物理实验教学思路（5篇）范文

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第一篇：物理实验教学方向

[摘要]物理实验课程对培养学生的研究能力和创新能力有极其重要的意义。但目前高职和专科学校在物理实验教学方面存在很多问题，主要有学生的实验基础薄弱，实验器材设备匮乏，实验教学内容不符合现实需求。因此，学校要重视物理实验教学，制订物理实验教学大纲，开放物理实验室，更新实验设备，改进物理实验成绩评价体系。

[关键词]师专；物理实验；教学设计与构想

一、师范类学校开设大学物理实验课程的意义

高等师范专科学校(以下简称“师专”)是培养小学教师的主阵地。通过大学物理实验课程的系统学习，学生能够掌握物理实验的基本程序、基本物理量的测量原理和测量方法、基本实验仪器的原理和使用方法以及重要的具有普遍意义的实验方法和物理思想。同时，他们也能在物理实验中掌握有效数字的概念，初步掌握不确定度的概念；提高自己准确取得实验数据，正确记录、处理数据，正确表达实验结果的能力；形成实事求是的科学态度，严谨的实验作风，相互协作的团队精神，勇于开拓的创新意识。物理实验课程旨在初步培养学生良好的实验素质，为后续实验打下基础。它有利于学生的科学素养及人文素养的养成，有利于学生成为探究型教师，适应未来职业要求。

二、师范专科学校物理实验的教学现状

师专学生绝大多数来自农村，他们的实验基础薄弱，他们掌握的实验知识是通过教师的演示和讲解获得的，极少有自己动手的机会。因此，师专学生的实验动手能力普遍不高。师专理科教学基础差，实验器材设备匮乏，实验教学理念陈旧，对作为基础课程的物理实验重视不够。有些学校的一些理工类专业取消了物理课，物理实验自然也被排除在课程之外。实验教学内容不符合现实需求。师专没有自己专用的实验教材，过去的实验内容明显不适合现有的实验需要，大学教材也不适合师专学生学习。一方面，陈旧的物理实验内容不够严谨，层次不合理，不适合师专学生；另一方面，本科大学物理实验理论性强，内容较深，计算复杂，多为验证性实验，主要是验证一些经典理论，也不适合师专学生。另外，市场上也有一些印有高职高专标识的实验教材，但它们只是将本科教材稍作修改，删繁就简，变成高职高专实验教材。此类教材内容系统性差，与高职高师专业联系不紧密，与实际生产生活脱节，不利于学生发展，制约学生创新理念和创新能力的形成。

三、对师专物理实验教学的构想设计

(一)制订物理实验教学大纲

相关部门要结合专业人才培养方案要求和本校学生特点制订一套完善的高职、专科物理实验教学大纲，依据大纲选定适合本校学生的必做实验项目和选做实验项目，选择一些难度较高的具有示范性、前瞻性的实验项目为精讲演示实验。我校普通物理实验教学为一个学期，每周两节课，笔者在教学中选择了6个基础性、普及性的实验项目，将其作为必做实验，它们是拉伸法测定杨氏模量、测定刚体的转动惯量、固体比热容的测定、惠斯登电桥实验、密立根油滴实验、牛顿环实验。然后，笔者要求学生根据自己的兴趣在其他十个分组实验项目中选择3~4个作为选做实验。另外，笔者选择了惯性秤实验、趣味性强的静电教具教学实验、迈克尔逊干涉仪(等倾干涉)等实验为精讲演示实验。笔者根据这些实验内容和学校的仪器特点编写了适合师专学生的物理实验教材。

(二)开放物理实验室

学校要利用有限的实验室资源给学生一个开放的实验空间，为此，学校可以建立一个有效的实验室预约管理系统，使学校对实验室的管理更加科学更加规范化，同时能根据系统所提供的信息使实验室的安排更加高效。实验室系统管理员可以做到以下几点:第一，能够管理教师和学生的信息，发(上接85页)布系统公告、管理实验；第二，在网上相关的实验，对教师和学生申请预约的实验进行在线审核；第三，帮助教师和学生方便在网上进行实验室预约，查询实验的状态，及时了解实验内容。这样，学生能自主安排实验时间，也可以在晚上和周末做实验。教师可以通过实验管理系统检查学生对实验的预习准备工作，实现因材施教。学校开放实验室能够让学生的实验空间变大，实验机会增多，有利于他们根据自己的专业选择相应的实验项目。实验管理系统也可以让学生将做完实验后的遗留问题反馈给教师，这样，教师可以根据学生的问题完善教学内容。

