时间：2023-03-30 10:39:45
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇物理实验设计论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
大学物理设计性实验的内容一般由以下几个方面组成:学习态度、合作精神、探究能力、社会实践和交往能力、收集和处理信息的能力、实验态度与习惯、实验设计与操作技能等。这些评价项目是在学生从事具体的设计性实验过程中表现出来的,可以将这些内容与具体的实验课题要求进行整合,确定具体的、可供操作的指标体系。第一个维度是知识与技能,主要涉及学生在设计性实验开展前对大学物理基本概念、原理和方法的掌握程度,对大学物理实验常用仪器设备的操控能力和对大学物理实验常用实验方法的运用能力。第二个维度是实验过程要素,主要涉及行为素质和基本的发展状况。a.实验题目或实验目的的选择和确定情况。要使大学物理实验项目或实验目的的有意义。b.实验方案的制定状况。学生制定具体设计性实验方案的能力、实验方案本身的合理性程度、实验方案的具体化程度等。c.实验过程中的具体行为方式。学生在实验过程中的具体行为包括：操作的合理性、思维方式的多样性、参与实验情境的深度、文献资料和具体背景材料的搜集情况等。d.实验结果的总结情况。学生要及时的评价的实验报告、论文、成果或研发产品的质量等。第三个维度是实验过程中学生的态度和情感发展。主要涉及行为所反映的情感、态度和价值观的发展状况,包括:学生参与活动的主动性、积极性和创造性状况；学生在活动中的合作精神；学生各种良好思想意识的发展状况,如环境保护意识、社会责任感、服务意识、安全意识、效率意识等。
2大学物理设计性实验体系设计与实践研究的内容的实施方案
大学物理设计性实验体系设计与实践研究的内容评价的方案制定包括确立目标,科学选择内容、设计工具、灵活运用实验方法等环节。这些环节相互之间既紧密联系又相互制约。明确目标和内容是选择实验方法的基础。笼统或琐碎的实验标准将不利于数据和资料的收集,而没有准确、有效的数据,就不可能达成正确的实验结论,从而影响实验的反馈以及最终合理改进建议的提出。必须针对不同的实验项目选取恰当的实验方式方法,并利用反馈意见改进实验设计,促进学生综合实验素质的发展。其最终目标是学生在进行实验活动过程中逐步生成的。必须针对不同的实验项目选取恰当的评价方式方法,并利用评价反馈改进实验设计,促进学生综合实验素质的发展。根据大学物理设计性实验课程的价值追求和课程特点,大学物理设计性实验多维度评价的目标包括知识与技能,过程与方法,情感、态度和价值观3个维度。2.1收集、分析和处理信息。学会收集信息的各种基本方法,尝试运用调查、考察等方法及利用图书馆、网络等基本信息工具；能够对收集的信息或资料进行初步分析和处理；能够在团队中进行信息交流。2.2问题解决。学会自主提出问题、制定解决方案,并通过实验过程验证方案的合理性；开展问题探究,尝试探究活动,体验探究过程；提出问题解决的策略。2.3动手操作。计划和组织一个实验项目的实施；尝试运用已有的仪器设备或通过改造或自制设备完成实验项目；具有基本的信息操控技术和素质。2.4表达与交流。能够自主地与指导教师或专家进行联系,并学会在实验中自我管理；能够以书面和口头等不同的表达方式,表述实验的结果、体会或思想情感；学会结果分享。2.5情感、态度与价值观。养成参与意识、服务意识、合作意识、环保意识、效率意识、安全意识、科学精神、创新意识；形成社会责任感和义务感,形成负责任的工作态度和生活习惯。
3大学物理设计性实验体系设计与实践研究的内容的启示
3.1在实验过程中进一步认识实验设计体系的重要性。在实验过程中发现了许多大学物理设计性实验课程实施中的问题,比如指导教师学科分工的问题、实验过程中教师的指导问题、实验过程中资料的规范性问题、指导教师的培训问题等,这些问题都要在今后的教学中进行整体规划设计和落实。3.2实验指导教师在测评过程中得到培训。在实验教学中,教师的指导往往过于宽泛,针对性不强,缺乏具体的指导行为和指导规范,部分教师不明确自己在指导实验过程中的具体指导任务有哪些方面,因此指导方式、指导行为存在着一系列问题。实验指导教师在评价过程中进一步了解了实验教学的目标和要求,对指导学生实验有了更深刻的认识。3.3学生实验素质得到了全面发展。大学物理设计性实验体系设计与实践研究提高了学生合作意识。在大学物理设计性实验实施过程中,增多了学生之间的交往合作机会，实验时，学生分工合作,在团队中学会与人相处,发展协作素质；增强了学生的自信心，大学物理设计性实验开放的教学方式；培养了发现问题、解决问题的素质,激发了学生的创新潜能；同时也激发了学生关注生活的热情设计性实验的开展密切了学生与指导老师的联系,激发了学生关注生活的热情。
4结论
“感应电流的方向”这节课重点就是让学生对楞次定律进行探究、理解和应用。一般情况下，对“楞次定律探究”的教学是这样设计的：
1.创设情境，复习引入
问题一：电流计指针偏转方向与通入电流的关系？【实验一】探索电流计指针偏转方向与通入电流的关系。师：如何才能知道指针偏转方向与电流进入方向之间的关系？是否可以通过实验来确定呢？【学生实验1】学生按图接好电路，探究指针偏转方向与电流进入方向之间的关系，并完成下表。结论：电流从何方流入指针就向何方偏转。问题二：感应电流产生的条件？【实验二】感应电流产生的条件：师：在上述实验中，我们已经得出感应电流产生的条件是什么？生：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。师：磁铁插入与抽出时，指针偏转的方向相同吗？指针左偏与右偏意味着什么呢？生：不同。指针偏转不同，表明电路中的电流方向不同。问题三：怎样判断通电螺线管中的电流方向？师：怎样判断通电螺线管中的电流方向呢？生：根据电流计指针的偏转方向和螺线管上的导线绕向来判断。问题四：怎样判断通电螺线管中的磁场方向？师：怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢？生：根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。师：那么感应电流的方向是否遵循什么规律呢？本节课让我们通过实验来进一步探究。
2.确定课题，分组探究
【学生实验2】学生按图接好电路，做实验并填附表。
3.分组总结，难点依旧
