少实验成绩判定误差;评考结合机制能真实地反映师生在实验上精力的投入和实验课程开出的效果。
3 评考机制的评价措施
3.1 适度的成绩比例分配 考评机制设置的方案如图1。改进原有的考评模式[5],平时成绩侧重于“评”,期末成绩侧重于“考”,评考结合,以“评”为主,以“考”为辅。实验总成绩中平时成绩占60%,期末考试成绩占40%。实验平时成绩为每一个实验项目评分的算术平均值。一个实验项目的评分来自实验项目的“三个环节”:课前预习、课堂操作和课后报告的完善,分别对应的权重为20%、50%和30%。
3.2 实验平时成绩“三个环节”的评价措施
3.2.1 课前预习要求及评价标准 课前预习,要求书写规范的预习报告。实验预习是实验的重要环节,实验绪论课时老师以预习报告书写案例,讲解实验预习报告书写规范,要求实验“功夫下在课堂外”。我校实验中心已有的实验资源有实体和虚拟资源两部分[1,5],学生课前可以通过教材、网络课程和虚拟仿真实验等资源,进行多方位预习;也可用校园网数据库系统,检索实验项目,了解实验研究动态。预习效果以规范的预习报告呈现出来。规范的预习报告,并不是简单地照抄实验教材,而是包括实验名称、目的、仪器,简要的原理、内容及步骤,数据记录和处理的表格、思考题和实验拓展。书写简要的原理,是对实验原理的简要概括,一定要用自己的话归纳概括,图文并茂形象直观地写出实验原理[6];简要的内容及步骤,写出实验的主要内容和主要步骤。照抄的弊端是抄得累,抄完不知所云;用简要的文字归纳概括,学生必须将该段文字通读几遍,知道哪些是关键性的文字,哪些是辅阅读的文字,找出最重要的文字来摘抄。节省学生抄写的时间,压缩学生不动脑筋的空间。
确立评价指标,评价指标是引导学生规范预习的指挥棒。学生进入课堂实验之前,要求老师检查预习报告,并给予相应的评价。实验预习报告以“六性”为标准来评价:实验报告的完整性,实验原理的概括性,图文并茂的直观性,内容及步骤的概括性,数据表格设计的科学性,以及思维拓展的前瞻性,各项占分比例约为15%,约为实验成绩中的3~4分。能在实验拓展中写出该实验研究动态,给出高分,培养学生的自信心与自豪感。对老师要求,能快速评分,评分时间10s/学生,老师检查和评阅学生预习报告,并通过预习报告及时判断学生预习质量,及时评价学生预习报告的优劣,引导学生后续实验预习。
3.2.2 课堂实验要求及评价措施 课堂实验,规范学生的实验操作行为、评价学生读取与处理实验数据的准确性和规范性。让老师有足够的空间点拔物理前沿和实验项目研究动态,阐释实验项目设计的思想,阐述实验原理,规范实验仪器的操作,剖析经典的实验案例[6]。要求做到“四结合”,即讲解和问答相结合,突袭式考核和平时实验考核相结合,实验报告当堂批改和课后批改相结合,协作实验与独立实验相结合。
教师讲解实验课程,讲解过程中不断设问,检查学生在预习过程中对实验的掌握情况,实施奖惩措施,激励学生在预习过程中投入精力。条分缕析地讲解,引导师生互动,掌握实验的规范性操作,培养学生准确操作与快速读取数据能力。引入突袭式考试,如电学实验中快速准确地连接线路,讲解完实验后,快速布置实验评价指标,练习学生快速准确的接线能力,要求老师能20~30s内敲定一组同学实验线路连接的准确性,10~15min内考核完毕。课堂学生实验时,要求指导老师不断地走动,及时发现学生实验中出现的问题,及时给予学生解答、排除故障和及时指导,要求老师练就“火眼金睛”,并现场抽检学生实验数据,快速评分。预防学生实验数据作弊和造假,不断察看学生记录实验数据的规范性和准确性,及时指导学生科学合理地处理实验数据。学生实验报告批改实行实验室当堂批改、课后批改和下一次课批改相结合。当堂批改评分的弊端,就是老师顾及学生情面,该扣的分数没有扣到位,分值虚高,导致最后总体平时实验分数偏高,并且占用指导学生实验的时间;课后批改弊端就是学生毫不知情,不知自己错在哪,该怎么更正,后续实验中怎么避免类似的错误,甚至认为评分结束,意味着该次实验终止,导致后续实验过程中依然会重复犯类似的错误。为弥补该方法弊端,发下实验报告本时,再次在课堂上集体订正,并做出明确的评分说明。两人一组的实验项目旨在培养学生协调配合能力,一人一组的实验项目旨在培养学生独立思考和动手能力,因此,采用两者结合的方式培养学生的协调配合能力、独立思考和动手能力。
