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設(shè)計性物理實驗教學(xué)的論文
[摘要]本文闡述了設(shè)計性實驗的特點及目的，設(shè)計實驗教學(xué)體系構(gòu)建的思路，提出了設(shè)計性實驗教學(xué)的體系方案。
[關(guān)鍵詞]設(shè)計性實驗教學(xué)體系成績評價
物理實驗課程是理工科院校的一門重要基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的專門人才上具有舉足輕重的作用。大學(xué)物理實驗中開設(shè)設(shè)計性實驗是近年來我國高等院校教改的方向之一，研究設(shè)計性實驗教學(xué)體系是物理實驗課程改革重要的基本問題。
一、設(shè)計性實驗的特點及目的
設(shè)計性實驗，是在明確實驗?zāi)康牡幕A(chǔ)上，根據(jù)實驗原理和要求，自己選擇適當(dāng)?shù)钠鞑�，制定實驗方案，求出實驗結(jié)果。實驗過程是圍繞著一個需要解決的問題展開，強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過自主參與一些類似于科學(xué)家從事科研的學(xué)習(xí)活動，獲得親身體驗產(chǎn)生積極情感，逐步形成一種在日常學(xué)習(xí)與生活中喜愛質(zhì)疑，樂于探究，努力求知的心理傾向。學(xué)生在實驗研究過程中激活自己各科學(xué)習(xí)中的知識儲存，通過解決實際問題的探索性活動，提高自己綜合應(yīng)用能力。
設(shè)計性實驗的目的是：加強(qiáng)學(xué)生已學(xué)的理論知識和基礎(chǔ)性實驗知識相結(jié)合，并將這些知識靈活應(yīng)用，使學(xué)生體會并掌握實驗設(shè)計的思維方法和分析方法，實驗設(shè)計的基本過程和方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實驗?zāi)芰皠?chuàng)新能力。
二、設(shè)計性實驗教學(xué)體系構(gòu)建的思路
構(gòu)建設(shè)計性實驗教學(xué)體系應(yīng)該把學(xué)生的能力和素質(zhì)培養(yǎng)作為構(gòu)建的指導(dǎo)思想，以便學(xué)生在實驗研究的過程中，通過自己的努力獲取相應(yīng)的物理知識和練就一定的操作技能，又能逐步學(xué)會一套獲取新知識和解決新問題的科學(xué)方法。設(shè)計性實驗教學(xué)體系構(gòu)建的基本思路是：(1)將能力和素質(zhì)培養(yǎng)貫徹始終，為物理實驗教學(xué)目標(biāo)服務(wù)；(2)循序漸進(jìn)；(3)要選擇或設(shè)計內(nèi)容新穎、難易適度的實驗；(4)要立足大學(xué)物理，輻射其它學(xué)科；(5)要把科學(xué)研究能力的培養(yǎng)和物理知識的建構(gòu)統(tǒng)一起來；(6)要把科學(xué)研究與實驗教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來；充分發(fā)揮設(shè)計性實驗的教育功能。
三、設(shè)計性物理實驗教學(xué)體系
以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和提高綜合素質(zhì)為主線，遵循由易到難、由淺入深、由低到高、循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律，按照物理實驗的實施過程和目的要求以及學(xué)生自身個性發(fā)展將研究性物理實驗劃分為以下三個層次。
1.基本設(shè)計性實驗。給定實驗題目與要求，在限定儀器的條件下，擬定實驗方案完成實驗�；驹O(shè)計性實驗特別注意科學(xué)性和趣味性的結(jié)合，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗的基本能力、科學(xué)的思維方式、探究意識和動手能力。采用指定“單任務(wù)教學(xué)”模式，教師起到“指導(dǎo)、幫助”的作用。
(1)基本目的。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識、研究與探索物理規(guī)律的熱情，加深對物理規(guī)律的切身感受，提高動手動腦能力，激勵創(chuàng)新精神。
(2)基本要求。在教師的指導(dǎo)下或自己的獨立研究完成實驗課題，按學(xué)術(shù)論文的形式撰寫設(shè)計性實驗報告，使學(xué)生掌握基本的實驗研究方法。
2.提高型設(shè)計性實驗。給定題目與要求，在給定儀器條件的范圍內(nèi)選擇儀器、擬定二種以上的實驗方案進(jìn)行比較，以較佳的實驗方案完成實驗。實驗原理應(yīng)是學(xué)生在普通物理學(xué)習(xí)中已掌握或稍加補(bǔ)充即可掌握的。他們要從查找文獻(xiàn)資料開始，制定方案，做規(guī)劃，直至完成實驗。