描述实验现象，填表。讨论回答：师：穿过闭合回路的磁通量的增减会导致什么结果？生：有感应电流产生。师：感应电流又会产生什么？生：会产生感应磁场。师：那么这两个磁场的方向之间有什么关系呢？请大家分成两组来回答。【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程。（1）N级向下插入原磁场方向向下磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。（2）S级向下插入原磁场方向向上磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。（1）N级向下拔出原磁场方向向下磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。（2）S级向下拔出原磁场方向向上磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。结论“：增反减同”，即：判定感应电流方向的方法，其内容为“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，由此得出了楞次定律。在这个教学过程中，学生的学习效果如何呢？实际教学中，学生共分成八个小组，其中有三个小组的实验表格不清楚怎么填而求助于教师，三个小组的表格填了一部分，而只有两个小组在参照课本的情况下填得比较好。这说明，虽然在教学中运用了各种物理学方法，但并没有有效地帮助学生理解物理学知识。可想而知，之后楞次定律的得出也就比较困难，对定律理解也就不够透彻。如何“有效”运用这些物理学的方法呢？关键还是要结合学生学习的实际情况，合理地运用物理学方法。于是，教师带领学生对这一实验设计进行了如下的改革，取得了很好的学习成效。
二、改革后的实验设计方案
1.实验法
所谓实验教学法，是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。实验法是学生做好实验的前提和基础，教师耐心细致地做好这一步，才能帮助学生顺利进行后面的分组实验。于是，教师带领学生对实验教学过程做了如下改进：（1）创设情境，复习引入【实验一】产生感应电流的演示实验。教师演示分步连好电路，由学生上讲台操作，全体学生观察。问题一：怎样做能够产生感应电流？生：将条形磁铁不断插入或拔出螺线管。问题二：为什么产生了感应电流？（感应电流产生的条件）生：闭合回路中磁通量发生了变化。问题三：灵敏电流计的指针偏转与螺线管中的电流方向有什么关系？生：电流从哪边流入灵敏电流计，指针就向哪边偏。根据指针的偏转情况就能判断出螺线管中的电流方向。问题四：怎样判断通电螺线管中的磁场方向？师：怎样判断通电螺线管中的磁场方向呢？生：根据通电螺线管中的电流方向用安培定则判断。师：那么感应电流的方向是遵循什么规律呢？本节课让我们通过实验来进一步探究。（2）确定课题，互动探究【实验二】探究感应电流的方向。教师实验：N极向下插入螺线管中，请学生记录实验现象，把电流方向标在下图中。学生分组：N极向下从螺线管中拔出，S极向下插入螺线管中，S极向下从螺线管中拔出，分别记录实验现象，并把电流方向标在下图中：由于有教师在【实验一】中的电路连接演示及在【实验二】中的实验操作演示，学生的实验做得很顺利，实验现象的记录也很准确，可以说又快又好，有效地完成了这一教学环节。那么接下来，如何由实验现象整理和归纳出所要得出的结论，这就要看归纳法运用得是否有效了。
2.归纳法
所谓归纳法是指从个别元素中概括出一般结论的思维方法，也可以指学科学习中具体的一种科学方法。由实验现象归纳得出物理规律，在学生的学习过程中具有重要作用。于是，教师进一步对教学中的归纳过程做了如下改进：首先，降低填表难度。整个表中对每一个实验现象分析所需要填写的空格被缩减为两个，如下所示：其次，设置问题，引发学生的思考。师：通过实验，我们知道了在不同情况下感应电流的方向（已画在图上），那么请大家分析一下，感应电流的方向与什么因素有关呢?生甲：可能与磁感应强度B的方向有关。生乙：可能与条形磁铁的运动方向有关。生丙：可能与磁通量的变化有关。分析：由过程一、二判断感应电流的方向与磁感应强度B的方向无关。由过程一、三判断感应电流的方向与与条形磁铁的运动方向无关。同样，由过程一、三判断感应电流的方向与磁通量的变化无关。那么，到底与什么因素有关呢？最后，难点由教师引导学生突破。师：感应电流会产生磁场吗？生：会。师：请大家画出感应电流的磁场方向，并分析原磁场方向与感应电流的磁场方向有什么关系？分成两组来回答。【小组一】条形磁铁插入螺线管的过程（1）N级向下插入原磁场方向向下磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。（2）S级向下插入原磁场方向向上磁通量增加产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相反感应磁场的作用：阻碍原磁场增加。【小组二】条形磁铁拔出螺线管的过程。（1）N级向下拔出原磁场方向向下磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向下二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。（2）S级向下拔出原磁场方向向上磁通量减小产生的感应电流的磁场方向向上二者方向相同感应磁场的作用：阻碍原磁场减小。得出结论“：增反减同”即这样设计的实验和学习课程，实际的实验过程顺畅了，学生几乎都能认真完成实验，记录下观察到的现象，并经过分析讨论得出了自己的结论，为楞次定律的进一步理解和应用打好了基础。由此可见，在教学过程中，关键是要保证让学生理解相应的知识。所以，任何教学过程都应当按理解的要求进行整体设计；任何教学方法的应用，都是为实现这一目的而服务的。因此，教学实验设计必须考虑让学生透彻理解的有哪些内容，怎样才能有效地帮助或引导学生理解这些内容，这些内容的理解过程应当运用哪些物理学方法最适合，在理解这些内容的各个阶段应分别达到什么要求，等等。假如我们对这些问题搞得比较清楚，在教学过程中恰当而有效地运用好物理学的方法，教学质量就会有大幅度提高，学生的学习也会有较大突破。
三、结论
物理化学实验过程中可以很好地将理论课程上所学习到的定律、公式应用到解决实际问题上．以蔗糖水解反应的速率常数为例，第一组同学按照传统教学过程，首先学习一级反应动力学方程ln［A］0［A］=kt，讨论一级反应动力学的特点以及半衰期等．学会利用动力学方程求算时间、物质浓度、速率常数、半衰期等数据，然后按照给定的实验步骤进行蔗糖水解反应速率常数的测定实验．第二组同学参照实验设计教学过程，首先提出目标，需要测定蔗糖水解反应的反应速率常数k，然后学习一级反应动力学方程的推导过程，介绍一级反应动力学的特点．学生讨论如何设计实验测蔗糖水解反应的反应速率常数k:蔗糖在酸的催化下的水解反应可看作准一级反应，利用一级反应动力学的公式ln［A］0［A］=kt，从公式ln［A］=－kt+ln［A］0中可以看出以ln［A］对t作图得到一条直线，斜率为－k，因此需要测量不同t时刻［A］的浓度，然后以ln［A］对t作图得到一条直线，通过斜率即可求得反应速率常数．此时教师可提出测量某一时刻物质的浓度一般有两种方法:化学法与物理法，其中物理法更方便操作．