3.2.3 课后实验报告评价措施 课后完善实验报告,用物理实验研究升华学生的创新思维,“以评促考”,巩固实验教学成果。“学而不思则罔”,学生可通过网络课程和虚拟仿真实验学习,数据库查找文献,分析总结实验现象出现规律性,完成实验的思考题和拓展题,拓宽学生的创新思维。教师对实验思索和研究有多深刻,指导学生实验就能走得有多远。教师不可局限于教材,需要不断补充自己的专业知识,不能照本宣读,要有足够的知识储备和创新能力,高屋建瓴地点评学生的实验拓展部分,激发学生的创新意识和创新“动能”。用科研的标准要求学生的物理实验,搜索文献,了解实验项目的研究动态,对实验进行拓展,每一个物理实验项目在CNKI数据库中都有相关文献,物理专业人员几乎对实验的各方面都提出过问题,解决过问题,他们的研究成果可以启迪学生的思维,“没有做不到,就怕想不到”,相信学生的创造能力,同时也考验老师的科研水平,达到教学科研“并行不悖,教学相长”目的。
3.3 期末无纸化上机考试 客观公正的无纸化考试,让学生成绩回归合理区间。一门课程的有效实施离不开最终考试,如何让学生的成绩客观地反映学生的实验素质和教学效果,减少人为评价对学生成绩的影响。我们采用了无纸化的虚拟实验考试系统,由实验中心统一命题,从仿真实验中随机抽取实验项目,采用人机交互的答题模式,让学生在统一的时间和统一的机房中,上机操作,然后由电脑统一评分。做到物理实验考试真正意义上的“考教分离”。
4 评考结合的实验教学效果
大学物理实验评考机制设置后,学生认识到实验预习的重要性。经过多年实践,实验报告书写规范,实验数据记录的规范准确,实验数据处理错误率明显降低,思考题答题正确率显著提高,应用拓展题回答方式灵活多样。锻炼了学生严谨的实验思维、实验时足够的耐心和定力,学生自主学习和协作能力及独立操作能力明显提高。学生在实验课程进行中找到了创新和创意基金指导的老师,培养了学生的创新能力和创新意识。
参考文献
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物理实验 考核方式 成绩
物理实验是大学物理课程的重要组成部分,对于加深学生对抽象的物理系知识的理解,提高学生的实践动手能力至关重要。为了提高物理实验的教学效果,往往采用一定的考核方法来评定学生的实验成绩。
以往的做法是将物理实验成绩分为平时成绩和期末考试成绩两个部分,对其进行综合即得到学生的最终实验成绩。平时成绩主要以实验报告的成绩为依据。期末考试成绩则是抽取某一个实验项目,根据学生现场完成情况来评定成绩。这种方法虽然省时省力,但是成绩的评定较为片面,不能真实地反映学生的实际水平,学生并不认同,也在一定程度上挫伤了学生实验的积极性。成绩失真的原因是成绩评定主要以实验报告为依据,可能存在很多不公正的因素。由此导致学生实验态度可能会不太端正,造成实验教学的效果的下降。
如果能够将学生实验学习过程中的各个环节细分并量化,综合评定给出其实验成绩,使得成绩更加合理,更加真实,无疑将会提高学生进行实验的积极性和主动性,从而提高实验教学的质量。
为此,我们从以下几个方面对学生实验情况进行量化评定。
一、平时成绩的评定
