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课程简介 教师队伍  

■ 课程简介
课程名称: 设计性研究性物理实验 一级学科:  07 理学
二级学科: 0702 物理学类 教学层次:  本科
负责教师: 马世红 学校名称:  复旦大学
院系名称:   申报状态:  已获奖
申报级别: 省级 申报文件下载:  无下载文件
获奖名称: 获奖年度:  2006
主页地址: http://jpkc.fudan.sh.cn/jpkcDetail.jsp?courseID=853&imageFileName=2006_city.gif&jpkcType=city&year=2 是否交换: 
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课程介绍:

4-2? 理论课和理论(含实践)课教学内容
4-2-1课程在本专业的定位与课程目标
该课程中的实验是一种新型的实验,这些实验要求学生自己设计实验装置、并着重对实验结果进行分析和研究,才能得出结果,是较高层次的实验训练,是为培养独立从事科学研究工作能力所必须的。为此,中心按一年级、二年级、三年级学生的不同要求,设计了具有不同特点和要求的实验,并对学时数和教学方法作了不同的要求。
一年级学生首先要让他们对物理实验有浓厚的兴趣,才谈得上提高与创新。因此,一年级的设计性研究性实验特别注意科学性与趣味性的结合,充分调动学生的学习积极性和创新精神,并让学生自己选题、自己确定实验的内容和深度、自行设计实验装置、自行准备实验器材、自行拟定实验步骤、自己动手动脑去进行研究并完成实验。实验所要求的物理原理以中学物理为主。其目的主要是激发学生学习物理知识、研究与探索物理规律的热情和积极性,加深对物理规律的切身感受和实际体会,提高他们的动手动脑能力,激励创新精神。
对于二年级学生,设计性研究性实验的主要目的是提高他们的实际动手进行科学研究工作的能力。这包括查阅文献资料的能力,根据具体要求设计实验的能力,在实践中发现问题、分析问题、解决问题的能力,以及总结、归纳能力,撰写、宣读论文的能力(书面与口头表达能力)等等。
在前两个阶段学习的基础上,对三年级学生可明确提出“创新”的要求,三年级学生的设计性研究性实验就是以“获得创新成果”为目的,要求学生完成一至二个小型研究课题。这些课题具有一定的创新性,课题涉及的实验内容与方法具有综合性,要求学生自己调研和查阅资料,自己设计、装配、调试实验装置,直至完成。
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4-2-2知识模块顺序及对应的学时
一年级本科生的设计性、研究性实验对学时要求较为宽松,学生可以1次实验(2-3学时)完成多个实验,也可以只完成1个实验。如果学生对某个实验特别感兴趣,想深入钻研,也可以几次实验时间完成1个实验。
二年级本科生的设计性、研究性教学实验要求学生在9-15学时内,按要求完成1个实验课题。
三年级本科生的设计性、研究性教学实验要求学生在一个学期(54学时)的学习中,完成1-2个小型研究课题。
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4-2-3课程的重点、难点及解决办法
本课程的重点是以学生为主,学生自己选题、自己确定实验的内容和深度、自己查阅资料、自行设计实验装置、自行准备实验器材、自行拟定实验步骤、自己动手动脑去进行研究并完成实验。
难点在于教师如何指导学生自己完成实验,而非帮助学生完成实验。
解决方法主要是进行启发式教学,学生与教师定期进行讨论。
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4-2-4实践教学的设计思想与效果(不含实践内容的课程不填)
实验没有标准答案。实验的器材选择、步骤安排、数据获得、结果讨论,一切都是开放的。这样的课题可谓是‘科学研究的小型化、学生实验的拓展化’的成功尝试,它对于我们的科学精神、科学态度和意志力的培养都大有裨益。
学生可以做自己想做的事情,可以自己查阅资料、自己设计实验,并培养合作和团队精神。
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4-3 教学条件(含教材使用与建设;促进学生主动学习的扩充性资料使用情况;配套实验教材的教学效果;实践性教学环境;网络教学环境)
实验中心编著了《设计性研究性物理实验教程》供学生使用。该教材中在实验原理方面用大量问题来引导学生思考和学习,同时罗列了一些参考资料供学生查阅;在实验内容方面仅给出实验要求而没有具体做法。
对一、二年级的设计性实验,因其人数较多,实验室的开放与常规实验基本相同,只是在实验时间上可以由教师灵活掌握,可适当延长实验时间。对三年级的设计性,由教师与学生自行商定实验时间,在该时间段中学生可以自由使用实验室。在仪器设备方面,主要由学生提出要求,教师根据实验室具体情况予以满足,部分实验室没有的仪器设备可以购买或从其它实验室暂借。
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4-4 教学方法与教学手段(含多种教学方法灵活使用的形式与目的;现代教育技术应用与教学改革)
实验中心主要对实验的考核进行了改革。
对一年级学生要求较低,成绩考评以实验报告为主;部分有能力的学生可以撰写论文,视论文质量给予适当加分。
对二年级学生除要求写实验报告外,每人至少撰写1篇论文,成绩考评以平时实验报告与所写论文的质量为准;对较好的学生要求他们做简短的口头报告,以确定能否得A等。
对三年级学生要求每组学生(2人)合作撰写学术论文,并且每人要做5-10分钟的口头报告,口头报告使用PPT,形式与学术会议相同。成绩评定视论文质量而定,能够在国内正式学术刊物上发表的,方可得到A等。
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4-5 教学效果(含校内同事举证评价、校外专家评价及有关声誉的说明;校内学生评教指标和近两年学生的评价结果;课堂教学录像资料要点)
北京大学吴思诚教授认为:“上述成果,在国内高校产生了积极的影响,推动了全国高校物理实验教学的改革”,“推荐复旦大学把它们的设计性研究性实验申报为精品课程”。
实验中心对参加了设计性研究性实验的学生进行了调查。他们一致认为,设计性研究性实验,是一种让他们有更多的独立自主,对实验方法进行设计、对实验结果进行研究的实验,与传统的测量性或验证性实验相比,它更有利于培养他们的开拓精神和创新能力。他们普遍反映,“我们经过设计性研究性实验的磨练,感到它最大特点就是:没有标准答案。实验的器材选择、步骤安排、数据获得、结果讨论,一切都是开放的。这样的课题可谓是‘科学研究的小型化、学生实验的拓展化’的成功尝试,它对于我们的科学精神、科学态度和意志力的培养都大有裨益。许多科学家的成功都是从实验室中的独立思考开始的,设计性研究性实验不正是为这种独立思考提供了最肥沃的土壤么?”(物理系00级周亚俊)“我们可以做自己想做的事情,可以自己查阅资料、自己设计实验,并培养合作和团队精神”(物理系99级周立辉)……除了物理系以外,其他各系学生也很欢迎设计性研究性实验。他们说:“最吸引我们的地方是可以充分发挥自己的动手能力”(材料系,曹荣根),“对我们掌握物理知识和高科技知识起了很大的作用”(世界经济系,马红),“在创新能力的培养上给了我们新的启迪”(国际金融系,周文耀),“是素质教育的一个好课程”(生命科学院,潘新竹)。……在调查中,许多学生都提出希望增加实验课时,有的甚至提出,要自己另外化钱,象计算机买“上机票”那样买“实验票”来做实验。虽然这样做的可行性还有待研究,要真正实施也还有许多问题要解决,但学生的这种要求充分表明,他们对实验的兴趣大大增加了。通过这些实验,学生的动手能力和创新精神大为提高,二十多篇已发表的论文雄辩地证明,他们在这些实验中所取得的收获和达到的水平,是过去常规实验所不可比拟的!
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