(三)更新实验设备

自制进动实验教具学校要结合本校实际多渠道筹集经费，添置必要的先进的实验设备。一方面可搜集一些本科院校淘汰的实验仪器设备，对其进行重组，另一方面可以与企业协商将其闲置或淘汰的一些可利用的生产设备赞助给实验室，以丰富实验项目，使实验接近生产实际。另外，学校要鼓励广大师生改进或动手制作实验仪器及教具，以培养他们的团队协作精神、自主创新意识和实践动手能力。例如，在牛顿环实验中，笔者将读数显微镜的目镜取下，换成了电子目镜，通过USB线与计算机连接，可以用大屏幕实施多媒体教学，改变了传统读数显微镜视场小，教学不便的弊端。再如，教师可以自制进动实验教具。1.材料:老式两轮人力平板车车轮(带中间横杆)一只，老式转椅底座一个(上有水平360°旋转小转盘)，机械磅秤秤钩一只，秤砣若干。2.方法:在转椅底座的小转盘正中固定一个刚好能插入横杆的转孔，将车轮插入转孔，转动转盘使之能在水平面内360°灵活转动，横杆一端安装车轮，车轮能在竖直面内灵活转动，另一端挂上秤砣。教师在演示时转动车轮，挂上适当的秤砣，就可看到车轮在竖直面内转动，而横杆在水平面内慢慢转动(进动)。

(四)改进物理实验成绩评价体系

师专物理教师要改变以往的评价方法，成绩评定不要以一张试卷为准，要变知识考核为能力和综合素质考核。教师要将平时实验过程、实验报告、论文汇报、实验过程的创新思维、实验教具和科技制作等都作为考核依据，主要对学生的创新意识和综合能力进行公证的考评。

参考文献:

[1]齐俊平，李瑛瑛.浅谈高职高专物理实验教学的现状与改进[J].教育与职业，2008(20).

[2]鄂英子.高职高专物理实验教学现状调查与改革思路[J].齐齐哈尔师范高等专科学校学报，2007(1).

[3]刘鹏.大学物理实验研究综述[J].赤峰学院学报(自然科学版)，2012(21).

作者：高旭辉 单位：桐城师范高等专科学校

第二篇：物理实验教学现状与思考

摘要：随着义务教育均衡发展的需要，农村学校和城区学校的差距日趋缩小，无论是教师队伍建设，还是基础设施建设，农村学校都有了很大的提升，但相对于城区学校，农村学校的实验教学水平还是有差距，主要表现在农村学校对实验教学的重视度不够，学生动手操作能力不足，这也成了制约农村物理教学的“瓶颈”，因此，农村初中物理教师应当认识到实验教学的现状，并在此基础上研究和探索提高物理实验教学的有效方法。

关键词：农村学校；实验教学；学生实验；创新能力；教学方法

实验教学可以培养学生的归纳能力，能培养学生严谨的科学态度、良好的学风、习惯等素质，有助于提高学生的综合素质和能力。但笔者在所在的农村初中做过一些粗略的调查，现在的理化实验开出率不到80%，好多实验都是教师“口述”完成的，学生只是理解了皮毛，其实对实验的了解只是停留在表面的认知，不利于他们对课堂知识的掌握。

一、农村初中物理实验教学现状

近年来，国家对农村学校的硬件设施投入都比较大，尤其在实验教学仪器设备方面，可以说是下了功夫的。笔者所在的学校也新建了一个高标准的物理实验室，但值得一提的是，教学仪器设备数量的增加并没有提升农村学校实验教学的质量，实验教学还在原地踏步，实验的开出率依然达不到新课标的要求。实验教学的课堂依然是教师“一言堂”，只有教师的演示实验，没有学生的操作实验，殊不知这种做法在无形中已经降低了学生的动手能力。

二、我对农村实验教学的一些看法

针对上述存在的问题，笔者认为农村中学物理实验教学应该做到“两个转变”。一是物理教师观念的转变。农村物理教学的落后与教师的教学理念有很大的关系，部分教师认为让学生去做演示实验是浪费时间，万一学生成绩考不好，会受到学校和家长的批评，在这种观念的影响下，他们被迫放弃了实验教学，即使学校强烈要求进行实验教学，他们依然是换汤不换药，继续坚持用老方法进行实验教学，因而，改变教师的观念是推广物理实验教学的关键。二是教师自身能力的提高。“打铁还要自身硬”，现在，很多教师都忙于应付各种各样的行政性工作，研究教学的时间少了，自我学习的时间也少了，教师只有抽出更多的时间，潜心研究自己的教学，提高自身的教学能力，才能给学生更好的教育。

