工科物理

工科物理（精选十篇）

工科物理 篇1

对于工科学生而言, 在物理实验课程的学习中, 掌握测量的原理、思路和方法固然重要, 但更重要的还是要培养实践技能。尤其在仪器调节方面, 更显示出实践技能的重要。分光计的调整和应用是工科物理实验中最能体现实践技能的一个实验, 针对教学过程中学生的普遍问题, 探讨了分光计调节中的难点和相应的方法技巧。

2 分光计的调节

分光计的光学系统主要包括三部分:阿贝式自准直望远镜、可变狭缝宽度的平行光管和带照明装置的光学游标度盘。分光计的调节要求可分为三个步骤:a.用自准法调整望远镜, 使望远镜聚焦于无穷远, 即望远镜能接收平行光;b.用各半调节法, 调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直;c.调节平行光管使其出射平行光, 并使其光轴与分光计中心轴垂直。

在分光计调节过程中, 学生最费时间的是调节望远镜。小电珠的“+”字经平面镜反射后在望远镜中应该能观察到“+”字反射像, 再把“+”字反射像调节清晰, 使望远镜能接收平行光。问题在于, 学生将平面镜放置到载物台上以后, 通过目镜在视场中无法观察到“+”字反射像, 导致调节无法继续进行, 把大量的时间就耗费到找寻“+”字反射像上。因此能否快速找到“+”字反射像, 是实验调节是否顺利最关键的一个环节。针对这个问题, 老师在讲解过程中, 把“+”字反射像可能的各种情况都予以分析。例如, 保持入射光线不变时, 水平转动载物台, “+”字反射像会水平偏移;而改变载物台三个细调螺钉的位置, “+”字反射像会上下偏移等。无论水平偏移还是上下偏移, 偏移过大都会导致“+”字反射像落在视场以外, 无法在目镜中观察到。由于光的反射原理学生都熟悉, 因此在理解上不存在任何难度。

3 调节难点及技巧

理解了在视场中无法观察到“+”字反射像的原因, 学生就体会到应该要调节载物台细调螺钉和望远镜倾斜度螺钉, 同时水平转动载物台使反射光线能够进入望远镜。但是由于在调试的过程中, 没有看到“+”字反射像, 操作就带有一定的盲目性, 以至于部分学生把调节失败归因于“运气”不好。

实际上, 根据光的反射原理, 只要小电珠所发光线经望远镜射到平面镜上, “+”字反射像必然在反射光线的反向延长线上。所以, 事先可以用眼睛通过平面镜直接观察“+”字反射像, 即保持望远镜水平位置不动, 水平左右转动载物台, 使反射光线出现在观察者眼睛位置附近, 此时朝平面镜里观察, 可以直接观察到清晰地“+”字反射像。接下来, 无论怎么调节, 始终跟踪着“+”字反射像。这样, 在调节载物台及望远镜的螺钉时, 操作就不再是盲目的了, 具有直观性, 有针对地调节“+”字反射像的位置, 在短时间内就可以使“+”字反射像出现在视场内。通过教学发现, 学生只要掌握这一技巧, 调节过程都比较顺利。

4 结论

本文以分光计的调整和应用实验为例, 结合教学实践, 提出处理调节难点的技巧, 旨在探讨工科物理实验中实践技能培养的重要性。

参考文献

[1]王玉梅, 孙庆龙.剖析分光计的调节[J].计量与测试技术, 2010 (6) .

[2]孙彦清.最小二乘法线性拟合应注意的两个问题[J].汉中师范学院学报 (自然科学) , 2002 (3) .

[3]赵长水.密度测量实验中仪器的正确使用与巧读数据[J].实验科学与技术, 2008 (5) .

工科大学物理实验教学论文 篇2

2实验教学中应提供给学生有自由选择的余地

在当前实验教学中,从大纲、教材以及实验教学,对学生的约束力太大,传统的教学模式把学生统得太死。这样不利于学生发挥做实验的主动性和积极性。如何调动学生学好实验的主动性和积极性?我认为在实验条件的允许下,可在实验教学中为学生提供一些较有自由选择的实验余地,让学生去发挥他们的创造性能力。如以某物理量或某常数的测定为题,提供几种可行的测量方法,让学生根据自己的爱好去选择,当然教学中要有基本的要求,只要学生做到了基本要求就算通过了,而对那些心有余力的学生,通过课题不同的实验比较,提出自己的见解去发挥他们的聪明才智。例如,重力加速度的测量,可提供单摆法、自由落体或凯特摆法测定;磁场的描绘,可提供冲击电流计测绘、模拟法、霍尔元件或高斯计等方法测绘;或以某种测量技术为题,研究它的应用;或以某种仪器为题,研究它的应用等等。学生通过实验,会使他们发现一个物理量的测量或者一种仪器或者一种实验技术的应用,并不是唯一的,哪一种测量方法更为实用可靠?这就会促使他们带着瓿去研究和探索,如果实验教学中,我们能做到有计划且合理地安排,相信对学生的实验能力和创造性能力的培养是有益的。当然,根据课题,一次可能要排出若干个实验,这将给实验室的工作人员及实验指导教师增加很多的工作量,同时教师的素质要求会更高,然而,只要各方面予以重视,这个问题是不难解决的。

3实验教学中应注重数据处理方法的训练

实验技能的训练以及实验误差理论与误差计算固然是大学物理实验教学的基本要求,然而,数据处理方法也应该是实验教学的基本要求之一。以往在实验教学中,注意力是否常常放在前者而忽视了后者。本人认为,如果我们在物理实验教学中,有意识地反复注意对学生进行数据处理方法的训练,相信对提高物理实验教学的质量是有益的。学生一旦掌握了数据处理方法,他们的智能,独立工作的能力等都会得到提高。

数据处理的方法很多,然而,作图法、平均法、逐差法和最小二乘法等等依然是大学物理实验教学中最常用的几种数据处理方法。例如,实验测得一组数据为xi,yi(i=1,2,…,n),证公式或求解经验公式。

3·1用作图法处理数据

将该组测得的数据在直角坐标纸(或在单对数纸或双对数纸)上标点,看其变化趋势,比如,用直线去拟合,可行,说明x与y的关系是线性关系,满足

y=a0+a1x

待定系数可以用

计算。若函数关系已知,如I=U/R,显然R=1/a1,a0经计算值很小,可近似为零(这很小值因测量误差带来的),验证了I与U的线性关系,还可求得R值。不能用直线拟合的,可试探某种类型的曲线拟合,求解经验公式,解决方程的回归问题。3·2用逐差法处理数据

将数据列表,设自变量是等间隔变化(普物实验的一般取值),将对应变量数据逐项逐差,若为恒量,如

δyi=yi-yi-1=a1x(i=1,2,…,n)

则函数为线性关系

y=a0+a1x

如果一次逐差不是恒量,可再次逐项逐差,若二次逐差为恒量

则函数具有

y=a0+a1x+a2x2

形式。如果二次逐差仍不是恒量,可继续再次逐项逐差,看其是否是恒量,直至逐差为恒量,可确定其多项式形式。

此外,将测量数据分成对半两组,用隔1项逐差,可求解物理量的常数据。

3·3用最小二乘法处理数据

最小二乘法是从误差的角度来讨论方程的回归问题,它从数学上和几何意义上说都比较严格。假定上述测量数据中,xi的测量误差都归结到yi误差,且x与y关系为线性关系:

y=a0+a1x

则yi-a0-a1xi=ζix

根据最小二乘法原理

取一级微商,并令一级微商为零,整理后,得

其中

为了判断函数形式选取是否合理,在a1与a0解定之后,还需要计算相关系数r,对一元线性回归,r计算式为

根据概率统计理论证明,r值在0与1之间,若r=0,说明x与y完全无关,数据点远离求得的直线,显然用一元线性回归是不妥的;若r=1,说明x与y线性相关得很好,数据密集分布于求得的直线附近,直线回归处理方法是正确的。