所谓物理方法就是利用某些物理性质与物质浓度的依赖关系，使用物理仪器快速准确测定出某一时刻的物理性质，再转换成物质浓度与时间的关系．根据蔗糖水解反应中反应物和产物都是有旋光性的，可以选择旋光度这个物理性质作为浓度和时间之间关系式的桥梁．利用旋光度与浓度的关系将反应动力学方程中浓度和时间的关系转换成旋光度和时间的关系，因此只需要测定不同时刻体系的旋光度值就可以求算出反应速率常数k．学生选择需要的实验仪器和实验材料，设计具体的实验步骤，教师对整个流程进行评价和改进，最后在具体的实验过程中验证结果．实验结束后讨论问题:为什么要进行零点校正，可用什么物质进行零点校正，蔗糖的初始浓度对实验测定有没有影响等等．在学完二级反应动力学以后，教师还可提出延伸问题:如何利用电导率测定乙酸乙酯皂化反应(二级反应)的速率常数?第二组同学大致可以提出相应的实验过程，而第一组同学则大都不知道该如何处理．两组学生比较，第二组学生对公式的利用、实验过程的处理等都较第一组学生要好．通过整个实验设计流程，学生可牢牢记住相应的动力学方程公式，同时会对具体的实验操作过程进行积极探索，对以后理论知识的学习也有很好的促进作用．
2激发学生自我学习和自我思考的兴趣
很多时候，学生不知道物理化学中的理论和定律有什么具体用途，因此学习起来没有兴趣，只是被动地背诵公式定律．物理化学实验设计过程的教学环节能够激发学生的主观能动性，提高学生自我学习和思考的能力．以燃烧热的实验测定为例，两组学生首先学习理论课程中燃烧热的定义，理解恒压热效应与恒容热效应的区别．利用氧弹式量热器分别测定待测样品和基准物质在量热器中完全燃烧引起的温度升高值，再利用基准物质已知的燃烧热来计算待测物质的燃烧热．现在的实验装置大都采用自动化和计算机处理，第一组学生除了简单掌握量热器和压片机的使用方法外，对物性燃烧热方面的信息知之甚少，学生也没有太大兴趣去深入讨论和研究．第二组学生采用实验设计过程的教学方法，首先指导教师介绍燃烧热在实际生活中的各种应用，例如燃烧焓的测定广泛应用于各种热化学计算中，测定有机物的燃烧焓，可计算相应的生成焓数据，从而可以了解其稳定性、反应性、生成机理、分子结构、能量规律等特点，对于掌握该化合物特定组成等有重要意义．氧弹量热法也广泛应用于污泥、废物、煤发热量的测定等等方面，对于泥煤的深度开发和综合利用有广泛意义．通过这些知识的讲解，让学生首先对即将学习的实验有一个背景认识，知道将来在哪些方面可以有广泛的用途，从而激发学生的主动学习兴趣．然后再介绍氧弹技术的原理和燃烧热测定实验的基本过程，这时学生对实验课程的理解和掌握就会有明显提高．采用这种教学过程的第二组学生与第一组学生相比，首先在听课过程中注意力就有明显提高，思维也能随着教学内容灵活转换，在实验过程中也能够自己分析和处理一些常见问题，这些都是学习兴趣被激发出来的结果．因此，实验设计教学过程可以激发学生的学习兴趣．
3提高学生的科研创新和分析解决具体问题的能力
创新是科研工作的灵魂，教学过程中应加强培养和提高学生的科研创新能力．对于物理化学的各个研究方向来说，物理化学的实验设计过程在不同程度上会对学生的创新精神和分析解决实际问题的能力具有积极的作用．以凝固点降低法测物质相对分子质量实验为例，两组同学首先同时学习稀溶液的依数性:加入少量溶质引起溶剂性质的改变，例如蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高以及渗透压的改变．这些性质的改变值只与溶质的数量有关，而与溶剂的性质无关．利用一相为纯物质时两相平衡温度与组成的关系可以推导出相应的定量关系式．其中，凝固点降低这个依数性质是一种常用的测量相对分子质量的实验方法．第一组同学学习凝固点降低公式，知道凝固点降低的改变值与溶质的质量摩尔浓度成正比，能够通过题意利用公式求解出相应的数值．第二组同学在学习完凝固点降低公式后，引导学生利用此公式进行溶质相对分子质量测定的实验设计．
首先从公式推导中可以看出，公式中有我们需要最后求的MB，凝固点降低常数Kf可以查得．所需要的就是纯溶剂的凝固点和加入少量溶质后溶液的凝固点Tf的值．所以整个实验设计的关键就在于如何测定液体的凝固点．所谓凝固点是指一定压力下，随着温度的降低，液体中逐渐出现凝固现象，固液两相平衡时的温度．引导学生自己选择实验器材设计实验:要想测得凝固点，就需要将待测液体放到一定的冷却介质中，例如冰水混合物，还需要精密温度计随时监测液体中温度的变化．此时教师给出提示:凝固点的准确测定并不容易，包括固液平衡的判断以及凝固热的放出对测量的影响等等，因此采用步冷曲线法测定相应的凝固点更为常用．学生讨论具体的实验步骤，教师进行指导修正，完成实验设计过程．两组同学同时开展凝固点降低法测定溶质相对分子质量的实验，通过实验过程中的比较可以看出，第一组同学大都只能按照书上的步骤进行机械操作，在操作过程中不知道何种因素会对实验产生影响，更不明白怎样对实验进行改进．而经过实验设计过程的第二组同学大都对实验细节比较注意，例如为什么需要冷冻管和空气套管，冷冻管要竖直放置，不要靠在空气套管上，还有冰浴槽的温度、磁子的搅拌速度对实验测定的影响等等．在实验结束后，第二组同学在实验数据的分析处理上也较第一组好，能够利用步冷曲线法合适地得到相对准确的凝固点数值．第一组同学在思考题的解答上也与第二组同学有明显差距，大都不明白一些针对实验过程的问题如何进行分析解答:例如溶质的量是否加入的越多越好，冰浴槽的温度过高或过低对实验数据有什么影响，高温高湿季节做此实验是否会影响准确度等等．
4结语
1929年哈勃宣布：“宇宙正在膨胀着。星系之间的空间随时间线性增加，星系本身并没有改变；而且星系越远，离去得越快”〔1-P115〕。而后，由列梅特、伽莫夫等人发展为大爆炸理论，基本要点是：在100-200亿年之前，宇宙生之于一次大爆炸，物质、能量、时间和空间都由爆炸中创生，爆炸前那种原始的无限稠密被称为“奇点”,由爆炸引起的膨胀，现在仍在继续着。从30年代开始，膨胀的宇宙模型已经为大多数宇宙学家所接受，现在被称为现代宇宙学标准模型。现代宇宙学被定义为：“以广义相对论为理论基础，以哈勃定律为观测依据，并在宇宙学原理的假设下,研究整体宇宙的结构、运动和演化规律的一门学科”(2-P85)。
此前15年，斯利弗在美国天文学协会的一次会议上，公布的观察结果是：“一些明亮星云(后来被证实是星系)，既有蓝移的，也有红移的”；更远的弱光星云，“全都展示红移”(1-P111)。没有做出任何解释。哈勃有效地以“宇宙梯”法解决了确定星系距离的问题之后，通过对自己测定的24个河外星系距离的分析，发现红移量大致同星系距离成正比，即(λ1-λ0)/(λ2-λ0)＝D1/D2。当时普遍认为，这个结果“唯一可能的物理学解释便是河外星系都在以正比于它们距离的速度退离我们而去”〔3-P140〕，由此得出的H＝V/D，被称为哈勃定律。其中H为哈勃常数，D为星系距离，V为星系退离速度。D和V“都不是可测量的量”(8-P403)。
哈勃定律作为膨胀宇宙论的基础原典、现代宇宙学的观测依据，存在如下纰漏：1、该定律中既没有可观测的物理量，何以能成为“观测依据”?又缺乏作为必要条件的观测数据，如何判定其正确?
