2006年物理实验中心教学研讨会 设计性实验教学和考试实践的研究与探讨 ....ppt

2006年物理实验中心教学研讨会设计性、创新实验教学和考试实践的研究与探讨-----设计性、创新性实验教学的一般方法、用伏安法测电阻设计实验的“理论试题”和“实验操作分解步骤计分方法”河北工业大学物理实验中心魏怀鹏 第一部分：设计与创新实验一般方法和程序 （详见物理实验中心网站中的典型教学案例） 根据教育部、教育厅和河北工业大学的教育教学改革、创新的指示精神，最近两年，我们物理实验中心大胆改革、自主创新，制定了新的物理实验教学体系，把大学物理实验分为4个层次：即“基础性实验、提高性实验，综合性实验、研究性和创新性实验”，并将“设计性、开放性”贯穿于上述4个层次始终。 建设高水平实验教学示范中心,培养“基础知识扎实、动手能力强，有创新精神”高素质人才，在实践教学中，必须特别加强设计性实验的力度。 这是我们总结了多年的实践教学经验，结合我校的实际制定的具有一定特色的实验教学新体系。这个实验教学新体系，具有一定的先进性、科学性、合理性、完整性，也得到教育部有关专家的肯定和好评。 设计性、创新性实验的主要目的： 通过设计性实验或具有设计性、创新性内容的实验，能使学生在“实验方法的考虑、测量仪器的选择和配合、测量条件的确定”等方面受到初步训练。 经过一定数量的基本实验训练后，进行设计性实验层次的教学，除了帮助学生进一步提高自己的实验素质能力外，最重要的是给学生提供了某种发挥创造性的机会。 一、设计性、创新性实验教学一般方法（包括4个方面，供大家讨论） 提前一周布置选题： 实验中心给出一组题目（含实验要求、原理提示），实验室指定或学生从中选择一个适合自己的题目。 （在提前一周时间内完成） 实验课前查阅文献资料、确定实验原理、设计实验方案： 包括选择实验方法、实验仪器、画出实验电路图或光路图，拟定实验操作步骤等。 （在提前一周时间内完成） 提交设计实验报告：所提交的原始设计实验报告，经教师审查并帮助修正设计实验方案，然后发还学生。 （在布置选题后，第二周时间内完成） 4．在提前预定的时间内，独立（或合作）实施设计实验方案并完成实验报告（小论文）： 在课堂上通过与教师的交流进一步修改与完善实验方案并最后实施，采集数据，进行数据处理，完成实验报告。 （在完成设计实验操作后，下一周时间内提交正式报告） 二、科学研究和工程设计的一般程序 （六个步骤） （一）选择研究课题 （4个原则） 1.需要性：可解决实际问题，或对某一理论 有突破作用 2.创新性：在理论上有所突破，或在应用上有所 改进、创造 3.科学性：有科学依据，符合道理 4.可能性：从技术、程序、可用时间及可用人员 的能力等方面考虑，看主、客观条件 是否具备 （二）查阅文献资料 1.广泛性： 利用各种手段，如教科书、专著、杂志、 互联网、各种情报检索中心 2.独立思考： 要注意自己的知识空白、不同作者的观点差异。 通过分析、实验，力求逐步形成自己的观点， 并力求发展。 发现问题通常有两种途径：“发现从不满意开始”，通过亲身的观察或实践发现周围事物存在的问题；通过调查研究和其他各种信息渠道，间接的获得某一事物存在的问题。 （三）设计实验方案 1. 要灵活运用物理规律。 注意借鉴其它学科成果，明确实验原理，实验目的，计划测量的物理量。 2. 选择适当的测量仪器。 注意仪器的匹配，根据不确定度均分原则估算各个测量对主要结果精度的影响，选择一套符合精确度的而且有经济、实用的仪器装置。 3. 选择适当实验方法、方案。 4. 选择适当实验测量方法。 （四）实施实验方案 1．观察： 注意实验过程是否按预定方式进行， 是否有异常现象发生。 2．测量： 注意测量误差对系统误差影响 （五）实验数据处理与分析讨论 1.数据表格及数据处理方法。 包括：列表法、作图法、线性回归法、逐