此外,还可以进一步讨论求得的直线是否通过坐标原点以及待定系数a1的误差问题,用不确定度来表述测量结果。

工科物理 篇3

关键词：非物理专业；大学物理；教学

对于高等院校理工科来说，大学物理是一门重要的基础课程，其有利于学生观察能力的培养，有利于学生分析问题能力的培养，有利于学生解决问题的能力等等，这些是其他课程所不能代替的。然而，对于非物理专业的学生来讲，大学物理不是他们的主要课，所以，他们不重视这门课程的学习，同时，教师也往往将重点放在专业课上或者是科研上而忽视非物理专业大学物理的教授，这些都在一定程度上使得大学物理教学的现状不容乐观，所以，本文对工科院校非物理专业大学物理教学改革进行研究具有一定的理论意义和实践意义。

一、我国工科院校非物理专业大学物理教育的现状

1.学生不重视这门课程

虽然大学物理工科院校理工科专业一门必不可少的课程，但是其不能够引起学生的重视，因为大学物理不是非物理专业的主要课程，所以，在上这门课程时，学生也不会全身心地投入到学习中去，此外，在竞争日益激烈的时代，就业压力以及学习压力不断地增大，这在一定程度上使得学生将大部分精力都投入到专业课上，使得学生将大部分精力投入到英语知识上等等，从而使得学生忽视了有助于培养个人综合能力的大学物理知识的学习，这些都在一定程度上造成了大学物理教学现状的不乐观。

2.部分教师不重视这门课程

在一些工科院校中，学校会过于重视教师的科研水平或者是教学规模，这就使得有些物理教师也不重视非物理专业学生的大学物理教育，而是把主要精力放在科研上或者是放在专业课上，从而使得教师在为非物理专业的学生讲授大学物理这门课程时容易照本宣科，使得教师的授课方法比较单一，这则会在一定程度上造成课堂的枯燥乏味，缺少以培养学生的科学素养为目标的教学理念，缺少以提高学生的创新意识为目标的教学理念，缺少以提高学生的创新能力为目标的教学理念。

二、我国工科院校非物理专业大学物理教学改革的政策建议

1.处理好教学内容与外系专业课之间的关系

作为一门研究自然界物质运动变化规律的学科，物理学可以分为力学、电磁学、光学、热力学、相对论和量子物理分支学科。作为教师，在讲授大学物理时，我们应该明确其是一门实验学科，所以，需要引入相关的概念和假设来对物理现象进行定量或者是定性的描述，而对所引入的概念和假设的合理性以及他们之间的关系的正确理解往往是一套完整理论建立时的基础，往往是一套完成理论建立时的切入点。在大学物理的教学过程中，首先要明确物理学是一门实验学科，这是一切物理理论建立的基础。

在给学生授课时，教师应该明确指出物理学是自然科学的基础，是工程技术的基础，是工程创新的源泉。因为物理学不是非物理专业的核心课程，学生毕业之后进入工作岗位不一定能直接运用物理知识，所以，作为教师，除了让学生懂得注重大学物理对专业课程的基础作用以外，我们还应该要上学生注重他们对物理思想方法的领悟，注重他们对物理思想方法的把握，注重他们逻辑思维能力的提高，注重他们解决问题能力的提高，注重他们分析问题能力的提高。

2. 注重大学物理与中学物理的联系和区别以及处理物理问题的方法

物理学的研究范畴从中学到大学并没有很大的变化，其研究的主要是自然界物质运动的变化规律，只是大学物理研究研究的内容与中学物理相比更加深入，更加广泛，其对物理现象的描述也相对更加注重从现象到本质，更加注重从简单、特殊到一般，更加注重从定性到定量等等，此外，与中学物理相比，大学物理所采用的的数学方法也相对比较复杂，从简单的数学运算变成了微积分。因此，作为教师，在给学生授课之前，我们应该首先要让学生明白本节内容的物理意义，在教学的过程中，我们则应该将重点放在概念的理解上，放在概念的升华上。此外，在授课的过程中，我们还应该要寻找应用定理解决相应物理问题的好方法，只有这样，才能激起学生学习大学物理的积极性，才能增强学生学习大学物理的主动性。

3.适当利用多媒体辅助教学，开阔学生视野

随着科学技术的不断发展，我国的多媒体技术得到了不断地发展，所以，作为教师，我们应该要适应时代发展的特点，改变传统的教学模式，在授课的过程中，适当地利用多媒体进行辅助教学，这不仅能够在一定程度上激发学生的学习兴趣，还可以在一定程度上激发学生的想象力，激发学生的创造力，开阔学生的视野。因为，传统的教学模式主要以板书为主，这会在一定程度上使得学生在听课时容易枯燥乏味，从而使得学生学习的积极性和主动性不高，而通过多媒体来辅助教学，则可以在一定程度上帮助学生建立起清晰的物理图像，这样，学生课堂上就不容易枯燥乏味，从而激发学生学习的兴趣。此外，在介绍物理前沿知识时，传统教学存在着很大的不足，因为前沿知识所涉及的知识面比较广，这时候合理的运用多媒体来辅助教学，则不仅可以弥补传统教学的不足，还可以开拓学生的视野，激发学生学习的积极性。

三、明确大学物理教学目的，改革考核方式

对于非物理专业来讲，大学物理的教学目的是提高学生的观察能力，分析问题的能力以及解决问题的能了，所以，作为教师，我们应该以此为出发点建立合理的考评机制。不再以考试作为学生唯一的考评依据，而是应该综合考虑学生的出勤表现、课堂讨论、提交作业、回答问题、期末闭卷考试以及课程论等方面来综合考察学生的学习情况，同时，我们还应该适当的压缩期末考试的分值比例，而适当的增加学生其他方面能力的分值比例。在设计期末考试试卷时，除了要考察学生对基本理论知识的掌握情况之外，我们还应该结合实际情况设计一些可以评估学生综合能力的考核题，比如可以提现学生物理思维方式能力的考核题，可以体现学生分析问题和解决问题的能力的考核题等等。教师课堂提问一方面可以考察学生对相关的理论知识的掌握程度，另一面，其可以活跃课堂气氛，在一定程度上激发学生学习大学物理的积极性和主动性，从而营造更加开放和互动的课堂教学环境，等等。明确大学物理教学目的，建立合理的考评机制，一方面可以考察学生对所学的理论知识的掌握程度，另一方面，还可以培养学生综合应用知识的能力，此外，建立合理的考核机制还可以在一定程度上减轻了学生的学习压力，从而有利于提高学生的学习兴趣。

参考文献：

[1]彭振生，梁燕.关于非物理专业大学物理课程的思考[J].宿州学院学报， 2005年01期

[2]陈兰莉.工科大学物理课程教学改革的探索与实践——以南阳理工学院为例[J]. 河南教育（中旬），2010年08期

[3]尹紹全.高师非物理专业大学物理课教学改革探讨[J].中国科教创新导刊，2007年26期

[4]王闻琦，彭振生.非物理专业大学物理课程教学存在的问题及思考[J]. 滁州学院学报，2009年05期

[5]潮兴兵，刘坚强，孙光厚.课程内容与教学模式整合视角的大学物理教学改革的研究[J]. 物理与工程，2009年04期

关于工科大学物理内容体系的探讨 篇4

大学物理是高校理工类个专业的一门重要的基础课程, 其内容和思想对后继课程的学习和科学素质的培养都具有深远而持久的影响。在进入21世纪, 科学技术有了很大的发展, 物理学更是有了大的发展。随着现代化的进展, 大学物理的教育也应跟上时代的步伐。