(1)基本目的。培養(yǎng)學(xué)生科研綜合對比研究能力，查閱文獻(xiàn)資料的能力，在實踐中提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
(2)基本要求。要求這類實驗完成后，進(jìn)行書面總結(jié)和口頭報告交流，讓他們對自己的實驗作介紹，交流在實驗研究的過程以及分析問題和解決問題中的寶貴經(jīng)驗和教訓(xùn)。
3.獨立型設(shè)計性實驗。給定實驗題目，擬定實驗方案、自選儀器完成實驗。側(cè)重于綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，課題涉及的實驗內(nèi)容與方法應(yīng)具有綜合性，學(xué)生選定課題后，教師一般只對課題的意義、背景等情況作些介紹，完全由學(xué)生自己調(diào)研和查閱資料，自己設(shè)計、裝配、調(diào)試實驗裝置，提出實驗方案，完成實驗。
(1)基本目的。在培養(yǎng)了學(xué)生的基本實驗技能和基本的設(shè)計能力后，對部分學(xué)生提出更高的要求，這一階段要求學(xué)生的自主創(chuàng)新，培養(yǎng)他們的科學(xué)研究素質(zhì)。
(2)基本要求。實驗結(jié)束時，每個課題都要寫出研究論文，并進(jìn)行學(xué)術(shù)答辯和交流，部分論文應(yīng)具有創(chuàng)新的成果，其中優(yōu)秀的論文應(yīng)能在正式學(xué)術(shù)刊物或?qū)W術(shù)會議論文集上發(fā)表。
4.設(shè)計性物理實驗教學(xué)體系及內(nèi)容方案。根據(jù)上面的討論，由從簡單到復(fù)雜、從基本到提高的順序把設(shè)計性實驗分為三個主要的類型，對于不同的層次有不同的實驗項目和具體的實驗要求，其中包括學(xué)生選做的實驗個數(shù)、所需的課時數(shù)等，提出設(shè)計性物理實驗教學(xué)體系及內(nèi)容方案如表一。
表一設(shè)計性實驗教學(xué)體系及內(nèi)容
不同的學(xué)校根據(jù)自己的具體情況可以對不同的設(shè)計性實驗類型提出不同的要求，即對基本設(shè)計性實驗、提高型設(shè)計性實驗、獨立型設(shè)計性實驗開設(shè)的個數(shù)和每個實驗所需的學(xué)時給出符合自身實際情況的規(guī)定。根據(jù)我們學(xué)院的情況，選取基本設(shè)計性實驗、提高型設(shè)計性實驗、獨立型設(shè)計性實驗的課題數(shù)目分別為2、2、1個，總學(xué)時為40學(xué)時。
四、設(shè)計性實驗教學(xué)成績評價
客觀、科學(xué)評價設(shè)計性實驗教學(xué)成績，有利于促進(jìn)設(shè)計性實驗教學(xué)的發(fā)展。評價應(yīng)體現(xiàn)在實驗教學(xué)中以學(xué)生為主，教師為輔，顯示學(xué)生個性，相互協(xié)作，有利于學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，充分發(fā)揮學(xué)生的能動性和創(chuàng)造性的宗旨。設(shè)計性實驗教學(xué)成績評價采用雙評模式，把教師的評價和學(xué)生自評結(jié)合起來，改變以往那種只有教師參與的局面。
1.學(xué)生自評。每一個實驗學(xué)生都進(jìn)行自我評價，或是以小組為單位進(jìn)行評價。在評價考核范圍里面除了考核實驗相關(guān)操作技能和實驗的掌握外還將實驗態(tài)度、文獻(xiàn)查閱能力、團(tuán)隊合作精神等都納入考察范圍，充分體現(xiàn)設(shè)計性實驗培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的價值。
2.教師對學(xué)生的評價。教師對學(xué)生的評價與學(xué)生自評同步進(jìn)行，教師通過對學(xué)生的實驗設(shè)計方案的審核，對實驗過程的監(jiān)督，以及實驗結(jié)果的分析，給出一個評價。
對于這兩部分的權(quán)重，不同的學(xué)校，不同的專業(yè)可以進(jìn)行不同的調(diào)整，一般可以采用教師評價占60％，學(xué)生自評占40％的比例來進(jìn)行，對于不同的給分點可以根據(jù)各自情況進(jìn)行界定。
參考文獻(xiàn)：
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[3]沈元華.設(shè)計性、研究性物理實驗介紹[J].物理實驗.
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