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大学物理实验的改革与实践

2017-12-24 01:00 大学物理实验的改革与实践 摘　要：为培养具备现代科技素质的高质量高层次创新人才，物理实验教学必须在教学内容、教学方法、教学手段和教学的环境条件等各个方面展开全方位的改革实践，建立一种适合当代科技发展的教学新体系，以满足各层次学生学习需要，并达到激发学生学习积极性、主动性的目的。

　　关键词：大学教学；物理实验；改革实践




　　Abstract： This article discusses the necessity of a multifacet reform in the teaching materials，methods，and environment of college physics experiments and of the establishment of a new teaching system commensurate with modern scientific developments. These will help meet students different needs，motivate their initiative，and enhance their quality.

　　Key words： college teaching； physics experiment； reform practice



从21世纪科技发展和对人才科学素质要求的角度考虑，物理实验教学的改革必须建立一种适合当代科技发展、有利于培养具有深厚的基础知识的创造性人才的教学新体系。教学内容应反映当代教育思想和高科技成果，教学方法和手段应改变过去的单一模式，建立多级开放实验室，满足不同层次的学生独立进行学习和研究的需求，采用CAI\，Internet网等现代教学手段，改善教学条件，形成多元化的教学环境，激发学生学习的主动性。

中国科技大学“理科实验教学培养学生创新思维创新能力的研究与实践”项目组，在认真研究了我国当前高等教育改革的趋势以及教学方法存在的主要弊端的基础上，对物理实验教学进行了系统的改革，并取得了初步成果。



一、发展教育技术，创新教学模式

教育资源的缺乏是长期困扰教学质量提高的难题，也是制约教学改革深化的瓶颈。时代的发展和科技的进步对教学提出的越来越高的要求，对学生创新思维和实践能力的培养需要一种趋向个性化的教学，需要比普通公共教学占用更多的教育技术、创新教育手段来解决。在这些方面，中国科技大学天文与应用物理系进行了多年的探索与研究，研究和开发了一批物理教学软件。其中，1996年他们在国际上首创开发出第一套仿真实验教学软件，1998年升级为Windows版本，其规模和虚拟技术水平得到进一步提高和完善，达到国际领先水平。1999年又推出了《大学物理虚拟实验》的Internet网远程教学系统，在国际和国内物理教学界产生了很大的影响，得到了广泛的应用和赞扬。它的意义主要体现在如下三个方面：(1)开创了物理实验教学的新模式，该成果利用计算机把实验设计、教学内容(包括理论教学)、教师指导和学习者的思考、操作有机融合为一体，形成了一部可操作的、活的教科书，为物理实验改革提供了有力的工具，同时克服了实验教学长期受到课堂、课时限制的困扰，使实验教学在时间和空间上得到延伸；(2)为网络教育最难实现的远程实验教学开创了一种新的方法和途径；(3)开拓了CAI研究的新思路，带动了国内CAI的发展，同时为学校开创了新的教学模式。 （转载自中国科教评价网www.nseac.com ）

1. 实验理论教学与实验教学相结合。对有利于深化物理学概念，发现、总结规律并对规律本质做出解释的典型实验，通过仿真软件的虚拟实验环境用于教学中，将实验的方法引入新的概念和规律，把理论教学与实验教学有机地融为一体。对一些典型的知识点，通过CAI教学软件介绍它的应用。

2. 利用CAI软件教学，开设“物理思想进化启迪”Seminar课程。按照物理学的发展，从机械观的兴起、场与相对论到量子观，针对物理概念的重大革新和在其中起过重要作用的著名实验为线索来探索物理学发展的规律、理论与实验的关系，以科学研究与技术创新的关系、培养学生的思维能力和科学素质。