2、设星系在t内退离距离D=Vt=HDt；依据哈勃关系式λ/λ=D/D，λ应随时间线性增加，即该定律成立的必要条件是红移谱线持续移动而不是红移。
3.取H=3×10-2m/s光年，代入λ/λ=D/D=Ht=3×10-2m/s光年·t=10-10/年·t可知，任一星系的λ/λ都将以每年10-10持续增加。60年代观测精度(λ/λ～2.5×10-15)已达这个数据的4×104倍，要证明哈勃定律成立，就必须提供对同一星系λ/λ随时间线性增加的观测证据。
近40年来，新理论与新技术的结合，相继发现了一些不调和的红移现象。海尔天文台的阿普80年代末就宣称：“我们已知有38个不调和红移天体与24个星系相关联。这个数字之大，不允许我们将它一笔勾销”(1-P151)。依据这些佐证，至少在某些情况下，关于红移跟膨胀关联的传统解释是错的。
红移跟运动的关联确实并不具有唯一性。依据狭义相对论，运动物体发出的光被静止者观测时将发生频移，和声波频移机理相同，用多普勒效应解释没有错。依据广义相对论，具有强引力场的静止物体发出的光，在引力势较高处观测也要红移。即光的频移有两种机制，声波频移却仅有一种，用多普勒频移解释光现象就必然会丢失引力频移机制。通常的解释是：“引力不能定量解释星系的普遍红移，引力效应至少不占主导地位”(4-P509)，可以忽略不计；霍金的说法是：“星系的引力场没有足够强到对它有明显的效应”(5-P47)。
哈勃宣布宇宙在膨胀时，全世界能够理解广义相对论的人寥若晨星，“据记载，本世纪20年代初有一位记者告诉爱丁顿，说他听说世界上只有三个人能理解广义相对论，爱丁顿停了下，然后回答：我正在想这第三个人是谁”(5-P83)；50年代之前，“广义相对论大体上是数学的一个分支”，60年代之后才“从考察数学结构到开始按照物理来思考”(6-P72)；尤为重要的是，这个时期利用穆斯堡尔效应在高度差H=22.5m的条件下，“极其精密地测得57Fe的一条γ谱线的紫移，波长相对变化仅有λ/λ≌gH/C2～2.5×10-15，与理论预告值在误差范围内符合”(7-P94)。引力频移被精确地测量出来后，就不得不承认“引力是一种极其巨大的力量”(6-P66)。即此不难算出，在地球引力场中γ光子通过22.5m，需时t1=h/C=22.5m/3×108ms-1=7.5×10-8s。
由哈勃关系λ/λ=D/D=Ht=10-10/年·t；当λ/λ～2.5×10-15时，t2=2.5×10-15×3.15×107s/10-10=7.88×102s。
依据平直而各向同性的宇宙学原理,当λ/λ～2.5×10-15时，引力效应/哈勃效应=7.88×102s/7.5×10-8s=1.5×1010。很显然忽略引力效应肯定是个重大失误。
大爆炸——膨胀宇宙论被称为标准宇宙模型，存在3个问题：其一、不考虑引力效应就不符合现代宇宙学的定义；其二、40年前就测出的引力频移比膨胀效应大1010数量级，早已粉碎了“唯一的物理学解释”神话；其三、“广义相对论用时空结构的几何性质来表示引力场”(8-P328)，哈勃当时并不理解，用多普勒效应解释红移属于以偏概全；时至今日如果仍不考虑引力效应，宇宙常数偏小、退离速度偏大的错谬，将永远不可能得到纠正。
为了确定引力跟红移的定量关系，特作如下讨论：
一、改变高度差重做穆斯堡尔实验，依据两次测得的数据，可以确定：
1、红移相对变化量跟距离还是距离平方相关；
2、导出相关公式，为比较引力贡献和哈勃贡献提供依据。
二、有人认为，光在漫长的星际旅途中会受到无数恒星的影响，其左弯右折必然使红移量产生较大改变，无法予以判定。其实并非如此，可依据右图阐明如下：图中A为发光恒星，M、N为两个恒星，P为太阳；光线AB受它们影响的实际传播线路为AB、BC、CD、DE、EF；F为地球，FA为依据经验认定的光传播线路。实际上BC是光在M附近沿能级相同的测地线通过的轨迹，能够影响红移的仅为B′C′。即此可得如下推论：
推论1、光无论受多少恒星影响发生左弯右折，决定红移或紫移的只有直线距离。
推论2、A使光红移，F使光紫移，由于M地《M恒，地球的影响可以忽略不计。
推论3、由实验得出的公式，可以用于定量解释星系的普遍红移，同时将成为确证哈勃定律正确与否的判据。
参考书目
1、(美)巴里·派克著爱因斯坦的梦湖南师范大学出版社1989年
2、薛晓舟等著现代物理学的哲学问题河南大学出版社1996年
3、袁正光主编领导干部科普知识全书改革出版社2000年
4、大百科全书编委会大百科全书·物理卷大百科全书出版社
5、(英)霍金著许明贤等译时间简史湖南科技出版社1995年
6、(英)霍金著胡小明等译时间简史续篇湖南科技出版社1995年
7、倪光炯等著近代物理上海科技出版社1979年
8、董光璧等著世界物理学史吉林教育出版社1994年
二、光速不变与波粒二象性
在讨论这两个问题之前，首先需要廊清物理学理论中的3种观念。
1、物理学不研究“物质”，正如没有人能够讲出“水果”是什么滋味一样，因为二者都是抽象的类概念。实际上物理学只研究质量、电量、能量跟时空的关系，“物质”属于误用的哲学概念。
2、从牛顿那个时代开始，物理学就分牛顿范式和非牛顿范式，前者研究孤立质点运动的规律，后者探讨热、光、电、磁的本质；现在已经非常清楚，热、光、电、磁现象的本质都是电磁波，统称为能量。
3、现代物理学理论可以分为以质量计量、用时空描述，以能量计量、用位形描述两大体系，物理客体理应分为质量系统和能量系统两大类。同理粒子物理学就应该分清质量子(即费米子)和能量子(即玻色子)，本质差异在于有没有静质量。
据此，先讨论光速不变问题。
