廣東省物理實驗設計大賽輔導的心得體會

姚源衛 吳福根 蘇成悅 張欣

廣東工業大學 廣東廣州 510006

廣東省物理實驗設計大賽輔導的心得體會

姚源衛 吳福根 蘇成悅 張欣

廣東工業大學 廣東廣州 510006

廣東省物理實驗設計大賽的不斷成熟和進步要求著指導老師也要不斷改變和提高自己. 我們在指導學生競賽的過程中, 發現了一些不同于大賽初辦時期的方法,同時, 對大賽也有著自己的許多體會。

物理實驗; 設計大賽; 心得體會

Through many years of continue exploring in the instruction of the physics experiment design competition,more and more experience has been obtained. It is found that some present teaching method is different from that in the early stage. Here, we only talk about how to use the data from internet and assemble a team by students.

廣東省物理實驗設計大賽于1994年在中山大學開始, 之后由廣東省物理協會向全廣東高校推廣。其旨在培養大學生對物理學和物理實驗的興趣,提高學生的創新意識、物理知識綜合運用能力和動手能力,同時為廣東省高校師生提供了一個物理實驗教學交流平臺. 因為學生在競賽過程中,不但自身素質得到提高,而且在今后找工作中有一定的優勢,特別是獲獎的學生,這種優勢更明顯, 所以大家都有很高的積極性. 學生的積極參與,在帶給老師動力的同時，也帶來一定的壓力。讓學生取得更好的成績和獲得更多的知識是每一個指導老師的心愿. 除了不斷地提高自己的學識水平, 老師認真總結各自在指導學生參賽過程中的成功經驗和失敗教訓同樣會使自己的指導水平得以提高。我院蘇成悅老師早在1999年將自己的心得體會總結出來發表在≤工科物理≥上, 但大賽的前三屆只要求參賽者交出一份答卷,其中包括綜述,測量方案,計算分析的過程等而不需要提供實物模型。只是到1998 年第4 屆大賽開始,才要求參賽作品展示方案實施和操作可行性, 從而增加了實物作品和實驗數據以及現場演示. 隨著經驗的不斷積累, 大賽的命題越來越成熟, 越來越體現出理論與實踐的結合,同時,對評判的標準也越來越規范. 這些變化要求我們指導老師也要不斷改變自己的指導方法和對學生的一些新要求, 一些新的方法和新的體會隨之積累, 以下是我們的一點體會。

一, 網絡資源的合理利用

省物理實驗設計大賽采用指定題目的比賽方式, 每屆大賽分為基礎型題和應用型題. 例如, 2009年的比賽題為: 一、基礎題 : 測量小于1m T穩恒磁場的場強。要求：（1）突出實驗物理原理；（2）體現作品創新思想；（3）不必考慮消除背景（地）磁場的影響；（4）操作簡易、便于攜帶；（5）性價比高。主要評判依據：（1）物理原理；（2）創新點；（3）測量的準確性、靈敏度及分辨率。 二、應用題: 研制環境次聲監測裝置。要求：（1）突出實驗物理原理；（2）體現作品創新思想；（3）不考慮大氣密度、溫度變化及風速的影響；（4）操作簡易、便于教學演示；（5）性價比高。主要評判依據：（1）物理原理；（2）創新點；（3）測量的準確性、靈敏度及頻率范圍。 對于基礎題, 大學物理教材中會介紹穩恒磁場, 但對微小磁場的測量則都沒有特別詳細介紹. 這要求學生尋求老師和文獻的幫助. 對于不從事微小磁場的測量工作的老師來講, 實質性的幫助也是很小的, 故學生應需要更多相關的文獻. 如何在更短的時間得到相關的文獻, 是學生第一步要做的工作, 幸運的是網絡時代已經來臨. 教育部在公布的2003—2007年教育振興行動計劃中已明確指出:要“加強高等學校校園網建設, 創建國家級教育信息化應用支撐平臺.加大涵蓋各級各類教育的信息資源開發,形成多層次,多功能,交互式的國家教育資源服務體系”; 要“全面提高現代信息技術在教育系統的應用水平,建立網絡學習與其他學習形式相互溝通的體制,推動高等學校數字化校園建設,推動網絡學院的發展. 開展高等學校科研基地的信息化建設,研究開發學校數字化實驗與虛擬實驗系統,創建網上共享實驗環境”。在豐富的網絡資源前面, 如何選取適合自己的方法是需要同學們獨立思考的。能夠在已有的理論基礎上，通過巧妙構思得到簡單可行的測量方法是大賽的最高水平體現. 并不是每一個學生都能得到一個巧妙構思, 這樣的作品要求學生有著較強的想象力和創造力，退而求其次的目標是在已有的測量方法上進行改進, 使它變得更穩定, 更準確, 操作更簡單，對已知方法的進一步理解同樣需要多方面的知識, 這同樣要求學生通過網絡快速而有效地找到相關的支持文獻。由于大賽最后有實物作品和實驗數據以及現場演示部分, 學生在實際的制作成品過程中不僅僅是要求有著豐富的物理和數學知識, 同時也要求他們有深厚的電子技術知識, 甚至于在機械, 電工方面的知識也是必需的。有時候, 在大賽實物的準備過程中也會出現成品出來后與理想中的相去較遠, 為了解決這些問題, 仍要查閱大量的有關資料, 網絡資源又一次需要利用. 以上的三個方面都說明了網絡資源的重大作用. 當然我們不能一味地依賴于網絡的資源。網絡能提供給的是解決問題的思路。直接地應用網絡資源上的作品自然會失去它的創新性, 并且網絡中也不可能出現同大賽完全一樣的命題作品. 我們需要思考,我們對網絡資源要有一定的取舍, 要汲取其中的精華, 進行合理的利用。

