發(fā)布時間：2023-03-14 15:09:18
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的光電效應(yīng)實驗報告樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
[關(guān)鍵詞] 物理實驗 探索性實驗 開放性實驗 創(chuàng)新
1、引言
物理是一門實驗學(xué)科，古往今來，物理學(xué)的發(fā)展與物理實驗密切聯(lián)系。物理實驗不僅應(yīng)讓學(xué)生收到嚴(yán)格、系統(tǒng)的實驗技能訓(xùn)練，掌握科學(xué)的實驗方法、實驗技巧，還應(yīng)訓(xùn)練學(xué)生敏銳的觀察力，獨(dú)立思考解決問題能力和創(chuàng)新精神[1,2]。但是，目前物理實驗教學(xué)模式單一，大部分實驗教學(xué)中，學(xué)生只要按照實驗步驟去做，就能順利的測到實驗數(shù)據(jù)，完成實驗。這種方式在一定程度上限制了學(xué)生的積極主動地去認(rèn)識物理規(guī)律，難以激發(fā)學(xué)生對物理實驗的興趣和獨(dú)立探索物理規(guī)律的意識[3]。針對這個問題，本人在物理實驗中心做了相關(guān)教學(xué)實驗改革試點(diǎn)，在學(xué)生進(jìn)行基本的系統(tǒng)的實驗操作的基礎(chǔ)上，選拔優(yōu)秀學(xué)生，做探索性實驗，目的是提高學(xué)生自主的實驗?zāi)芰σ约芭囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，為獨(dú)立學(xué)院的大學(xué)物理實驗教學(xué)進(jìn)行探索性嘗試。
2、教學(xué)基本過程
2.1基礎(chǔ)性實驗
目前大學(xué)物理實驗基本上都是測量性、驗證性實驗，稱為基本實驗，其目的是讓學(xué)生掌握嚴(yán)格的、系統(tǒng)的實驗技能，這樣的訓(xùn)練是必不可少的?；緦嶒?，如基本物理量的測量，基本儀器的使用，基本測量方法以及誤差分析，試點(diǎn)學(xué)生按教學(xué)計劃完成基本實驗操作，安排多余學(xué)時做探索性實驗。
基本實驗一般可分為力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理實驗五部分，按照本校教學(xué)安排，一般工科學(xué)生做8個物理實驗，總共24學(xué)時。學(xué)生提前根據(jù)個人興趣和專業(yè)特點(diǎn)自選實驗，要求每個部分選1-2個實驗，總共7個實驗，最后一個實驗為探索性實驗。
力學(xué)部分實驗主要為：鋼絲的楊氏模量，落球法測定液體的粘度，扭轉(zhuǎn)法測定物體的轉(zhuǎn)動慣量，波爾共振儀研究受迫振動，空氣的聲速等。
熱學(xué)實驗包括：導(dǎo)熱系數(shù)的測量，冷卻法測定金屬的比熱容，傳感器測定空氣的比熱容比，電阻溫度系數(shù)，溫差電偶的定標(biāo)與測溫，PN結(jié)溫度傳感器特性等。
電磁學(xué)實驗包括：電位差計，自組惠斯通電橋測電阻，電子比荷的測定，示波器的使用，鐵磁材料的磁滯回線，霍爾效應(yīng)及應(yīng)用。
光學(xué)實驗包括：牛頓環(huán)與劈尖干涉，菲涅爾雙棱鏡，薄透鏡，偏振光的觀測，邁克爾遜干涉儀，光柵研究，測定玻璃的折射率等。
近代物理實驗包括：光電效應(yīng)與普朗克常數(shù)，弗蘭克-赫茲實驗，發(fā)射光譜吸收光譜，硅光電池，周期信號的傅里葉分析。
在教學(xué)方法上，只講解基本的實驗要求，實驗儀器使用方法，在限定的時間內(nèi)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，完成實驗。這就要求學(xué)生在課前必須提前預(yù)習(xí)，勾畫初步實驗方案，課上認(rèn)真思考，勤于動手，理論聯(lián)系實際，遇到問題隨時與學(xué)生老師探討，對學(xué)生的基本實驗技能、動手能力、邏輯思維能力都有很大提高。
2.2 探索性實驗
在做好基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上，選拔最物理實驗感興趣的學(xué)生3-5人，做探索性實驗。教師先安排幾個探索性實驗課題，由學(xué)生自己選作實驗。根據(jù)報名情況結(jié)成小組，每組選擇一個課題進(jìn)行研究。實驗中心根據(jù)情況開設(shè)開放性實驗室，學(xué)生可以全天任意時間來網(wǎng)上查資料、做實驗，課題規(guī)定三天內(nèi)完成，以實驗報告或者小論文的形式結(jié)題。為激勵學(xué)生的實驗興趣，探索性實驗的分值為10+2分（2為提高分?jǐn)?shù)），總分將做為一次成績計入實驗成績。
探索性實驗題目為：
(1) 測量小球碰撞過程中的能量損失
實驗要求：自行設(shè)計實驗方案，測量能量損失，分析誤差來源，計算能量損失的不確定度。
實驗儀器：小球2個、支架兩個、米尺、細(xì)繩等。
(2) 制作磁懸浮小儀器
實驗提示：掌握磁懸浮原理，設(shè)計實驗思路，自行制作。
制作材料：根據(jù)需要先自行購買，憑發(fā)票報銷。
特別注意：因電磁學(xué)實驗，需用較高電壓電流，一定注意自身安全！
(3) 波長相對測量實驗設(shè)計
實驗要求：設(shè)計實驗方案，由已知鈉黃光的波長測定另一未知波長的方法。
實驗儀器：牛頓環(huán)、劈尖、顯微鏡、邁克爾孫干涉儀、雙棱鏡
(4) 薄膜厚度測量
實驗要求：分別給出薄、厚、透光、不透光薄膜，最少選用3―4種設(shè)計方案，測定薄膜厚度。
實驗儀器：顯微鏡、牛頓環(huán)、劈尖、邁克爾孫干涉儀、雙棱鏡、螺旋測微器等。
(5) 學(xué)生興趣制作儀器
研究內(nèi)容：進(jìn)行相關(guān)的理論研究，選擇合適的實驗器材，進(jìn)行實物制作與調(diào)試。