三、物理教学新思路

笔者所在的学校从2012年就进行了“三段性开放性教学模式”的探索，这一模式最大的特点就是“开放”，注重对学生自主学习意识的培养。

（一）要求教师多使用多媒体教学

在国家及教育部门的大力支持下，学校已经实现了“班班通”“校校通”“人人通”，但是有些教师还是习惯了口述式教学。其实多媒体教学设备可以让物理实验教学的过程变得更加生动，我校曾做出过这样的尝试，每个年级组选出一个班级进行物理实验教学，其他班级依然使用传统的教学方法，一学期过后，采用多媒体技术开展物理实验教学的班级的学生动手能力明显提升，答题能力明显要强于其他班级，这说明多媒体教学不但没有阻碍学生成绩的提高，反而使学生的能力得到了提高，而且学生学习物理的兴趣更加浓厚。

（二）鼓励学生自制物理实验器材

我在多媒体教学的基础上，在班内成立了物理实验兴趣小组，鼓励学生自制教具，学生在自制教具的过程中，既锻炼了动手能力，而且巩固了所学知识。如在力章节的学习中，学生利用课余时间自制了小车模拟滑行的实验，还准备了毛巾、木板、玻璃等模拟实验环境，通过实验，学生一眼就能看出小车阻力不一样滑行的长度就不一样，最终得出了结论，学生这种自制教具的过程，其实就是提前学习的过程。我对表现比较好的学生进行了表扬，而且班内很多学生表示希望课后能自制教具。

（三）鼓励教师多参加多媒体教学大赛

我校一直很鼓励教师参加各种多媒体教学大赛，而且在年度考核各方面给予很多的优惠条件。比如，每学期我校都会举办物理实验多媒体教学大赛，特设一、二、三等奖，评委团由学生组成。我在电学一章的教学大赛中用多媒体制作了电路串、并联动画，学生可以通过动画准确掌握电路图的画法，课后他们一致表示，这种教学方法让他们更加清晰地了解了串并联电路的知识点，比教师的单纯讲授强多了。

（四）设立开放实验室，鼓励学生走进实验室

由于课堂时间有限，学生很少有机会单独进行实验，所以教师要鼓励学生敢于试验，大胆试验。例如，学生在学习电路这一章的内容时，可以到开放的物理实验室里用实验验证是通路、开路、短路、短接、串联还是并联？学生动手操作比听老师抽象的讲解效果好得多。为了让更多的学生都有机会进行独立的物理实验，我把开放实验室的时间基本固定下来，而且会在固定的时间内到场组织、指导。现在，学生的很多精品小制作、小发明陈列在实验室的橱窗中，不仅鼓舞着本届的学生学好物理的信心，也为下一届学生树立了的典范。搞好实验教学是每位物理教师的教学能力最好的体现，只要我们敢于尝试、勇于创新，改变自己陈旧的教学观念，熟练掌握多种实验教学方法，就会使物理课堂展现出特有的魅力。但“冰冻三尺非一日之寒”，希望每位物理教师都能在学生的成长路上做好指引者的角色，让学生的物理学习从传统教学中走出来。

参考文献：

[1]李宏志.关于农村中学物理实验教学现状的几点思考[J].新课程学习(下),2012(9):68.

[2]司红梅.农村中学化学实验教学现状与对策[J].华夏教师,2016(3)

作者：丁万青 单位：甘肃省高台县南华初级中学

第三篇：物理实验教学问题探讨

摘要：物理学科具有较强的实践性，尤其体现在物理实验教学方面。文章主要分析当前物理实验教学中存在的问题，并提出切合实际的改进策略，旨在培养学生的观察能力、动手能力，激发学生学习物理的热情和积极性。

关键词：物理实验；问题；对策；操作能力

物理学是一门实验科学，物理概念的建立、物理规律的发现，都有坚实可靠的物理实验基础。可以说，没有实验就没有物理学。物理实验教学之所以重要，是因为它可以将复杂、抽象的物理知识变得更加简单、具体，这些简单化、具体化的物理概念和物理知识能够更好地被学生所吸收和掌握，并从中体会到学习物理的乐趣。同时，教师可以通过物理实验课程锻炼学生的动手能力，培养学生的观察能力，让学生真正学以致用。将理论和实践有机结合起来，这一诉求也是素质教育的根本目标。因此，分析当前物理实验教学现状，找出问题，并提出具有针对性的改进措施至关重要。

一、物理实验教学中存在的问题

学生有较强的好奇心，对物理实验感兴趣是必然的，但很多物理教师开展物理实验教学时，教学效果并不突出，甚至无法实现教学目标，主要原因包括以下两个方面。（1）教师方面。传统应试教育的陈旧教学理念深深影响着一些物理教师，他们对物理实验的现实意义没有形成充分认识，仅仅是将其当作一种辅助手段，对学生的要求就是在考试中可以将实验过程完整地写出来即可，并不在意学生动手实验能力的强弱。因此，教师在授课中时常会采用“填鸭式”讲授方法，即教师台上讲实验，学生台下背实验。即便部分物理教师重视实验教学，但由于准备实验需要耗费大量的时间和精力，往往最终也会敷衍了事。这就造成学生采取死记硬背的方法背实验，对物理概念和物理原理并没有真正理解，增加了学生学习物理的难度。（2）学生方面。一些学生由于缺乏一定的组织纪律性，破坏课堂秩序，浪费教学时间，因而无法达到实验的预期效果。还有一些学生没有进行认真分析和思考，只是单纯地重复、模仿，甚至对最基本的实验原理都不甚了解，学生的思维能力、观察能力及分析总结问题的能力更无从谈起。

