物理实验设计基本方法研究论文

物理实验设计基本方法研究论文 篇1：

遵循认知规律 科学调整教材实验

摘 要：本文针对人教版普通高中新课标实验教科书《物理》“楞次定律”一节内容中教学实验的调整和安排谈了作者自身的一些设想和思考。

关键词：楞次定律； 实验； 调整

一、问题的由来

在高中二年级的物理教学中，楞次定律既是教学重点，又是教学难点。人教版普通高中新课标实验教科书《物理》（选修3-2第四章第三节“楞次定律”一节中的实验设计与原教材相同（见图1），都是采用探究的手段利用磁铁插入和拔出线圈，通过观察感应电流的方向去判断感应电流的磁场方向，从而分析得出楞次定律。这种实验设计让学生通过观察指针偏转感知感应电流的方向，进而判断感应电流的磁场方向，最终又总结出由感应电流的磁场方向去判断感应电流方向的规律，可谓颠三倒四。从以往的教学经验来看，学生很难想到用“感应电流的磁场”这个中介来概括出感应电流的方向与磁通量变化的关系，形成在认知上的困惑。此外，在实验操作中由于还要先行确定电流计指针偏转方向与流入、流出电流方向之间的关系和辨别线圈的绕向等等，无形中增加了实验的难度。在实际教学中，结论的得出往往并不能如事先预想的那样水到渠成，而是教者最终为了完成教学任务“强加”给学生的。显然，该装置实验已成为探究过程的一个瓶颈，人为制约了学生自主探究的顺利进行。

二、实验的调整

基于上述情况的存在，很多物理老师在各自的教学实践中也纷纷进行了一些有益的尝试，其中相对比较成功的做法是通过采用自制教具创新实验设计替代教材上安排的实验。大致的思路是：用钕铁硼超强磁铁移近或离开固定在小车上的自行绕制的线圈（见图2），线圈中感应电流激发的磁场由于阻碍引起感应电流的磁通量的变化，迫使小车跟随磁铁同向运动，形成“来斥离吸”的现象。根据磁极间相互作用规律，直接判断出感应电流的磁场方向，从感应电流的磁场方向与原磁场方向之间的关系，总结出楞次定律。

仔细分析这一创新实验设计，不难发现其特点同时也是该创新实验设计取得成功和高效的地方：首先，借助自制教具实验现象变得直观、形象（来斥离吸）；其次，实验中可由现象直接判断出感应电流的磁场方向（同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引），层次变得简单明了，思维逻辑性强，符合学生的认知规律。

该创新实验设计通过使用自制实验器材巧妙突破了实验探究的瓶颈。使用自制器材固然好，然而笔者想说的是，在一般中学物理实验室中原本就有类似这种功能的器材——楞次定律演示仪（见图3），在新教材中该器材也有出现（“问题与练习”第六题）。相较于上面的自制器材，使用楞次定律演示仪不仅取材方便，操作简单，而且原理更加直观（避开了自制器材中可能出现的线圈绕向问题），现象更加明显（铝环力臂长，转动力矩大），效果更加显著（在本实验中，使用实验室常用普通条形磁铁就可以进行演示）。因此，笔者认为在进行本节实验探究设计时可以借鉴、吸收该创新实验设计的思想和原理，而关于实验器材则完全可以用楞次定律演示仪来替代自制器材，实在不必舍近求远。

三、教材实验的安排

楞次定律演示仪的使用，降低了思维难度，突破了探究的瓶颈，使得学生在课堂上进行自主探究真正成为可能。更为值得一提的是它的使用大大节省了课堂上的探究时间，从而使得教者在对这节课进行整体教学设计时能对其他相关教学内容的安排和处理显得更加灵活和从容。

比如，对教材中探究性实验的处理。笔者以为，在采用楞次定律演示仪顺利探究出楞次定律以后，因为课堂时间还很宽裕，完全可以将其改成验证性实验，让学生在当堂课中再通过实验去检验之前探究的结果。这样做，一方面既充分利用了原有教材的资源，通过实验验证（应用）让学生及时巩固了所学的知识，另一方面，验证实验与探究实验两个实验相互映衬，让学生亲身经历和体验了一个在中学物理教学当中相对比较完整和科学的探究过程，符合新课程有关“经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律”的要求，有利于培养学生的思维品质和提高他们的科学素养。

