時間：2022-07-01 12:47:37
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇物理實(shí)驗教學(xué)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體物理實(shí)驗;教學(xué)改革;專業(yè)實(shí)驗
實(shí)驗教學(xué)作為高校教學(xué)環(huán)節(jié)中的一個重要組成部分，不僅因為其是課堂教學(xué)的延伸，更由于通過實(shí)驗教學(xué)，可以加深學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，拓展學(xué)生的創(chuàng)造思維［1，2］。實(shí)驗教學(xué)分為基礎(chǔ)實(shí)驗和專業(yè)實(shí)驗兩部分［3，4］:基礎(chǔ)實(shí)驗面向全校學(xué)生，如大學(xué)物理實(shí)驗、普通化學(xué)實(shí)驗等，其主要任務(wù)是鞏固學(xué)生對所學(xué)基礎(chǔ)知識和規(guī)律的理解，旨在提高學(xué)生的觀察、分析及解決問題的能力，提供知識儲備［5，6］;與基礎(chǔ)實(shí)驗不同，專業(yè)實(shí)驗僅面向某一專業(yè)，是針對專業(yè)理論課程的具體學(xué)習(xí)要求設(shè)計的實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容，對于學(xué)生專業(yè)方向能力的提高具有極強(qiáng)的促進(jìn)作用［7～8］。通過專業(yè)實(shí)驗教學(xué)使學(xué)生能夠更好的理解、掌握和應(yīng)用基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，提高分析問題的能力并解決生活中涉及專業(yè)的實(shí)際問題，為學(xué)生開展專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐活動打下堅實(shí)的基礎(chǔ)［9～11］。
1半導(dǎo)體物理實(shí)驗課程存在的問題與困難
半導(dǎo)體物理實(shí)驗是物理學(xué)專業(yè)電子材料與器件工程方向必修的一門專業(yè)實(shí)驗課，旨在培養(yǎng)學(xué)生對半導(dǎo)體材料和器件的制備及測試方法的實(shí)踐操作能力，其教學(xué)效果直接影響著后續(xù)研究生階段的學(xué)習(xí)和畢業(yè)工作實(shí)踐。通過對前幾年本專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)情況分析，發(fā)現(xiàn)該專業(yè)畢業(yè)生缺乏對領(lǐng)域內(nèi)前沿技術(shù)的理解和掌握。由于沒有經(jīng)過相關(guān)知識的實(shí)驗訓(xùn)練，不少畢業(yè)生就業(yè)后再學(xué)習(xí)過程較長，融入企事業(yè)單位較慢，因此提升空間受到限制。1．1教學(xué)內(nèi)容簡單陳舊。目前，國內(nèi)高校在半導(dǎo)體物理實(shí)驗課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上大同小異，基礎(chǔ)性實(shí)驗居多，對于新能源、新型電子器件等領(lǐng)域的相關(guān)實(shí)驗內(nèi)容完全沒有或涉及較少。某些高校還利用虛擬實(shí)驗來進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)，其實(shí)驗效果遠(yuǎn)不如學(xué)生實(shí)際動手操作。我校的半導(dǎo)體物理實(shí)驗原有教學(xué)內(nèi)容主要參照上個世紀(jì)七、八十年代國家對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)的要求所設(shè)置，受技術(shù)、條件所限，主要以傳統(tǒng)半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)類實(shí)驗為主，實(shí)驗內(nèi)容陳舊。但是在實(shí)驗內(nèi)容中添加新能源、新型電子器件等領(lǐng)域的技術(shù)方法，對于增加學(xué)生對所學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最新前沿技術(shù)的了解，掌握現(xiàn)代技術(shù)中半導(dǎo)體材料特性相關(guān)的實(shí)驗手段和測試技術(shù)是極為重要的。1．2儀器設(shè)備嚴(yán)重匱乏。半導(dǎo)體物理實(shí)驗的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生熟練掌握半導(dǎo)體材料和器件的制備、基本物理參數(shù)以及物理性質(zhì)的測試原理和表征方法，為半導(dǎo)體材料與器件的開發(fā)設(shè)計與研制奠定基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，專業(yè)實(shí)驗的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)隨著專業(yè)知識的更新及行業(yè)的發(fā)展及時調(diào)整，從而能更好的完成課程教學(xué)目標(biāo)的要求，培養(yǎng)新時代的人才。實(shí)驗內(nèi)容的調(diào)整和更新需要有新型的實(shí)驗儀器設(shè)備做保障，但我校原有實(shí)驗教學(xué)儀器設(shè)備絕大部分生產(chǎn)于上個世紀(jì)六七十年代，在長期實(shí)驗教學(xué)過程中，不少儀器因無法修復(fù)的故障而處于待報廢狀態(tài)。