1 现有教材内容的优点

我国现有的一些大学物理教材和国外的一些教材相比较, 现有的大学物理教材有些优点:教材内容结构体系严谨, 论述条理清晰, 逻辑严密。教材内容的起点比较高, 对物理概念的解释准确, 易于学生接受。强调基础物理教育, 注重理论知识的系统性和逻辑衔接, 强调理论数学推导严密。但是也有不足, 比如课程体系陈旧:大学物理教材还保持着十几年前的课程体系, 按照物理学的分支学科, 把内容分为力、热、电、光和近代物理五大板块。这种体系过分地强调完整性、系统性, 形成一个自我封闭的知识体系, 不能够充分体现各个知识之间的内在联系。科学技术发展突出体现了学科交叉与结合的特征, 这种体系显然和科学发展的总趋势不适应。这样的体系中概念、定律和定理, 以及解题思路和方法有许多是高中物理的重复, 比如, 内容上是高中物理内容的重复, 方法上是高等数学的方法。这不利于培养学生的学习兴趣和主动的思考能力;其次, 教材内容按历史顺序分成经典和近代物理两个部分。经典物理部分占物理学教学的80%以上, 基本是20世纪之前的成果, 而近代物理的内容只占很小的一部分, 这部分内容主要是以课后的小字或者是一章结尾的阅读材料形式出现的, 与现代的科技发展有所脱节。这在形式上容易让学生形成两部分内容是分开的想法, 不能把经典的物理思想融入到近代的物理进展中。不能很好的向学生介绍近代的物理发展, 更不能介绍当代物理的最新进展和前沿知识;再次, 对物理学史的介绍不够。物理学史由于它所具有的丰富的教育因素, 在大学物理教学中可以发挥出独特的功能;此外, 教材的内容与社会实际脱节。我国的教材严重落后于时代发展要求, 就其版式、语言风格都与当今的大学生的阅读心理有一定的差距, 导致许多大学生在心理上厌烦教材、不愿意看教材, 使得大学物理教材成了“鸡肋”;还有, 对知识的描述缺少插图的解释。插图是工科大学物理教材中不可缺少的部分, 是物理图象的形象表示, 是教师讲解和阐述物理学基本概念及基本规律所必须的, 也是学生观察、描述物理现象和规律, 掌握物理学的基本理论和基本知识所必须的, 它在培养学生物理思维能力方面起着不可忽视的作用。

2 大学物理课程内容新体系的构建

一方面《大学物理》是高等院校理工科专业的重要的基础课。另一方面在一些院校工科专业的大学物理课程学时大量的缩水。为了适应现在的这种现象有必要编写一本适合的教材。构建大学物理课程内容新体系绝不是重新排列组合, 而是要整合, 必须实现课程内容及体系的整体优化。现在我们对大学物理内容的改革主要采取两种方式, 一种是“开窗口”, 另一种是“大融合”, 必须在继承传统优秀内容的基础上创新。大学物理作为高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课, 是以培养学生科学的世界观, 分析问题和解决问题的能力以及探索精神和创新意识为重点。在编写教材时要坚持以《基本要求》为指导。同时要坚持“以学生为主体, 突出实用性, 体现现代性”。“以学生为主体”就是在编写教材时要考虑不同专业的学生的情况。“突出实用性”即强调理论在实际中的应用, 做到理论联系实际。“体现现代性”就是能够反映近代物理的知识。

2.1 教材要具有系统性和科学性

知识的系统性不仅有利于学生对知识的吸收, 也有利于培养学生的科学精神。所谓科学性就是要充分运用学生已有的知识背景, 严密地阐述物理概念和规律, 注意将物理概念和规律的适用条件交代清楚;在科学思维和教学应用上有一个新的提升, 避免知识的简单重复。在新体系的构建过程中要牢牢把握这两点, 使新的内容体系能够有一个科学和系统的特点。

2.2 教材内容要体现能力培养的基本要求

《基本要求》提出了三个对能力的基本要求:独立获取知识的能力, 科学观察和思维的能力, 分析问题和解决问题的能力。在教材的内容安排中要增加一些实际的应用, 引导学生去观察, 去思考生活中的物理现象, 并能够用课本中的知识去解决这些问题。能够学有所思, 学有所用。让学生感受到物理学的作用。

2.3 增加教材的新颖性和趣味性

教材的趣味性和新颖性能够很大程度上提高学生的学习兴趣。一般学生在听到《大学物理》这个课程名称后, 就觉得是一门不好学的课程, 进而会让学生产生厌学情绪。在这方面国外的教材就做的比较好, 比如《PHYSHICS》一书就考虑到这一点, 以及国内的吴百诗的《大学物理》 (第三次修定本) 采用彩色版, 并且增加了一些比较好的插图。

2.4 教材内容要体现素质培养的基本要求

《基本要求》中对素质要求的培养也做了相关的规定, 要培养学生的求实精神, 创新意识以及科学美感。这方面的培养就要通过增加适当的物理学史来办到, 通过介绍科学家发现物理规律的过程以及在解决困难过程中所用的方法等等, 让学生从中学习科学家的精。

3 大学物理课程内容新体系构建的几点建议

3.1 调整内容体系的结构, 加大近现代物理的内容

现有的大学物理教材在经典物理和近代物理的分布比例上基本是8:2的情况。虽然有些教材有增加了近代物理的内容, 比如相对论, 量子理论, 固体物理等, 但是由于课时的安排基本上只能略讲或者是不讲, 导致学生对物理学感觉没有什么发展, 就是一些东西反复的学。从初中到高中再到大学, 所学习的内容都是相同的力、热、电、磁等经典的内容, 严重束缚了学生对物理学的正确认识。因此要调整两部分的比例, 对经典部分要“精”、“简”, 加大近现代物理的比重。

3.2 把物理学史融入教学内容中, 培养学生的科学素养

物理学中任何重大的发现, 科学家们都要经过思想上的曲折、困惑、疑虑、矛盾斗争, 通过大胆探索以及与传统观念决裂而创新出得的, 是科学家们集体智慧的结晶。正如物理学家劳厄所说:“重要的不是获得知识, 而是发展思维能力, 教育无非是一切学的东西都遗忘掉的时候所剩下的东西。”通过对科学家发现科学规律的过程可以培养学生的提出问题, 分析问题和解决问题的能力, 这也符合《基本要求》中对能力培养的基本要求。

3.3 增加教材中的插图

教材中适当增加一些插图可以便于学生理解一些较难的内容, 也可以增加学生的学习兴趣, 还可以扩大学生的见识。同时还可以考虑改变现有黑白的教材。这样的教材比如吴百诗的《大学物理》 (第三次修订版) 做的就比较好, 全书选用彩色版, 给人一种新鲜感。国外的教材的插图是比国内的多, 而且插图的趣味性, 科学性都比较强, 能够充分的调动学生的兴趣, 很有利于提高阅读者的兴趣。同时增加插图也有利于教师对物理概念, 定理和定律等的讲解。

参考文献

[1]李旭升, 王海燕.浅谈《大学物理》课程教学改革[J].世界华商经济年鉴.高校教育研究, 2009, (9) .

[2]杨智军《.大学物理》课程教学的思考[J].淮南师范学院学报, 2009, 11 (4) .

[3]郭东琴, 石晓燕.大学物理教学要面向现代化[J].时代教育 (教育教学版) , 2009, (6) .

工科物理 篇5

理工科大学物理实验课程教学基本要求

物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，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。

在人类追求真理、探索未知世界的过程中，物理学展现了一系列科学的世界观和方法论，深刻影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活，是人类文明的基石，在人才的科学素质培养中具有重要的地位。

物理学本质上是一门实验科学。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。

一．课程的地位、作用和任务

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。

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。它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。

本课程的具体任务是：

1.培养学生的基本科学实验技能，提高学生的科学实验基本素质，使学生初步掌握实验科学的思

想和方法。培养学生的科学思维和创新意识，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能力和创新能力。

2.提高学生的科学素养，培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德。

二、教学内容基本要求

大学物理实验应包括普通物理实验（力学、热学、电磁学、光学实验）和近代物理实验，具体的教学内容基本要求如下：

1.掌握测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的基本能力。

（1）测量误差与不确定度的基本概念，能逐步学会用不确定度对直接测量和间接测量的结果进行评

估。

（2）处理实验数据的一些常用方法，包括列表法、作图法和最小二乘法等。随着计算机及其应用技

术的普及，应包括用计算机通用软件处理实验数据的基本方法。

2.掌握基本物理量的测量方法。

例如：长度、质量、时间、热量、温度、湿度、压强、压力、电流、电压、电阻、磁感应

强度、光强度、折射率、电子电荷、普朗克常量、里德堡常量等常用物理量及物性参数的测量，注意加强数字化测量技术和计算技术在物理实验教学中的应用。

3.了解常用的物理实验方法，并逐步学会使用。

例如：比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、平衡法和干涉、衍射法，以及在近代

科学研究和工程技术中的广泛应用的其他方法。

4.掌握实验室常用仪器的性能，并能够正确使用。

例如：长度测量仪器、计时仪器、测温仪器、变阻器、电表、交／直流电桥、通用示波器、低频信号发生器、分光仪、光谱仪、常用电源和光源等常用仪器。

各校应根据条件，在物理实验课中逐步引进在当代科学研究与工程技术中广泛应用的现代

物理技术，例如,激光技术、传感器技术、微弱信号检测技术、光电子技术、结构分析波谱技术等。

5.掌握常用的实验操作技术。

例如：零位调整、水平／铅直调整、光路的共轴调整、消视差调整、逐次逼近调整、根据

给定的电路图正确接线、简单的电路故障检查与排除，以及在近代科学研究与工程技术中广泛应用的仪器的正确调节。

6.适当介绍物理实验史料和物理实验在现代科学技术中的应用知识。

三、能力培养基本要求

1.独立实验的能力——能够通过阅读实验教材、查询有关资料和思考问题，掌握实验原理及方法、做好实验前的准备；正确使用仪器及辅助设备、独立完成实验内容、撰写合格的实验报告；培养学生独立实验的能力，逐步形成自主实验的基本能力。