四、结束语

实验是研究和学习物理的基本方法，在教学中寻求现象明显同时又符合学生认知规律的实验，应当成为每一位物理老师孜孜以求的目标，只有这样，教学才能事半功倍。

参考文献：

［1］郭训盛，钟晓青.“楞次定律”的教学思路实践与创新，物理教学2010年第6期

［2］朱向阳，施朝群.楞次定律教学探讨与实验设计，物理实验 2010年第6期

［3］普通高中物理课程标准，人民教育出版社2003

作者：卞龙宝 王洪根

物理实验设计基本方法研究论文 篇2：

基于CiteSpace的物理核心素养研究热点和趋势分析

摘 要：通过构建2015-2018年物理核心素养文献数据的知识图谱，分析物理核心素养研究的热点与趋势.分析表明，该领域主要聚焦在物理核心素养的概念内涵、教学方式、实验创新、作业考试和物理文化五个方面.该领域的发展趋势有：从概念内涵探讨到方式方法落地，突出科学探究和深度学习的教学方式，融合新技术的实验教学创新，面向核心素养的作业和考试.

关键词：物理核心素养;教学方式;实验创新;作业;考试

作者简介：罗毛羽（1995-），男，江西南昌人，硕士研究生，研究方向：基础教育学.

近几年来，基础教育课程教学改革已经步入了深水区，中国学生发展核心素养一经提出便成为热点，而且已经深入到学科核心素养的研究和实践，成果颇多，但也存在诸如“新瓶装旧酒”“换汤不换药”的情况.本文借助信息可视化技术和计量学方法，揭示国内物理学科核心素养研究的热点和趋势，力图为该领域的研究和实践提供有效的支持.

1 研究方法与数据来源

本研究采用陈超美开发的CiteSpace软件，以科学知识为对象，通过聚类视图和时区视图显示某领域科学知识的发展进程及结构关系，适用于多元、分时、动态的复杂网络分析.本文的资料来源于 “中国知网文献总库”，在检索中以主题词“物理核心素养”进行检索，检索日期为2018年12月23日，通过CiteSpace软件统计2015-2018年间文献得到相关文献总数为841篇，删除无关文献后得到有效文献748篇，各年份间有效文献篇数如图1所示.统计有效文献中的关键词，共得到2705个关键词，将出现次数≥3的关键词确定为高频关键词，共得到27个高频關键词.将高频关键词归类为学段（高中物理、初中物理、物理、中学物理）、概念内涵（核心素养、物理核心素养、学科核心素养、物理学科核心素养、物理观念、科学思维、科学探究、物理概念）、教学方式（物理教学、教学设计、课堂教学、教学策略、培养、教学）、实验教学（实验教学、实验探究、物理实验）、考试（高考物理、高考）、文化取向（评价、科学态度、物理学史、科学态度与责任）等统计得到表1.

2 物理核心素养研究热点分析

2.1 物理核心素养的概念和内涵

胡卫平（2017）认为，物理核心素养是学生在物理学习中形成的适应个人终身发展和社会发展需要的关键能力和必备品格.李岩（2016）认为，物理核心素养由基本物理观念、基本物理思维、实验探究能力和科学精神与态度构成.林明华（2016）认为，物理核心素养有物理观念和应用、科学思维和创新、科学探究和交流、科学态度和责任四个维度.

（1）关于“物理观念”的研究.郭玉英（2017）认为，物理观念主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素.艾静（2018）认为，物理观念是物理核心素养的基础，也是阶段性学习的目标.

（2）关于“科学思维”的研究.胡卫平（2017）认为，科学思维包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新，这是物理核心素养培养中的关键能力.林钦（2015）认为，科学思维是了解并掌握研究世界的基本思想和方法.卢长津（2018）认为，科学思维将物理知识、方法、思想、观念和精神有机融合在一起.