由于儀器設(shè)備不能及時更新，致使個別實(shí)驗內(nèi)容無法正常進(jìn)行，可運(yùn)行的儀器設(shè)備也因為年代久遠(yuǎn)，實(shí)驗誤差大、重復(fù)性低，有時甚至?xí)玫藉e誤的實(shí)驗結(jié)果，只能作學(xué)生“按部就班”的基礎(chǔ)實(shí)驗，難以進(jìn)行實(shí)驗內(nèi)容的調(diào)整，將新技術(shù)新方法應(yīng)用于教學(xué)中。因此，在改革之前半導(dǎo)體物理實(shí)驗的實(shí)驗設(shè)計以基礎(chǔ)類實(shí)驗為主，設(shè)計性、應(yīng)用性、綜合性等提高類實(shí)驗較少，且無法開展創(chuàng)新類實(shí)驗。缺少自主設(shè)計、創(chuàng)新、協(xié)作等實(shí)踐能力的訓(xùn)練，不僅極大地降低學(xué)生對專業(yè)實(shí)驗的興趣，且不利于學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，半導(dǎo)體物理實(shí)驗課程的改革勢在必行。
2半導(dǎo)體物理實(shí)驗課程改革的內(nèi)容與舉措
半導(dǎo)體物理實(shí)驗開設(shè)時間為本科大四秋季學(xué)期，該實(shí)驗課與專業(yè)理論課半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件、薄膜物理學(xué)在同一學(xué)期進(jìn)行。隨著半導(dǎo)體技術(shù)日新月異發(fā)展的今天，對半導(dǎo)體物理實(shí)驗的教學(xué)內(nèi)容也提出了新的要求，因此，要求這門實(shí)驗課程不僅能夠通過對半導(dǎo)體材料某些重要參數(shù)和特性的觀測，使學(xué)生掌握半導(dǎo)體材料和器件的制備及基本物理參數(shù)與物理性質(zhì)的測試方法，而且可以在鋪墊必備基礎(chǔ)和實(shí)際操作技能的同時，拓展學(xué)生在電子材料與器件工程領(lǐng)域的科學(xué)前沿知識，為將來獨(dú)立開展產(chǎn)品的研制和科學(xué)研究打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。2．1實(shí)驗基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。2013年年底，基于我校本科教學(xué)項目的資金支持，半導(dǎo)體物理實(shí)驗教學(xué)團(tuán)隊通過調(diào)研國內(nèi)外高校現(xiàn)行半導(dǎo)體物理實(shí)驗教學(xué)資料，結(jié)合我校實(shí)驗教學(xué)的自身特點(diǎn)，按照創(chuàng)新教育的要求重新設(shè)計了半導(dǎo)體物理實(shí)驗內(nèi)容，并根據(jù)所開設(shè)實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容合理配置相應(yīng)的實(shí)驗儀器設(shè)備，新配置儀器設(shè)備具有一定的前瞻性，品質(zhì)優(yōu)良，數(shù)量合理，保證實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量。由于作為一門專業(yè)實(shí)驗課，每學(xué)年只有一個學(xué)期承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，為了提高儀器設(shè)備的利用率，做到實(shí)驗設(shè)備資源的不浪費(fèi)，計劃成立一間半導(dǎo)體物理實(shí)驗專屬的實(shí)驗室，用于陳放新購置的實(shí)驗設(shè)備，在沒有教學(xué)任務(wù)的學(xué)期，該實(shí)驗室做為科研實(shí)驗室和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗室使用。通過近三年的建設(shè)，半導(dǎo)體物理實(shí)驗專屬實(shí)驗室———新能源材料與電子器件工程創(chuàng)新實(shí)驗室建成并投入使用，該實(shí)驗室為電子材料與器件工程方向的本科生畢業(yè)論文設(shè)計以及全院本科生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗設(shè)計提供了基本保障，更為重要的是該實(shí)驗室的建成極大地改善了半導(dǎo)體物理實(shí)驗的原有教學(xué)條件，解決了實(shí)際困難，使得半導(dǎo)體物理實(shí)驗教學(xué)效果顯著提升。不僅加強(qiáng)了學(xué)生對專業(yè)核心知識理解和掌握，而且啟發(fā)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題，有效提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。2．2實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容的更新。半導(dǎo)體物理實(shí)驗是一門72學(xué)時的實(shí)驗課，在專屬實(shí)驗室建成后，按照重視基礎(chǔ)、突出綜合、強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新、提升能力的要求，逐步培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗素質(zhì)和創(chuàng)新能力，構(gòu)建了“九—八—五”新的實(shí)驗內(nèi)容體系，包括如下三個層次(表1)。