所谓的光速不变是一种简称，实际所指是光速与光源运动的速度无关，或曰：光总是各向同性的。依据“质量是惯性的量度”，光子没有静质量，自然就应该与光源的惯性无关。人们通常表现出的“不理解”，根源在于误认为任何“物质”都具有惯性，忘记了惯性只与质量相关，属于牛顿范式独霸天下产生的常识性错误，不清楚物理客体应该分为质量系统和能量系统两大类。
讨论光的各向同性，首先必须依据两系统结构论确立如下观念：所谓的宇宙是质量体(包括电子、质子、原子、分子到其大无比的天球)悬浮在能量海洋(即连续辐射)中的巨系统。只有当能量(子)从质量体中放出(或被吸收)时，才表现出一份一份的粒子属性，被称为光子；而这种能量(团)在连续辐射的海洋中传播时，则总表现为波。只需要以石块掷入水中后，水波总是各向同性传播为类比，就很容易理解光波总是各向同性的道理。
得布罗意提出波粒二象性，至今已有七十余年，开始时说微观“物质”既是粒子又是波，后来改为既不是粒子又不是波；由于实际测量的结果是：用干涉仪得到衍射图象，用计数器记下的是粒子数，就将微观粒子的实在性跟意识联系起来，认为究竟是粒子还是波，由测量者的意识所决定，关键在于选用什么样的仪器。直到今天波粒二象性依旧是个说不清道不明的谜。
实际上只需要摈弃掉“物质”这个误用的哲学概念，并承认物理客体分质量、能量两个系统，问题即可以迎刃而解。光子的波粒二象性已如前述，只需要将在能量海洋中传播和由质量体吸收(或放出)分开考虑，答案就已经非常明确：波属于能量系统的属性，而粒子性总跟质量系统相关。
光子属于能量子，现在讨论质量子的问题。依据量子运动的特点，粒子永远不会停止运动。按En＝n2h2/8mL2被关在L＝4A箱内的电子(m=me=9.1×10-31kg)，最低能量状态(基态)也还有2.3eV能量，通常称它为电子的动能，又是一种植根于“物质”这个误用概念的常识性错误。量子场论承认微观存在分粒子和场，每一种粒子都对应着一种场，却讲不清二者之间的关系究竟如何。只需要将电子放到质能两系统结构论的框架去考察，就不难发现所谓的电子动能并非属于电子，而是网络态的能量海洋作用于电子的结果。任何粒子实际上都处在“树欲静而风不止”的被动状态，传统将这种能量理解为电子“自能”，是基于质、能不分产生的常识性错误。试想：空中悬浮的气球不能静止的原因在于空中能量分布不均衡，水中木屑的动能亦来自于水，都不属于气球和木屑自身所有；即此为类比就不难理解粒子性和波之间的相互关系。
结论：所谓的波粒二象性，是使用分别适用于能量或质量系统的仪器，检测由质量子和能量子构成的复合态产生的不同效应。
验证实验：同时使用干涉仪和计数器对质量子进行观测，当光栅的隙缝小于粒子的直径时，放在光栅背后的计数器就不会记下粒子数。理由是通过光栅的只能是能量海洋中传递的一列波，具有静质量的粒子将被“滤”掉。
三、绝对时间和相对相间
牛顿将时间分为“自身在那里流”的绝对时间和“可感知的及外界的度量”的相对时间。狭义相对论预言“动钟变慢”；广义相对论预言“一个钟所处的引力势越低(深)，它走得越慢”。通常都说相对论的预言被证实，说明牛顿的时间观念是错的；实际上恰恰相反，即此正好证明了时间确实有绝对和相对之分。
牛顿之前，惠更斯已导出单摆周期公式T＝2π(L/g)1/2，据此发明的摆钟至今仍在使用，其走时快慢与g直接相关：g越大，T越小，走时读数即变大；反之即被称为变慢。这个结果为什么正好跟广义相对论的预言相反呢?因为物理学研究的客体分两个系统：一是由牛顿范式沿袭而来的，用质量计量、用时间和空间描述运动的质量系统；一是由非牛顿范式沿袭而来的，用能量计量、用位形描述运动的能量系统。摆钟的读数属于质量系统计量的相对时间，可以通过调节摆长L使所有的钟走时一致，其作用直接源于发条的弹性势。刚旋紧发条时走时慢些，发条松弛时走时即变快。
用原子钟实测的结果正好跟广义相对论预言一致，这又是为什么呢?由于原子释放能量子跟它所处环境的能级直接相关，而能量子的T即代表该能级的内禀时间，由能密梯度g′决定，是无法人为改变的，故而称之为绝对时间。
如图所示，行星R从远日点N向近日点M运行时，动能(正能)逐渐增大，g亦随之增大；由M向N运行时，势能(负能)逐渐增大，g′亦随之增大。沿NM方向，正能密梯度g递增，负能密梯度g′递减。原子钟走时由g′决定，显示的是绝对时间；摆钟走时由g决定，显示的则是相对时间。
小结：绝对时间是弯曲时空(负能密梯度决定其曲率)的内禀时间，传统使用的摆钟“度量”的属于相对时间。当使用人为规定的时间标准去度量负能量海的内禀时间时，就必然会出现时间变快或变慢的实测结果。
验证实验：将在同一地点校准的摆钟和原子钟各一枚，用气球带上高空，依据电台播放的校钟讯号去校钟时，原子钟的读数要大些(变快)，摆钟则变慢。
意义：该实验可以确证：
1、狄拉克所说的负能量海即是充满连续辐射的广袤空域；
关键词：讨论设计；问题设计；小组讨论
一、研究的缘起
1.课改要求
我国基础教育课程改革的一个重要而具体的目标，就是要改变至今仍普遍存在的学生被动接受知识、运用题海战术应对考试的学习方式，倡导学生主动参与学习。讨论学习就能充分发挥学生的主观能动性，让学生独立思考，大胆探索，标新立异，积极提出自己的新观点、新思路和新方法。对比新旧教材，不难发现，新教材增加了大量形式多样、内容丰富的“思考与讨论”专题，可见讨论在物理课堂教学中有着不可替代的作用：
（1）有利于激发学生的学习兴趣，强化物理学习动力
学生学习动力来源有两个方面：一是明确的学习目的，二是浓厚的学习兴趣。由于社会变迁，生活条件改善，一些中学生的学习毅力变得越来越弱，因此激发他们的学习兴趣是提高学生学习效率的关键。教师可利用学生强烈的好胜心理，让他们参与问题讨论，认真钻研，获取知识，解决问题。当求得知识后，学生的好胜心理就会得到满足，从而增强学习兴趣，强化学习动力。
（2）有利于培养学生的发散思维能力