（3）关于“实验探究”的研究.江山（2015）认为，实验探究是物理学科的基础和重要特征，学生要经历提出问题、猜测假设，获取和处理信息、分析论证得出结论，这有助于学生理解和掌握知识与技能，培养探究意识和科学素养.曾雪琴（2016）认为，实验探究是激发学习物理兴趣、增强物理知识应用能力、落实科学素养的关键.

（4）关于“科学态度和责任”的研究.王高（2016）认为，科学态度与责任是指认识科学本质，理解科学、技术、社会和环境的关系基础上形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任感.娄德江（2018）认为，教师要以情感、态度与价值观目标为导向，潜移默化地培养学生良好的科学态度与责任，进而发展学生的核心素养.

2.2 物理核心素养与教学方式

2.2.1 基于物理核心素养的教学设计

林钦（2015）认为，基于核心素养导向的物理设计，需要包括围绕核心概念展开教学、提供应用科学方法研究问题的机会、还原“真实”科学研究历史、创设待解决的真实问题情境、注重物理教师的言传身教.白晶（2016）、任虎虎（2017）认为，应该以指向“深度学习”进行教学设计，让学生进行思维的深化加工，“思维型”以认知冲突和自主建构促进物理观念;以学生思维活动促进科学思维;以思维监控为手段促进知识和思想的内化;以应用迁移达到有效培育物理学科核心素养的目的.封英（2016）提出了基于核心素养的教学设计模型，以“楞次定律”为例，课堂导入、实验设计、实验探究等方面，进行了系统具体化的构建.黄以明（2018）提出了“先学先行—检测反馈—互动研讨—当堂训练—拓展提升”的五环节教学设计，培养学生的科学思维、科学探究能力、合作精神等物理学科素养.

2.2.2 基于物理核心素养的教学模式

余沐诤（2012）认为，可以借助多媒体手段，创设“生活化的情境”，着力挖掘生活中的物理故事呈现物理问题、生活中的物理探究实验、生活中的问答和图例创设，运用生活化的语言交流.林春辉（2017）指出，以学生活动、参与体验为中心，建构“活动式”的物理教室，开放的专题环境、可移动组合的座椅、灵活的教学活动、个性化的学习活动、主题研究与展示等环节，有效提升物理核心素养.谢瑾（2015）指出，将微课与翻转课堂、导学案结合，可以起到知识的拓展的作用，便于难题讲解同时有助于实验讲解.孙凡博（2014）使用“微视频+教师讲述物理概念和规律”的新型教学模式，激发学生主动和积极地猜想.汪伊凡（2018）将STEM教育融入初中物理课堂教学当中，有意识地启蒙学生的工程技术理念，拓宽了培养核心素养的有效路径.徐清军（2016）以物理课“弹力”和实验课“测定电池的电动势和内阻”为例，呈现了浙江省2017年新高考下物理核心素养的“问题·探究”教学模式.

2.3 物理核心素养与物理实验教学

2.3.1 基于物理核心素养的物理实验教学方法

卢星辰（2018）认为，教师要引导学生经历“创设问题情境、发现问题、进行猜想、探究验证、得到实验结论”的科学探究过程，并且，“隔杯吹蜡烛”的创新实验探究了“流体压强与流速的关系”.晋文梅（2018）认为，在实验教学时，可以由学生设计多种实验方案，从中挑选出较好的实验方案，再组织学生进行多种实验探究，引导学生发现并思考回答问题.张瑜（2018）认为，应该重构物理实验教学，可以借鉴不同版本教材对于同一种实验的不同做法，降低实验难度，或者采取慢镜头回放实验细节来丰富实验探究，积累更多的感性素材，从而优化实验教学效果.