第一層次為“九”個基礎(chǔ)型實(shí)驗，涵蓋對半導(dǎo)體材料的物理性質(zhì)(結(jié)構(gòu)、電學(xué)、光學(xué))的測定，通過對物理量的測量驗證物理規(guī)律，訓(xùn)練學(xué)生觀察、分析和研究半導(dǎo)體物理實(shí)驗現(xiàn)象的能力，掌握常用基本半導(dǎo)體物理實(shí)驗儀器的原理、性能和測量方法等。第二層次為“八”個提高型實(shí)驗(綜合、應(yīng)用性實(shí)驗)，學(xué)生通過第一層次的實(shí)驗訓(xùn)練后，已掌握了基本的實(shí)驗方法和技能，在此基礎(chǔ)上，開展綜合性實(shí)驗，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識以及分析和解決問題的能力。通過應(yīng)用性實(shí)驗培養(yǎng)學(xué)生將來利用設(shè)備原理從事生產(chǎn)或者技術(shù)服務(wù)的能力。第三層次為“五”個設(shè)計創(chuàng)新型實(shí)驗，學(xué)生需運(yùn)用多學(xué)科知識、綜合多學(xué)科內(nèi)容，結(jié)合教師的科研項目進(jìn)行創(chuàng)新研究，通過設(shè)計型實(shí)驗可以鍛煉學(xué)生組織和自主實(shí)驗的能力，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力和基本的科研素質(zhì)。每個基礎(chǔ)型實(shí)驗4學(xué)時，提高型實(shí)驗8學(xué)時，創(chuàng)新型實(shí)驗12學(xué)時，規(guī)定基礎(chǔ)型為必修實(shí)驗，提高型、創(chuàng)新型為選作實(shí)驗。九個基礎(chǔ)型實(shí)驗全部完成后，學(xué)生可根據(jù)興趣和畢業(yè)設(shè)計要求在提高型、創(chuàng)新型實(shí)驗中各分別選做一定數(shù)量的實(shí)驗，在開課學(xué)期結(jié)束時完成至少72個學(xué)時的實(shí)驗并獲得成績方為合格。2．3實(shí)驗教學(xué)方式的優(yōu)化。在教學(xué)方式上，建立以學(xué)生為中心、學(xué)生自我訓(xùn)練為主的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。將之前老師實(shí)驗前的講解轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生代表講解實(shí)驗內(nèi)容，然后老師提問并補(bǔ)充完善，在整個實(shí)驗安排過程中，實(shí)驗內(nèi)容由淺入深、由簡單到綜合、逐步過渡至設(shè)計和研究創(chuàng)新型實(shí)驗。三個層次的實(shí)驗內(nèi)容形成連貫的實(shí)驗梯度教學(xué)體系，在充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自發(fā)解決問題的能力。2．4實(shí)驗考核機(jī)制的改革。目前大部分實(shí)驗課的成績由每次實(shí)驗后的“實(shí)驗報告”的平均成績決定，然而單獨(dú)一份實(shí)驗報告并不能夠完整反應(yīng)學(xué)生的實(shí)際動手操作能力和對實(shí)驗內(nèi)容的熟悉程度。因此，本課程將此改革為總成績由每次“實(shí)驗”的平均成績決定。每次實(shí)驗成績包括實(shí)驗預(yù)習(xí)、實(shí)驗操作和實(shí)驗報告三部分，實(shí)驗開始前通過問答以及學(xué)生講解實(shí)驗內(nèi)容來給出實(shí)驗預(yù)習(xí)成績;實(shí)驗操作成績是個團(tuán)隊成績反映每組實(shí)驗學(xué)生在實(shí)驗過程中的動手能力以及組員之間的相互協(xié)助情況;針對提高型和創(chuàng)新性實(shí)驗，特別是創(chuàng)新性實(shí)驗，要求以科技論文的形式來撰寫實(shí)驗報告，以此來鍛煉本科生的科技論文寫作能力。通過三部分綜合來給出的實(shí)驗成績更注重對知識的掌握、能力的提高和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)等方面的考核。
3半導(dǎo)體物理實(shí)驗課程改革后的成效
半導(dǎo)體物理實(shí)驗在我校本科教學(xué)項目的支持下，購置并更新了實(shí)驗設(shè)備建立了專屬實(shí)驗室，構(gòu)建了“九—八—五”新實(shí)驗內(nèi)容體系，并采用新的教學(xué)方式和考核機(jī)制，教師和學(xué)生普遍感覺到新實(shí)驗教學(xué)體系的目的性、整體性和層次性都得到了極大的提高。教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的調(diào)整，使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力得到增強(qiáng)，提高了學(xué)生的積極性和主動性。實(shí)驗中學(xué)生實(shí)際動手的機(jī)會增多，對知識的渴求程度明顯加強(qiáng)，為了更好地完成創(chuàng)新設(shè)計實(shí)驗，部分本科生還會主動去查閱研中英文科技文獻(xiàn)，真正做到了自主自覺的學(xué)習(xí)。通過實(shí)驗課程的教學(xué)，學(xué)生掌握了科技論文的基本格式，數(shù)據(jù)處理的圖表制作，了解了科學(xué)研究的過程，具備了基本的科研能力，也為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。與此同時，利用新購置的實(shí)驗設(shè)備建立的實(shí)驗室，在做為科研實(shí)驗室和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗室使用時，也取得了優(yōu)異的成績。依托本實(shí)驗室，2015年“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”立項3項，2016年“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”立項4項。