2.分析与研究的能力——能够融合实验原理、设计思想、实验方法及相关的理论知识对实验结果进

行分析、判断、归纳与综合。掌握通过实验进行物理现象和物理规律研究的基本方法，具有初步的分析与研究的能力。

3.理论联系实际的能力——能够在实验中发现问题、分析问题并学习解决问题的科学方法，逐步提

高学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力。

4.创新能力——能够完成符合规范要求的设计性、综合性内容的实验，进行初步的具有研究性或创

意性内容的实验，激发学生的学习主动性，逐步培养学生的创新能力。

四、分层次教学基本要求

上述教学要求，应通过开设一定数量的基础性实验、综合性实验、设计性或研究性实验来实现。这三类实验教学层次的学时比例建议大致分别为：60%、30%、10%（各学校可根据本校的特点和需要，做适当调整，建议综合性实验、设计性或研究性实验的学时调整幅度分别不高于25%,并含有一定比例的近代物理实验）。

1.基础性实验：主要学习基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能和基本测量方法、误差与不确定度及数据处理的理论与方法等，可涉及力学、热学、电磁学、光学、近代物理等各个领域的内容。此类实验为适应各专业的普及性实验。

2.综合性实验：指在同一个实验中涉及到力学、热学、电磁学、光学、近代物理等多个知识领域，综合应用多种方法和技术的实验。此类实验的目的是巩固学生在基础性实验阶段的学习成果、开阔学生的眼界和思路，提高学生对实验方法和实验技术的综合运用能力。各校应根据本校的实际情况设置该部分实验内容（综合的程度、综合的范围、实验仪器、教学要求）。

3.设计性实验：根据给定的实验题目、要求和实验条件，由学生自己设计方案并基本独立完成全过

程的实验。各校也应根据本校的实际情况设置该部分实验内容（实验选题、教学要求、实验条件、独立的程度等）。

4.研究性实验：组织若干个围绕基础物理实验的课题，由学生以个体或团队的形式，以科研方式进

行的实验。

设计性或研究性实验的目的是使学生了解科学实验的全过程、逐步掌握科学思想和科学方法，培养学生独立实验的能力和运用所学知识解决给定问题的能力。各校应根据本校的实际情况设置该类型的实验内容（选题的难、易，涉及的领域等）。

五、教学模式、教学方法和实验学时的基本要求

1.各学校应积极创造条件学校开放物理实验室，在教学时间、空间和内容上给学生较大的选择自由。

为一些实验基础较为薄弱的学生开设预备性实验以保证实验课教学质量；为学有余力的学生开设提高性实验，提供延伸课内实验内容的条件，以尽可能满足各层次学生求知的需要，适应学生的个性发展。

2.创造条件，充分利用包括网络技术、多媒体教学软件等在内的现代教育技术丰富教学资源，拓宽

教学的时间和空间。提供学生自主学习的平台和师生交流的平台，加强现代化教学信息管理，以满足学生个性化教育和全面提高学生科学实验素质的需要。

3.考核是实验教学中的重要环节，应该强化学生实验能力和实践技能的考核，鼓励建立能够反映学

生科学实验能力的多样化的考核方式。

4.物理实验课程一般不少于54学时；对于理科、师范类非物理专业和某些需要加强物理基础的工

科专业建议实验学时一般不少于64学时。

5.基础性实验分组实验一般每组1－2人为宜。

六、有关说明

1.本基本要求适用于各类高等院校工科专业和理科非物理专业的本科物理实验教学。

2.建议有条件的学校在必修实验课程之外开设1—2门物理实验选修课，其内容以近代物理、综合性、应用性实验为主，面可以宽一些，技术手段应先进一些，以满足各层次学生的需要。各校应积极创造条件，开辟学生创新实践的第二课堂，进一步加强对学生创新意识和创新能力的培养，鼓励和支持拔尖学生脱颖而出。

3.积极开展物理实验课程的教学改革研究，在教学内容、课程体系、教学方法、教学手段等各方面

进行新的探索和尝试，并将成功的经验应用于教学实践中。

教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会

物理基础课程教学指导分委员会

论工科院校的大学物理教育改革 篇6

【关键词】工科院校 大学物理 教育改革

【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）07-0163-02

1.引言

大学物理作为工科院校最重要的基础理论课程之一，其目的就是要让学生通过物理学基础知识来掌握其探索学识的能力和综合分析能力。作为一门理论知识，它渗透了力、电、热等一切领域的自然学科，故许多科学领域和工程技术基础的应用都与物理学有关。工科院校学生在学习大学物理上的好或者差，都会影响到后续工程类课程的学习。由此，众多工科院校将大学物理作为学生的一门必修基础课。然而，在物理课程的教学关系到未来工程技术人才的今天来说，大学物理教学现状却是不容乐观，其原因既有教材原因，又有教学模式的原因。陈旧的教材内容与落后的教学方式已经不适用于现代大学生教育中。为提高工科院校学生的物理学知识与分析解答能力，笔者就大学物理教育的现状探究了工科院校大学物理教育改革的路径和方向。

2.工科院校的大学物理教育改革探讨

2.1教材内容改革

在经过高考之后，不同层次的学生进入到一所大学，于是会存在着水平差异，故大学物理教材不能过于硬性化，不同难度的教材应当区分开来。如在各所工科院校当中，其对于人才的培养目标有不同之处。工科院校注重培养的是应用型人才，而不是研究型人才，因此，在教材设计上其理论可以不必要那么精深。只要凸显出理论的应用就好，实例要多且不同，以便能够适用于各个不同专业的学生。

此外，教学内容要有针对性。当前大学物理教学内容在工科学生来说，只要能够作为一门辅助其他工程专业课程的学习课就可以，内容不用与研究型人才的教材内容一样深奥且全面。如土建类学生的大学物理课程，在教材内容上可以偏重于设计重力学方面的知识要点，而电气、自动化等专业，则需要偏重于设计电磁学方面的知识要点，总之针对不同系别或专业做适当的内容调整。

2.2教学方式改革

在现在的课堂教学中，大多都是以教师讲授为主，特别是作为工科院校学生基础理论课程之一的大学物理课程。由于课时少，并不是主要的专业课程，故教师往往是“随便了事”，不做针对性教学。但大学物理虽然是一门辅助其他专业课程的基础理论课程，起作用也是极为重要的，它关系到对其他工程专业课程的理解与应用，故教师应当重视。可挑一些与专业知识相衔接的物理学知识来重点讲解，将那些与专业不大挂钩的知识可以“去粗取精”。此外，还可以在授课过程中结合一些实际的例子，如现实生活中哪些是利用到物理知识的。此外，可以利用学生们感兴趣的、满足学生上课需求的多媒体来教学，这样就不会显得大学物理课程是一门沉闷的课，也由此说明了工科院校对于大学物理课程的一定重视。