2.3.2 基于物理核心素养的物理实验创新

张瑛（2018）认为教师应该改进演示实验，例如采用自制教学用的“制冷”模块，在课堂上直接演示制冰、制霜，完整地模拟了水循环现象，弥补了课本演示实验中的空缺，有助于学生直观感知、理解和应用知识.孙德成（2018）认为，教师可以对实验教具进行改进与创新，以“液体的表面张力”实验教具改进为例，用铜丝制作了半米长的半圆，把吸管放置在装置套的中央浸入肥皂液后拿起，可以清楚看到肥皂液薄膜在装置上，再用手刺破左侧肥皂液，吸管会在右侧肥皂液的表面张力作用下运动到装置右侧，这样，显著地增加了液体张力的可见度.孙子彪（2018）则认为，教师可以自制廉价且操作性强的实验器具，还要引导学生以废旧物品为原材料设计物理实验，在动手操作和设计中，提升了学生的知识和技能.侯丹（2018）指出，可以通过3D虚拟增强现实技术创设丰富的情境，例如创设失重环境实验平台，让学生深切感受失重条件，从而增强了学习兴趣，加深对知识的理解提升和培养学生的探究能力.齐国元（2017）将传感器（DIS）技术用于物理课堂，可以有效地培养学生的物理观念、科学思维和科学探究品质.

2.4 物理核心素养与作业考试

2.4.1 基于物理核心素养的物理作业

王金铎（2018）从对物理作业的理解与认识、设计的基本原则、物理作业的分类与功能方面阐述了符合学生发展物理核心素养的物理作业.陈婷（2018）认为，基于物理核心素养的培育，物理作业应该具有目的性、合作性、多样性、趣味性，要从教材出发，结合学生实际，对作业内容进行优化设计.桑嫣（2018）认为，物理专业设计应该系统化，先确定单元总体目标，然后对总目标分解细化至每一课时的作业.陈向舟（2018）将物理家庭作业分为规律概念性题目、应用型题目、实践型题目实验、探究型题目、综合开放型题目五大类型，并对作业的评价从形式、对象、主体的不同采取不同的评价方式.詹清清（2015）等通过调查认为，物理辅导资料使用非常广泛，但是资料良莠不齐，学生选购资料时很盲目，教师极少关注学生使用资料的过程及存在的问题，教师应该对其精心选择和引导.

2.4.2 基于物理核心素养的考试评价

程力（2016）深入解读《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》，其中要求科学命题要增强基础性、综合性，着重考查学生独立思考和运用知识分析、解决问题的能力，以此促进基于学生科学核心素养发展的教学改革.于永建（2016）对2016年全国课标物理《考试大纲》中关于高考物理内容的删除和调整进行分析，从中解读出物理高考命题立意正在从“知识、能力”转向“物理核心素养”的命题立意.解永平（2017）对2017年江苏高考新增的“探究动能定理”实验分析得出结论，指出像“科学探究体验的过程”这类考题，要注重学生亲身经历实验探究过程，掌握科学研究方法，以此提升学生的核心素养.于永建（2018）分析了2017年的高考真题新题型“原始物理问题”的“情境性、真实性、价值性和应用性”，此类题型目的在于引导教师注重与物理实际问题相联系，激发学生参与问题解决的动机，培养学生的科学核心素养.冷冰冰（2015）则对《高中物理课程标准（实验）》体现核心素养的指标进行量化研究，研究发现对科学素养、实践素养、信息技术素养、问题解决能力、主动探究、学习素养、沟通与交流能力等较为重视，但对创新能力、社会责任、人文素养等重视程度还不够.

2.5 物理核心素养和物理文化

朱建山（2017）认为，物理教育应该从基于知识的教育变为基于文化的教育，增强抵御迷信和伪科学的能力，提高学生的核心素养.沈祖荣（2018）辨析了文化、物理文化和物理核心素养的概念，认为物理文化中的“真、善、美”具有学科个性和共性，学生在学习物理文化中的“真、善、美”，会内化为学生的物理学科素养.吴熙（2018）认为，在物理课堂中，介绍物理学家关于物理概念建立过程，有利于指导学生学习物理学家的研究方法、思维、态度和精神，可以提高学生的物理核心素养.胡雨宸（2018）对高考试题进行分析后认为，在试题命制的情境创设中合理融入物理学史，是有效提升物理核心素养的途径.