二、改进物理实验教学的对策

实践证明，物理实验教学可以锻炼学生的动手能力，激发学生更大的潜能。当前部分学校过于重视学生的考试分数，忽视学生的实践课程，以致学生的实验操作能力欠缺，从而影响物理学科的深入学习。因此，要改进物理实验教学策略，注重转变教学观念，提高实验教学效率，提倡走进生活，完善情境教学方法。

（1）转变教学观念，提高实验教学效率。首先，要提高教师自身的实验教学素质。教师要拥有创新和钻研精神，要用新的教育思想和教育理论打破应试教育的观念束缚，使自己的教学能力不断提高，使实验技能得到切实加强。其次，教师应做好实验教学的准备工作，并规范操作。在物理实验教学中，教师应将课前准备工作落实到位，避免各种原因影响实验效果。在物理实验操作过程中，教师要注重规范性，有条不紊地进行演示，培养学生严谨、科学的实验态度。教师所操作的每一个实验都要有明确的目的，是为了让学生通过观察实验现象来了解物理知识和概念，也是为了将实验基本操作技能演示出来，更是为了培养学生的动手能力、思维能力及观察能力。在此基础上，教师在指导学生进行实验操作的过程中要具有针对性，应该突出学生的主体地位，善于引导学生，让学生自主思考、观察和讨论，在恰当的时候再由教师进行总结、点拨。要让学生在增强实验操作熟练度的基础上掌握物理理论基础，使学生的动手能力得到提高、创造性思维能力得到锻炼。

（2）走进生活，完善情境教学方法。物理实验教学应该更加贴近生活，物理教学资源应该取自于生活中的点点滴滴，使教学情境更加生动、形象，将日常生活与物理实验教学紧密联系起来，使教学内容更加丰富。同时，学生面对既陌生又熟悉的生活情境，会感到亲切，会激起学生对于生活不断探索的热情，有助于加深学生对物理规律和物理概念的巩固和理解，潜移默化地培养学生在日常生活中应用物理知识的能力。例如，在有关电路连接的教学中，双联开关的例子可以源自日常生活：进屋按开关开灯，出门按开关关灯，再让学生将电路图的解释原理画出来。这样，可以让学生充分体会到学习物理的乐趣，真正做到学以致用。此外，教师在教学中应该注重创新，为学生创造更多的动手机会，而不仅仅是让学生记住实验流程。

三、结束语

在物理教学过程中，物理实验教学是重要的组成部分，不仅可以使物理课堂更加生动形象，而且有助于培养学生的创新能力、动手能力及思维能力。物理教师应该加强对物理教材的研究，打破传统教学观念的束缚，采用切合实际的教学方法，调动学生学习物理的积极性、热情及主动性，充分突出学生在物理实验课中的主体地位，从而保证良好的教学效果，达到预期的教学目标。

参考文献：

[1]韩媛媛.生活化的初中物理实验教学研究分析[J].中学物理,2014(12).

[2]孟桂菊,王小兰,杨昌权.农村中学物理实验教学的问题与对策[J].黄冈师范学院学报,2011(12).

[3]郭桂叶.中学物理实验教学现状及对策研究[J].河南教育学院学报:自然科学版,2005(12).

[4]林理,黄爱霞,林炽贤.新课程实验课教学存在的问题及对策[J].琼州学院学报,2011(10).

作者：杨三富 单位：广西北海市第三中学

第四篇：信息技术在医用物理学实验教学的重要性

摘要：文章在介绍了信息技术的同时，强调了将其应用于医用物理学实验教学中的重要性，据此给出了具体应用策略，并分析了信息技术在应用过程中存在的问题，提出了具体的解决办法，希望能够使医用物理学实验教学建设水平得到进一步的提高。

关键词：信息技术；医用物理学；实验教学；建设；实践

信息技术是以计算机为基础的技术，目前已经成为了各领域应用的主要技术之一，同时也成为了评价各领域当前发展水平以及发展前景的重点。将信息技术应用到教育领域，已经成为了该领域发展的主要趋势。医用物理学实验教学与信息技术的结合，对于教学水平的提高较为有利，因此需要得到有关人员的重视。

