1我校大学物理实验课程现状
经过省级实验教学示范中心建设,我校物理实验课程形成了以“三层四模”为核心、“两个平台”为载体的教学新体系[5]。建设的多重交互网络学习平台为实验预复习提供了重要支撑。为衔接专业课程学习,面向不同专业学生开设“力、热、电、光”四大模块实验,各模块按照仪器基本操作(做实)-应用仪器进行测量(学活)-设计方案进行创新实验(探究)三阶段、采用层层递进、螺旋上升实验小循环形式设置。按四大模块实验组建了教学团队,多位教师承担同一模块实验使细节的制定统一的教师对学生实验教学环节质量标准显得尤为重要。
2四大实验模块的情况介绍
力学模块实验有“气垫导轨研究物体的运动”、“多普勒效应综合实验”及“多普勒效应研究物体运动的设计与实现”3个实验,要求学生完成运用多种方法研究物体运动的设计。热学实验模块有“电桥法测电阻”、“非平衡电桥测铂电阻温度系数”及“电子温度计的设计与实现”3个实验,利用非平衡电桥特点将热学量温度的测量与电学量结合起来。电学实验模块有“RC电路相频特性研究”、“RLC串联谐振电路研究”及“示波器测电容”3个实验,应用示波器测交流信号的大小和相位关系。光学实验模块有“最小偏向角法测三棱镜折射率”、“掠入射法测三棱镜折射率”及“液体折射率测定的设计与实现”3个实验,应用分光计测物体折射率。各模块的前2个实验使学生熟悉实验设备,用不同设备不同实验方法完成相近实验任务进行比较、分析,总结出完成第3个实验任务的必备条件,自行设计实验原理、具体步骤,完成实验任务,从而提高学生自主创新和实际动手能力。
3物理实验课程教学环节质量标准的构建
3.1实验预备
3.1.1实验预习(基础性、综合性实验)
学生进入实验室前应预习实验,完成多重交互网络学习平台中相应实验的预习题,并书写预习报告。预习成绩由多重交互网络学习平台中实验的预习成绩(占70%)和实验预习报告(占30%)组成。预习报告应包括实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据记录表等五部分。以各项表述是否清楚、完整,版面是否整洁分为好、较好、合格、不合格四段给分。多重交互网络学习平台导出的预习成绩低于70分者或预习报告不合格者不能做实验。该实验应重新预约后进行实验(实验前应重新预习)。
3.1.2实验方案撰写(设计性、创新性实验)
实验方案对实验原理、实验内容设计、实验数据处理方法及原始数据记录表设计三部分评分,每部分满分30分。以各项设计是否合理、清楚,分为好、较好、合格、不合格四段给分,相应分值见表1。实验设计方案书写是否整洁、规范占10分。
3.2实验操作
我们对“力、热、电、光”四大实验模块制定了操作评判标准。以力学模块实验为例具体说明如下。
(1)实验一:气垫导轨研究物体的运动。第一步仪器调节,包括导轨水平状态调节;挡光片、光电门安装定位及仪器检测功能项选择;垫片厚度测量。第二步测量匀变速运动加速度和本地重力加速度,包括记录垫片厚度和滑块通过光电门速度;计算滑块加速度和重力加速度。第三步验证机械能守恒,包括选取垫片在不同高度测量数据并计算;求出相对误差。各步完成测量学生举手示意教师检查。
(2)实验二:多普勒效应综合实验。第一步实验仪预调节,包括仪器预热;熟悉仪器不同检测功能选项及仪器部件;调节发生器驱动频率。第二步验证多普勒效应并计算声速,包括选择检测功能选项;确定小车运动的牵引方式;完成不同速度的测量。第三步水平谐振,包括选择“变速运动测量实验”功能并正确安装仪器;让小车作阻尼振动,自动采样测量完成后,屏上显示和关系图;挑选合适数据画出关系曲线。各步完成调节学生举手示意教师检查。以上2个实验操作过程各三步,每步满分30分,实验仪器整理和实验纪律占10分。
(3)实验三:多普勒效应研究物体运动的设计与实现。操作考核目标:实验操作顺利进行,未出现重大失误。或实验操作不正确,但经重做实验掌握了操作方法与技巧,达到了预期目的。操作过程考虑三方面内容,每方面满分30分,实验仪器整理和实验纪律占10分。第一方面利用现有实验仪器设计的合理性,尤其是理论部分忽略摩擦阻力在具体实验中的体现;实验过程中对超声探头作为运动传感器的保护措施。第二方面按具体步骤测量数据及汇报减小实验误差的措施,例如减小摩擦阻力的措施,确保传感器直线运动的技巧等。完成数据测量学生示意教师检查。第三方面比较多普勒效应实验方法和气垫导轨实验方法的优缺点,总结应用不同实验方案验证某一理论的实验经验。各实验以各项是否按要求独立、正确完成,数据记录是否正确分为好、较好、合格、不合格四段,相应分值见表1。设计方案有创新意识并经实际实验操作检验可行,有自己独特见解者加一个分数档。每个实验的预习成绩加实验操作成绩不足42分者,表示实验过程没有完成,应重新预约该实验。实验完成后,学生完成一份完整的实验报告。
3.3实验报告
实验报告分三部分评分,每部分满分30分,三部分内容完成情况分为好、较好、合格、不合格四段给分,相应分值见表1。若实验数据结果不理想,但实验分析较全面,能对自己实验情况进行总结,分析和总结有独特见解者加一个分数段。实验报告书写是否整洁、规范占10分。具体如下:
3.3.1基础性、综合性实验
第一部分数据记录:是否与课堂实验记录一致,书写是否准确;第二部分数据处理:学生在数据处理过程中是否按要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度有效数字位数及相对误差位数;第三部分误差分析:能否根据实验具体情况分析系统和偶然误差产生来源并分类。
3.3.2设计性、创新性实验
第一部分实验原理与内容设计:结合设计方案和实际操作,书写是否准确;第二部分数据记录与处理:是否与课堂实验记录一致,书写是否准确,学生在数据处理过程中是否按要求正确书写中间计算及最终结果、不确定度有效数字及相对误差位数;第三部分实验分析:能否根据具体情况分析结果。
4结语
通过物理实验教学各环节质量标准的建构与探索,使教师评价更具客观性、科学性和有效性。经一学年的实施,教师和学生普遍反映良好,促进了教师教学,大幅度提高了学生学习积极性和主动性。但是在教师对各环节质量标准的认识态度及细节落实等方面有待进一步加强。
作者:戴朝卿 赵丽华 汪小刚 单位:浙江农林大学
相关专题:河北师范大学学报 滨州学院学报投稿模板