實驗要求：制作儀器應(yīng)體現(xiàn)物理思想，有一定的應(yīng)用價值。
以上五個課題為學(xué)生自選題目，根據(jù)選題結(jié)果結(jié)成小組后，由小組共同完成實驗課題。學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館閱讀國內(nèi)外論文等渠道、篩選收集信息，這是一個完全自主的過程，學(xué)生根據(jù)需要自發(fā)學(xué)習(xí)，鍛煉了學(xué)生自學(xué)能力，同時也激發(fā)了學(xué)生的興趣。
開設(shè)開發(fā)性實驗室，規(guī)定學(xué)生在一定的時間內(nèi)完成實驗課題，相關(guān)實驗室全天開放，學(xué)生隨時可以來做實驗，通過小組研究討論制定實驗方案完成實驗課題。在這個過程中，鍛煉了學(xué)生自學(xué)能力，團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，邏輯思維能力以及創(chuàng)新精神，這種素質(zhì)的培養(yǎng)對以后學(xué)習(xí)和工作生活都是受益終身的。
3、結(jié)論
我校作為工科類型的獨(dú)立學(xué)院，一直注重應(yīng)用性人才的培養(yǎng)。大學(xué)物理作為基礎(chǔ)性學(xué)科，也應(yīng)立足學(xué)生于自主學(xué)習(xí)能力、動手實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，物理實驗中心在實驗教學(xué)改革上做了大膽嘗試。一方面注重學(xué)生的基本實驗素質(zhì)的培養(yǎng)，在此基礎(chǔ)上選拔優(yōu)秀學(xué)生因材施教，做探索性實驗。
實施探索性實驗，教師要有全新的教學(xué)理念。教師要從知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的促進(jìn)者、組織者和指導(dǎo)者。教學(xué)行為必須發(fā)生轉(zhuǎn)變，教師要學(xué)習(xí)用研究性學(xué)習(xí)的態(tài)度對待教與學(xué)，要加強(qiáng)自身的學(xué)習(xí)，從“更好地教”轉(zhuǎn)到“為學(xué)生更好地學(xué)”，從單純的知識傳授轉(zhuǎn)到關(guān)心學(xué)生的終身發(fā)展。
探索性實驗還存在一些問題和矛盾，需要我們深思。如何更好利用現(xiàn)代教育技術(shù)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源；如何科學(xué)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)選課、預(yù)習(xí)、答疑；如何更好解決師資配置問題；如何引導(dǎo)學(xué)生在有效的時間內(nèi)高效地完成學(xué)習(xí)任務(wù)；如何公正、合理的評價學(xué)生實驗報告的編寫、實驗數(shù)據(jù)結(jié)果、實驗小論文，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)物理、做物理實驗的積極性，這些問題都亟待解決。教師在教學(xué)中起著關(guān)鍵的作用，教師應(yīng)引導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生在自主、合作與探究的學(xué)習(xí)過程中實現(xiàn)終身學(xué)習(xí)的教育目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1] 陸申龍. 開放教學(xué)實驗室,提高學(xué)生創(chuàng)造能力[J]，實驗室研究與探索, 1999(6):8-10.
我校大學(xué)物理實驗室2008年獲評自治區(qū)級物理實驗示范中心，2009年以來，學(xué)校先后投入300萬余元，實驗項目總數(shù)由最初的16個增加到目前的40個，同時投入近50萬元對已淘汰的實驗儀器進(jìn)行改造。實驗室每學(xué)期承擔(dān)著學(xué)校約4000名本科生的教學(xué)任務(wù)。每名學(xué)生需修完16個實驗項目(春學(xué)期8個+秋學(xué)期8個)。針對這樣龐大的教學(xué)工作量，如何為學(xué)生合理地安排實驗項目?為避免與學(xué)生其他課程上課時間沖突，一直以來都采取傳統(tǒng)的手工排課方式。每學(xué)期第一周，教師為每名學(xué)生手工安排一學(xué)期每個實驗的上課時間和地點(diǎn)，并制作成績記錄卡片。近年來，隨著學(xué)生數(shù)量的增長和可開設(shè)實驗項目的增加，手工排課的弊病也不斷暴露:(1)很難針對學(xué)生專業(yè)背景的不同以及學(xué)生的個人興趣安排實驗項目;(2)部分學(xué)生周一至周五沒有合適的上課時間，只能將實驗時間延長到周六或周日;(3)教師排課任務(wù)繁重;(4)學(xué)期末手工計算實驗成績工作量大，且容易出錯。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，實驗教學(xué)的開放式管理已是必然趨勢。2012年開始著手建設(shè)物理實驗網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)與管理平臺。經(jīng)過近二年的努力，大學(xué)物理實驗選課和成績管理系統(tǒng)的平臺已基本搭建成功。然而，在運(yùn)行期間也暴露出了一系列亟待解決的問題:(1)由于學(xué)生實現(xiàn)了實驗項目的自主選擇，上課時間的自由選擇，每次上課的學(xué)生專業(yè)背景互不相同，知識層次參差不齊。由于同班級的學(xué)生不在同一時間和同一實驗室上課，不能相互提醒，經(jīng)常出現(xiàn)遲到、記錯實驗時間和實驗項目的現(xiàn)象。