一、将信息技术应用到医用物理学实验教学建设中的重要性

（一）是当前教育领域发展的主要趋势

信息技术的应用是当前教育领域发展的主要趋势。各行各业的发展均需要遵循与时俱进的原则，要充分关注当前世界同行业发展的局面与状况，并充分利用新技术与新方法，这样才能使行业得到更加快速的成长，不至于由于过于落后而被淘汰。教育行业同样应该如此，要跟随时代的步伐，不断解决问题，尤其是医用物理学实验教学，其对于创新性的要求更高，因此，将信息技术应用起到非常必要。

（二）是提高学生学习兴趣的主要措施

医用物理学实验教学具有严谨性，长此以往会导致学生失去学习兴趣。建议当前学生生理与心理发展的特点，其对信息技术通常具有较大的兴趣。将信息技术应用到教学过程中，可以使学生的学习兴趣被有效的激发，这对于学生学习积极性的提高以及课堂教学效果的改善均十分有利。

（三）是提高医用物理学实验教学水平的关键

将信息技术应用到物理学实验教学中，是提高教学水平的关键。传统教学方法整体水平相对较低，无论从教学方式看，还是从教师与学生的关系或地位看，都亟待更新。信息技术是当前技术发展的主要代表，将其应用于教学，能够为其注入新的活力，对医用物理学实验教学水平的提高能够起到极大的促进作用。

二、将信息技术应用到医用物理学实验教学建设中的策略

（一）信息技术在医用物理学实验教学预习过程中的应用

信息技术可以用于医用物理学实验教学的预习过程中。调查显示，当前学生对于预习的重视程度有待提高，大部分学生甚至完全不会预习，这一现象不仅在其他学科中存在，在医用物理学中同样存在。导致上述问题存在的原因，一方面在于学生没有充分认识到预习的重要性，另一方面也在于该学科的预习难度相对较大。以G-M计数管坪曲线的测定为例，不仅实验仪器复杂，同时操作键盘也相对较多，为学生预习增加了难度。将信息技术用于医用物理学的预习，可以有效解决上述问题。将多媒体技术应用到教学过程中，将实验的原理以及过程，以视频的形式体现出来，进而使学生能够通过观看视频，完整的了解实验的每一个细节，这不仅能够激发学生的学习兴趣，同时也能够达到提高其预习效率的目的。采用普通数据采集卡和LabWindows/CVI作为开发平台，针对G-M计数管坪曲线的测定，形成系统软件，可以有针对性的解决其操作复杂的问题，对于学生操作便利性的提高以及难度的降低能够起到一定的帮助作用。

（二）信息技术在医用物理学实验教学评价过程中的应用

信息技术应用与医用物理学实验教学评价过程中，同样能够达到提高该学科教学水平的目的。教学评价应本着客观性与合理性的原则来实现，这样才能提高说服力，使学生真正认识到自身存在的缺陷与不足。就目前的情况看，医用物理学实验教学评价主要以理论考试、口试以及操作考试三方面为主，上述教学评价方法，在一定程度上能够反映学生对知识的掌握情况，但具有很大的漏洞，容易导致学生作弊等现象的发生。将信息技术应用到该学科教学评价过程中，以平时的实验数据为依据，采用信息技术对其进行总结与处理，能够有效的了解学生真实的学习水平，这对于教学评价合理性的提高十分有利。

三、信息技术的应用面临的问题与解决办法

（一）信息技术的应用面临的问题

1.软件与硬件的配套问题

软件与硬件需配套使用，才能够使信息技术真正发挥其价值。就目前的情况看，医用物理学实验教学存在的问题在于，仅仅具备硬件基础，却并未将软件与其配套使用，从某种程度上看，这导致了硬件资源的浪费，对于教学水平的提高会产生一定的阻碍。

2.教学模式问题

目前，医用物理学实验教学模式仍然以教师教、学生学为主，即教师仍扮演着课堂主体的角色，学生仅仅能够观察到教师的实验过程，但很少真正的参与到实践过程中，真正开展实验，这是导致学生实验操作能力差的主要原因。改革上述教学模式，是提高医用物理学教学水平，改革其教学模式的主要策略。除此之外，传统教学模式还会导致学生失去学习兴趣，从长远的角度看必定会影响教学水平。

3.教师技能问题

信息技术的应用对教师技能提出了更高的要求。一部分教师任教时间长，虽具有较为丰富的教学经验，但对于信息技术却知之甚少，因此其在教学过程中，也就无法充分利用该技术，进而导致医用物理学实验教学改革与优化过程无法顺利实现。上述问题的解决应从教师的培训入手来实验，除此之外，在自身技能的提高方面，教师也应作出一定的努力。

