设计性物理实验教学的研究论文
论文关键词：教学模式 实际 设计性
论文摘要：本文结合大学物理实验教学的实际情况，对在大学物理实验中开展设计性实验教学进行了研究。
设计性物理实验教学以“开发学生智能，培养与提高学生科学实验能力和素养”为目的，使学生能运用所学的知识和技能独立完成和解决物理实验问题，提高学生独立分析和解决问题的能力。
一、实验设计的基本原则
（一）实验原理的可行性
实验原理有假设实验原理、真实实验原理两种，两者之间差别很大。
1.假设实验原理。假设实验原理是指通过抽象思维分析推论而得出的假设或预言，并假定它们成立，但需要用实验加以验证。
2.真实实验原理。真实实验原理是指综合运用目前己有的知识而得到实验理论依据。其中所涉及的物理参变量，一般是可测量的，涉及的物理概念一般都是己知的，目前一般实验教材的实验原理都属于这种类型。
（二）实验器材的可实现性
选取实验器材时一定要考虑它们的可实现性。通俗地说，就是要考虑器材是否有现成的，若无现成的是否可以购买到，或是否可以自制，同时还要考虑仪器设备的准确度和精确度能否达到实验要求。
（三）参量的可测量性
测量有直接测里和间接测量两种。直接测量指对于某物理量，可用仪器直接测得该物理量的大小。间接测量是指对于某物理量由其它两个以上物理参变量以函数关系式表达时，先直接测量各参变量的大小，然后通过关系表达式求出该物理量。为了定量分析实验设计所涉及的物理量和物理参变量，应保证可以进行测量。
（四）物理现象的可观察性
1.直接观察，是指用人眼可直接观看或用仪器可直接显示观看。
2.间接观察，是指性质相同并有关联的两物理参变量，其变化规律相同，其中一个参变量的变化情况，在一定条件下不能直接观察，而另外一个可以直接观察，则可利用后者观察前者的变化情况。
3.转换观察，是指两个性质不同的物理参变量，在一定条件下，一个不能直接观察，另一个可直接观察，但采用一定的手段后，可使前者转换为具有后者性质的物理量，则可进行观察。
二、设计性物理实验的教学步骤
（一）准备阶段。公布设计性实验选题后，教师和学生之间进行双向选择并给出实验的目的、要求、参考资料和必要的提示。选题工作主要是以教师为主，学生参与，师生共同讨论确定。题目确定后学生可根据选题进行如下的工作。
1.搜索资料并初步分析。搜索资料主要包含两部分内容，一是在自己所掌握的知识范围内进行搜索，利用自己已知的.知识能否找到问题研究的理论依据、实验方法和分析方法，以及实验所需的器材。二是在已出版的有关文献中进行搜索，看一看是否能找到现成的或可以借签的理论依据及各种方法。搜索资料的过程，既是收集资料的过程，又是调查研究的过程。其中所涉及的内容对实验设计能否科学、合理和先进，有极大的参考价值。在搜索资料基本完成之后，要进行初步分析，主要是分析理论依据的科学性，看其是否科学合理切实可行。
2.拟定实验方案。实验方案是指为达到实验研究的目的和要求，而详细列写出的科学依据、实验方法和具体实施措施，它是实验实施的蓝图。在实验研究工作中，无论是验证已形成的假设或规律，还是探索新规律或研制新仪器设备，其具体实施过程都是按预先拟写的实验方案进行的。在搜索资料初步分析的基础上，进一步综合分析比较各种可行的措施，选用最佳可行措施写出实验方案。
3.论证实验方案。实验方案写好之后，首要的事情是对实验方案进行论证，而且要进行两个方面的论证，一是理论论证，二是初步实验检验论证。理论论证是要论证实验方案具有科学性、合理性和可行性，必须深入考虑认真分析，仔细推敲，逐字逐句审查方案，尤其应注意不能出现科学性错误。初步实验检验论证要论证方案具有切实可行性。该论证是在理论论证之后进行的，因为理论论证正确可行，但实验是否可行，还很难说。所以，必须要进行初步实验检验论证。
4.确定实验方案。一个实验方案，如果理论和初步实验检验都证明是正确可行的，那么，这个方案就可被确定为实验实施方案。
5.准备实施。在最终确定实验方案之后，接下来的事情就是做好正式实验的准备工作。其工作内容包含：仪器选择和调整、实验整体布局、观测与记录方式、材料配备等。
（二）实验阶段。学生自己安装调试或制作仪器及软件，正式进行实验，仔细观察实验现象，认真测量并记录、处理实验数据。
（三）总结阶段。这一阶段主要包括实验总结、完善设计方案和成绩评定。实验总结，完善设计方案是在实验结束后，要求学生写出实验报告，报告可以以实验小组为单位来写。教师根据学生的文献查阅能力、实验方案的设计、实际操作动手能力、学生的自我评价和同学之间评价、实验报告的答辩等几个方面综合评定学生的成绩。设计性实验的总结形式不拘，可以写成一篇学术小论文、一篇科普小文章的形式，也可以将所做的工作记录下来或挑选几点总结经验等。
参考文献
[1]王野，李海军.浅谈大学物理实验教学[J].长春理工大学学报，2007(1).
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