新教材中“思考讨论”栏目是在众多教师长期的教学实践中总结和挖掘出来的，具有优选性和科学性。教师合理使用这些“思考讨论”，组织学生讨论学习，不仅可使学生加深理解所学知识内容，而且对于培养学生的发散思维能力有不可替代的作用。学生具有发散思维能力，才能从多角度、多层次思考问题和采用多种方法通过不同的途径探求知识、解决问题。
（3）有利于开展研究性学习
学习讨论的内容并不是特定的知识体系，有许多来源于学生的生活和社会实践。在讨论时教师立足于研究、解决学生关注的社会、生活问题，这样，研究性学习就水到渠成了。在讨论时，学生可以体验到“科学家解决问题的过程”，从而培养积极探索的精神。同时他们还可以从教师和其他学生身上学到研究和思考问题的方法。
（4）有利于师生互动、教学相长
在讨论中，教师和学生都既是教育者，又是受教育者，通过互相切磋甚至是争论，可以从多方面接受信息，从多角度思考问题，达到教学相长的目的。
2.现状分析
小组学习式的课堂讨论，一般表现为教师依据教学情境进行问题设计，学生以小组为单位围绕教师创设的问题进行讨论，以解决问题为目的。问题是现在很多的物理课堂，热热闹闹的小组讨论，常常不能令人满意。究其主要原因，就是讨论问题设计得不科学、不适宜、不恰当。主要表现如下：
（1）讨论问题设置脱离教学目标
在新课程标准下，物理课教学目标的确定是从知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三个方面考虑。有效的讨论问题设计要充分体现三维目标，即要紧扣认知目标，要着眼培养学生的能力目标和情感目标。但实际教学中所设置问题往往与教学目标不匹配，其结果是课堂教学无效或低效。
（2）问题设置缺乏科学性
物理课堂教学中，一些教师为了追求小组讨论的形式，盲目设计缺乏探究性与挑战性的问题。例如，在人教版物理必修1《自由落体运动》课上，有教师设置分组讨论的问题是：什么是自由落体运动？这一类型的问题没必要让学生讨论，因为学生在课本上就可以了解到。由于问题设置缺乏探讨性，小组讨论只能作为形式表现出来，看着表面热闹，徒有讨论之形而无交流之神。
（3）讨论问题设计脱离学生的实际
小组讨论的原则是因材施论。过于简单的讨论问题，学生容易缺乏讨论的热情与兴趣，一旦学生失去了学习的兴趣，学习动力就无法产生，进而失去小组讨论的深层次价值与意义。相反，有些教师走向了另一个极端，脱离学生实际地设置一些“高不可攀”“深不可测”的问题展开小组讨论，也是不可取的。
（4）讨论问题设计过多或过频
教学实践中，部分教师为了迎合新课改，既不考虑教学内容的实际需要，也不从学生的实际出发，一堂课多次地进行“小组讨论”，盲目设置大量的“问题”，认为这样才符合新课程、新理念。岂不知，过多或过于频繁的小组讨论会使学生手忙脚乱，疲于应付。表面的热闹实际上破坏了学习环境和基本的学习氛围，违背了课堂教学的本质要求。
二、讨论问题设计的基本原则
1.目标性原则
讨论问题的设计都要为一定的教学目的服务，有效的问题设计要充分体现三维目标，即要紧扣认知目标，要着眼培养学生的能力目标和情感目标。讨论问题的设计应针对物理新课程标准，凸显知识的重点、难点，结合所教学生物理认知水平的实际，能围绕本课的教学内容有的放矢地精心设计出一些语言精练、条理清晰、目标明确的物理问题。
2.启发性原则
设计讨论的问题要具有启发性，不但能使学生产生强烈的问题意识，而且能激活学生认知上的碰撞，从而使学生进入一种悱愤状态，大大调动了学生的学习主动性，从而学生个个积极地投入到探索活动中去，积极分析思考，发表自己的见解，寻求方法。讨论的问题要能促进学生积极思维，充分体现课堂要以学生为主体的原则，从而达到逐步提高学生分析问题和解决问题的能力，提高讨论的效果。
3.适度性原则
教师设计的小组讨论的问题要有一定的挑战性。问题不能太难，不能超出学生的能力范围。如果问题太难，学生会无从下手，不但解决不了问题，还会造成学生望而生畏的恐惧心理。但问题也不能过于简单，过于简单不假思索就能解决的问题，学生容易形成思维惰性，不利于创新意识的培养。这些问题经过讨论学习小组的努力应该能够得到解决。只有这样的难度才会激发出学生讨论的潜力，也才能实现真正意义上的讨论学习。
4.趣味性原则
俗话说：兴趣是最好的老师。托尔斯泰说过：“成功的教学需要的不是强制，而是激发学生的兴趣。”中学生正处于对任何事物都倍感好奇的年龄阶段，教师可抓住这一心理特征，能充分挖掘教学内容的趣味因素，从学生的身边、生活经验和认知水平出发，精心设计出学生较为熟悉、倍感好奇的情境问题，学生不仅达到一种兴奋状态，而且也大大地提高了学生学习物理的积极性。
三、讨论问题的设计实践
真正要组织好一次讨论，达到预期的效果，教师事先必须做好充分准备。要精心选择讨论的题材，所选问题必须是本节课的重点与难点内容，还要考虑学生已有的知识、经验，精心设计讨论的内容，本课题主要从以下五个方面进行讨论问题的设计：
1.利用“思考与讨论”设计讨论问题
（1）“思考与讨论”的讨论价值
人教版普通高中物理教材（试验修订本）对原教材进行了一系列的修订，其中很重要的一个变化是增设了许多“思考与讨论”专题，提出了一些值得思考、讨论的问题。而这些问题往往是本节重点知识的突破口，处理好这一栏目的教学无疑会大大提高物理课堂教学的质量，提高学生运用知识的能力，有利于培养学生的思维能力和创新能力。知识的获取必须通过实践才能完成，才能转化为学生自己的知识与能力。“思考与讨论”的设计是传统教学模式的必要补充，是学生巩固和发展知识的重要途径和培养创新意识的场所。
（2）讨论问题的设计