（二）问题的解决办法

为解决上述问题，应实施具有针对性的策略，在提高软件与硬件配套性基础上，改善教学模式，提高教师技能，为教学环境的优化提供保证。

1.提高软件与硬件的配套性

提高软件与硬件的配套性，是解决当前应用物理学实验教学存在的软件与硬件不配套问题的主要方法。要避免将计算机资源闲置，要将其真正用于实验教学，以提高教学水平。对此，学校要认识到应用软件的重要性，要在专业技术人员的帮助下，提高软件应用的可靠性，并使其能够有效发挥其价值，为医用物理学实验教学水平的提高带来更大的帮助。

2.改善教学模式

改善教学模式同样十分重要。传统教学模式以教师教、学生学为主，不仅剥夺了学生的主体地位，同时也会阻碍其创造力的发挥，从短期看，会导致学生学习兴趣降低，学习水平停滞不前，从长期看，则会对学生以创新能力为代表的综合素质的降低，对于其就业等都十分不利。对此，必须及时改善教学模式。要改变教师的主体地位，将学生作为课堂的主体，将课堂大部分时间交给学生，使学生可以获得动手操作实验的机会，以充分激发起学校以及思考的兴趣，这不仅能够培养学生的动手操作能力，同时还能够使学生更加深入的了解实验步骤以及相应知识，对于其思维能力以及创造能力的培养都十分有利。另外，教师在课堂中则要发挥引导作用，要加强对学生的引导，在学生操作存在问题时，帮助其解决。除此之外，还应将以多媒体为代表的信息化技术应用到教学过程中，将实验过程展示在多媒体中，提高实验的可视化程度，并将相应电子资源通过社交软件等形式发送给学生，使学生可以随时观看实验，提高学生对知识的掌握水平。

3.提高教师技能

鉴于当前一部分教师存在的计算机以及信息化技能达不到要求的问题，要极大力度提高教师技能。可以通过培训的方法，使教师获得更多信息技术知识以及对信息化技术的利用手段，使其能够将其顺利应用到课堂当中，提高教学效率与水平。除此之外，教师自己也应认识到提高技能的重要性，要通过网络等种种途径，学习更多的有关信息化技术的知识，并多多观看将上述技术应用到医用物理学实验教学中的视频，以为医用物理学实验教学建设质量的提升带来更大的支持。

四、结束语

综上所述，传统教学方法的应用会阻碍医用物理学实验教学的建设与创新，应将信息技术应用到具体教学过程中，为学生创造更好的预习环境，降低预习难度，提高预习效率，与此同时，还应将其用于教学评价过程中，以优化教学评价过程，提高评价的合理性与客观性，使之能够真正反映学生的学习水平。针对当前医用物理学实验教学中存在的问题，要提出不同的策略对其加以解决，以最大程度的提高教学建设水平。

参考文献

[1]许佳捷，江键，王小平，等.医用物理实验课程与信息技术整合的初探[J].中国医学物理学杂志，2012，02：3322-3324.

[2]唐伟跃，李云涛，刁振琦，等.卓越医师教育背景下《医用物理学》课程改革与建设[J].中国医学物理学杂志，2012，06:3837-3840.

[3]黄大同，赵箭光，梅秉强，等.我院医用物理学教学现状与改革措施的探讨[J].中国医学物理学杂志，2005，01：428-430.

[4]吕磊，李永珍，张正厚，等.医用物理学教学的目标与定位问卷调查与思考[J].西北医学教育，2005，06：670-673.

[5]彭志华，彭延峰，宁艳桃，等.医用物理学教学中培养学生创新能力探究[J].中国医学物理学杂志，2011，04：2818-282.

作者：鲍秀珍；石磊 单位：内蒙古医科大学

第五篇：虚实结合的物理实验教学探讨

摘要：实验教学如何借助虚拟仿真技术有效地提升教学效果，是实验教学界普遍关注的课题。本文结合自主开发的教学实验项目，介绍我校开展虚实结合的物理实验教学的理念和实践———一种既实又虚的实验教学新模式：在不削弱现有实验训练强度的基础上，通过虚拟仿真实验帮助学生对实验内容，特别是其中的难点，有更深入、更全面的理解，以期学生能掌握实验背后的物理及实验设计思路等。