4結(jié)語
一、新課程理念下，構(gòu)建物理實(shí)驗教學(xué)的新模式
目前多數(shù)學(xué)校的實(shí)驗教學(xué)仍是傳統(tǒng)的教學(xué)模式，實(shí)驗教學(xué)只是教師傳授理論知識的“附屬品”，只側(cè)重于教師的實(shí)驗演示。對學(xué)生的要求只限于了解實(shí)驗?zāi)康模瑫脤?shí)驗儀器，記住實(shí)驗數(shù)據(jù)。學(xué)生思維只能在教師畫好的圈子里轉(zhuǎn)，學(xué)生只能觀察到沿著教師設(shè)計好的實(shí)驗思路去完成的實(shí)驗現(xiàn)象。做實(shí)驗變成了講實(shí)驗，學(xué)生對實(shí)驗認(rèn)識只停留在表面上。長此以往，學(xué)生實(shí)驗學(xué)習(xí)的積極性必然會受到壓抑，實(shí)驗教學(xué)也將流于形式。因此，在物理教學(xué)過程中，更新實(shí)驗教學(xué)觀念，轉(zhuǎn)變陳舊的教學(xué)模式是必然的選擇。新的教學(xué)模式應(yīng)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，突出學(xué)生的主體地位。讓學(xué)生成為實(shí)驗教學(xué)的主體，自己設(shè)計，自己組織，自己操作，最終由學(xué)生得出實(shí)驗的結(jié)果，讓學(xué)生真正成為實(shí)驗的“操作者”和“設(shè)計者”。由學(xué)生自主地去觀察、發(fā)現(xiàn)、搜集信息，并用已有知識對所獲信息進(jìn)行歸整，可以給學(xué)生提供更多創(chuàng)造性思維的學(xué)習(xí)機(jī)會。設(shè)法讓學(xué)生多動手做實(shí)驗，讓學(xué)生在實(shí)驗過程中體驗成功的喜悅和從失敗中發(fā)現(xiàn)問題，獲得新知識，從而在親身體驗中感受學(xué)習(xí)物理的興趣。這樣也很好地調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動性。
二、新課程理念下，體現(xiàn)物理實(shí)驗教學(xué)回歸現(xiàn)實(shí)生活
在實(shí)驗室和課堂上有目的地安排物理實(shí)驗，對中學(xué)生來說還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。實(shí)驗室和課堂上的物理實(shí)驗不可以替代學(xué)生在自然界和生活環(huán)境中進(jìn)行的實(shí)驗。要把他們的物理學(xué)習(xí)和他們身邊的自然環(huán)境、社會環(huán)境及個人的日常生活結(jié)合在一起，從其中學(xué)，在其中用，使學(xué)校規(guī)定的物理實(shí)驗教學(xué)變成令學(xué)生感興趣的活的物理學(xué)習(xí)，才能更有效地使學(xué)生學(xué)到物理學(xué)的方法，領(lǐng)悟到物理學(xué)與人類社會的相互關(guān)系。例如，在農(nóng)村很多家庭都在自家院子外安裝一個門燈，但是門燈的開關(guān)卻是問題，晚上經(jīng)常要摸黑開燈，很不方便。在電學(xué)部分通過對“樓道燈”原理的學(xué)習(xí)，學(xué)生了解到這種電路的原理，對于院子的門燈同樣適用。因此，教師可以鼓勵學(xué)生在家長的幫助下對于家庭的門燈進(jìn)行改裝。對從出生就與自己相伴的自然界，學(xué)生已積累了相當(dāng)多的體驗、了解和認(rèn)識。這對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)方法和具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容都可以產(chǎn)生較大影響。諸如，看見閃電的同時是否能聽見了雷聲，空氣的流動與風(fēng)的形成，穿不同的鞋或滑板在土地、沙灘上行走的不同感覺。讓學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行類似幾乎不用什么工具就可在生活中完成的實(shí)驗，可對物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生很好的輔助作用。但是，學(xué)生的生活經(jīng)驗有時可能讓學(xué)生形成一些錯誤的認(rèn)識。如自行車不蹬不動，門不推不開，會使學(xué)生誤以為力是物體運(yùn)動的原因；拋出的石子總比紙片落下得快，讓學(xué)生誤以為重物就是比輕物下落快；燈一開就亮，讓學(xué)生誤以為導(dǎo)線中的電流也是以光速運(yùn)動的。教師需要正確分析這些體驗和經(jīng)驗，讓學(xué)生認(rèn)識科學(xué)的真面目。鼓勵學(xué)生從對自然界、社會環(huán)境的了解中，從自己親身體驗或經(jīng)驗中，提出需要研究的問題，最大限度地拓展物理實(shí)驗教學(xué)的時間和空間。
三、新課程理念下，物理實(shí)驗教學(xué)中教師角色的轉(zhuǎn)換