新教材中的“思考与讨论”问题是在众多教师长期的教学实践中总结和挖掘出来的，具有优选性、广联性和科学性，所以很多教师只要对其内容略做组织与设计就可以，甚至有部分就可直接引导学生进行讨论。当然在讨论之前，教师要设置一些学生熟悉的情景，应使学生明确思考的方向和讨论的任务，从而提高思考与讨论的效率，例如必修1P25《速度变化快慢的描述――加速度》章节中设计了如下思考与讨论的内容：
本章节引入了全新的概念加速度，对加速认识的快慢与如何引入加速度概念有着密切的关系。因为在学生的生活经验中没有与加速度相关的知识，学生根据已有的经验和知识很难理解加速度的概念，而加速度是力学中非常重要的概念，也是高一年级物理课程中比较难懂的概念之一。教材中设立“思考与讨论”，创设学生比较熟悉的情景，比较小型轿车和旅客列车加速的情况，增加学生的感性认识，并且给出非常直观的数据，末速度100 km/h，小轿车到达此时速需20 s，而火车需要500 s。
教师在利用此“思考与讨论”进行突破重、难点时，可以进行适当的设计：
①教师创设汽车和火车加速的情景，给出100 km/h、20 s和500 s的直观数据（若能够利用动画模拟演示更能激发学生学习的兴趣）；
②让学生利用所给数据分别计算出小轿车与火车速度变化大小、速度变化大小与所用时间的比值；
③设置思考小问题“谁的速度增加比较快？”“它们速度平均1s内各增加多少？”
④引导学生讨论“速度”“速度变化”和“速度变化快慢”三个概念所描述的运动是不是一样的，并结合生活实例进行举例说明；
⑤学生归纳总结，教师点评。
通过引入情景，学生独立思考，最后引导学生进行小组讨论，学生对“速度”“速度变化”和“速度变化快慢”三个概念有了进一步深入的理解，教师指导研究物体速度变化的快慢是有意义的，所以需要引入一个物理量来描述速度变化的快慢――加速度。
（3）设计讨论的注意点
“思考与讨论”的一个重要作用是使学生熟悉和掌握所学的基础知识，教师应设法调动学生参与思考、参与讨论的积极性。思考和讨论之前，教师应使学生明确思考的方向和讨论的任务，从而提高思考与讨论的效率；讨论过程中教师应适时加以质疑和激趣以提高学生参与的热情，扩散学生的思维，更有利于学生对全节乃至全章知识作更全面和更深层的理解。
2.利用“教材例题”设计讨论问题
（1）“教材例题”的讨论价值
教材例题是主要的课程资源之一，是师生展开教学活动的文本载体，教材中的例题都是经专家选定、又经专家充分论证了的。教材例题具有两个特点：一是典型，它代表了该节的主要内容和典型方法；二是基础，它选材常规，注重基本概念的掌握和基本规律的一般应用。同时，它还具有三大主要功能：①导向，教材例题大都比较基础，要通过例题教学将学生的视点引向教材，引向双基；②示范，它设计严格，画图及解答过程正确规范，给学生提供了解题的规范模式；③总结，例题的解答过程就是对本节知识的总结、复习和应用的过程，对当堂内容起到了及时复习的作用。
（2）讨论问题的设计
教材例题对培养学生具有不可替代的作用，所以教师要非常重视。但教材例题简单，学生就很容易轻视它的作用，并且兴趣不大。教师在这里就很有必要改变传统的教育方式，引导学生讨论学习，激发学生学习的兴趣。可以是对教材例题设置问题讨论，可以是让学生总结例题的思想方法，也可以引导学生讨论将习题进行改编，增强学生的开放思维。
例如，在必修1P85-86《用牛顿运动定律解决问题（一）》章节中出现了两道典型例题：
牛顿运动定律是整个力学的基础，是经典力学的核心理论。为此，利用牛顿运动定律解答力学问题就成为力学部分教学的重点内容。其中，将牛顿运动定律的应用问题分为情形相反的两种类型：（1）已知物体的受力情况，求解物体的运动情况；（2）已知物体的运动情况，求解物体的受力情况。
教材通过这两个简单的实例，目的是向学生展示利用牛顿运动定律解决实际问题的一般方法，包括解题过程中的一些物理思维等。教师在处理这类重点例题时要做到认真示范、分析与展示，包括板书的展示，目的是起到典型示范作用。示范完之后设计问题讨论：
①从知识内容与解题过程方面考虑两个例题存在的相似点与不同点。
②归纳运用牛顿运动定律解题的一般思路与步骤。
③将例题适当的增加、减少条件或适当的变化情景改编成新题，并给出解决方案，与同组人一起讨论对比。
④学生归纳总结，教师点评。
通过以上问题的讨论，学生认识了牛顿运动定律的两种基本题型，初步形成了运用牛顿运动定律解题的思路，培养了学生的物理思维与物理习惯，利用例题进行适当改编，可以开发学生的创造性思维与发散性思维。
（3）例题设计讨论的注意点
对教材例题的教学千万不能就题讲题，而应该将重点放在培养学生物理思维与物理习惯，开发学生的创造性思维，培养学生的发散思维。只有通过学习新课程标准，落实新课程标准的具体要求，积极参加新教材培训，潜心研究教材，吃透教材，把握教材，才能为有效地组织教材中的例题教学打下基础，例题教学的精心设计，使例题的作用得以展示，真正发挥出例题应有的教学价值，是有效地组织教材中例题教学的保证。
3.利用“阅读材料”设计讨论问题
（1）“阅读材料”的讨论价值
新教材与传统教材相比较还有一个很明显的特点是：在一些章节后面加上许多供学生学习的阅读材料。这些材料短小精悍，内容也十分丰富，主要介绍与物理学相联系的生活或自然中的现象，与物理学有关的新技术和新理论、物理学史上曾经发生的重大事件、一些典型的科学研究方法等等。透过它们，学生可以窥见窗外更精彩的物理世界――物理学前沿内容、思想和观点，还有那物理学家精彩的人生。
（2）讨论问题的设计
教师可以利用部分阅读材料很好地设计讨论的内容，通过挖掘阅读材料，组织学生在课堂上讨论学习的实践，让学生产生了认知冲突，激发了学生的学习兴趣，调动了学生学习的积极性。在平常的物理学习中，“阅读材料”却往往是一个被师生遗忘的角落。笔者在近几年的高三物理教学中，遇到一些模拟试题，和教材中的“阅读材料”联系紧密。仔细研读近年的高考试题，更能从中体会到“阅读材料”在高考试题中的作用，现举例说明：