(2)出現(xiàn)扎堆兒選課現(xiàn)象，例如，臨近節(jié)假日和期末考試的時間選課的學(xué)生較少;少部分選課晚的學(xué)生由于可選擇的上課時間較少且與其他課程沖突，不能成功選課，上述種種現(xiàn)象造成實驗室資源的不合理利用。(3)實驗報告單的管理比較混亂，由于部分實驗學(xué)生不能在課堂上完成數(shù)據(jù)處理，課后學(xué)生不能及時將紙質(zhì)報告提交到任課教師處，造成學(xué)生實驗成績不及格等現(xiàn)象。(4)學(xué)生替做實驗的現(xiàn)象增加。我們對上述問題進(jìn)行了理性的分析和思考。實驗教學(xué)的開放式管理是新型的教學(xué)管理模式，豐富了大學(xué)物理實驗課的教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)了多元化教學(xué)方式;充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，避免了傳統(tǒng)實驗教學(xué)的單一性;實現(xiàn)了大學(xué)物理實驗課程的開放，為分專業(yè)、模塊化教學(xué)改革的實施奠定了基礎(chǔ)。但任何客觀事物都應(yīng)具有兩面性，物理實驗教學(xué)的完全開放并不適應(yīng)我校的校情。因為:(1)我校學(xué)生多數(shù)畢業(yè)于縣級、盟市級高中，且大多來自農(nóng)村，區(qū)內(nèi)外生源比例接近1∶1，整體生源質(zhì)量處中等偏下水平。2013年的招錄分?jǐn)?shù)情況顯示，內(nèi)蒙古本科一批次第一志愿平均錄取分?jǐn)?shù):488.6;內(nèi)蒙古本科二批次第一志愿平均錄取分?jǐn)?shù):442.3。學(xué)生的整體層次較一、二線城市的985、211院校低很多，在進(jìn)入大學(xué)后的學(xué)習(xí)缺乏自主性。(2)由于實驗條件限制，大部分學(xué)生對高中物理實驗常用儀器的基本操作僅停留在“看”的階段，且沒有形成好的實驗習(xí)慣。(3)盡管現(xiàn)在可開設(shè)的實驗項目已逾40個，但由于實驗室擺放儀器面積的限制，每學(xué)期可擺放的儀器種類受到一定限制。因此，我校學(xué)生并不能適應(yīng)實驗教學(xué)的全開放式管理。鑒于上述考慮，我們提出適合我校校情的大學(xué)物理實驗開放教學(xué)對策。
2大學(xué)物理實驗開放教學(xué)對策
2.1合理地選排課
合理的選排課環(huán)節(jié)是學(xué)生能否順利完成實驗項目的前提，我們提出將手工排課和選課系統(tǒng)自主選課結(jié)合的辦法去克服目前出現(xiàn)的問題。學(xué)期初，教師首先將不同專業(yè)的學(xué)生分組，盡量保證同一班級的學(xué)生在同一時間段上課。接著，要求學(xué)生按照分組情況進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)選課系統(tǒng)自主選擇實驗項目。這樣的選課方法既統(tǒng)籌安排了實驗的教學(xué)過程，又體現(xiàn)了開放教學(xué)的自主性，其優(yōu)點(diǎn)有:(1)學(xué)生上課時，可相互提醒，避免了因記錯上課時間而延誤實驗;(2)可指派班長或?qū)W習(xí)委員核查學(xué)生身份信息，有效遏制了學(xué)生替做實驗現(xiàn)象;(3)實現(xiàn)了學(xué)生根據(jù)自己的專業(yè)特色和學(xué)習(xí)興趣自主選擇實驗項目的教學(xué)目標(biāo);(4)選課系統(tǒng)已包括了成績管理的功能，學(xué)期末可直接導(dǎo)出學(xué)生的實驗平均成績，克服了手工計算實驗成績的冗繁過程。
2.2物理仿真實驗與考試系統(tǒng)
我校地處國家中西部，盡管隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)和學(xué)校的發(fā)展，實驗條件已有很大改善、實驗項目亦在陸續(xù)增加，但與清華、北京大學(xué)等一流院校相比較，可供學(xué)生操作的實驗項目畢竟有限。仿真實驗是擴(kuò)展課堂教學(xué)內(nèi)容、拓展學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效教學(xué)手段。我校已于去年購買了中科大奧銳科技有限公司的大學(xué)物理仿真實驗系統(tǒng)和考試系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有界面友好、實驗指導(dǎo)信息豐富，靈活選擇實驗儀器，實驗針對性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。目前包含30個實驗項目:用單擺法測量重力加速度、交流諧振電路及介電常數(shù)的測量、熱敏電阻溫度特性研究實驗、用凱特擺測重力加速度、不良導(dǎo)體熱導(dǎo)率的測量、半導(dǎo)體溫度計的設(shè)計、雙臂電橋測低電阻實驗、動態(tài)磁滯回線的測量、溫度傳感器溫度特性測試與研究、示波器實驗、分光計實驗、設(shè)計萬用表實驗、聲速的測量、三線擺法測剛體的轉(zhuǎn)動慣量、測量銻化銦片的磁阻特性、偏振光的觀察與研究、干涉法測微小量(牛頓環(huán)和尖劈)、橢偏儀測折射率和薄膜厚度、邁克耳孫干涉儀、檢流計的特性研究、塞曼效應(yīng)實驗、密立根油滴實驗、直流電橋測量電阻(自組式和箱式)、拉曼光譜實驗、光電效應(yīng)和普朗克常量的測定、交流電橋、太陽能電池的特性測量、拉伸法測金屬絲的楊氏模量、霍爾效應(yīng)實驗、光強(qiáng)調(diào)制法測光速。考核是實驗教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，也是教學(xué)過程和教學(xué)方法的重要組成部分。為此，我們購買了物理實驗考試評判系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含了上述仿真實驗項目和試題庫，命題教師也可根據(jù)自己的教學(xué)情況自主命題。具體教學(xué)過程中，我們鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生在修完必做實驗項目后，有選擇地完成仿真實驗。學(xué)期末，將根據(jù)仿真實驗的完成情況和考試成績，給予加分鼓勵。針對重修的學(xué)生，可要求其完成仿真實驗并進(jìn)入考試系統(tǒng)進(jìn)行測試。仿真實驗和考試系統(tǒng)的引入極大地豐富了大學(xué)物理實驗的教學(xué)內(nèi)容教學(xué)的靈活性。