关键词：虚拟仿真技术；虚实结合；教学模式；教学效果

“教育部办公厅关于开展2015年国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知”明确要求“虚拟仿真实验教学中心建设应充分体现虚实结合、相互补充、能实不虚的原则，实现真实实验不具备或难以完成的教学功能。在涉及高危或极端的环境，不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时，提供可靠、安全和经济的实验项目。”对“虚实结合、相互补充、能实不虚”的建设原则，不少同行理解为虚拟仿真实验主要是替代或补充实际的实验教学，进而开始怀疑：削弱现行的实际实验教学的强度，实验教学的效果还能保证吗？本已有较明显不足的学生实验能力是否会进一步弱化？还能支持他们的长远发展吗？这或许是近几年获批成立的虚拟仿真实验教学中心中，工程类和实训类明显占优势，而基础学科类明显偏少的一个原因。然而，现有的实验课时数不明显少于国外高校且已经比较系统化的实验训练，学生的实验能力还存在较大的提高空间，现行的实验训练在课程设计、教学实践的某些环节应该存在着亟需改进和优化之处。如此，我们不妨从另一个角度来理解虚拟仿真实验的建设原则：能否在现行的实验教学体系的基础上，充分挖掘虚拟仿真技术的优势，尝试去解决实际实验教学中存在的深度、广度上，以及对学生能力发展的促进作用等方面的不足？很显然，这需要“虚实结合”的实验教学，既实又虚———基于现有的实验项目，开发的虚拟仿真实验内容，不仅仅是帮助学生预习，更重要的是帮助学生提高对实验的理解和掌握，进而改善实验训练的效果，提升学生的实验综合能力。本文将结合具体的实验案例，介绍复旦大学物理虚拟仿真实验教学中的建设理念和教学实践：既实又虚的实验教学模式。

1复旦大学物理虚拟仿真实验教学的建设历程和现有课程体系

上世纪90年代，复旦大学物理学系在全国较早开展计算机辅助教学（CAI）研究，钟万蘅老师带领研究团队编制固体物理、统计物理、近代物理等课程内容的虚拟仿真软件，将气体扩散、晶格振动模式、斯特恩－盖拉赫实验等学生较难理解的内容通过科学的计算，以动画、可任意转动的立体模型等形式展现出来，促进了学生对这些内容的掌握。钟万蘅老师的团队制作的教学软件在全国评比中多次获奖。在此之后，专门开设的“物理CAI课件设计”一直是我校的特色课程，该课程要求学生通过实践来学习、掌握Photoshop，Flash，DreamWeaver，3DMAX等虚拟仿真课件制作工具和C＋＋，VisualBasic，Delphi，Java等常用编程语言，不仅能够经常开发制作一些虚拟仿真实验项目和课堂教学演示软件，还能锻炼学生的计算机使用能力，特别是在制作软件的过程中，所讨论问题的物理图像会更加清晰。

在2000年前后，沈元华老师带领团队开发用于帮助学生做好实验预习的虚拟仿真实验，包括“迈克耳孙干涉仪预习CAI”和“真空系统实验CAI”。“迈克耳孙干涉仪预习CAI”通过录像、动画等多媒体手段，对实验的原理、仪器的构造和调节方法等作了较为详细的介绍，帮助学生更高效地做好实验预习，提高学生实验室做实验的效率和对实验内容的掌握。“真空系统实验CAI”建立虚拟实验环境中的高真空实验系统，为各真空部件和操作单元设计独立的状态表及相互联系，允许学生对各操作单元进行独立操作，并模拟、记录、展示“当前操作”长时间运行的结果，该软件可以让学生了解正常的操作流程，明白各种错误操作会导致的仪器损坏，并掌握如何通过监测仪表等及时发现自己的错误操作，以便及时纠正。“真空系统实验CAI”教学软件的使用不但提高了高真空实验的训练效果，还可以避免因为学生操作不当而不及时纠正导致真空系统的损坏。经过二十余年的开发积累和教学实践，我们已建成了特色鲜明的虚拟仿真实验教学体系，包括“虚拟仿真实验开发课”、“虚实结合的实验教学”、“医学物理虚拟仿真实验”和“互联网远程控制实验”4个模块。

1.1专门开设“虚拟仿真实验开发课”

虚拟仿真实验课包括“物理CAI课件设计”和“计算物理模拟实验”，训练学生自主开发虚拟仿真实验的能力。该课程要求学生基于分子动力学模拟和第一性原理计算，运用计算图像显示技术，针对1个或多个物理知识难点，结合当前凝聚态物理研究前沿，设计虚拟仿真实验，帮助学生了解并领会计算物理基本内涵与技巧，初步掌握计算物理处理实际问题的思路与策略，为训练与提高科研能力打下基础。基于这些课程，在独立开发虚拟仿真实验的过程中，学生能较好地掌握如何构建物理模型，对描述物理体系的关键参量的理解更加深入，物理体系随参量化过程的物理图像也更清晰。这些课程受到学生的普遍欢迎。