3 物理核心素养研究的趋势分析

3.1 从概念内涵探讨到方式方法落地

物理核心素养的研究重点，从概念内涵探讨已经转向方式方法落地.由图2可知，关于物理核心素养概念的探讨在2015-2016年快速上升，2017年之后逐渐趋于稳定，而物理核心素养与教学方式的研究则持续增长.研究者对于物理核心素养概念和内涵形成了共识，主要包括物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任四个方面.并且，从以物理知识和技能为本的教学，转向物理 “真、善、美”一体的文化引领，学生不但要学习物理概念建立过程，还要学习物理学家的研究方法、思维、态度和精神.后面的研究重点是探讨基于物理核心素养的课程内容调整、教学方式革新和作业评价改革等具体的落实措施.

3.2 突出探究和深度学习的教学方式

在教学理念和设计上，针对以往物理教学中存在的弊端：过分重视科学观念（知识、技能）的講授、巩固过度操练，忽视科学探究过程、科学思维方法培养导致“科学探究”简单化、程式化、形式化，科学思维浅层化、泛化或僵化.研究者认为，关键在于，要紧扣物理核心素养的概念和内涵，重视科学探究，培养科学思维，形成物理观念，培养科学态度，从而落实物理核心素养.因而，在教学方式方法上，应该采用“情境创设—实验探究—交流表达—知识技能应用”的“深度学习”，以问题导向、合作探究，应用迁移，让学生有机会多观察、操作、深入思考讨论、巩固和应用知识技能;并且，还可以革新物理课堂教学，翻转课堂、微课和物理导学案结合，有助于实验探究，又有利于知识巩固拓展，将实验探究和知识巩固应用结合.核心素养的落地生根，这种实施层面的课程与教学设计研究最为重要，最为缺少，是研究的重点和趋势.

3.3 融合新技术的实验教学创新

研究者认为，实验教学是物理核心素养落地的有效途径，应该重视实验教学，改进实验方案，组织学生进行多种实验探究，注重学生探究过程，让学生亲历科学探究过程.而且，应该将新技术融入物理实验改善实验教学的效果.例如，应用传感器（DIS）技术、3D虚拟增强现实技术、多媒体教学技术等，创设逼真的、沉浸式、交互式的问题情境，凸显物理实验的细节，展现特殊的实验场景，回放历史实验场景，为学生观察、分析、探究提供更有效的支持.还要对实验教具进行改进与创新，改进演示实验效果，克服以往实验中的难题等.

3.4 面向核心素养的作业和考试

研究者认为，设计面向物理核心素养的物理考试，对于物理核心素养的落地有决定性的作用，而设计面向物理核心素养的作业则是关键的支撑.教师要摒弃过于依赖课外辅导书的做法，厘清面向核心素养的物理作业设计原则，精心选择和设计突出物理观念、科学思维、科学探究及科学态度的作业.例如，设计具有探究性的、待解决的真实的问题情境的作业，并能体现良好的价值导向，形成严谨求实创新的科学态度.在物理考试方面，以物理核心素养为纲进行命题，从“知识、能力”转向“物理核心素养”，突出考查物理观念、科学思维、探究能力、科学态度与责任.例如，在实验类的考题上，要考查学生是否亲身经历实验探究过程，是否掌握了科学研究方法，是否能够将科学知识、科学思維（分析、比较、判断、推理）用于解决新问题，是否具有严谨正确的科学态度.

总之，在物理核心素养的研究和实践中，将面临许多亟待解决的新问题，如课程标准、教材建设、教学内容、教学方法以及考核评价等，需要更为深入的基础研究，在实践中探索，为其落地打下更为坚实的基础.

参考文献：

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（收稿日期：2020-12-18）

作者：罗毛羽

物理实验设计基本方法研究论文 篇3：

高校物理实验教育模式探析

【摘 要】高校物理实验是理工类学科重要的基础内容，也是提升学生物理素养和科学精神的重要载体。当前高校物理实验教学正趋向多元化发展，日渐重视培养学生的问题意识，强化学生的独立思维能力，尤其是在物理实验教学上，引导学生从操作中体验知识、从创新中增强素质。针对物理实验“重结果、轻过程”的教学弊端，应从系统实验教学方法和技能的掌握上，拓宽学生的实践领域，改进高校物理实验教学模式，让更多的学生能够在物理实验中锻炼能力。

