大學物理實驗課程的研究課題式教學法

(青島大學 應用物理實驗教學中心)

大學物理實驗課程的研究課題式教學法

(青島大學 應用物理實驗教學中心)

1 主要內容

大學物理實驗課程的研究課題式教學法是指在大學物理實驗課的教學過程中，確立研究課題，在同一實驗小組內部通過相互協作，同時多人采用相同或不同的實驗方法，完成同一實驗目標. 在總結個人實驗報告的基礎上，通過分析集體實驗數據，形成較為完整的研究報告，將大學物理實驗的教學向專業教育方向拓展. 該教學方法的核心是將學生各自的獨立實驗相互結合，實驗結果共享，獨自分析所有實驗數據，形成研究報告，與專業教學相銜接.

以大學物理實驗課中“楊氏模量的測量”實驗為例. 實驗課中學生10人為1組. 教師的實驗講解中確立“材料的楊氏模量的研究”作為小組的集體研究課題. 從測量方法(拉伸法、彎曲法)、材料種類(鋼、銅、塑料)和材料形狀(直徑為2 mm,1 mm,0.5 mm)3個方面，按照正交實驗法制定研究方案. 整個小組采用集體討論的形式，根據實驗內容不同，制定不同實驗方案，取得共識后由不同的學生分頭實施. 完成實驗后，小組內部所有原始數據通過互聯網共享. 批量數據的計算可通過計算機快速完成，學生獨自分析實驗結果. 通過數據處理，初步認識材料的“纖維增強效應”，以及不同大類材料的主要物理性質之間的區別，

形成研究報告. 在此過程中教師的作用主要是組織小組內部討論，審查實驗方案并提出建議，引導學生分析總結實驗結果，將大學物理實驗與專業學習及實際應用相結合.

2 創新點

確立研究課題，通過團組協作的方式，將學生各自獨立的實驗實現共享. 引導學生分析比較實驗結果，使學生對具體的物理概念具有較為全面深入的理解，并與專業學習和實際應用相銜接.

3 主要成效

1)該實驗通過確立共同的研究課題，在實驗過程中對大量數據的同時采集和相互引用，培養了學生的團隊協作能力和基本的科學素質，提高了人才培養質量.

2)基于大量數據的研究報告，有利于學生對某一物理問題有較為全面深入地觀察和學習.

3)將大學物理實驗做適當外延，并與實際應用相結合，有利于學生的專業學習和實踐.

4)利用互聯網、計算機等實現數據共享和數據快速處理，學生將主要精力用于分析數據完成研究報告，而不僅僅是完成實驗報告.

(執筆：李延強)