新課程提倡的是要讓學(xué)生主動參與、發(fā)現(xiàn)、探究知識，在探究中掌握知識，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。在新課程理念下，要求教師的角色不再只是知識的傳授者，而是學(xué)生發(fā)展的組織者、引導(dǎo)者和參與者；強(qiáng)調(diào)教師“教”的本質(zhì)是在于幫助和引導(dǎo)學(xué)生的“學(xué)”，引導(dǎo)學(xué)生主動參與物理實(shí)驗教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生主動富有個性的學(xué)習(xí)；倡導(dǎo)在實(shí)驗教學(xué)過程中形成一個師生互動交流的學(xué)習(xí)過程，教師要把握好實(shí)驗教學(xué)理念和放的力度，在學(xué)生自主體驗的同時，加強(qiáng)引導(dǎo)隨時發(fā)現(xiàn)問題并給予指導(dǎo)，使學(xué)生成為實(shí)驗的主人。進(jìn)行實(shí)驗的教學(xué)過程中，教師是學(xué)生的引路人，適當(dāng)提一些引導(dǎo)性問題，會起到有益的作用。如在用漏斗拾起乒乓球的實(shí)驗中（流體壓強(qiáng)實(shí)驗），抓住學(xué)生因出乎意料而“目瞪口呆”的時機(jī)，提出一個引導(dǎo)思路的問題，就更為需要，這樣可以促使學(xué)生的思維走到正確的方向并向縱深發(fā)展。讓學(xué)生自己在實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)問題，產(chǎn)生質(zhì)疑甚至爭論，讓學(xué)生自己感受從問題的提出到解決的整個過程，就充分突出了學(xué)生在實(shí)驗活動中的主體地位，也體現(xiàn)了教師對學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行必要的指導(dǎo)和點(diǎn)撥的作用。
四、新課程理念下，組織多種形式的實(shí)驗教學(xué)
物理實(shí)驗教學(xué)的組織形式是多樣的。要建立開放的實(shí)驗室，充分開發(fā)和利用實(shí)驗室的豐富課程資源，盡快改變實(shí)驗室的封閉式管理狀態(tài)；要發(fā)揮教材中小實(shí)驗的作用。課本中“紙盒燒開水”“小風(fēng)輪”“電鈴”“樓梯開關(guān)”等小實(shí)驗、小制作，有很強(qiáng)的趣味性和知識性，要很好地利用；要有效利用多媒體，通過多媒體向?qū)W生展示多種多樣的新技術(shù)，使學(xué)生對于這些新技術(shù)有所認(rèn)識和了解；要多開展科技創(chuàng)新、小發(fā)明、小制作等物理競賽和興趣小組活動。如小火箭、簡單計時器、兩用卷尺、自制潛望鏡、密度計等制作活動的開展，使學(xué)生置身于科學(xué)的海洋和有趣的物理情境中，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，提高學(xué)生的動手能力。
五、結(jié)語
綜上所述，要實(shí)現(xiàn)新課程理念下的物理實(shí)驗教學(xué)，就要準(zhǔn)確理解和把握新課程所蘊(yùn)含的理念。教師要走進(jìn)新課程，學(xué)習(xí)新的課程理論，更新傳統(tǒng)教育觀念，實(shí)現(xiàn)教師角色的轉(zhuǎn)換，重建教學(xué)方式。教師要讓課堂走向生活，真正做到“教是為了不教”、“授之以魚，不如授之以漁”，在新課程理念下實(shí)現(xiàn)全面、和諧發(fā)展的教育目標(biāo)。
作者：徐莉 單位：河北省欒城職業(yè)技術(shù)教育中心
關(guān)鍵詞：物理；學(xué)生；能力培養(yǎng)
一、領(lǐng)好路，入好門
物理課是初二年級的一門新開學(xué)科，我校對此十分重視。物理學(xué)所研究的是自然界中最普遍的物質(zhì)運(yùn)動現(xiàn)象，是研究物質(zhì)的一切最基本、最普遍的運(yùn)動形態(tài)和物質(zhì)各層次的結(jié)構(gòu)、相互作用和運(yùn)動的基本規(guī)律的科學(xué)。物理科學(xué)一門實(shí)驗科學(xué)，在物理實(shí)驗教學(xué)中，也應(yīng)重視對學(xué)生能力的培養(yǎng)。我校初二有五個班，五個物理教師每人一個班，初三有六個班，由六個人教，這樣讓每個物理教師在新課程的推進(jìn)中都有充分展示自己的機(jī)會。暑假中，我校六個物理教師全部到東臺市第三中學(xué)去聽了新課改講座。從中我們了解到新課程的特點(diǎn)有這樣兩點(diǎn)：（1）以能量為主線貫穿始終，不強(qiáng)調(diào)定義的嚴(yán)謹(jǐn)和嚴(yán)密。（2）易學(xué)，難教。為了不影響初三的中考質(zhì)量，抓好物理課的教學(xué)，我覺得在初二時的關(guān)鍵就在于教師幫學(xué)生領(lǐng)好路，讓學(xué)生入好門。剛接觸物理這門課，學(xué)生對之往往有一種新鮮感。初中學(xué)生剛接觸物理，必須指導(dǎo)學(xué)生要嚴(yán)格按照實(shí)驗操作的程序，許多學(xué)生對此表現(xiàn)出極大的興趣，但也只是停留在表面而已，如不及時深化，這種熱情是短暫的，這就要求教師在上第一節(jié)課時，認(rèn)真設(shè)計教案，上好第一堂物理實(shí)驗課。如我在二（1）班就做了大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗，學(xué)生感到很新奇，水為什么沒有從倒著的杯子中留下來，是誰托住了水杯中的水；再如我用三棱鏡在太陽光的照射下得到了彩虹等現(xiàn)象明顯的實(shí)驗，以激起他們求知的欲望，為學(xué)生今后發(fā)奮學(xué)習(xí)埋下了火種。這樣良好的開端使得我校在第一次初二月考中每班物理優(yōu)秀人數(shù)都在25人（班級人數(shù)一半）以上，及格人數(shù)在45人左右，低分控制在1～2人，收到了優(yōu)良的效果。
二、親其師，信其道