2.3實驗報告的評閱
我校大學(xué)物理實驗室對所有的學(xué)生實驗報告仍采取手工評閱方式。這種評閱方式造成報告評閱后不能及時、甚至無法返回到學(xué)生手中，以便學(xué)生查證自己實驗過程中存在的問題;同時也耗費(fèi)了教師大量的精力。我們正在嘗試學(xué)生的部分實驗報告采用網(wǎng)絡(luò)自動評閱的方式進(jìn)行，學(xué)生既可以及時查看自己的實驗成績，也可以發(fā)現(xiàn)自己實驗過程和結(jié)果中存在的問題。目前，已購買了中科大奧銳科技有限公司的實驗報告自動評閱系統(tǒng)，但實驗項目與我們開設(shè)的項目并不完全吻合，需進(jìn)一步合作完善。
2.4開設(shè)實驗選修課和創(chuàng)新性實驗
為進(jìn)一步實現(xiàn)大學(xué)物理實驗教學(xué)的開放，可以在每學(xué)期開設(shè)大學(xué)物理實驗選修課和創(chuàng)新性實驗。實驗選修課的儀器臺套數(shù)可以少一些，但實驗項目數(shù)要盡量多，有助于開拓有興趣學(xué)學(xué)物理實驗學(xué)生的學(xué)術(shù)視野、加強(qiáng)動手能力、形成良好的科研素養(yǎng)。創(chuàng)新性實驗主要基于現(xiàn)有廢舊儀器，鼓勵學(xué)生去改造發(fā)掘新功能，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理實驗的主觀能動性、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
3結(jié)束語
關(guān)鍵詞：物理實驗；美國大學(xué)；教學(xué)模式
一、教學(xué)理念
美國大學(xué)十分重視教育觀念的更新，教師的物理實驗教學(xué)方法很活。這與美國教育中鼓勵冒尖、創(chuàng)新、標(biāo)新立異是分不開的。教師主要是提出問題、啟發(fā)思路和引導(dǎo)爭論，絕不“抱”著學(xué)生走。物理實驗的目的不只是教學(xué)生使用各種儀器設(shè)備，也不僅是讓學(xué)生學(xué)會一些實驗的方法與手段，而是讓學(xué)生在實驗中既動手又動腦，通過實踐真正掌握物理規(guī)律的真諦，學(xué)會用實驗方法去檢驗理論。美國大學(xué)為學(xué)生開設(shè)實驗課的目的十分明確。在斯坦福大學(xué)，DouglasD，Osheroff教授特意在黑板上寫下“GOAL：Learn how to do Physics，not specifictechnique，”意思是說要通過物理實驗使學(xué)生懂得如何去研究物理問題，而不是只局限在知識的傳授和技能的訓(xùn)練范圍內(nèi)。這給了我們很大的啟示，我們應(yīng)該更加充分地認(rèn)識到物理實驗教學(xué)的作用和性質(zhì)，在實驗教學(xué)中樹立更高的目標(biāo)。在我國部分高校的物理實驗教學(xué)中，其實驗儀器往往由實驗室技術(shù)人員提前備好，實驗時由學(xué)生被動地按照規(guī)定好的步驟與方法進(jìn)行，然后計算結(jié)果。學(xué)生往往進(jìn)行的是美國人稱之為“COOK”實驗，即像照著菜單煮飯一樣，學(xué)生按照老師安排好的程序和結(jié)構(gòu)進(jìn)行實驗，為了使實驗具有精確性，學(xué)生不能過于隨意，不能有創(chuàng)造性。可見，我們對于學(xué)生獨(dú)立探索的訓(xùn)練有欠缺，學(xué)生只是簡單模仿，真正自己動腦動手較少，這樣的教學(xué)理念與方法不利于學(xué)生創(chuàng)新性思維能力的培養(yǎng)。
二、教學(xué)模式
美國學(xué)生的實驗動手意識和能力普遍較強(qiáng)。物理實驗課的教學(xué)過程大體上分為三個階段：第一是基礎(chǔ)訓(xùn)練階段，學(xué)生主要進(jìn)行基本實驗技能、基礎(chǔ)實驗方法和基本實驗儀器使用的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，該階段主要由助教和工程技術(shù)人員來指導(dǎo)；第二是教師指導(dǎo)性階段，主要由教師指導(dǎo)學(xué)生利用基礎(chǔ)階段已掌握的基本知識和技能，學(xué)習(xí)和掌握一些高一層次的物理思想、物理模型、物理方法和物理實驗。教師的任務(wù)是引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生通過具體的物理實驗來學(xué)會如何剖析實驗問題、如何制定最佳實驗方案，并給學(xué)生留下了很多啟發(fā)性和能夠開闊視野的思路和問題：第三是學(xué)生的設(shè)計性實驗階段。學(xué)生需要獨(dú)立進(jìn)行實驗方案的設(shè)計、實驗儀器的選配、實驗結(jié)果的分析和對實驗問題的進(jìn)一步研究。有些實驗專題可以是個人獨(dú)立完成或是由幾個學(xué)生組成小組來完成的，整個實驗階段學(xué)生是主角。
