与探讨物理实验课程的分层次教学.pdfVIP

2012年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集 125 探讨物理实验课程的分层次教学 周玉芳胡连军崔彬 (山东大学物理学院，山东济南250100) 摘要大学物理实验是理科学生必修的一门重要基础课．物理实验室承担了多个理科院 系学生的物理实验教学任务，目前又承担了教育部实施的“基础学科拔尖学生培 养试验计划”的尖子班“泰山学堂”学生的课程．大学物理实验面对的是低年级 学生，多以验证性实验为主，实验内容比较直接，在满足普通理科学生实验教 学任务的同时，如何满足“泰山学堂”高层次学生的培养需求，是摆在实验教 师面前急需解决的教学改革任务．我们尝试充分发挥原有实验的特色与它的积 极作用，挖掘原有实验的内涵和潜力，使之能够在担当验证性实验角色的同时， 能进一步拓展设计性和创新性内容，以适应培养高层次学生创新能力的需求．通 过对部分实验的重新整合、设计、深入挖掘它的内涵和潜在功能，使原来单一 的验证性内容拓展成集验证性、设计性或兼顾一定的创新性为一体的多层次实 验内容，从而以崭新的面貌展现在学生面前，激发了学生的实验兴趣，学生的 科学素养和创新能力得到训练，适应对拔尖人才培养的需求． 关键词物理实验；分层次教学；创新能力 物理学是以实验为基础的科学，任何物理概念的建立、物理规律的完善都离不开实验过程， 许多重大的技术发明及科技发展也是建立在实验基础之上的．因此物理实验课是高校各个专业， 特别是理科各专业学生的一门重要基础课．通过物理实验课程能够让学生系统地了解物理实验的 方法，掌握物理实验的基本知识与技术，培养学生独立科学实验的技能．在实验中训练学生应用 所学知识进行观察问题、分析问题并解决问题，逐步培养学生的创造性思维、创新及创造能力， 养成良好的科学实验素质和科学精神． 我们物理实验室承担了多个理科院系学生的物理实验课程，根据他们的专业特点及对物理实 验的需求，已建立起一套较为完善的实验教学体系．目前教育部在试点高校实施了“基础学科拔尖 学生培养试验计划”，我校成为试点高校之一，并设立了名为“泰山学堂”的基础学科拔尖人才培 养特色班，由此，我们物理实验室也承担了泰山学堂学生的实验课程．在目前已有的实验设备基 础上，如何能够因材施教，适应培养拔尖人才的需求，是摆在实验教师面前急需解决的课题．近 年来，虽然物理实验室在软硬件建设上都有了很大的改观，实验室的教学环境得到了明显改善， 仪器设备进行了更新换代，注重实验教学体系、教学内容和手段的改革，调整和完善了基础性、 综合性、设计性及创新性实验内容，淘汰了一些陈旧落后的实验项目．但面对基础学科拔尖人才 的培养还是一种新生事物，需要实验教师进行积极的探索和实践，总结经验制定一套适合拔尖人 才培养的培养模式． 大学物理实验面对的是低年级学生，多以验证性实验为主，实验内容比较直接、单一，面对 “泰山学堂”的学生就显得过于简单、单调，也不太符合这一层次学生的培养目标．但对这类实验 不能一味的拚弃，虽然它担当的是验证性实验角色，验证性实验也是物理实验必不可少的部分， 通过实验结果来验证某物理规律的正确性．如何发挥这类实验的特色与它的积极作用，并且使之 126 2012年全国高等学校物理基础课程教育学术研讨会论文集 能够适应培养学生创新能力的需求，我们尝试充分挖掘这类实验的内涵和潜力，使之能够在担当 验证性实验角色的同时，能进一步拓展设计性和创新性内容，在实验中我们对这部分实验进行了 重新整合、设计、深入挖掘它的内涵和潜在功能，使原来单一的验证性内容拓展成验证性、设计 性或兼顾一些创新性的多层次内容，以适应对拔尖人才培养的需求，使学生科学素养、创新能力 得到训练的同时也能进一步激发了学生的实验兴趣．下面介绍我们对几个传统实验内容的挖掘和 拓展： 1)扭摆法测定物体转动惯量的实验：原实验要求学生做两部分的内容，一部分测量金属载物 盘、塑料圆柱、金属圆筒、木球、金属细杆的转动惯量并与理论计算值进行对比，另一部分是要 求学生测量金属滑块置于金属杆不同位置时的转动