二, 團隊組合的技巧

從前面的敘述中可以看出完成物理大賽的命題單憑個人的力量是不可能完成的, 組成團隊是必要的也是必需的。參考大賽的要求和過程, 我們對同學們組隊時從三個方面進行了分工。首先, 每一隊中必須有一個電子技術水平高, 動手能力強的隊員. 盡管省物理大賽以物理內容的新穎為主要, 但由于決賽時有實物的演示, 所以做出實際的物體是最重要和基本的條件。而在完成實物功能演示的選擇中,學生多以電子產品為主。其次, 每隊都有一個寫作能力強的隊員. 省物理實驗設計大賽分成初賽和決賽. 在初賽時, 學生只需提供按正式科學論文格式撰寫的綜述報告及作品的實物圖像. 如何突出作品的創新思想, 給評委留下深刻的印象是這一階段的主要任務。第三,每隊得有一個表達能力強的隊員。有了以上的充分準備，在做出了很好作品的基礎上,在決賽時能很好地表達出作品的亮點也是取得好成績不可缺少的一部分。當然, 隊員在有明確分工的同時，也不是完全的分割開來, 他們之間應是既有分工, 又有合作。除了這種優勢互補的團隊組合, 組隊的過程中, 考慮到學校的實際情況, 又以大二，三年級的相互混合組隊為最佳組合方式。

三, 結束語

經過十幾年的不斷探索, 廣東省物理設計大賽已變得越來越成熟和規范。參與指導的老師在實踐過程中積累了很多的經驗。如何在物理教學中增強和開發學生的創造力; 如何通過設計性實驗培養學生的想象力和動手能力; 如何給學生一個創新能力的培養的平臺。這些在其他的文獻里面都有較詳細的描述。本文僅從網絡資源的合理利用及如何組隊兩方面說出自己的一點體會。

[1]何振輝, 蔡志崗. 第10 屆廣東省大學生物理實驗大賽圓滿結束[J].物理實驗.2009,29(12): 46

[2]唐孟希. 物理實驗大賽的實踐與思考[J].物理實驗. 2000, 20(9): 30-31

[3]蘇成悅. 淺談指導大學生參加物理實驗設計比賽的經驗和體會[J]. 工科物理.1999, 增刊: 18-21

[4]劉偉. 由省物理實驗設計大賽談獨立學院物理實驗教學的改革.中國現代教育裝備[J].2009, 3: 85-88

A brief talk about some practical experience from the physics experiment design competition by high school students in

Guangdong
Yuanwei Yao, Fugen Wu, Chengyue Su, Zhangxin Guangdong University of Technology, Guangzhou, 510006, China

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.183

本文是廣東工業大學教育教學改革重點項目. 編號：2010Z019

姚源衛,博士,副教授。