我國高校的物理教學(xué)已經(jīng)初步建立起從易到難、從簡單到綜合、從注重傳授知識到注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)，循序漸進(jìn)、逐級提高的物理實驗三級教學(xué)課程體系。一級實驗為基本物理量的測量和基本儀器的使用，主要為預(yù)備性、基礎(chǔ)性實驗。二級實驗為實驗測量方法和常用物理量的測量，主要內(nèi)容為提高性實驗。三級實驗為實驗技術(shù)和實驗規(guī)律的學(xué)習(xí)，主要內(nèi)容為綜合性、設(shè)計性實驗。盡管在體系建立方面我國高校已經(jīng)初現(xiàn)規(guī)模，但教師在指導(dǎo)過程中仍然過分重視實驗認(rèn)知性結(jié)果的正確性，常常忽略學(xué)生的過程性體驗，而這正是美國高校實驗教學(xué)所推崇的。我們要善于將這些所謂的“正確方法”用“為什么”、“怎么做”、“做什么”等進(jìn)行設(shè)問，從中創(chuàng)設(shè)實驗方法的問題情景，啟發(fā)探究欲望。甚至教師可以有意識地在教學(xué)過程中設(shè)置問題、制造錯誤，讓學(xué)生在師生共同探索過程中培養(yǎng)和發(fā)展自己的個性和創(chuàng)新能力。
三、教學(xué)內(nèi)容
針對一、二年級學(xué)生的實驗內(nèi)容，美國大學(xué)實驗項目比國內(nèi)綜合性大學(xué)的普通物理實驗要少。哈佛大學(xué)將這部分實驗中的一些實驗項目作為學(xué)生的家庭作業(yè)，帶回家去完成。他們發(fā)給學(xué)生一個實驗箱，里面裝有各類工具及一些簡單實驗部件，如萬用電表、電阻、電感、電容、米尺、激光筆等，還有一張附有實驗指導(dǎo)資料的CD盤，學(xué)生可在家中完成一些簡單實驗。針對三、四年級學(xué)生的實驗內(nèi)容，每個學(xué)校各有特色，這與學(xué)校的科研方向密切相關(guān)。如麻省理工學(xué)院的高級實驗課程中的實驗項目，一個實驗學(xué)生要做2～3周，每周6小時。對于這些較復(fù)雜的實驗，實驗報告要求也很嚴(yán)格。斯坦福大學(xué)三年級學(xué)生做的光學(xué)實驗，要求學(xué)生按的格式寫實驗報告。這部分的實驗內(nèi)容比國內(nèi)高校的近代物理實驗內(nèi)容要深，有很多反映學(xué)科前沿的實驗。美國高校物理實驗選修內(nèi)容十分豐富，類型變化較多，涉及面較寬，為學(xué)生提供了許多可選擇的學(xué)習(xí)機(jī)會。學(xué)生可根據(jù)專業(yè)需要和個人興趣來選修物理實驗。在美國，學(xué)校與教師都十分重視把最新的實驗方法、測試技術(shù)和儀器設(shè)備引進(jìn)實驗教學(xué)之中，讓學(xué)生及時地了解、接觸和掌握新事物，并從低年級就開始接觸到先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，使學(xué)生體會到科技的進(jìn)步和競爭。同時，為學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及訓(xùn)練奠定了較高的起點(diǎn)和寬厚的基礎(chǔ)。實驗內(nèi)容除了基本的力、光、電實驗外，還有與專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)實驗，例如：霍耳效應(yīng)：麥克爾遜干涉儀；塞曼效應(yīng)：光電效應(yīng)；偏振光；衍射光柵；氣體中的聲速：帶電耦合裝置；介電常數(shù)：粘滯度測量；串聯(lián)和并聯(lián)諧振電路：Meade望遠(yuǎn)鏡的組裝和使用；類星體的發(fā)現(xiàn)；人造變星的光度測定；利用Starlink軟件的CCD圖像數(shù)字壓縮技術(shù)：利用Starlink包對簡單光譜進(jìn)行分析等。這些設(shè)計實驗使我們強(qiáng)烈感受到了科技發(fā)展跳動的脈搏。在麻省理工學(xué)院的“量子信息處理”實驗， 斯坦福大學(xué)的“超流”實驗，哥倫比亞大學(xué)的“混沌實驗”、“鑷子”實驗和UCLA的一系列核物理實驗對比之下，我們真正根據(jù)自己的特點(diǎn)來設(shè)計新實驗的還比較少，因而各校的實驗內(nèi)容大同小異，缺乏特色，不夠新穎。這些內(nèi)容可以啟示我們要進(jìn)一步推進(jìn)大學(xué)物理實驗的近物化和科研化進(jìn)程。
美國大學(xué)的教學(xué)內(nèi)容是通過自編教材實驗來體現(xiàn)的。內(nèi)容中的實驗操作步驟被有意識地粗略化，但是留給學(xué)生許多結(jié)合實驗的思考題，目的是促使學(xué)生在實驗前、實驗中和實驗后進(jìn)行思考與創(chuàng)造。實驗過程中有不清楚之處時，可以隨時查閱實驗室中儀器資料和實驗設(shè)備說明書等參考文獻(xiàn)。實驗教材基本是自編的講義，這與我國目前實驗教材大多采用正式出版的書籍大不相同。究其原因， 是因為他們的教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容年年都改，因而不必要也不可能用正式出版的書籍。他們追求的是新穎、現(xiàn)代、有特色， 而不追求完整、系統(tǒng)、規(guī)范化。這種教學(xué)思想與我們有較大的差異。許多學(xué)校都強(qiáng)調(diào)教材不應(yīng)像烹調(diào)書那樣一步一步寫得很清楚， 讓學(xué)生按部就班去做， 這種培養(yǎng)操作工式的教學(xué)方法不利于人才的成長。我國傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)中，實驗內(nèi)容陳舊，傳統(tǒng)、經(jīng)典的實驗多，體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的實驗少；內(nèi)容單一的實驗多，