平时实验成绩,即根据学生在整个学期的物理实验课中所表现出来的学习态度、实验能力和取得的成效所给出的评定。可以从实验纪律、预习、实验操作和实验报告等几个方面来分别进行考察,最后将各个部分的成绩综合起来,得到最终的平时实验成绩。
1.实验纪律
遵守实验纪律是完成实验教学的前提。为此,实验纪律必须在平时成绩评定里面占有一席之地,一般为平时成绩的15%。如果旷课,则该次实验成绩直接作零分处理。如有迟到则相应扣除该次实验的纪律部分成绩。
2.预习
预习是实验课上课之前学生必须要做的准备工作。要求学生通过研读教材、查阅资料等环节,熟悉仪器,知晓实验的目的、原理、实验过程、具体步骤、绘制数据记录表格等,并要求学生写出预习报告。预习是顺利完成实验的前提。教师应在上课前检查预习报告,但根据教学经验,有些学生只是为了应付检查,将教材中的内容依次抄好作为预习报告,之前并没有用心去领会其内容,没有达到预习要求。为促使学生端正学习态度,切实达到预习目的,可以在实验之前以提问的形式抽查预习情况,并给出相应的预习成绩。这既能让所有学生在操作前加深对实验内容的理解,又能使得预习成绩趋于合理,促使学生做好预习。对于预习比较深入,对相关内容有独到见解的学生,可适当加分予以鼓励。
3.实验操作
实验操作是实验过程的核心,可以反映出学生的实际动手能力和独立分析问题、解决问题的能力,这部分成绩占的比例可以大一些。这要求教师在实验课堂上加强巡视,密切观察学生的操作情况。重点注意学生实验态度是否端正,实验操作是否熟练,实验过程是否规范,实验方法是否符合要求,实验数据是否合理正确。观察学生对实验中发生的一些问题是否能积极主动地解决,对实验中出现的现象能否深入思考,做到对学生的实验情况心中有数。
实验结束之前,要求学生上交实验数据,根据实验数据的正确程度进行实验操作的成绩评定。这就要求实验教师事前要对实验进行预作,对实验数据大致走向做到心中有数。也可以在检查实验数据过程中向学生提一些实验所涉及的问题来考查学生,必要时还可以要求学生在仪器上重复某一个简单实验步骤,以判定其实验数据的真实性。在确认无误后,首先要求学生在自己的实验数据单上签字认可,最后教师才在学生的实验原始数据单上签字确认。
由于实验课时有限,要求教师在一次实验课中准确地考查所有学生是有困难的,这就要求教师注意工作方法。对于实验态度端正的学生,可以加快检查的速度,快速评定成绩。而对于水平相对较低的学生,则可以进行详细的询问,考察数据的真实性。这样可以做到实验操作成绩的评定基本公平。
4.实验报告
实验报告的完成情况可以反映出学生分析问题的能力。这部分可以重点考查学生对实验数据的处理是否规范准确,实验结果是否正确,实验误差是否在合理范围内,同时重点考查学生对于实验结果的分析是否确切合理,实验结论是否正确完整,是否能较准确地分析出通过数据或实验结果所反映出的问题,考查学生实验总结是否全面,是否有独到见解。凡此种种,都需要教师认真地批阅实验报告,正确判断通过实验报告所反映出的学生的学习情况,由此给出合理的实验报告成绩。
实验报告需要注意的一点是,学生实验报告上的原始数据单必须是学生自己交给老师签字的原始数据单,上面不仅应该有老师的签字,还应该有学生的签字。然后,再根据原始数据单来检查学生的数据处理是否与其原始实验数据相对应。数据计算是否正确无误。根据实验数据所作出的图线是否正确。这是判定学生实验报告成绩的关键,也是实验报告成绩的真实性和公正性的要求。
将上述部分的成绩按照实验纪律15%,预习15%,实验操作40%,实验报告30%的比例将各项成绩综合即得到该次实验的最终成绩。再将各次实验的最终成绩求平均值即得到本实验课程的平时成绩,占本门实验课程总成绩的70%。
二、考试成绩的评定
在学期的期末实验教学任务完成以后,可以进行实验考试。考试的形式有口试、笔试和操作能力考试三种形式。
1.口试