我校平時教研氣氛很濃，要給學(xué)生一杯水，教師首先得有一缸水，上學(xué)期35周歲以下的青年教師全參加了我校舉行的新課程教學(xué)競賽，一批業(yè)務(wù)能力強(qiáng)，教學(xué)水平高的年青教師在這一活動中脫穎而出。我校還要求教師寫案例交流，寫教學(xué)論文并編寫成論文交流集，名稱為《走進(jìn)新課程》海中教研第六期、第七期等。興趣總是與人們對事物的情感態(tài)度緊密相連，當(dāng)學(xué)生對自己的老師產(chǎn)生崇拜心理，認(rèn)為老師學(xué)富五車時，如果我們的教師再能在此時深入到學(xué)生中去，與他們同歡樂，共憂患，關(guān)心愛護(hù)自己的學(xué)生，尊重學(xué)生的人格，和學(xué)生打成一片，利用一切可能的手段激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)的熱愛之情，有了良好的師生關(guān)系，加之教師又在學(xué)生面前表現(xiàn)得學(xué)識淵博，學(xué)生才能熱愛老師，聽從教師的教誨，真正做到“親其師，信其道”。
三、強(qiáng)探究，重實(shí)驗
根據(jù)青少年身心發(fā)展的階段性，教育工作者必須從教育對象的實(shí)際出發(fā)，針對不同年齡的學(xué)生，提出不同的任務(wù)，采用不同的教育內(nèi)容和方法。由于初中學(xué)生的身心特點(diǎn)決定了他們好動，喜歡實(shí)際操作。根據(jù)初中生的這一身心特點(diǎn)，我把初二（1）班和初三（1）班各分成了10個實(shí)驗小組，每組5～6人，列學(xué)號1～10號為實(shí)驗小組長，11～20號的為實(shí)驗小組副組長。我在課堂教學(xué)中加強(qiáng)了實(shí)驗教學(xué)，多給學(xué)生動手的機(jī)會，讓學(xué)生在實(shí)際操作中感受到學(xué)習(xí)的樂趣，從而增強(qiáng)對物理學(xué)習(xí)的興趣。我經(jīng)常在課上與學(xué)生一起進(jìn)行探究，合作學(xué)習(xí)，如：探究放滿水的水杯中還能再放多少回形針時，先讓學(xué)生猜測，有學(xué)生猜能放5枚，也有學(xué)生猜能放30枚，在我的啟發(fā)下，有學(xué)生大膽的猜測能放80枚，而這位學(xué)生大膽的猜測卻招來了其他學(xué)生的一片嘲笑聲，我并沒有在此時打斷學(xué)生，而是繼續(xù)做實(shí)驗，學(xué)生隨著我放回形針的動作，一枚一枚的數(shù)著，當(dāng)過了30枚時，略感意外，當(dāng)過了80枚時，教室時已極奇安靜，真是針掉在地上都聽得見響，當(dāng)過了150枚時，好多學(xué)生都已忘記了呼吸，臉上寫滿了不可思議的表情，結(jié)果放了168枚后仍未有水溢出，使學(xué)生大感意外。在此基礎(chǔ)上，我讓學(xué)生進(jìn)行了分組實(shí)驗，并引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗現(xiàn)象進(jìn)行了分析、討論和探究。在這個實(shí)驗中，我先提出探究的問題再讓學(xué)生去做出猜想和假設(shè)，并讓他們親身參與到實(shí)驗的操作中，引導(dǎo)他們分析實(shí)驗現(xiàn)象，并加強(qiáng)了他們在實(shí)驗中的交流與協(xié)作，從而對學(xué)生的實(shí)驗操作能力、探究能力進(jìn)行了較好的培養(yǎng)，使之得到了較大程度的提高，為今后學(xué)生獨(dú)立對實(shí)驗現(xiàn)象進(jìn)行探究打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
再如，東臺實(shí)驗初中的王憲老師在鹽城亭湖初中的新課程會教課上，把學(xué)生現(xiàn)場分成多組，讓每個學(xué)生都參與到測量長度的探究活動中，學(xué)生各自測量的結(jié)果暫時不提，當(dāng)四個小組的學(xué)生都測量完以后，讓四人同時上臺寫出自己的測量結(jié)果，由于四人的結(jié)果各不相同，必然會使學(xué)生感到驚奇。這既增強(qiáng)了學(xué)生的興趣，同時又對多次測量取平均值教學(xué)的展開，有很好的啟發(fā)性。這節(jié)課也因此獲得了這次會教的一等獎，該同志代表鹽城去省里參加全國會教，再次獲得全國13個一等獎中的第二名，這為我們東臺的物理教育在全省樹立了一個標(biāo)桿，同時這也是我市推進(jìn)新課程教改而結(jié)出的又一豐碩成果。
四、重思維，力創(chuàng)新
在初中物理教學(xué)中，我常常鼓勵學(xué)生敢于聯(lián)想，敢于發(fā)表不同的見解，我有時也有意地制造“矛盾”，把學(xué)生置于是非徘徊中，誘導(dǎo)他們從不同的角度去思考問題，使基思維能發(fā)散，多元化，從而發(fā)揮其思維獨(dú)特的創(chuàng)造性。在串、并聯(lián)電路實(shí)驗教學(xué)后，提出問題：一個電路中有一個電源，一個電鍵K兩個燈泡L1、L2，這兩個燈泡串聯(lián)，當(dāng)電鍵K斷開時，L1、L2均發(fā)光，但K閉合后，L1不發(fā)光，L2發(fā)光。這種情況可不可能存在，我先讓學(xué)生畫出所有的電路圖，再讓5～6人為一個實(shí)驗小組，利用器材進(jìn)行探究。受已學(xué)知識的干擾，學(xué)生置于“矛盾”之中。這時學(xué)生排除“電鍵只能與用電器串聯(lián)”的思維定勢進(jìn)行逆向思維才能解決這個問題。事實(shí)證明，學(xué)生的積極性空前高漲，感覺到有新意，在討論中，不時迸發(fā)出創(chuàng)造性思維的火花，很快就有7～8個實(shí)驗小組解決了這個問題，并隨之提出了新的問題，而這是我始料所不及的。這既加深了對知識的理解，又鍛煉了他們思維的創(chuàng)造性和深廣度，這也正是我所期望的效果。
五、重實(shí)踐，強(qiáng)應(yīng)用
