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設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究
論文關(guān)鍵詞：教學(xué)模式 實(shí)際 設(shè)計(jì)性
論文摘要：本文結(jié)合大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際情況，對(duì)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了研究。
設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)以“開(kāi)發(fā)學(xué)生智能，培養(yǎng)與提高學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)”為目的，使學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能獨(dú)立完成和解決物理實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，提高學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力。
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則
�。ㄒ唬⿲�(shí)驗(yàn)原理的可行性
實(shí)驗(yàn)原理有假設(shè)實(shí)驗(yàn)原理、真實(shí)實(shí)驗(yàn)原理兩種，兩者之間差別很大。
1.假設(shè)實(shí)驗(yàn)原理。假設(shè)實(shí)驗(yàn)原理是指通過(guò)抽象思維分析推論而得出的假設(shè)或預(yù)言，并假定它們成立，但需要用實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。
2.真實(shí)實(shí)驗(yàn)原理。真實(shí)實(shí)驗(yàn)原理是指綜合運(yùn)用目前己有的知識(shí)而得到實(shí)驗(yàn)理論依據(jù)。其中所涉及的物理參變量，一般是可測(cè)量的，涉及的物理概念一般都是己知的，目前一般實(shí)驗(yàn)教材的實(shí)驗(yàn)原理都屬于這種類型。
�。ǘ⿲�(shí)驗(yàn)器材的可實(shí)現(xiàn)性
選取實(shí)驗(yàn)器材時(shí)一定要考慮它們的可實(shí)現(xiàn)性。通俗地說(shuō)，就是要考慮器材是否有現(xiàn)成的，若無(wú)現(xiàn)成的是否可以購(gòu)買到，或是否可以自制，同時(shí)還要考慮儀器設(shè)備的準(zhǔn)確度和精確度能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。
�。ㄈ﹨⒘康目蓽y(cè)量性
測(cè)量有直接測(cè)里和間接測(cè)量?jī)煞N。直接測(cè)量指對(duì)于某物理量，可用儀器直接測(cè)得該物理量的大小。間接測(cè)量是指對(duì)于某物理量由其它兩個(gè)以上物理參變量以函數(shù)關(guān)系式表達(dá)時(shí)，先直接測(cè)量各參變量的大小，然后通過(guò)關(guān)系表達(dá)式求出該物理量。為了定量分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所涉及的物理量和物理參變量，應(yīng)保證可以進(jìn)行測(cè)量。
�。ㄋ模┪锢憩F(xiàn)象的可觀察性
1.直接觀察，是指用人眼可直接觀看或用儀器可直接顯示觀看。
2.間接觀察，是指性質(zhì)相同并有關(guān)聯(lián)的兩物理參變量，其變化規(guī)律相同，其中一個(gè)參變量的變化情況，在一定條件下不能直接觀察，而另外一個(gè)可以直接觀察，則可利用后者觀察前者的變化情況。
3.轉(zhuǎn)換觀察，是指兩個(gè)性質(zhì)不同的物理參變量，在一定條件下，一個(gè)不能直接觀察，另一個(gè)可直接觀察，但采用一定的手段后，可使前者轉(zhuǎn)換為具有后者性質(zhì)的物理量，則可進(jìn)行觀察。
二、設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)步驟
�。ㄒ唬�(zhǔn)備階段。公布設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)選題后，教師和學(xué)生之間進(jìn)行雙向選擇并給出實(shí)驗(yàn)的目的、要求、參考資料和必要的提示。選題工作主要是以教師為主，學(xué)生參與，師生共同討論確定。題目確定后學(xué)生可根據(jù)選題進(jìn)行如下的工作。
1.搜索資料并初步分析。搜索資料主要包含兩部分內(nèi)容，一是在自己所掌握的知識(shí)范圍內(nèi)進(jìn)行搜索，利用自己已知的知識(shí)能否找到問(wèn)題研究的理論依據(jù)、實(shí)驗(yàn)方法和分析方法，以及實(shí)驗(yàn)所需的器材。二是在已出版的有關(guān)文獻(xiàn)中進(jìn)行搜索，看一看是否能找到現(xiàn)成的或可以借簽的理論依據(jù)及各種方法。搜索資料的過(guò)程，既是收集資料的過(guò)程，又是調(diào)查研究的過(guò)程。其中所涉及的內(nèi)容對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能否科學(xué)、合理和先進(jìn)，有極大的參考價(jià)值。在搜索資料基本完成之后，要進(jìn)行初步分析，主要是分析理論依據(jù)的科學(xué)性，看其是否科學(xué)合理切實(shí)可行。
2.擬定實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案是指為達(dá)到實(shí)驗(yàn)研究的目的和要求，而詳細(xì)列寫(xiě)出的科學(xué)依據(jù)、實(shí)驗(yàn)方法和具體實(shí)施措施，它是實(shí)驗(yàn)實(shí)施的藍(lán)圖。在實(shí)驗(yàn)研究工作中，無(wú)論是驗(yàn)證已形成的假設(shè)或規(guī)律，還是探索新規(guī)律或研制新儀器設(shè)備，其具體實(shí)施過(guò)程都是按預(yù)先擬寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行的。在搜索資料初步分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步綜合分析比較各種可行的措施，選用最佳可行措施寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案。
3.論證實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案寫(xiě)好之后，首要的事情是對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行論證，而且要進(jìn)行兩個(gè)方面的論證，一是理論論證，二是初步實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)論證。理論論證是要論證實(shí)驗(yàn)方案具有科學(xué)性、合理性和可行性，必須深入考慮認(rèn)真分析，仔細(xì)推敲，逐字逐句審查方案，尤其應(yīng)注意不能出現(xiàn)科學(xué)性錯(cuò)誤。初步實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)論證要論證方案具有切實(shí)可行性。該論證是在理論論證之后進(jìn)行的，因?yàn)槔碚撜撟C正確可行，但實(shí)驗(yàn)是否可行，還很難說(shuō)。所以，必須要進(jìn)行初步實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)論證。
4.確定實(shí)驗(yàn)方案。一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，如果理論和初步實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)都證明是正確可行的，那么，這個(gè)方案就可被確定為實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案。
5.準(zhǔn)備實(shí)施。在最終確定實(shí)驗(yàn)方案之后，接下來(lái)的事情就是做好正式實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作。其工作內(nèi)容包含：儀器選擇和調(diào)整、實(shí)驗(yàn)整體布局、觀測(cè)與記錄方式、材料配備等。
（二）實(shí)驗(yàn)階段。學(xué)生自己安裝調(diào)試或制作儀器及軟件，正式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)真測(cè)量并記錄、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
�。ㄈ┛偨Y(jié)階段。這一階段主要包括實(shí)驗(yàn)總結(jié)、完善設(shè)計(jì)方案和成績(jī)?cè)u(píng)定。實(shí)驗(yàn)總結(jié)，完善設(shè)計(jì)方案是在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告可以以實(shí)驗(yàn)小組為單位來(lái)寫(xiě)。教師根據(jù)學(xué)生的文獻(xiàn)查閱能力、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)際操作動(dòng)手能力、學(xué)生的自我評(píng)價(jià)和同學(xué)之間評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的答辯等幾個(gè)方面綜合評(píng)定學(xué)生的成績(jī)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的總結(jié)形式不拘，可以寫(xiě)成一篇學(xué)術(shù)小論文、一篇科普小文章的形式，也可以將所做的工作記錄下來(lái)或挑選幾點(diǎn)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)等。
參考文獻(xiàn)
[1]王野，李海軍.淺談大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007(1).
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