大学物理实验教学改革的思考和实践

大学物理实验教学改革的思考和实践改革的背景打破传统的实验课程体系，建立物理实验课程新体系突出时代性与先进性的实验内容营造创新人才培养的多元化教学环境面向21世纪的教材－“大学物理实验”改革的背景物理学在人的科学素质培养中有重要的地位，物理实验教学是人才培养的重要环节。实验教学应该面对时代的发展、科技进步的新趋势和新挑战不断有所创新。站在培养21世纪优秀人才的角度，审视教学中存在的弊端：近十多年来课程体系、教学内容、教学模式和教学方法的改革是国内、外关注的课题返回打破传统的实验课程体系，建立物理实验课程新体系力、热、电、光、近代物理各自封闭的旧物理实验课程体系。新体系实验由基本实验、综合性实验、设计性实验、科学小实践组成。四级物理实验课程新体系返回突出时代性与先进性的实验内容物理实验必须与现代科学技术接轨科学研究的成果融入物理实验课程教学与科研，课堂与科技前沿紧密结合学生站在课堂，能时时眺望科研前沿面向21世纪的课程教材－－“大学物理实验”返回营造创新人才培养的多元化教学环境开设开放性实验开设远程网上物理实验教学开设“物理学史的启迪”seminar课程改革考试方法，调动学生学习的主动性和创新性。返回系统概况TeacherInternetInternetServerStudentStudentStudentStudentDatabase大学物理虚拟实验远程教学系统主要是在Internet网上建立一个实验教学环境(系统结构如下图),在这个环境下可实现：1.以教学服务器为中心，教师与学生都是分布式的，处在服务器的远端。这种方式的优点：教师与学生都可在任何地点开展网络教学，如在家中，出差旅途中。可灵活实现实时或非实时的全国性网络教学，优化教学资源，消除地区、学校间教师资源差距。特别有利于目前大学合并而产生的多分校、多地点组织统一教学。2.在系统设计上采用客户机－服务器三层体系结构。教学管理、师生教学交互部分设计在网上运行，学生与教学仪器的交互以光盘的形式放在本地进行。这样大大节省了网络通信费用和教学服务器的负荷，学生在不需要与教师交互的情况下，可离线操作，完成实验。是目前在低速Internet网上最经济又切实可行的远程教学模式。3.该系统的使用将大大改善学校的实验教学环境：在校学生可利用该系统进行实验课前预习，课后复习和自学。这样实验教学与课堂理论教学有教科书一样，能克服课堂、课时的限制，使实验教学内容在时间和空间上得到延伸。教师可利用该系统组织网上物理实验的选修课和课外实验作业，以及和实际实验相结合进行教学，实现在校教育的多元化。4.在高速宽带网上的功能扩展：建立网上实验教学实时讨论区（语音）。教师端可监视学生的实验过程，实现网上考试。学生选课教师编组教师公告学生登录实验科目实验报告学生填写报告教师批改报告填写成绩返回一级物理实验长度测量用示波器测量时间用惯性秤测量质量直流电表和直流测量电路玻璃(液体)温度计的工作原理及其校准发光强度的测量用弦振动形成的驻波求振动频率表面张力系数的测定钢丝弹性模量的测量切变模量的测量固体比热容的测量直流电压的测量用直流电桥测量电阻交流电及整流滤波电路用稳恒电流场模拟静电场用稳恒电流场模拟静电场透镜参数的测量分光计的调节与使用投影仪和望远镜的设计与组装干涉法测微小量衍射法测微粒和细丝的直径用Millikan油滴实验测电子电荷用电子衍射法测电子德布洛意波长光电效应法测普朗克常数光电效应法测普朗克常数氢原子光谱二级物理实验扭称法测量万有引力常数超声波的应用——探伤及测厚热胀系数测量金属电阻测温实验弱电流放大及应用RLC电路的暂