設(shè)計性、綜合性的實驗少，且多為驗證性實驗。并且教材改革滯后于當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，諸如以信息技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、遙感技術(shù)等高端科技已廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域而且進(jìn)入家庭，但有些高校的物理實驗課程仍然開設(shè)黑白影像、電子管晶體管電路等。古老的傳統(tǒng)教育要培養(yǎng)能適應(yīng)自主創(chuàng)新形式下的創(chuàng)新型人才，必須更新實驗內(nèi)容，既要關(guān)注科技發(fā)展的前沿，又要考慮學(xué)生的專業(yè)實際，充實一些與現(xiàn)代生產(chǎn)聯(lián)系密切的實用性實驗，并且有一定比例的設(shè)計性和綜合實驗項目。即使學(xué)生開闊眼界，又能將物理理論與現(xiàn)代技術(shù)和生活融合起來，因此能充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新精神。
四、現(xiàn)代化教學(xué)手段
計算機(jī)在美國高校物理實驗教學(xué)中使用十分廣泛。美國大學(xué)的近代物理實驗中幾乎100％都用計算機(jī)，而普通物理實驗中約1/3使用計算機(jī)。有的學(xué)校寫實驗報告、批閱報告也都用計算機(jī)。大學(xué)中有許多為教學(xué)服務(wù)的CAI軟件，質(zhì)量很高，學(xué)生可以隨時通過校園網(wǎng)絡(luò)，提前進(jìn)行實驗預(yù)習(xí)；學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)中可以利用計算機(jī)進(jìn)行實驗儀器設(shè)備的控制、數(shù)據(jù)采集和處理等工作。實驗報告也基本上是在計算機(jī)上完成的，并通過校園網(wǎng)絡(luò)傳遞給教師；利用計算機(jī)模擬，開發(fā)高新科技相關(guān)的物理實驗，進(jìn)行仿真實驗教學(xué)，開闊學(xué)生的眼界：用CAI介紹和模擬更新的實驗方法、技能和實驗應(yīng)用等。從美國高校中可以體會到計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教學(xué)中的普及和應(yīng)用程度之高，已成為高等工程教育中不可缺少的重要工具。顯然，我國高校物理實驗的計算機(jī)使用比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏低，這不能滿足學(xué)生適應(yīng)今后在信息社會的工作要求?？上驳氖俏覀冊谶@方面已經(jīng)做出了有益的嘗試，例如建立了仿真物理實驗室，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)把實驗設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容、教師指導(dǎo)和學(xué)生的操作有機(jī)地融合為一體，形成了一部活的、可操作的物理實驗教科書；將多媒體、CCD和錄像等手段引入實驗教學(xué)：建立物理實驗教學(xué)網(wǎng)站，實行網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)。例如同濟(jì)大學(xué)物理CAI中心就是網(wǎng)絡(luò)和多媒體教學(xué)的結(jié)合產(chǎn)物，在實驗教學(xué)中，中心以網(wǎng)絡(luò)為載體，積極開發(fā)網(wǎng)絡(luò)資源，使得網(wǎng)絡(luò)這一現(xiàn)代化的教育資源在實驗室的管理、實驗室的開放式教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性提高和能力素質(zhì)的培養(yǎng)等方面發(fā)揮了很好的作用。但計算機(jī)并非越多越好，因為許多基本的物理思想的掌握、物理現(xiàn)象的觀察、操作能力的培養(yǎng)以及基本的數(shù)據(jù)處理的思路與能力等，都不能也不應(yīng)由計算機(jī)來完全代替。美國各實驗室的計算機(jī)使用十分方便，但他們也認(rèn)為只有用了計算機(jī)能加深對物理原理的理解、對實驗方法的掌握和對測量精度的提高時才用計算機(jī)，而讓學(xué)生實際動手去觀察真實的現(xiàn)象，學(xué)會基本的操作，仍然是十分必要的手段。
五、結(jié)語
課程銜接是課程組織的重要部分，也是課程設(shè)計的重要過程。課程銜接是連接各種不同課程內(nèi)容或?qū)W習(xí)經(jīng)驗，使它們之間相互發(fā)揮累積的最大效果以達(dá)成課程目標(biāo)。課程銜接(curriculum articulation)是課程組織[1-3](curriculum organization)的重要環(huán)節(jié)與要素。國外很多研究人員都對之進(jìn)行了研究。例如Oliva提及垂直銜接（vertical articulation）、水平銜接（horizontal articulation）和個人銜接（personal articulation）[4]；Ornstein & Hunkins認(rèn)為銜接是指課程的不同部分之間的關(guān)系[5]。國內(nèi)外很多研究者從課程銜接的問題、解決方案和策略等方面開展了較為系統(tǒng)的研究，并提出了相應(yīng)的銜接方案和策略方法等，為課程銜接問題提供了指導(dǎo)。