【关键词】高校物理 实验教学 教育模式

物理学是探究物质运动基本规律和物质基本结构的科学，物理实验建立在物理理论基础上并与物理实验相互验证。高校物理实验教学，不仅是教会学生应用物理学技能和技巧的主要方式，也是增强学生科学素养的重要内容，对整个物理学科的发展具有促进作用。物理学是研究自然科学理论的基础，物理学概念的基础性和广泛性是促进其他自然科学发展的基石，而物理实验直接或间接取自物理学理论，如激光技术的发展，对激光的亮度、单色性的利用，可以用于测距、测速、信息传输，还可以利用高强度激光使多种材料快速成型，在医疗、军事等领域应用广泛。

一 高校物理实验教学的必要性和价值

高校物理实验作为理工类基础课之一，是高校大学生接受高等教育实验技能训练和学习实验系统方法的开端。物理实验无论是内容教学还是方法教学，都应该从物理实验的基本原理及方法上，强调学生的实验操作技能和数据处理能力，特别是在科学思维、创新能力培养上，将物理学理论知识与现实实际相结合，从分析、解决问题的过程中增强学生的应用能力。科学素养是建立在人的素质和科学水平的基础上，对科学知识的学习及研究方法和研究过程的了解，构成了科学素养的基本内容。物理素养具有强烈的学科精神，从物理系统知识、概念的学习与掌握中，能够运用科学的方法来解决物理问题，并从独立思考和创新方法研究中，推进物理学的发展。物理实验的实施，是基于科学仪器设备，通过物理学规律来设计和对各种可变因素进行验证以获得某种物理现象或预期的物理结果。

二 高校物理实验教学的现状分析

高校物理实验教学，长久以来一直与其他学科的实验教学一样，存在过于强调结果而忽视过程的弊端，对学生的主动性和实验动手能力的培养认识不够。高等教育不同于高中教育，在物理实验教学中，不仅要从实验操作技能上，如对实验仪器、测量工具的使用，如何读取电流、电压值，如何测量长度等基础能力上提升，还要针对具体的实验方法从具体的实验技能训练上满足对实验数据的记录、分析、判断和实验报告的规范写作。具体来看，高校物理实验教学存在的问题主要有：一是实验教学独立性不强，很多学生对实验教学存在畏惧心理，缺乏自信，害怕弄坏实验器材，不愿意自主尝试解决实验中的问题；二是实验态度不端正，对物理实验课程目标、实验数据的采集不够重视，过于看重结果而忽视实验过程；三是对实验整体性把握不够，缺乏对实验中所涉及的基础理论、基本规律的学习，也未能从实验报告中总结知识。

三 优化高校物理实验教学的对策和建议

高校物理实验教学应该明确教学目标和教学效果，在具体的实验过程中培养学生的科学素养和物理素养，增强学生的自主性和动手能力。

1.创设物理实验的教学环境，强化物理实验的探索

物理实验与物理学是一脉相承的，可以用物理学史、物理实验的故事来引导学生正确认识物理实验，增强其对物理实验的科学性和严谨性的认知。物理学理论与物理实验同样重要，物理实验与物理学理论是相互交织螺旋上升的关系，物理实验不仅有助于增强学生对物理理论知识的理解，还能够在物理实验操作中，培养学生的物理素养和综合素质。在物理实验教学设计上，要注重物理实验的演示性和可观性、趣味性，激发学生的求知欲和好奇心，增强学生对物理实验的积极参与度。

2.在物理实验教学中渗透科学精神

物理实验教学的目的不仅仅在于反映物理现象，更应该从物理实验原理的设计、实验方法的选择、实验步骤的实施中，渗透深刻的物理思想。以物理学中的经典实验为例，卡文迪许测定的万有引力常数G=6.754×10-11 N·m2/kg2，密立根利用油滴试验来测定单位电荷量1.5924（17）×10-19库伦，卡文迪许和密立根等人在当时的科技水平下，能够将误差降低在百分之一内着实是了不起的壮举。对于物理实验教学，从最初物理实验的设计到实验报告的编写，似乎已经完成了实验过程，但对于为什么要这样去设计实验，怎样从抗干扰因素中来获得显著的实验效果，其中的科学性和可操作性实验环节又是如何去完成的。对于这些问题，我们可以从探寻物理实验的巧妙思想和设计美学来解释。如对于拉伸法来测量弹性模量实验，对于一个物体在外力作用下都会发生形变，与胡克定律中的弹簧具有相似性。即在弹性形变范围内物体内部产生的内应力与其形变程度成正比，而这个正比例系数就是弹性模量。本实验公式表示