态过程RL，RC电路的稳态过程交流谐振电路交流电桥介电常数测试仪的设计与制作石英晶体振荡器测量时间参数霍尔效应测量磁场用示波器测动态磁滞回线用存储示波器研究法拉弟电磁感应定律电子荷质比的测量居里温度测试仪的设计与制作高温超导材料的导电性能及转变温度测量光的干涉衍射迈克尔逊干涉仪红宝石光谱偏振光的研究旋光现象观察和测量光纤几何参数和数值孔径的测量光纤几何参数和数值孔径的测量光纤传输损耗波谱的测量全息术真空的获得和测量电阻应变式传感器灵敏度特性研究计数管特性研究物质对β射线的吸收电子自旋共振夫兰克-赫兹实验钠原子光谱三级物理实验电涡流传感器实验压电传感器用交流梯度磁强计测磁性θ调制法空间假彩色编码及卷积定理的光学模拟光纤干涉仪椭圆偏振光法测定介质薄膜的厚度和折射率塞曼效应同位素光谱-氢氘原子光谱同位素光谱-氢氘原子光谱用闪烁谱仪测γ射线能谱核磁共振德拜法劳厄法高真空的获得和检漏喇曼光谱测量高速运动电子的动能与能量间关系符合法测放射源活度核电四极共振光泵磁共振低温获得与温度的测量低温比热的测量四极质谱变温霍尔效应磁天平原理及应用电信号傅里叶分析热传导P-N结特性非线性电路混沌实验椭偏CCD特性研究α粒子散射单色仪的调节与使用激光散斑光学图像处理四级物理实验Mossbauer谱学实验γ常温及变温下的吸收和发射光谱实验正电子寿命谱的测量与分析源激发x射线荧光分析微量元素γ射线动态测厚仪位置分辨正电子湮没符合测量康普顿散射分析全息双频光栅参数测量光纤杨氏实验小型科研课题型实验：纳米材料的制备与物性研究等离子特性研究扫描隧道显微镜软X射线显微术计算机虚拟实验设计非线性光学系列实验半导体电性能测试系列实验返回面向21世纪教材－“大学物理实验”按照四级物理实验新体系，体现学生素质和能力提高的阶梯性和开放性。内容丰富、注意物理实验内容的先进性同时兼顾传统、经典、里程碑的著名实验。配有“大学物理仿真实验”和“远程大学物理仿真实验系统”，为改革教学方法、营造多元化的教学模式创造了条件。广泛适用于各专业、各层次的学生四级物理实验新体系一级物理实验，主要为基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能的训练和基本测量方法与误差分析等，涉及到力、热、电、光、近代物理各个学科，为普及性实验。二级物理实验，以综合性、设计性为主的实验，应用综合实验方法和技能系统研究力、热、电、光学物理量的测量，并且逐步引进综合现代物理实验和方法。三级物理实验，以综合现代物理实验和现代物理技术为主的实验。四级物理实验新体系四级物理实验以科学小实践为主题，组织若干个围绕基础物理实验的课题，以科研方式进行实验，培养学生的创新思维和研究、开发应用能力。返回教学上存在的弊端教学体系、内容、模式、方法远远落后于科技进步的步伐。教学仪器日趋现代化的今天，如何改变教学模式和方法，充分利用教学资源，让学生得到更多？如何强化物理文化素养教育，从物理学史中启迪学生的科学素质和创新意识。返回图1。各册实验按学科比例01020304050第一册第二册第三册总数第一册1966435第二册7178739第三册3261930总数29252030力热物性电磁光近代技术总数第一册按学科比例55%17%17%11%力热物性电磁学光学近代技术第二册学科比例71787力热物性电磁学光学近代技术扇面5第二册学科比例力热物性：0.18电磁学：0.44光学：0.20近代技术：0.18第三册学科比例力热物性电磁学光学近代技术第三册学科比例力热物性：0.10电磁学：0.07光学：0.20近代技术：0.63返回谢谢！返回