在學(xué)習(xí)一個新概念時，我通常都強(qiáng)調(diào)學(xué)生既要能記住它的定義，還要能理解它的物理意義，即它表示什么，在物理學(xué)中引進(jìn)它有什么作用，在日常生活中有哪些應(yīng)用，而這才是學(xué)習(xí)這個概念的作用和意義之所在。不少學(xué)生對物理實(shí)驗感興趣，覺得好玩，但要他們用所學(xué)物理知識去解釋日常生活中的現(xiàn)象，他們便會感到茫然，這是因為理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)的緣故。而大豐市實(shí)驗初中的陳老師卻在比賽中為我們做出了表率，解決了我多年來的困惑，他讓一對長得很像的學(xué)生相互配合，一個做物體，一個做物體在平面鏡中的像，由于戴著一頂帽子，則像的表演難度更大，物不斷地做動作，像在不斷的出錯，不斷的糾正，學(xué)生對平面鏡成像的特點(diǎn)的認(rèn)識也在不斷的深化。這樣的優(yōu)質(zhì)課也給聽課者留下了極其深刻的印象，至今為我所樂道。
因此，教師應(yīng)重實(shí)踐，強(qiáng)應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生靈活的學(xué)習(xí)物理。每次我向?qū)W生講解物理新知識時，我都能聯(lián)系日常生活中的物理應(yīng)用，還要求學(xué)生觀察身邊世界，并找出相關(guān)事例來進(jìn)行比較等。如在“杠桿的平衡條件”一課用桿秤舉例，讓學(xué)生分析出其中的道理，并進(jìn)一步提出這樣一個常見的問題：有的不法商販“做秤”通常采用的手腳等。
這其中又應(yīng)用了什么原理？接著引導(dǎo)學(xué)生列出“杠桿平衡條件”的表達(dá)式，畫出杠桿示意圖。通過這個例子，學(xué)生對“杠桿的平衡條件”就會有更深的理解，從而能運(yùn)用自如。2007年的中考，物理試卷中就有杠桿使用的一道大題目，而我校學(xué)生的得分率就較高，當(dāng)年我校中考物理成績列所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)初中第二名，而這也是我校重實(shí)踐、強(qiáng)應(yīng)用的最好詮釋。同樣在學(xué)習(xí)了“家庭電路和家庭用電”這章內(nèi)容后，在確保安全的前提下我安排指導(dǎo)學(xué)生在家中觀察電路，利用家用電筆辨別火線和零線，學(xué)習(xí)燈頭線接法。并利用學(xué)校實(shí)驗室的現(xiàn)有器材，讓學(xué)生自己設(shè)計實(shí)驗，在課堂上進(jìn)行匯報展示，如用電能表測量在教室里用自制的電路板燒水時消耗的電能等實(shí)驗操作，從而提高了對學(xué)生在物理實(shí)驗中實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
此外，我還安排學(xué)生根據(jù)家用電器的數(shù)值，算出家中各種用電器每天或每月的耗電量，從而培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約用電、安全用電的習(xí)慣，并最終形成節(jié)約能源的意識。這樣的例子舉不勝舉，教師要提醒學(xué)生步步小心，處處留意，把所學(xué)知識和實(shí)際生活聯(lián)系起來，這樣才能真正學(xué)好物理。
以廣東省為例，自2004年進(jìn)入首批全國高中新課程改革的試驗省份以來，部分高中學(xué)校由省、市出資配套建設(shè)了高中物理數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗室并配備了DIS相關(guān)硬件和軟件。高中物理DIS實(shí)驗室建設(shè)，適應(yīng)了高中物理新課程改革的需要，服務(wù)于物理探究實(shí)驗教學(xué)，立足于學(xué)生探究能力和實(shí)驗興趣地培養(yǎng)。
那么，高中物理DIS實(shí)驗室實(shí)際應(yīng)用狀況如何，這批設(shè)備有沒有很好地用來服務(wù)于物理教學(xué)，有沒有發(fā)揮到資金配置的真正功能，這批數(shù)字化實(shí)驗室今后如何更好地發(fā)揮其作用，高中物理DIS實(shí)驗教學(xué)如何深入發(fā)展并且其發(fā)展趨勢如何，如何更好的引領(lǐng)高中物理DIS實(shí)驗教學(xué)，這些問題都亟待學(xué)者和一線人員去研究。筆者在廣東省抽樣選取了廣州、深圳、東莞等11個市的42所建立了物理DIS實(shí)驗室的高中學(xué)校進(jìn)行了問卷調(diào)查，收回教師有效調(diào)查問卷96份，學(xué)生有效調(diào)查問卷382份。
1調(diào)查結(jié)果
1.1教師問卷調(diào)查
問卷調(diào)查共設(shè)置了20個問題，調(diào)查對象是與DIS實(shí)驗相關(guān)的高中物理教師。問題中除了基本信息以外，主要涉及到物理DIS實(shí)驗室的利用率、教師的DIS實(shí)驗技能、DIS實(shí)施的困難等3個方面的問題。
1.1.1物理DIS實(shí)驗室的利用率
物理DIS實(shí)驗室的利用率是反應(yīng)高中物理DIS實(shí)驗室應(yīng)用狀況的最基本要素。本項調(diào)查設(shè)計了兩個問題：“近年來你所教的班級平均每學(xué)期使用DIS進(jìn)行物理實(shí)驗的次數(shù)”、“近年來你們學(xué)校的物理DIS實(shí)驗室使用頻率如何”，對于這兩個問題的回答統(tǒng)計情況如圖1、2所示。
在接受問卷調(diào)查的教師中，如圖1所示，有52%的被調(diào)查者反映他們近年來在物理課堂上沒有開設(shè)DIS實(shí)驗；如圖2所示，41%的被調(diào)查者反映他們學(xué)校近年來基本上不怎么使用DIS實(shí)驗室了。
1.1.2教師的DIS實(shí)驗技能
物理教師的DIS實(shí)驗技能，決定了教師開設(shè)DIS實(shí)驗的積極性、實(shí)驗效果以及實(shí)驗創(chuàng)新等因素。本項通過問卷的形式了解教師的DIS實(shí)驗技能，只能從側(cè)面了解該技能的整體狀況，并未涉及到與技能有關(guān)的操作問題。調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果見表1。