为： ，转化后得到 。从本关系式可知，

对于某金属丝，长度可以测量、横截面积可以通过直径来获得，而对于变化量?l，卡文迪许采用的方法是利用显著变化量来计算微小变化量的方法。一是利用增大T型架两球间的长度，来放大万有引力间的力矩，由于石英丝细，所以力臂短，从而形成较大的扭力；二是增大弧度尺与系统距离，使得与石英丝一起转动的小镜子的反射光在弧线上形成较大的角度，对石英丝放大了扭转。由此可见，在对弹性模量进行测量时，我们利用光杠杆镜尺法，通过对金属丝拉伸长量的计算，来带动对其相连的平面镜俯仰角度的变化，进而计算出标尺上的平移距离，再利用二次反射实验方法来进一步拉大标尺光线转动的距离，施加在金属丝上的力F与其形变量?l成正比，这个系数就是我们要测量的弹性模量E。

3.强化物理实验教学与科研的融合

由于高校物理实验与其他多门学科相关，因此实验教学的内容要与具体科研相结合。教师在科研中对某一领域实验的研究专业性更强，潜移默化中对学生的学术意识有较大激发，再加之科研实验与本学科之间的关系紧密，更能够拓宽学生的知识视野。如利用高校实验科研平台，从学科实验前沿知识到实验教学的开放性，通过科研实验讲座和科研实验展示，让更多的学生能够从前沿知识与实验中，认识到物理实验教学的重要性，为培养学生的实验能力、增强学生的创新意识打下基础。

4.注重物理实验教学方法的融合与创新

物理实验教学离不开科学的实验方法。习明纳教学法的核心思想是通过研讨方式来相互学习、相互借鉴和促进，发挥集体智慧来解决问题。在这个过程中，每个学生都能够在实验教学中参与交流，从思想碰撞中获得启发。物理学本身是建立在实验基础上的，对于实验与物理理论知识来说，每一位物理学家的新发现都是以其他物理学家的前期实验为支撑的。

5.注重学生的主体地位和核心作用

学习的过程是知识形成的过程，高校物理实验教学应该围绕学生来展开，无论是基础知识，还是基本操作，都要凸显学生的主体性和核心地位。对于实验选题的开放性，主要体现在单个实验的设计上，从物理学各专业实验项目分析上，结合学生的自主性来选择实验，满足学生的实验需求。注重实验设计的开放性，对于不同的物理实验，从实验器材、实验教材、实验环境进行设计，教师依照学科发展特点、根据学生对实验的认知情况来优化实验的可操作性和简洁性，并让学生发表意见，改进和适应学生的实验需要。此外对实验成绩的评定，要结合不同学生的能力及实验水平，引导学生正确认识物理实验，不能影响和抑制学生的自信心。

6.注重分层实验教学，优化和整合实验教学

分层思想源自“因材施教”，孔子曾主张“深其深、浅其浅、益其益、尊其尊”，即教育要因人而异。高校物理实验教学要兼顾不同学科、不同学生的层次和水平，要从物理实验规划上与学科专业相衔接，优化教学资源，推进实验教学循序渐进。根据物理实验教学目标，尽可能为不同层次的学生提供适宜的实验内容和学习机会，既要关注学生的个体差异，还要兼顾学生的整体能力。教师在分层实验教学中，要发挥其引导、启发、咨询等作用，能够从实验教学的协调性、拓展性、系统性、连贯性上，增强学生参与实验的积极性，获得理想的实验教学效果。

参考文献

[1]任慧军.多层次教学体系在潮汐调和分析课程实习中的实现与创新[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2014（6）

[2]周薇薇、赵旺、赵星.高校物理化学实验的弊端与其开放教学模式的探索[J].中国电力教育，2013（34）

〔责任编辑：林劲、李婷婷〕

作者：高虹