2.3师资队伍改革

目前的众多高校中，由于师资队伍的缺乏，常常出现有一个教师同时担任两门课程的现象，即一门是专业课程，一门是非专业课程。这样的教学效果无疑是贬低了那门非专业课程，使得学生们也会产生一种非专业课程只是修分并不重要的心理。而为了大学物理教学能够得以实现其教学意义和它对其他工程学科所产生的作用，工科院校应当建立起一支专业的师资队伍。即每位教师都有其固定授课的专业，并且常年只针对这一个专业授课。这样显得高校不论是在专业课程上，还是在教学质量上，都是较有保证的。此外，这些专业教师可以参与到专业人才培养计划与培养目标制定当中，使教师由旁观者变为参与者，有助于教师了解各专业方面的知识，从而根据专业需要，制定有效的课堂教学方法。

2.4考核方法改革

在当前的大学物理课程中，仍然是以试卷考核分数为主要依据去衡量学生的学习能力，这样就导致物理课程改革起不到多大的效果。但为了顺应现时代的教育和学生个性的发展，应当采取多样化、多元化的评分方式来判定学生的学习成绩。即可根据学生的平时课堂表现、平时成绩以及期末闭卷考试相结合的方法来对其评定成绩。而不是一味地单纯以一张试卷的分数来判断学生的学习能力。这样改革的考核方法不仅能够让学生抛弃传统的“死记硬背”和“临时抱佛脚”学习方式，还能够让学生在平时课程活动参与中真正掌握了理论知识与实践应用知识。

3.结语

以大学物理课程的教育目的来看，大学物理教学改革是一项极为重要的工作。大学物理作为所有理工科专业学生必须要学习的一门基础理论课程，是实现高等教育是知识创新与人才培养的关键体现。故大学物理教学务必要根据工科专业课程做相应的改革。为体现改革的科学性与实践性，改革中需与工程实际的教学思想、教学方式相结合，为培养新世纪工程技术人才做更好的教学改进。

参考文献：

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[2]刘敏霞，罗诗裕. 工科院校大学物理教学改革初探[J].东莞理工学院学报.2010（05）：119-121.

工科院校大学物理实验教学改革探索 篇7

一、合理设置实验项目

按照学校“强化基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质”的人才培养要求, 在教学实践中把实验内容框架体系分成三个层次:基础性实验、综合性实验和设计性实验。基础性实验主要是让学生掌握实验的基本技能和方法, 培养学生的基本实践技能;综合性实验主要是与现代科技联系密切的实验, 其目的是培养学生的综合实践能力;设计性实验主要是由学生独立提出设计思想、实验原理、实验方案、实验仪器, 自行完成实验的全过程, 其目的是培养学生的科学实验素质和创新能力。

鉴于此, 可以这样设计整体优化实验教学内容体系的改革思路: (1) 在保证基础性实验内容的前提下提高起点, 减少简单的验证性实验, 逐年增加综合性、设计性实验, 适当增设开放性实验; (2) 为适应时代发展的需要, 在保证基本教学要求的前提下, 对原有实验项目进行精选、合并、更新、改造, 淘汰那些陈旧的验证性实验, 增设一些能培养学生创新思维、提高学生综合能力的应用性实验; (3) 不同的专业对学生实践能力的要求也不同, 基础性实验是各专业学生都必须做的, 综合性实验是部分专业学生全都要做、部分专业学生选做其中一部分的; (4) 学生在完成了一定数量的基础性实验、接受了基本实验技能和实验方法的训练后, 可以根据自身的爱好和特长自主选择设计性实验。

二、改革教学方法

1. 采用尝试教学法

对于物理基础较好的学生, 在进行基础性实验时可以采用尝试教学法, 即教师在实验前先不讲解实验内容和原理等, 而是让学生在做好实验预习的基础上直接开始实验, 然后根据学生实验的情况进行评析和总结。这种教学方法可以促使学生主动预习实验内容, 而且由于实验是由学生自己独立完成的, 学生在相互讨论的基础上自己推断并得出结论, 可以激发学生的学习兴趣, 培养学生的自学能力和探索精神。

2. 采用启发、引导和讨论式教学法

对于综合性实验和一部分较难的基础性实验, 为体现教师的主导作用和学生的主体作用, 教师可以采用启发、引导和讨论式教学法。教师可以要求学生进实验室时必须提交预习报告, 内容包括本次实验的目的、内容和步骤等。然后, 教师简要介绍实验原理和做实验时的注意事项, 启发学生思考这次实验所用的仪器是否还有其他用途。教师在提出问题和分析问题时要尽量调动学生的兴趣, 让学生积极思考, 主动索取知识。接着, 教师要全场巡视, 解决学生在实验中遇到的共性问题。能力较强的学生在完成规定的实验内容后, 教师可以让其作为教师的“小助手”来帮助其他同学, 从而达到让所有学生都掌握实验内容的目的。最后, 在完成实验时, 教师要教育学生整理实验操作台, 这对培养学生良好的科学作风非常重要。

3. 采用探究式教学法

对于设计性实验, 教师最好采用探究式教学法, 即教师不介绍设备、仪器的使用方法, 而是让学生自己阅读教材和仪器使用说明书, 接着由学生集体讨论、交流各自的实验预习报告, 介绍实验方案, 汇报测试过程、分析结果, 教师再提出问题, 启发学生, 并引导学生展开讨论, 最后完成实验。这种课堂上的互动不仅能培养学生主动参与、独立思考、积极探索的精神, 为他们终身学习打下良好的基础, 而且能增强学生的竞争意识和进取意识, 锻炼学生的口头表达能力。

三、引入现代技术

1. 利用多媒体技术

利用多媒体技术可以对实验原理和实验过程进行生动形象的模拟仿真, 利用数据处理和逻辑判断功能对实验结果进行分析和预测, 将静态变为动态, 使声音、图像、动画、文字有机地组合在一起, 增强教学活力, 激发学生的学习兴趣, 改善实验教学效果。

2. 使用录像设备

教学中配合使用录像设备、CCD微观图像摄像显示设备和高亮度投影设备, 既可以使学生观察到原来无法观察到的实验现象, 很快理解教师讲授的内容, 节省时间, 给教学带来很大的方便, 还可以使学生根据录像和CCD摄像显示很快将仪器调节到正常工作状态, 提高教学效率。

3. 建立实验室物理教学网站

学生可以根据中心提供的网址登录网站, 在网上了解每学期的实验设置和内容介绍等情况, 根据选课规则选择自己在本学期要做的实验题目和实验时间, 以便更好地安排时间预习功课。

四、改革考核方式

要建立“注重平时、能力为主”的综合考核方法, 即注重平时成绩、淡化期末考试成绩、注重能力考查。平时成绩占实验课总成绩的70%, 分为三部分, 即自学能力 (预习情况成绩评定) 、操作能力 (实验过程和原始数据记录成绩评定) 和综合实验技能 (实验报告成绩评定) 。期末考试时, 教师可以将实验理论与操作合并进行, 让学生在已开设的基础性实验和综合性实验中抽签, 考题中只给出实验仪器、实验目标和实验要求, 学生根据考题要求分析实验原理、确定实验方法、拟定实验步骤, 在规定的时间内完成实验并写出实验报告。教师评卷时对实验原理、实验方法、实验步骤、数据处理、实验结论、实验报告各部分按比例判分, 成绩占实验课总成绩的30%。平时成绩和期末考试成绩之和为大学物理实验成绩, 与其他课程等价。

教师在批改实验报告时应注意以下三点。一是书写实验报告要本着从简的原则。教师应要求学生用自己的语言概括实验原理, 在对数据进行处理后要写出不少于50字的实验心得。二是要在评分制度中去除“失败”的概念。不管是哪一个实验, 教师都应允许学生失败, 并鼓励学生重做, 要让学生懂得“失败乃成功之母”。如果学生没有做好实验, 没有得到理想的实验结果, 教师可以允许学生用分析失败的原因这种方式来替代本次实验结果。三是要认真批改实验报告。教师要认真批改实验报告, 并及时将报告发给学生, 让他们知道自己的实验对在哪里、错在哪里。

近几年, 我国高等学校招生规模不断扩大, 使得必修物理实验课的学生数显著增加, 非物理类专业理工科学生的大学物课实验课学时数不同程度地减少, 而必修大学物理实验的学生又来自不同专业, 实验能力参差不齐。在这种情况下, 如何组织大学物理实验课教学、保证实验效果, 应该是教育工作者尤其是大学物理实验课教师认真思考和探索的课题。

摘要：物理实验课是一门综合性很强的基本实验技能训练课程, 对于培养学生的创新意识和创新能力、引导学生树立正确的科学思维方法、提高学生的科学素质具有重要作用。因此, 研究物理实验的教学方法十分重要。

关键词：工科院校,大学物理实验,教学改革,能力培养

参考文献

[1]陈芳桂.重视设计理念培养创新能力[J].甘肃联合大学学报 (自然科学版) , 2007, (1) .