從表1中可以看出，雖然此項調(diào)查是在建立了DIS實(shí)驗室的學(xué)校中進(jìn)行的，但是還有將近10%的被調(diào)查者并不了解DIS的相關(guān)情況，有將近一半的被調(diào)查者沒有接受過DIS實(shí)驗的操作培訓(xùn)，能夠較熟練和熟練掌握DIS實(shí)驗技能的不到40%，有70%的被調(diào)查者認(rèn)為他們學(xué)校在開設(shè)此類實(shí)驗方面并沒有創(chuàng)新突破。
1.1.3DIS實(shí)施困難
DIS實(shí)驗室的應(yīng)用，作為物理教學(xué)的新型數(shù)字化信息系統(tǒng)，不同于傳統(tǒng)教學(xué)，在硬件和軟件等方面都會給教學(xué)帶來一定沖擊和新的要求，在實(shí)施中存在一定的困難和阻力。本項調(diào)查從硬件設(shè)施、支持者、高考關(guān)系以及主要障礙幾個方面進(jìn)行了調(diào)查，具體情況見表2。
問卷中對于推廣物理DIS實(shí)驗的障礙的問題是多選題，被調(diào)查者認(rèn)為影響DIS的障礙有多方面的，其中，認(rèn)為對高考沒有幫助是主要的，選該項的比例達(dá)到74%。另外一個問題“DIS實(shí)驗對高考有沒有幫助”中，86%的被調(diào)查者認(rèn)為對高考沒有幫助。這兩個問題的統(tǒng)計比例與問題“DIS實(shí)驗推廣誰的支持最重要”的結(jié)果比較一致，超過一半的被調(diào)查教師認(rèn)為，高考政策中是否要求設(shè)置DIS試題，是影響此類實(shí)驗?zāi)芊裢茝V的最重要因素。
1.2學(xué)生問卷調(diào)查
學(xué)生作為此類實(shí)驗室建設(shè)的受益者，他們對DIS實(shí)驗的看法，既能反映當(dāng)前的教學(xué)現(xiàn)狀，也能透視未來DIS實(shí)驗室應(yīng)用努力的方向。學(xué)生問卷調(diào)查共設(shè)置了14個問題，除了有關(guān)基本信息問題之外，主要涉及兩個方面：對DIS實(shí)驗應(yīng)用效果的看法以及對DIS實(shí)驗的認(rèn)可程度。
1.2.1DIS實(shí)驗應(yīng)用效果
學(xué)生的實(shí)驗技能能夠比較好地反映DIS實(shí)驗的應(yīng)用效果，鑒于目前在高考和水平測試等考試中沒有將DIS實(shí)驗真正納入到試題中，因此，對這類實(shí)驗的應(yīng)用效果的了解，通過學(xué)生的看法，可以從側(cè)面得到反饋。調(diào)查結(jié)果見表3。
表3中幾個問題的統(tǒng)計包括了部分高年級的被調(diào)查者在內(nèi)。表中數(shù)據(jù)反映有將近一半的學(xué)生對自己學(xué)校的DIS實(shí)驗室并不熟悉，能夠知道3個以上DIS實(shí)驗器材的只有57%的比例，而45%的學(xué)生對這類實(shí)驗操作是不太熟悉的。
1.2.2對DIS實(shí)驗的認(rèn)可
從學(xué)生對于“DIS實(shí)驗對學(xué)習(xí)是否有幫助”以及“DIS實(shí)驗如何應(yīng)用”這兩個問題的回答情況可以直接了解學(xué)生對于該類實(shí)驗的認(rèn)可程度。統(tǒng)計結(jié)果如圖3、4所示。
此外，對于DIS實(shí)驗的功能作用的認(rèn)識，學(xué)生的看法與前面統(tǒng)計的教師的看法基本一致。對于“DIS實(shí)驗可以提高哪些能力”多選題，學(xué)生的回答普遍傾向于圖象運(yùn)用能力和合作能力，比例分別為46%和50%，也明顯高于動手能力和數(shù)據(jù)處理能力。被調(diào)查的學(xué)生還認(rèn)為“DIS實(shí)驗最大的優(yōu)點(diǎn)”是“提高實(shí)驗興趣”，選擇的比例也達(dá)到32%。高于“圖象直觀”30%的比例和“能夠提高探究能力”28%的比例。
2實(shí)施建議
從前面的調(diào)查數(shù)據(jù)中可以看到，教師以對高考是否有幫助作為開發(fā)利用DIS實(shí)驗室的主要導(dǎo)向。然而，宏觀引導(dǎo)問題不是某個學(xué)校和物理教師能夠克服和回避的，已經(jīng)成為DIS實(shí)驗室推廣應(yīng)用的瓶頸問題。以上調(diào)查結(jié)果還表明，DIS實(shí)驗室的深入應(yīng)用還要受到物理教師的技能和策略等師資因素的影響和制約。對此，筆者提出以下兩個建議。
2.1創(chuàng)設(shè)DIS實(shí)驗技能交流的平臺
DIS實(shí)驗室是在教育改革中建立起來的新設(shè)施，其教學(xué)技能和教學(xué)策略也是全新的。而且，不同地區(qū)和學(xué)校之間在應(yīng)用DIS方面存在很大差異。在這種情況下，不同地區(qū)不同學(xué)校之間，教師以及學(xué)生的技能交流就顯得格外重要。在教師方面，學(xué)校和物理科組應(yīng)當(dāng)定期就DIS教學(xué)實(shí)施與實(shí)驗改進(jìn)進(jìn)行校本教研，區(qū)縣教研室可以在教研活動中增加DIS觀摩研討，或者進(jìn)行專題研討，市級或省級教育有關(guān)部門則可以開展教師的DIS教學(xué)錄像交流展示，DIS實(shí)驗教學(xué)論文專項交流等。在學(xué)生方面，學(xué)校加強(qiáng)對學(xué)生利用DIS實(shí)驗室進(jìn)行課外興趣探究的指導(dǎo)，形成學(xué)生探究的成果，教育部門則可以搜集展示學(xué)生DIS實(shí)驗創(chuàng)新的成果。這樣，從微觀到宏觀就能形成一系列交流的平臺，各學(xué)校師生互相取長補(bǔ)短，促進(jìn)廣東省物理教師DIS實(shí)驗的整體水平的提高。
