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設計性物理實驗教學的研究論文
論文關鍵詞：教學模式 實際 設計性
論文摘要：本文結合大學物理實驗教學的實際情況，對在大學物理實驗中開展設計性實驗教學進行了研究。
設計性物理實驗教學以“開發學生智能，培養與提高學生科學實驗能力和素養”為目的，使學生能運用所學的知識和技能獨立完成和解決物理實驗問題，提高學生獨立分析和解決問題的能力。
一、實驗設計的基本原則
（一）實驗原理的可行性
實驗原理有假設實驗原理、真實實驗原理兩種，兩者之間差別很大。
1.假設實驗原理。假設實驗原理是指通過抽象思維分析推論而得出的假設或預言，并假定它們成立，但需要用實驗加以驗證。
2.真實實驗原理。真實實驗原理是指綜合運用目前己有的知識而得到實驗理論依據。其中所涉及的物理參變量，一般是可測量的，涉及的物理概念一般都是己知的，目前一般實驗教材的實驗原理都屬于這種類型。
（二）實驗器材的可實現性
選取實驗器材時一定要考慮它們的可實現性。通俗地說，就是要考慮器材是否有現成的，若無現成的是否可以購買到，或是否可以自制，同時還要考慮儀器設備的準確度和精確度能否達到實驗要求。
（三）參量的可測量性
測量有直接測里和間接測量兩種。直接測量指對于某物理量，可用儀器直接測得該物理量的大小。間接測量是指對于某物理量由其它兩個以上物理參變量以函數關系式表達時，先直接測量各參變量的大小，然后通過關系表達式求出該物理量。為了定量分析實驗設計所涉及的物理量和物理參變量，應保證可以進行測量。
（四）物理現象的可觀察性
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，是指性質相同并有關聯的兩物理參變量，其變化規律相同，其中一個參變量的變化情況，在一定條件下不能直接觀察，而另外一個可以直接觀察，則可利用后者觀察前者的變化情況。
3.轉換觀察，是指兩個性質不同的物理參變量，在一定條件下，一個不能直接觀察，另一個可直接觀察，但采用一定的手段后，可使前者轉換為具有后者性質的物理量，則可進行觀察。
二、設計性物理實驗的教學步驟
（一）準備階段。公布設計性實驗選題后，教師和學生之間進行雙向選擇并給出實驗的目的、要求、參考資料和必要的提示。選題工作主要是以教師為主，學生參與，師生共同討論確定。題目確定后學生可根據選題進行如下的工作。
1.搜索資料并初步分析。搜索資料主要包含兩部分內容，一是在自己所掌握的知識范圍內進行搜索，利用自己已知的知識能否找到問題研究的理論依據、實驗方法和分析方法，以及實驗所需的器材。二是在已出版的有關文獻中進行搜索，看一看是否能找到現成的或可以借簽的理論依據及各種方法。搜索資料的過程，既是收集資料的過程，又是調查研究的過程。其中所涉及的內容對實驗設計能否科學、合理和先進，有極大的參考價值。在搜索資料基本完成之后，要進行初步分析，主要是分析理論依據的科學性，看其是否科學合理切實可行。
2.擬定實驗方案。實驗方案是指為達到實驗研究的目的和要求，而詳細列寫出的科學依據、實驗方法和具體實施措施，它是實驗實施的藍圖。在實驗研究工作中，無論是驗證已形成的假設或規律，還是探索新規律或研制新儀器設備，其具體實施過程都是按預先擬寫的實驗方案進行的。在搜索資料初步分析的基礎上，進一步綜合分析比較各種可行的措施，選用最佳可行措施寫出實驗方案。
3.論證實驗方案。實驗方案寫好之后，首要的事情是對實驗方案進行論證，而且要進行兩個方面的論證，一是理論論證，二是初步實驗檢驗論證。理論論證是要論證實驗方案具有科學性、合理性和可行性，必須深入考慮認真分析，仔細推敲，逐字逐句審查方案，尤其應注意不能出現科學性錯誤。初步實驗檢驗論證要論證方案具有切實可行性。該論證是在理論論證之后進行的，因為理論論證正確可行，但實驗是否可行，還很難說。所以，必須要進行初步實驗檢驗論證。
4.確定實驗方案。一個實驗方案，如果理論和初步實驗檢驗都證明是正確可行的，那么，這個方案就可被確定為實驗實施方案。
5.準備實施。在最終確定實驗方案之后，接下來的事情就是做好正式實驗的準備工作。其工作內容包含：儀器選擇和調整、實驗整體布局、觀測與記錄方式、材料配備等。
（二）實驗階段。學生自己安裝調試或制作儀器及軟件，正式進行實驗，仔細觀察實驗現象，認真測量并記錄、處理實驗數據。
（三）總結階段。這一階段主要包括實驗總結、完善設計方案和成績評定。實驗總結，完善設計方案是在實驗結束后，要求學生寫出實驗報告，報告可以以實驗小組為單位來寫。教師根據學生的文獻查閱能力、實驗方案的設計、實際操作動手能力、學生的自我評價和同學之間評價、實驗報告的答辯等幾個方面綜合評定學生的成績。設計性實驗的總結形式不拘，可以寫成一篇學術小論文、一篇科普小文章的形式，也可以將所做的工作記錄下來或挑選幾點總結經驗等。
參考文獻
[1]王野，李海軍.淺談大學物理實驗教學[J].長春理工大學學報，2007(1).
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