口试就是以2~3位教师以类似答辩的形式对学生进行逐一面试,每位教师可以提1~2个与实验相关的问题,根据学生回答的情况判定学生的实验水平,现场给出实验考试成绩。这种考核形式的优点是考核速度较快,能比较真实地反映学生的实验水平,成绩相对比较公正。缺点是,试题的量比较少,不同的同学需要回答的问题互不相同,因此成绩有一定的偶然性。
2.笔试
笔试可以闭卷方式进行,重点考查学生对于物理实验思想、实验方法的理解,对于常规仪器的认识,对于误差理论的掌握等,可考查学生处理数据、分析数据结果、理解相关资料等方面的能力。这种考核方法的特点是题目的量比较广,能够比较全面的反映学生掌握知识的情况。只要监考严格,成绩也比较公正。缺点是耗时较长,老师要改卷,工作量较大。
3.操作能力考试
操作能力考试,就是以实际操作形式全面考查学生的实验能力,可以用抽签的方式决定学生的考试内容(实验项目),让学生现场完成实验,根据学生完成的情况评定成绩。所选内容最好是设计性实验内容,可以给出实验题目、要求,给出可供选用的仪器,给出部分资料或不给资料,主要由学生自己查阅相关资料,自行设计实验方法,自行选用合适的仪器设备,整个实验过程独立操作,要求在限定时间内完成实验并做出实验报告。这种形式的考试能比较全面地考查学生各方面能力,所占总成绩比例可以稍大一些。缺点是需要较长的时间,教师准备仪器的工作量非常大,因为不同的实验项目需要准备不同的仪器,而且抽签决定的实验项目是不确定的;教师需要根据抽签结果不停地将不同的仪器搬进搬出,而且实验考试过程中还要随时监控各个学生的完成情况,劳动强度非常大。另外,这种考核方式只能考核一个实验项目,成绩有一定的偶然性。例如,一个学生只有一个实验完成的比较好,而实验考试刚好就抽到这个实验,那他的成绩就会比较高,不能真实地反映他的实验水平。
4.选用
上述考核方式各有利弊,各自适用于不同的情况。当更加注重考核学生的实验动手能力时,可以选择操作能力考试的方式。当时间比较紧张时,可以选用口试的形式。当想更加全面地考核学生与实验相关的各方面能力时,可以选择笔试的形式。教师可以根据情况任选上述考核方式中的一种或两种对学生进行实验考核。期末实验考试的成绩,一般占到实验课程总成绩的30%。
三、综合评定成绩
通过平时情况和考试情况的多方面考查,就可以综合给出学生的实验总评成绩。鉴于平时实验比较多,教师考查比较细致、全面,这部分成绩可以相应占稍大比例。同时,在平时实验考核中也可以加入其他一些考核指标。例如,在学生合作完成实验的情况下,可考查学生协调能力和合作精神。再如,环境卫生也可以算一项考核指标,可以考查学生学习态度和责任心等。综合成绩中各项考核内容所占比例可参阅表1。
上述成绩的评定和统计是比较繁琐的,需要教师付出更多的艰辛劳动。为了减轻教师的劳动强度,我们制作了标准的EXCEL格式实验成绩统计表格,把繁琐的实验成绩统计工作交给计算机去完成,提高了实验成绩统计的准确性,同时也使得教师摆脱了不必要的重复劳动,有更多的时间去思考如何提高实验教学质量。
四、结语
大学物理实验课的考核评定,相对理论课来说要繁琐复杂得多,它既不能以一份试卷来代替,又不能单纯以一次实验操作考试作为最终成绩,这种片面的做法会影响教学效果。大学物理实验课的最终成绩评定,应综合考查学生在纪律,操作和实验报告等各方面的表现,全面准确地反映学生的实际能力,给学生一个公正合理的真实分数。这种考核方式,势必要求教师投入更多的精力,付出更多的心血,需要教师具有高度的责任心和奉献精神,在教学的各个环节严格要求、严格把关,使大学物理实验课的考核起到“以考促教,以考促学”的作用。实践证明,改进后的实验成绩评定方式提高了学生实验的积极性,改进了实验教学的效果,在省级基础实验室合格评估中受到了专家组的高度评价。
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