在大學物理實驗課程中學生自主選擇部分實驗改革

1、在大學物理實驗課程中學生自主選擇部分實驗改革【摘要】介紹在大學物理實驗課程中，學生在完成基本實 驗的基礎(chǔ)上，自主選擇部分實驗項目的改革經(jīng)驗。【關(guān)鍵詞】大學物理實驗選課【基金項目】2010年浙江大學寧波理工學院教學改革與 研究項目(nitjy-201035)o【中圖分類號】041【文獻標識碼】a【文章編號】 2095-3089 (2012) 10-0093-01教育部高等學校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學指導 委員會頒發(fā)的非物理類理工學科大學物理實驗課程教學基 本要求指出：“各學校應(yīng)積極創(chuàng)造條件開放物理實驗室， 在教學時間、空間和內(nèi)容上給學生較大的選擇自由。為 學有余力的學生開設(shè)提高性實驗，提供延

2、伸課內(nèi)實驗內(nèi)容的 條件，以盡可能滿足各層次學生求知的需要，適應(yīng)學生的個 性發(fā)展?！蔽倚Ｎ锢韺嶒炚n程按照以上要求，根據(jù)實驗室現(xiàn) 有的條件，開展了在大學物理實驗課程中讓學生完成最基本 的實驗的基礎(chǔ)上自主選擇部分實驗的改革。1. 自主選擇部分實驗改革的基本內(nèi)容我校是一所獨立學院，物理實驗室于2002年初開始籌 建，2002年9月投入使用，現(xiàn)已通過浙江省實驗室合格評估, 共能開出30余個實驗項目。物理實驗室承擔了學院工科專 業(yè)的大學物理實驗教學任務(wù)，每學年實驗學生人數(shù)容量約 1400人。每學期約有500名學生修讀大學物理實驗課程（甲 類課程），每周3學時。課程由15次實驗，再加上關(guān)于實驗 理論和數(shù)據(jù)處

3、理方法的緒論課和考試組成1。學生根據(jù)排 定的實驗輪續(xù)表依次完成實驗。這些實驗共分為3輪，每輪 實驗時，同時開出5個實驗。學生分成小班按順序完成5個 實驗后，再進行下一輪。另外，還開有學時較少的乙類物理 實驗課程，該課程并沒有參與本次改革。從2010年開始，我校物理實驗課程開始實施學生自選 部分實驗、引入論文答辯的改革。改革后，安排學生完成12 次基本實驗（分為2輪），然后由學生自主選擇，用3周（共 9學時）時間完成1組選做實驗（1-2個實驗），形成小論文, 并且經(jīng)申請可參加答辯。課程最終成績由基本實驗（60%）、 選做實驗（20%）、考試（20%）構(gòu)成。另外，嘗試實施分層 次教學，在完成前6個

4、最基本實驗后，預選一些優(yōu)秀學生（每 學期約20名），即安排以團隊（2-3人一組）的形式選做設(shè) 計性、研究性和綜合性較強的實驗1組，最終完成小論文， 參加答辯。為達到以上改革的要求，我們根據(jù)物理實驗室現(xiàn)有的實 驗條件、大學物理實驗課程的學時數(shù)、獨立學院學生的學業(yè) 水平，精選了 12個基礎(chǔ)性必做實驗。這些實驗分屬力、熱、 聲、光、電和近代物理各學科，并涵蓋基本物理實驗儀器的 使用，基本的實驗數(shù)據(jù)處理方法，基本的物理實驗操作技能。我們將物理實驗室還能開出的20余個實驗合理拆解和 分組，編寫實驗簡介，作為學生的選做實驗。有一些實驗比 較復雜，學生很難在有限的課時內(nèi)完成，我們對其進行了適 當?shù)姆纸狻＠?/p>