[2]芦涛.实验教学改革新模式的探讨[J].实验室科学, 2005, (5) .

谈提高工科物理化学教学质量的方法 篇8

1 结合物化在专业中的地位, 明确学习目的

在授课前, 应让学生了解到物理化学在整个学科领域中的地位, 以及在解决专业学科领域问题时所具有的重要作用[2]。物理化学作为承上启下的一门课程, 多数学校都会把物理化学这门课放在大二第一学期开, 经过大一高等数学、物理学的学习, 为物理化学课程的学习奠定了基础。大二第一学期是学生刚开始接触专业课的时候, 很多学生对自己所学专业的认识还处于模糊状态, 更谈不上对专业课程的认识, 物理化学又是首先接触的学科基础课, 很多同学觉得物理化学概念多, 公式多, 枯燥, 难学, 对物理化学认识不清, 不能把物理化学放在正确的位置。所以让学生明白为什么要学这门课, 学完后能用它解决什么问题, 就显得尤为重要。

另外, 在开始物理化学课程授课时, 还应结合各自专业的课程设置特点, 让学生了解到学习物理化学的重要性, 便于学生认清物理化学所处的重要位置, 有助于他们更好地把握这门课程的整体和精髓, 更透彻地理解这门课程与其它专业课程间的联系, 从而提高对该门课程的兴趣及重视程度, 能主动的学习。例如, 在讲相图时, 首先说明相图的作用, 利用相图可以知道不同成分的材料在不同温度下存在哪些相、各相的相对量、成分及温度变化时可能发生的变化;其次说明, 对于材料专业的学生, 在今后的材料科学基础这门课程的学习中, 相图也是重要的知识点, 这样学生就能从思想上加深对相图的认识, 了解它的重要性, 主动学习。

其次, 在有限的教学时数中, 其内容应以够用为度, 授课时应紧密联系学生专业的特点, 对不同专业的学生, 授课内容的侧重点不同。例如, 热力学是物理化学的核心, 这部分内容是每个专业学生都应该掌握的。对于材料专业的学生来说, 界面层的平衡与速率、电化学反应的平衡与速率就不需要精讲。同时, 物化的实验课程也可相应的减少。

2 结合课程学习难点, 改进课堂教学方法和手段

物理化学是将物理问题和化学问题综合起来进行研究, 内容除涉及无机、有机、分析化学知识外, 还与大量物理学和高等数学知识有关, 学生普遍感觉与其它课程相比, 物理化学课程更偏重理论, 概念抽象, 推导多, 大多数学生觉得这门课程难学[3,4,5]。针对这样的难点, 在课堂教学时采取了以下改进措施。

2.1 重视理论推导, 强化应用

学生在学习物理化学过程中, 普遍反映物理化学课程概念多、公式原理多、内容抽象、难记忆、易混淆。物理化学研究的是化学中原则性、普遍性的规律, 它在大量的逻辑推理和数学推导的基础上, 由物理化学的基本原理、基本概念和基本假设出发, 通过逻辑推理, 得到物理化学的有关理论和数学的表达式[6,7]。要做到灵活熟练的掌握公式, 定义, 就必须掌握公式的推导, 知道适用条件。为了加深学生的记忆, 也应引入有针对性的具体应用。例如, 热力学第一定律在化学变化过程中的应用, 熟练掌握分别用和求的差别。为了巩固公式, 定义的记忆, 加强习题也是必要的手段。对于工科学生来说, 就要通过习题来帮助对理论公式的理解记忆, 而不能像文科学生那样, 光是看书能看懂就行。每章在选择习题的时候要有所侧重, 一是要注重典型题, 通过典型习题帮助学生理解概念和公式;二是注重综合题, 通过综合题来帮助学生联系课程章与章之间的内容, 让学生做题时不仅仅是局限在某一章的内容, 而且让学生对课程有个纵向的、宏观性的掌握。

2.2 多种教学方法相融合

(1) 多媒体教学与板书教学相结合。

目前, 多媒体教学已经成为高校教学的主要方法和手段。利用多媒体进行教学, 可以活跃课堂气氛, 增大课堂信息量, 拓展学生的知识视野, 调动起学生学习兴趣和主动性, 提高教学效率。多媒体教学虽然能生动、形象、直观地反映教学内容, 但在物理化学的教学中, 绝不能单一依赖多媒体这种教学手段, 必须与传统的板书演示相结合, 尤其是在公式推导这个环节, 一定要踏踏实实、认认真真的通过板书详细推导和讲解, 让学生的思维能紧跟教师的进度, 掌握推导的技巧和技能, 提高教学质量。

(2) 针对学生的特点, 运用多种教学方法相融合[8]。

对于主要以教学为主的普通高校, 要重视学生基础素质的培养, 除采用传统的参与式、互动式、类比式等教学方法外, 还可以采用问题—讨论式教学, 课题式教学等方法。教师在课堂教学中, 如何组织教学内容, 如何提出问题, 如何激发学生的学习兴趣, 是提高教学效果的关键。参与式教学是一种提问式的教学法。课堂上, 不仅只是老师提问, 老师讲解, 同时也要鼓励学生提问, 或是学生讲解。例如, 在习题课中, 可以让学生讲讲他的解题思路, 这样教学过程不仅是老师的事, 也是学生自己的事, 即能加强学生对知识点的掌握, 又能使学生积极主动地参与到课堂教学中。

互动式教学则通过师生“对话”模式, 充分发挥学生的主体作用, 促使他们积极主动的去探究并获取知识, 在参与教学的过程中得到主动的发展。问题—讨论式教学, 可以强化师生的互动作用, 通过提问, 讨论, 归纳等环节设计教学过程 , 在问题的不断提出、不断讨论和不断解决的过程中, 充分调动学生的积极思维活动和对课程的兴趣。

课题式教学是依据教学大纲和教学计划, 教师在教学中针对教材内容设计出学习单元, 即“课题”, 一个“课题”围绕一个问题而展开, 在教师的指导下, 分析和解决问题。这种教学方法, 变学生的被动学习为主动, 提高学生的学习能力和创新能力, 让学生感到解决问题的成就感。当然提出的问题, 要依据学生的能力, 针对课本内容, 不应过难过偏。

在教学过程中, 经常会发现某些不同问题在一定范围内具有形式上的相似性。类比法就是在于发现和探索这一相似性, 从而利用已知系统的规律去寻找未知系统的规律, 同时它也可以达到举一反三的效果。例如, 在讲热力学第一定律的应用时, 是分别从简单的P、U、T变化过程, 相变化过程, 化学变化过程这三个方面进行分析, 那么再讲热力学第二、第三定律的应用时, 可以类比与第一定律的应用, 也从这三个方面入手进行讲解, 这样, 学生对热力学三定律的内容就可以形成一个系统的, 有条理的认识, 有助于帮助内容的整合和记忆。

3 结束语

通过对教学方法探索和教学实践证明, 针对物理化学课程的特点、各章节内容的不同, 在课堂上灵活采用多种教学方法相融合的教学模式, 对教学质量的提高具有显著地作用。当然, 对教学方法的认识和探索是永无止境的, 只有不断研究、探讨和改进, 教学才可以取得更好的效果。

摘要：针对物理化学学科特点, 通过教学实践和对教学方法的探索, 针对工科专业的学生, 从明确学习目的, 结合课程学习难点, 重视理论推导, 强化应用, 改进课堂教学方法和手段, 运用多种教学方法相融合等方面介绍了提高物理化学教学质量的一些具体做法。

关键词：物理化学,教学方法,教学质量

参考文献

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[4]王芳, 张树彪, 那立艳, 等.谈提高物理化学教学质量的做法和体会[J].教学研究, 2012, 35:75-78.