高等師范院校是教師教育的搖籃，我國的新教師主要來源于高師院校。但由于我們?nèi)狈εc高中聯(lián)系的傳統(tǒng)，高中與高師物理教育專業(yè)之間的物理實驗?zāi)繕?biāo)缺乏聯(lián)系，無法達(dá)到培養(yǎng)人才的目標(biāo)，極易形成“脫節(jié)”現(xiàn)象。高中畢業(yè)生在進(jìn)入高師物理教育專業(yè)后表現(xiàn)出實驗基礎(chǔ)差、難以適應(yīng)物理實驗課程的情況。同時，高師的物理畢業(yè)生在工作的過程中，也不能順利地適應(yīng)高中的實驗教學(xué)，很多新入職教師需要進(jìn)一步培訓(xùn)或?qū)W習(xí)。開展課程銜接研究，旨在解決高中畢業(yè)生進(jìn)入高師物理教育專業(yè)后對物理實驗課程的不適應(yīng)狀況，以及高師師范生就業(yè)后難以迅速適應(yīng)高中物理實驗課程等問題，提高物理師范生的實驗技能，提高物理師范教育的水平，促進(jìn)高中物理實驗課程的改革，促進(jìn)物理實驗課程的有效組織。
二高中與高師物理實驗課程銜接研究的意義
1促進(jìn)高中與高師物理教育的聯(lián)系，加強(qiáng)兩者的互動
高師物理教育專業(yè)的宗旨主要是培養(yǎng)合格的物理教師，向中學(xué)階段輸送人才，高師物理教育是培養(yǎng)師范生的主要階段。但隨著時代與科技的不斷發(fā)展，高中和高師的物理實驗內(nèi)容和方式都發(fā)生了很大變化，由于高師教育與高中之間缺乏聯(lián)系，缺乏一貫性和連續(xù)性，因而形成割離或斷層現(xiàn)象，矛盾凸顯。由于社會發(fā)展、課程改革等影響，高中階段的很多教育內(nèi)容已經(jīng)發(fā)生了很大變化，而在高師物理教育專業(yè)的課程設(shè)置等方面并沒有相應(yīng)地作出調(diào)整。近些年經(jīng)常出現(xiàn)高中學(xué)校對新畢業(yè)的師范生的專業(yè)技能提出質(zhì)疑的情況，為此，加強(qiáng)高中與高師的課程銜接就顯得必要而有意義。通過物理實驗課程的銜接，提高物理教育專業(yè)學(xué)生的從教技能，緊密聯(lián)系中學(xué)物理教育實際，為準(zhǔn)教師順利過渡奠定基礎(chǔ)，達(dá)到合理銜接之目的。
通過高中與高師物理教育專業(yè)物理實驗課程的銜接，可以有效加強(qiáng)高中與高師兩個教育階段的聯(lián)系，為兩者之間建立連接的橋梁，加強(qiáng)兩者之間的互動。當(dāng)然互動只是方式，最終的目的是促進(jìn)不同教育階段的有效銜接，為師范生教育和培養(yǎng)提供較為合理的模式，促進(jìn)課程組織的生態(tài)化、合理化、有效化。
2引發(fā)研究者對課程銜接問題的重視，樹立課程銜接的理念
課程銜接是課程組織的重要環(huán)節(jié)，是聯(lián)系不同學(xué)科的重要手段。任何課程在起初階段都會涉及到適應(yīng)問題，高中階段的畢業(yè)生升入到高師物理教育專業(yè)亦是如此。在物理實驗教學(xué)適應(yīng)性的訪談和初步調(diào)查過程中，我們發(fā)現(xiàn)很多大學(xué)新生不能很快適應(yīng)高師的物理實驗課程，很多剛畢業(yè)的教師也無法適應(yīng)中學(xué)的物理實驗課程，有的需要經(jīng)過較長時間才能完成這個過渡。加強(qiáng)高中與高師物理實驗課程的改革和策略分析，可以為兩者的改進(jìn)提出合理化的方案，為高中和高師物理課實驗課程之間建立有效銜接。
物理實驗課程的銜接不僅僅是內(nèi)容方面的，更有理念、經(jīng)驗、能力等更深層次的內(nèi)涵。傳統(tǒng)上，我們對某一學(xué)科的研究相對較多，而對不同階段之間的聯(lián)系或銜接研究則相對較少，目前我國課程銜接問題已經(jīng)凸顯。通過立足于物理實驗課程，結(jié)合高中與高師之間的實際情況開展銜接方面的相關(guān)研究，讓更多的研究者樹立課程銜接研究的理念和意識，引發(fā)研究者針對具體學(xué)科問題開展相關(guān)研究，為高中以及高等教育之間課程的有效組織獻(xiàn)計獻(xiàn)策。
三高中與高師物理教育專業(yè)物理實驗課程銜接的方式與內(nèi)容
1實驗理念的銜接
不論高中物理實驗還是高師物理實驗，理念是支撐實驗教學(xué)開展和提高學(xué)生能力的關(guān)鍵所在。尤其高師物理實驗教學(xué)更具有特殊性，它是高中物理教師實驗技能培訓(xùn)的重要方式，因此，高師物理實驗教學(xué)的理念必須與高中階段相一致。時代的發(fā)展賦予了中學(xué)物理實驗教學(xué)不同的理念和目標(biāo)，從1950年的《物理精簡綱要》到1956年的《中學(xué)物理教學(xué)大綱》，物理教學(xué)目標(biāo)已經(jīng)從“重視物理實驗教學(xué)，把實驗插在講授中間，便于學(xué)習(xí)和理解”[6]，轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生實驗不僅使學(xué)生明確而鞏固地掌握物理知識的重要方式，而且是使學(xué)生獲得使用量具儀器和工具的實際手段?！盵7]隨著新課程改革開展，激發(fā)學(xué)生實驗探究的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的實驗素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成交流與合作的良好習(xí)慣，發(fā)展學(xué)生的實踐能力等已經(jīng)成為新時期中學(xué)物理實驗課程的理想和追求。
因此，為了更好地將高中與高師的實驗課程銜接起來，首先要從理念上達(dá)成一致，高師的實驗教學(xué)必須與高中的理念有效銜接，讓高師的師范生在就業(yè)的過程中順利適應(yīng)高中的物理實驗教學(xué)。
2實驗內(nèi)容的銜接
高中物理實驗沒有獨(dú)立的教材，實驗內(nèi)容編寫在教材之中，高中物理知識體系雖然包括力、熱、電、光、原等五部分知識，但由于條件和教學(xué)時間的限制，多以演示實驗為主。高師的物理實驗有獨(dú)立的教材、獨(dú)立的課程體系，主要分為基礎(chǔ)性物理實驗、測量性物理實驗、設(shè)計性物理實驗、研究性物理實驗等。高師的物理實驗教學(xué)基于高中又高于高中，為了促進(jìn)兩者的銜接，應(yīng)該在實驗內(nèi)容的選擇和編排上著手，選擇一些高師與高中物理實驗中都具有的內(nèi)容做切入點(diǎn)，從而使得學(xué)生在學(xué)習(xí)和聯(lián)系的過程中不致無所適從。