5、，邁克耳孫干涉儀相關(guān)實驗2可以分解成: 組裝邁克耳孫干涉儀、測量氨氛激光波長、觀察等傾干涉和 等厚干涉、測量鈉光的黃光雙線波長差和相干長度、利用白 光干涉測量透明薄片折射率、測量空氣折射率、法布里-佩 羅干涉。有一些實驗比較簡單，學生很快就能完成，我們將 原理相近的進行合組，使得每組大約需要9學時左右。例如, 電橋相關(guān)實驗有雙臂電橋、非平衡電橋和交流電橋，合為一 組；密立根的實驗：油滴實驗、光電效應(yīng)實驗合為一組。我們制訂了網(wǎng)上選課規(guī)則，依托學校教務(wù)處的選課系 統(tǒng)，建立選課網(wǎng)頁，規(guī)范選課程序。期末，分時段安排學生 答辯，每組實驗項目挑選1組優(yōu)秀學生上講臺講解實驗，所 有同學均參與聽講和提問環(huán)節(jié)。

6、我們還挑選了一些實驗作為小課題實驗。這些實驗通常 需要2-3位同學進行探究式學習，花上9周（27學時）時間 完成。這些實驗中，有一些實驗內(nèi)容綜合性較強、對基礎(chǔ)知 識要求較多的實驗，其實驗的原理，在非物理類大學物理課 程中并不涉及，學生需要在課內(nèi)課外研讀相關(guān)的資料，例如 偏振光、塞曼效應(yīng)等實驗。有一些不適合在面上開設(shè)的實驗, 實驗時學生之間要互相影響，例如全息照相實驗，只能在不 同時段，安排少量學生參加實驗。有一些探索性實驗，其確 切實驗結(jié)果未知，只能安排少數(shù)同學參與，例如照相法制作 菲涅耳波帶片、探究小球在平面上的碰撞等實驗。2. 自主選擇部分實驗改革的作用和意義這樣的改革，在抓住基本實驗的同

7、時，給學生一定的選 擇權(quán)，實施分層次教學，調(diào)動學生的積極性和創(chuàng)造性，實踐 多樣化的考核方式，包括考試、小論文、答辯等形式，可以 更好地培養(yǎng)學生獨立實驗的能力和創(chuàng)新能力。安排用多次課 時完成一組實驗，2-3人一組進行探究式學習，學生能充分 理解實驗內(nèi)容，教學效果更好。而且，這也充分利用物理實 驗室現(xiàn)有的實驗條件，提高了實驗儀器的利用率。大學物理實驗課程是理工科大學生的必修課程，通常是 本科生實踐教學的開端和基礎(chǔ)。在這門基礎(chǔ)性的實踐課程 中，學生經(jīng)歷從選題、實驗、總結(jié)報告、答辯交流的全過程, 為后續(xù)課程打下了一定的基礎(chǔ)。特別是其中的答辯環(huán)節(jié)。學生通過答辯互相交流，發(fā)現(xiàn) 原來各自實驗中有些相關(guān)的內(nèi)容

8、，例如，法布里佩羅干涉、 塞曼效應(yīng)實驗、偏振光實驗都涉及到多光束干涉的現(xiàn)象和原 理，邁克耳孫干涉實驗和全息照相都涉及光路的設(shè)計和調(diào)整 等等，可以加深對這些內(nèi)容的理解。物理實驗室除需要開設(shè)基本實驗之外，還需要開設(shè)一些 綜合性實驗項目和一些近代物理實驗項目。其儀器價格昂 貴，實驗室僅能少量購置。例如，我校虛擬儀器elvis實驗 僅配置2套。安排學生完成不同的實驗然后通過答辯相互交 流，可以拓展學生的知識面，滿足課程需求。學生分散到各 個實驗，也可以減少對該類儀器套數(shù)的需求，提高儀器利用 率。3. 結(jié)束語我們在大學物理實驗課程中，讓學生在保證完成基本實 驗的基礎(chǔ)上，自主選擇部分實驗，并且在課程中引入了答辯 環(huán)節(jié)，提高了學生實驗的興趣，開拓了學生的視野，為后續(xù) 課程打下了堅實的基礎(chǔ)。實驗室的儀器利用率也得到了提 高。