1.2在实验课程的日常教学中，引入多款通用的设计、仿真软件，深入开展虚实结合的实验教学新模式

虚实结合的实验教学除了可以补充实验课程内容上的不足（很难可持续地开展易耗、高成本、高危性质的教学实验），或者帮助学生做好实验前的预习准备，提高实验课的效率，更可以借助自主开发的实际实验和虚拟仿真相结合的实验项目，发挥实验操作训练和虚拟仿真各自的优势，深入挖掘实验现象背后的物理实质，直观地展示知识难点，详尽地剖析实验技术的精髓，加深学生对实验的理解，让学生在充分理解的基础上做好实验，还能“无成本”地拓宽和加深实验教学的内容，提高实验综合能力培养的水平。在实验教学中引入的虚拟仿真软件包括：电路仿真软件MultiSim和OrCAD；光学系统设计仿真软件TracePro和Ze－max；机械3D设计软件SolidWorks、ProE；电子光学仿真软件SimIon；多物理场模拟软件Com－sol；荷能离子轰击固体表面的模拟软件SRIM和Trim－DYN；高能粒子和物质相互作用模拟软件Geant4。

1.3自主建设的医学物理模拟实验

为了揭示人体的物理奥秘，利用物理知识开展精确医学诊疗，为医学生开设“医学物理与实验”新课程，自主研制了听觉物理、呼吸物理以及血液循环等虚拟仿真系统。研制的苹果手机应用软件“Love－Ears”，可以随时随地进行与听觉物理相关的虚拟实验；肺呼吸物理仿真模型可以模拟肺的粘弹性及病理特征，进行肺顺应性曲线的模拟测量；正在建设的血液循环虚拟仿真系统，可以模拟各种心血管疾病形成的物理因素。

1.4自主建设的互联网远程控制实验

“网络控制牛顿环实验”和“网络控制静电实验”允许学生在任何时间通过网络操作实验设备，得到实验结果；在建的“网络控制单摆实验”则允许实时测量重力加速度随海拔和纬度的变化。

2虚实结合的实验教学案例

2.1积木式光栅光谱仪的设计与搭建

实验光栅光谱仪是使用非常广泛的科学仪器，我们的实验教学体系中也有多个与光栅光谱仪相关的教学实验项目，包括“光栅光谱仪的应用”和“氢光谱与类氢光谱实验”，但学生对光栅光谱仪的结构如何、分辨率与信噪比跟哪些因素有关等内容掌握得不深入、不全面，而在二维平面上光学元件调节技能方面的欠缺更是明显；为此，我们专门开发了虚实结合的“积木式光栅光谱仪的设计与搭建实验”。实验要求学生借助TracePro、Zemax等光学设计软件，选择光学元器件，设计、搭建、调试满足自己需求的光栅光谱仪（如：波长分辨率优于1nm等）。学生在确定光谱仪性能指标后，在TracePro、Zemax等光学工程设计软中建立光栅光谱仪的模型，然后调节模型中各元件的参量设置，设定输入条件，得到模拟的光路图，然后根据自己的需要，对模型中各元件的参量（包括会聚透镜的面积、光栅的光栅常量以及它们的空间参量）设置进行调整，得到趋近于自己的设计目标的光谱结果。基于自己设计的模型，学生可以在实验室选择相应的光学元件，在光学平台上搭建光谱仪，比较自己的光谱仪的输出结果和软件模拟的结果；再利用设计软件对光谱仪的参量设置进行尝试性调节，以寻找实际光谱仪输出结果与模拟结果之间产生差异的原因，进而高效地完成光谱仪的调节和性能优化，完成满足自己设定指标的光栅光谱仪。

2.2克拉尼图形实验

共振是日常生活和科学研究中经常遇到的现象，其数学描述比较复杂，特别是实际体系较为复杂的边界条件往往使波动方程的数学求解变得很困难，甚至无法得出解析解，而解析解往往也是用特殊函数表达，很不直观，学生很难建立数学解与实际实验现象之间的关联，进而影响对实验内容的掌握，用方形薄板和三角形薄板演示克拉尼图形就存在这样的问题。为此，开发了虚实结合的“克拉尼图形”实验。实验要求学生首先用压电陶瓷片驱动金属薄圆盘，借助细沙粒得到薄圆盘在不同频率下的共振模式。然后尝试给出其数学解，并在Comsol软件中建立二维圆盘的模型，得到其共振模式，比较并分析实验测量结果与模拟结果、解析解之间的异同，进而利用模拟软件研究圆盘参量（如材料、大小、厚度等）变化时，圆盘共振频率和共振模式如何变化。

3总结和展望

虚实结合的实验教学可以让学生更好地理解实验现象背后的物理实质，从而明明白白地做实验，而不是机械地参考实验讲义完成实验。虚拟仿真技术在实验教学中的合理使用，可以帮助学生自主建立物理模型，把握研究对象、实验系统的关键特性，理解实验方法的设计思路，学习合理地评估实验结果，有望明显改善实验教学的效果。2015年，我们申报国家级虚拟仿真实验教学中心获得批准。在今后的建设过程中，我们将建设更多的虚实结合的实验教学案例，更全面地实践“虚实结合”的实验教学模式，为切实提高学生的实验能力继续探索。

作者：乐永康，龚新高，苏卫锋，吕景林，冀敏 单位：复旦大学