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[7]李学峰, 赵艳茹.物理化学教学改革初探[J].广东化工, 2010, 8, (37) :207-208.

理工科大学物理教学改革初探 篇9

关键词：工科,大学物理,教学改革

物理学是整个自然科学的支柱, 是人类文明、现代科技和工业的根基。纵观世界科技发展史, 物理学的每一次重大突破, 都极大地促进了社会生产力的发展。现代原子能、激光、航天、计算机、信息等新兴产业, 都利用了20世纪的最新成就。

我们关于工科学生学习物理的目的在很早以前就进行过论证。从前我们认为这是为了配合专业课需要, 所以在教学过程中就相对侧重专业课需要的知识来讲解。这种思想持续了很久, 现在我们发现这种思想已经不再适应21世纪培养人才的需要, 我们不得不抛弃陈旧的观念, 与时俱进的来寻找新的理论解释。著名的物理学家理查德·费曼说过:“科学是一种方法, 它教导人们:一些事物是怎样被了解的, 什么事情是已知的, 现在了解到什么程度 (因为没有事情是绝对已知的) , 如何对待疑问和不确定性, 证据服从什么法则, 如何去思考事物, 做出判断, 如何区别真伪和表面现象。”作为一名诺贝尔奖得主, 理查德·费曼的说法非常值得我们思索。遵照他的提议, 我们逐渐认识到, 大学物理不单单是对学生进行物理知识的教育, 也不仅是为了工科学校学生的专业课知识掌握来服务。而是所有工科学生培养自身科学素养的法门, 学生们通过学习大学物理来掌握工程技术知识, 这样才能获得理工科的专业基础。大学物理这门课程的设置, 是为了迎接新世纪新技术的挑战。科技和工程技术人员需要终身学习, 那么大学物理这门必修课就是科技和工程技术人员在大学阶段学习的首要任务之一, 也是终身学习的良好开端。唯有在大学阶段就掌握了物理学的学习方法与内容, 熟悉了工作语言、概念和物理图像, 了解了历史现状和前沿, 才能有一个宏观的全面了解。

1 物理教学现状分析

新世纪在科学技术不断进步的推动下, 各行业对高素质、技术能力强的专业人才需求迅猛增加。大学物理教学作为科学技术的基础, 面临着许多新的挑战。这势必要求物理教师更新观念、增加知识, 以适应社会发展和科技进步, 同时把知识传播给未来的人才接班人。但现实中的物理教学还存在一些问题, 主要表现在以下方面:

(1) 光学、热学、力学、近代物理以及电磁学是经典物理的重要部分, 目前的大学物理教材中也是以这些为主要内容。由于以上各部分内容相对独立, 相互间比较独立, 难以形成统一的物理系统。教学内容上没有新意, 大多与中学物理课程类似。这样学生看到课本之后马上就没有了学习兴趣, 或者完全按照中学生的学习方法分析问题。

(2) 在物理教学中经典物理的内容达80%以上, 造成近代物理和经典物理所占比例的失衡。而且这些部分没有及时吸纳近代物理发展的新成果, 其理论仍旧停留在上世纪以前的成果, 与近代物理相差距离甚大。这种情况下不能用发展的观点来选择、组织和审视传统物理教学内容, 导致物理教学与时代发展、科技进步的脱节。由此可以见, 大学物理教学改革势在必行。只有改革增加近代物理的比重, 才能使学生了解更多的近代物理知识, 体验上世纪以来物理科学的巨大进步, 适应科技发展的要求。

(3) 现代化教学设备运用偏低, 总体教学手段落后。近年来, 多媒体教学、模拟实验教学虽在有些课堂使用, 但推广、普及率还很低。现代化教学手段的先进性不能在教学中得到体现。因此, 教学手段的更新探索需要长时间的努力。

2 大学物理教学内容改革建议

(1) 理工类大学中, 各个专业的物理教学都要遵循人才培养的总体要求。就目前的现状看, 在物理教材上, 有些对理工类相关的教学内容不足、有些虽可以短学时使用但与之配套的教学参考书缺乏。因此, 具体到理工类的各专业教学中, 要科学组织、合理安排, 制定不同的教学大纲以适应各个专业。不仅如此, 还要以近代物理学发展为主导, 加强各部分知识的内在联系, 从而使物理学的各部分内容得到系统的讲解。同时, 为帮助本专业学生应用基本定理和概念分析, 提高物理学理论联系实际和解决问题的能力, 编写适合本专科理工类各专业学习用的大学物理教学参考书是教研室老师需要考虑的问题。

(2) 对相对论的时空观、量子理论等现代物理学发展的前沿理论介绍适量增加, 近代物理内容也要添加。以近代以来物理技术发展的成果, 促使学生科学视野扩大, 激发学生的兴趣, 促使学生的思路开阔。学生在学习基本理论、基础知识的同时, 能够做到把握科技发展新动向、新信息的重要途径, 就是在物理教材中补充前沿的新发展内容及物理学与相关专业的交叉, 融把近代科学技术成就和前沿课题的内容。

(3) 对现代物理知识和现代科技联系紧密的内容进行精选。处理经典物理部分, 把一些时间久远的陈旧部分剔除, 可以有效的保证与中学物理的内容有所差别。展示新成果, 把经典物理扩展成贴近时代的近代物理。

(4) 在大学物理教材的编写过程中, 纳入相关学科的基础知识。随着科技的进步, 越来越多的交叉学科出现在研究领域。为了适应新时代新科技的变化, 就一定要把与专业知识紧密相关的理工类专业知识编写到教材中。在教学过程中, 物理老师因材施教, 调动大家的积极性, 才能达到教学的最佳效果。

3 针对大学物理教学方法及手段改革的思考

(1) 加强应用, 减少计算。传统的物理教学中, 学生几乎都是主要学习物理理论和相关计算公式, 而物理概念这一方面则是一笔带过。在这样的情况下, 学生只是通过数学方法来处理物理问题, 只是为了解题而解题。在题海中, 学生并没有获得学习乐趣, 而是产生了一种畏惧心理。物理教学改革中, 应该注意大力培养学生运用物理知识处理问题的能力, 重视应用数学来合理的练习习题, 这样才能培养学生的创新能力。

(2) 进行多媒体教学的正确运用。多媒体教学是现在教育的关键一环, 不仅能够培养学生的学习兴趣, 提高学习效率, 最大限度的发挥主观能动性。多媒体教学促进学生的个性发展, 是“以学生为本”教育理念的充分体现。在大学物理教学中, 教师要投入大量精力来制作多媒体电子课件。那些生动的动画还有演示实验、图示说明以及物理学相关基础模型, 弥补了传统教学的缺陷。一堂生动形象的物理课, 是学生动态了解并掌握物理概念的关键。

(3) 对于考试, 要运用多类考试方法合理结合。目前的考试形式是一种落后的不能够完全检验学习效果的考试。我们可以在考试的准备工作中建立一个试题库, 然后抽取题目进行闭卷考试。或者偶尔性的书写小论文和新创意这样的手段。可以闭卷笔试, 通过试题库进行考试, 同时, 运用书写小论文以及新想法这些手段来调动学生学习的主动性。舒缓学习压力, 调动积极性, 提升发现问题、探究问题的能力。

(4) 要大力关注学生们动手能力的培养。物理是建立在实验基础之上的, 所以学习物理离不开实验。在大量的物理实验中, 学生才能自己把物理理论和实验结合到一起。只有在试验中才能加强分析问题、解决问题的能力, 才能拥有良好的实验素质。在大学物理实验室中, 学生拥有很多观察与具体操作的机会。学生依据自身情况, 个性化的选择相关实验的观看与操作。开放实验给学生们带来的实践经验对学生来说益处多多, 能够充分感受物理学知识的奥秘与自身学习成果。

(5) 进行课外教学。如今的教学中强调学生的自主学习能力的提升, 所以要适当减少课内学时, 相应的增加课外自主学习的量与质。开设物理类和技术类专题选修课 (或讲座) :如现代物理导论、混沌、原子和分子物理、核物理、天体物理、等离子体物理、凝聚态物理、熵和信息、傅里叶光学、非线性光学、非线性力学等、现代工程技术专题、激光技术、光散射技术、全息技术、穆斯堡尔谱学、核磁共振技术、薄膜技术、换能器、红外技术、低温和超导等。多多组织学生旁听学术报告会和文化讲座, 参加各种社团活动和学科竞赛活动, 在丰富多彩的课外科技文化活动中开拓学生的视野, 增长学生的才干。

4 展望

本文结合大学物理教学现状和教学内容、方法就大学物理教学改革的前景进行了简要的分析, 也就物理教改提出了一些意见。物理学处在不停发展之中, 教学理论也在不断完善中, 所以大学物理教改也要坚持与时俱进, 紧跟时代步伐。大学物理老师不仅要具备相关的职业素养, 还要有强大的实验能力, 时刻关注理工科各个学科的学术前沿发展情况。科研和教学共举, 把握教学基础, 探究学术前沿。老师的教研能力越强大越能保障学生的学习效果。唯有老师在现有教学基础上, 不停的探索相关知识, 才能教出有创新思维, 有发现问题解决问题能力的全面发展的高素质人才。

参考文献

[1]刘朝霞, 楚合营.对农科类大学物理教学改革的几点想法[J].当代人, 2008.3.