一般來說，高師的課程內(nèi)容選擇性較大，我們可以根據(jù)新課程改革后的中學(xué)物理實驗內(nèi)容的設(shè)置情況，做相應(yīng)的調(diào)整。首先，根據(jù)物理新課程標(biāo)準(zhǔn)，刪除相對陳舊的、在現(xiàn)行物理課程標(biāo)準(zhǔn)中沒有的實驗題目。其次，適當(dāng)增加與物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中要求相近和相同的題目，例如熱敏電阻、傳感器、光敏電阻、邏輯電路、光電效應(yīng)演示、數(shù)字萬用表的使用等。第三，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，將部分實驗進(jìn)行了修改，例如牛頓第一定律、第二定律和第三定律實驗全部用PASCO傳感器來完成，既加強(qiáng)了高師階段與高中階段的聯(lián)系，同時也加強(qiáng)了中學(xué)物理實驗與傳感器的整合，體現(xiàn)了新課程改革的基本理念。
3教學(xué)方法的銜接
教學(xué)方法是提高教學(xué)質(zhì)量和促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容。新課程在教學(xué)方法中提到了自主、合作和探究相結(jié)合的教學(xué)方法，但是在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，教師基本上是通過講解原理、擬定方案、演示操作，學(xué)生實驗操作、收集數(shù)據(jù)、填寫實驗報告等的過程來開展實驗教學(xué)[4]，嚴(yán)重扼殺了學(xué)生的實驗設(shè)計能力和創(chuàng)新精神，更無法適應(yīng)新課程理念下的高中物理實驗教學(xué)的要求。
首先，要改變傳統(tǒng)的教師全程講解、先演示后操作的教學(xué)方式。其次，要求學(xué)生在完成物理實驗過程中體驗教師角色，進(jìn)行物理實驗的講解和演示。其他學(xué)生和教師擔(dān)當(dāng)“學(xué)生”和“評委”。其三，增加實驗探究的內(nèi)容。
4實驗?zāi)芰Φ你暯?/p>
物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、物理規(guī)律的探索、物理定律的驗證，都離不開必要的物理實驗。培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能，了解物理學(xué)的研究方法，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嵤虑笫堑目茖W(xué)態(tài)度，對學(xué)生今后研究科學(xué)實驗和技術(shù)革新有重要的基礎(chǔ)作用。高中物理實驗教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力、動手實踐能力、提高學(xué)習(xí)物理的興趣、陶冶嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度。實驗?zāi)芰κ俏锢韺嶒灲虒W(xué)的重要目標(biāo)，是科學(xué)素養(yǎng)的基本要素，物理實驗?zāi)芰κ琼樌M(jìn)行物理實驗并完成實驗?zāi)康牡膫€性心理特征，是學(xué)生各種基本能力在實驗活動中的綜合體現(xiàn)[7]。物理實驗?zāi)芰χ饕ㄎ锢韺嶒灥挠^察能力、設(shè)計能力、分析能力、操作能力、創(chuàng)新能力等。提高學(xué)生的實驗?zāi)芰κ俏锢韺嶒灲虒W(xué)改革的重要目的，對物理學(xué)其他知識的學(xué)習(xí)都具有十分重要的遷移作用。高師學(xué)生只有真正提高了自己的實驗?zāi)芰Γ拍茉诠ぷ鬟^程中更好地理解和把握住實驗教學(xué)。物理實驗?zāi)芰Φ奶岣呤羌訌?qiáng)高師物理實驗教學(xué)課程與中學(xué)物理實驗課程銜接的保障。實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和提高還可以通過微型物理實驗、非常規(guī)物理實驗、課外物理實驗等手段和方式來進(jìn)行。
總之，由于高師與高中學(xué)校間有著特殊的關(guān)系，即高中為高師提供生源，高師為高中輸送教師，兩者存在著雙向的課程銜接關(guān)系，加強(qiáng)兩者在實驗教學(xué)方面的銜接非常有必要。同時，我們認(rèn)為促進(jìn)高中與高師物理教育實驗課程銜接的主要內(nèi)容包括改革實驗理念、內(nèi)容、教學(xué)方法和實驗?zāi)芰Φ确矫?，實驗?zāi)芰蛯嶒炈仞B(yǎng)的提高是兩者有效銜接的保障和目標(biāo)。課程銜接是促進(jìn)不同學(xué)程之間順利過渡的重要的理念，是促進(jìn)人才培養(yǎng)和能力養(yǎng)成的重要方式。由于高師教育階段的重要性和特殊性，強(qiáng)調(diào)高師與高中的聯(lián)系不僅僅是必要的，而且需要教師的精心設(shè)計和安排，唯有此，高師和高中階段的教育才能順利銜接起來。
參考文獻(xiàn)
[1]張華.課程與教學(xué)論[M].上海：上海教育出版社，2000: 229-236.
[2]鐘啟全，汪霞.課程與教學(xué)論[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2008:129-159.
[3]郝德永.課程研制方法論[M].北京：教育科學(xué)出版社，2000:32.