工科院校的物理化学实验教学改革 篇10

在目前教学资金不足、仪器设备购置和更新有限的状况下,实验教学存在的问题较多。实验课程教学方法、教学内容等方面的教学改革有待进一步重视和加强,课程的辐射作用有待进一步提高。经过长期的教学实践,结合本学院的实际情况及存在的问题,认真思考,积极创新,对物理化学实验教学改革的方法进行了探讨。

1物理化学实验教学存在的主要问题

1.1实验教学体系陈旧

传统的实验内容和实验教学模式难以有效地发挥学生的实验能动性和积极性,不利于学生实验能力和创造性思维能力的培养。旧的实验教学体系基本上是以对经典支持的验证实验为主,很少将先进的研究成果融入到本科实验教学中,使学生花费了不少时间去学习一些过时的实验技术。虽然部分仪器已有更新,内容也有一定的变化,但仍有部分仪器比较落后,不利于更好的实验教学。

1.2教学方法滞后

在教学方法上,实验课理论化,教师讲实验,讲仪器,学生再做实验,实验内容多为验证性的,实验没做之前结论就已知。这样的教学方法很难激发学生的好奇心和求知欲。因此, 很有必要对实验教学内容进行适当的改革,增加一些应用性较强的设计性的综合性实验,让学生主动参与实验的整个过程, 而不只是简单的操作和数据处理,加强学生综合能力的培养。

1.3仪器台套数量不足

由于仪器台套数量不足,致使实验只能采取循环方式进行,造成部分实验内容超前理论教学的实际情况,达不到预期教学的效果。

2物理化学实验教学改革的设想

改革实验教学的传统体制,需要从化学实验教学体系、实验教学内容和实验教学管理体制全面开展改革,建立有利于培养创新人才的化学实验教学课程体系和教学模式[1,2]。

2.1加强实验内容和教材建设,开放实验室

物理化学实验课程已形成面向化工、环境工程和材料等专业的多层次教学体系。将学科基础知识、学科研究的前沿与应用领域的研究成果融会在基础实验课程体系的教学中,满足不同专业的要求,不仅使学生能够掌握专业基础知识,同时也能了解基础知识在前沿与应用领域中的应用,提高学习兴趣,变被动学习为主动学习,提高学习能力和创新能力。

例如,针对无机非金属专业学生后续的专业课中需要掌握相关的相图知识,在实验内容的改革中,把二组分合金相图实验改为综合性实验,先让学生在实验室利用传统的步冷曲线的方法进行测绘,然后再利用差热分析法测绘,并进行比较。通过仪器测试,了解了差热分析的原理和差热分析仪的构造,学会该仪器的操作技术及应用。

在物化实验课程中将一些教师的科研成果引入基础实验, 开发新实验,使学生在学习与掌握基础知识与实验技能的同时,了解基础知识在前沿与应用领域的应用,并能关注能源、 环境、材料等社会关注问题,必然会受到学生欢迎。

另外,还需要加强实验室的开放性,多途径开放实验室, 培养学生的化学实验兴趣,提高实践能力和自主创新能力。例如,让学生参与青年教师的科研课题,既可以解决青年教师参与科研工作却没有实验室的困扰,调动青年教师参与科研的积极性,又培养了本科生的实验兴趣,学生得到的科研成果还可以作为毕业论文的组成部分,实现教师和学生 “双赢”。

2.2改革传统的教学方法,提高学生的主动性

传统的实验教学方法往往是实验课前教师先将实验原理、 方法步骤、注意事项讲的一清二楚,造成了学生不愿多动脑筋,多去思考的懒惰习惯。另外,受到实验空间和台套数不足的限制,大多数实验存在未讲授理论课程就已经开始做相关内容实验的现象,虽然要求学生预习实验,但大多数学生做实验时仍然一头雾水,造成学生对实验没有兴趣,敷衍了事。学生一些基本的化学实验操作都得不到很好的练习,基本实验技能得不到很好的培养,不仅影响到学生后续课程学习,而且严重影响到学生素质能力的培养。

因此,对于验证性实验,实验课前教师除通过不同的方式 ( 讲解或提问) 向学生交待实验基本原理、实验的安全事项和课程的考核方法等一般性问题外,与传统实验教学的课前讲解的显著不同点在于注重多媒体教学引导学生进入科研的状态和了解科学研究的过程和一般方法,通过列举实验的方法和技术在科研中的最新应用和取得的重要成果、合成的新材料的高等功能特性等来激发学生强烈的求知欲和探索未知世界的好奇心,引导学生从传统的实验教学模式中走出来。

综合性和设计性的实验项目的实际教学应该模拟科学研究的一般过程组织教学,采用教师引导下的全方位学生自主创新的教学模式或方法[3]。目的是使学生掌握科学研究的一般方法[4]。首先让学生结合实验项目,搜集文献,制定具体的实验步骤,实验后应用高级软件作图与数据处理,并撰写论文。根据论文质量,选取优秀的论文作者进行答辩。通过全方位的训练,培养他们的创新意识和独立科学研究的能力,同时也为大学期间参与科技创新课题、教师科研项目和毕业论文和毕业设计等实践环节奠定一定的基础。

2.3加强计算机在物理化学实验中的应用,促进实验课教学方法的改进

实验教学方法是影响实验教学效果的主要因素之一,以计算机技术为手段的教学是一种崭新的教学方式。应该加强电化教学实验、网络教学实验、电子教案建设等工程的建设。另外计算机在物理化学实验中的应用所起的作用是能实现物理化学实验的计算机控制、实验数据的计算机采集、处理等。大大减少了人工控制实验数据而产生的误差,同时也可减少有些实验数据的读取和处理的繁琐[5,6]。因此,加强计算机在物理化学实验中的应用,不仅可以使实验内容更加丰富,还可以培养学生驾驭现代教学技术的能力,以适应时代发展的需求。

2.4提高专职实验教师的业务水平,充实实验教学力量

专职实验教师应该定期进行培训,到外校进行实验教学交流与学习,向理论课老师请教或进课堂听理论课,不断提高他们的专业水平,培养一批优秀的专业合格实验教师,这样才能改善实验室的师资队伍的结构,增加实验教学的实力,提高实验教学水平。

3结语

物理化学实验教学需要借鉴国内外的先进教材、先进的教学管理方法以及实验教学评价标准。坚持以人为本,以学生为中心的办学理念,加强研究创新性实验教学。进一步改善和充实实验室的基础设施和仪器设备,扩大其容量,为学生科学探索、自主创新提供更好的条件。积极深化实验教学体系和完善实验教学内容。依托学科优势,紧跟学科前沿,提升综合性、 设计性、研究创新性实验项目的比例,创建多层次的实验教学体系。

摘要：针对工科院校的化学实验教学现状,分析了物理化学实验教学中存在的主要问题。从学科和专业的角度,提出物理化学实验课程体系的建立应该适应当前培养创新人才的需要。改革现有的实验教学体系,需要从实验教学内容、实验教学方法、实验课程编排、实验场地设施的设计等方面入手,即建立多层次的实验教学体系。且根据实验层次的不同,实验内容、教学模式及考核方式也应各不相同。