例如，必修1P77《牛顿第二定律》章节中的“利用动力学方法测质量”的阅读材料：
该阅读材料是让学生体验牛顿第二定律在科学研究中的应用价值，其次从分析问题来说，也是课堂教学的一点延伸。所以教师在设置讨论问题时，不能将其在新课中设计讨论，因为学生才刚刚建立牛顿第二定律的概念，虽然学生感兴趣，但难度较大，教师可以考虑将其移至下节课，设计成牛顿第二定律应用――简单连接体问题进行讨论引入，但要让学生在课前有所准备，教师可以事先设计一些小问题引导学生思考：
①若分别研究物体1、物体2，它们的受力情况怎样？
②物体1与物体2可以当做一个整体吗？若能整体受力情况怎样？若不能，请说明为什么？
③物体1与物体2分别在做什么运动，它们的运动情况一样吗？
④牛顿第二定律适应单个物体，对两个物体也可以适应吗？
⑤学生归纳总结，教师点评。
学生经过以上问题的独立思考之后，有了一定的基础知识，教师再适当地引导进行课堂讨论。再分析简单连接体时引导学生讨论如何测质量问题，学生就有话可说，并且化整为零，将一个难题分解成一系列的小问题，让学生将这些小问题联系起来讨论更高层次的问题――如何测质量，这样就达到我们讨论的目标。这样顺利引入新课――简单连接体问题，让学生总结归纳类似问题的处理方法。
（3）材料设计讨论的意义
编制阅读材料让学生讨论学习，既有利于学生对物理产生兴趣，又有利于形成用所学的知识来解决问题的能力。让学生感到物理知识就在身边，增加了教材的具体性，也能转变学生就书本论书本的狭隘学习观念，逐步养成理论联系实际的学风。因此，教师应走出认识误区，克服传统应试教育带来的惯性影响，积极地创造条件、制订计划，通过多种手段、多种途径，挖掘这些材料丰富的教育内涵，切实开展好“阅读材料”教学，使之真正体现出强大的教育功能。
4.利用“生活实例”设计讨论问题
（1）“生活实例”的讨论价值
利用生活实例设计讨论有助于培养学生的物理建模能力。传统的物理教学只重视纯知识的教学，教学都为了使自己讲得清、讲得多，经常把自己的思维让学生套用，强加于学生，学生的思维得不到有效训练，思维能力得不到有序发展。久而久之，学生只会处理已简化了的物理对象和理想化的物理模型，遇到实际问题就不知所措。因此，教师就可以结合生产和生活中的实例，创设问题情景，组织学生讨论，培养学生从实际问题中抓住主要因素，提取物理对象和物理模型的能力。
（2）讨论问题的设计
物理来源于生活，理论联系实际，是真正学好物理、培养学生的实践能力最有效的途径。许多学生看到生活应用的题目常常觉得一筹莫展，无从着手分析，实际上就是物理实体模型建立不起来。所以，教师在平时的教学当中要多引导学生讨论生活中的实例，培养学生的建模能力。
例如，中国著名体操运动员童非，首次在单杠上实现了“单臂大回环”，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动，童非的体重为65 kg，那么，在完成“单臂大回环”的过程中，童非的单臂至少要承受多少的力。（g取10 m/s2）
教师可以对类似的生活应用题精心地设计，引导学生进行小组讨论解决：
①童非可以作为质点处理吗？若能，怎样确定圆周运动的半径？
②童非做的是单轴圆周运动，在此过程中，受力情况怎样？满足机械能守恒吗？
③童非在圆周过程中在哪个位置单臂受力最大，为什么？
④童非在圆周运动中当在什么条件下在最低点受力最小？
通过以上问题的讨论，学生在这里认识到把体操运动员看作一个质量集中在质心的质点，当他做“单臂大回环”时，相当于轻杆一端连一小球，另一端绕轴在竖直平面内做圆周运动，这样物理模型就清晰了。
把生活实例引入高中的物理教学实际上就是把学生个体能够看到的、体验到的生活信息、生活模型作为教学案例，通过这些和学生息息相关的信息激活学生对物理知识的求知欲、好奇心以及探究欲，从而提高物理的课堂教学质量。
（3）实例设计讨论的注意点
利用生活实例进行讨论问题的设计时，教师一定要利用好学生原有错误的物理认知，特别是建立新的物理概念。学生在学习物理概念之前，已经在生活中对客观世界有了一定的认识和了解，形成了一系列概念。可是，生活中的经验和感受有很多只是一部分或在某一条件下才是对的，这些概念往往是片面的，有些甚至是错误的，这就是错误的物理认知。学生的错误物理认知具有顽固性，与物理科学概念的形成是相互抵触的。我们只有让学生体验认知冲突，化解学生顽固的错误认知，才能建立科学的物理概念。
四、成效
1.激发学习兴趣，调动学生参与学习的积极性
有效的课堂讨论吸引了最大数量的学生去积极主动地进行思考，调动了学生学习物理的积极性。在畅所欲言的课堂讨论过程中，学生的注意力集中、思维活跃，使得物理知识和规律技巧更容易被吸收、掌握。展现自我获得的成功感，使得学生更容易建立自信心和产生浓厚的学习兴趣，从而更加积极主动地参与讨论并投入到讨论所需的学习积累过程中去。
2.有效地避免两极分化
由于讨论对象的广泛性，能避免那种后进生一学期难得有几次被提问的机会，老师或同学间的鼓励或安慰，对难度不大的问题持有的观点得到老师或同学的肯定，能联络师生情感，激励他们的学习热情。在学生回答中教师都及时地作出评价，学生互助共赢。讨论过程中学生见多识广，能普遍提高学生的学业成绩。
3.培养学生敏捷的物理思维能力
在问题讨论的过程中，学生不仅可弄懂知识点的相互联系，还可通过自己的思考和回答、比较自己和其他同学的答案以及老师指出的正确解题思路，使学生的分析、概括、抽象、推理等思维能力在潜移默化中得到加强和提高。
4.达成教学目的，完成教学任务
教学结果的有效更能体现和证明教学过程与方法的有效。课堂讨论是针对学习事件中起内因作用的学习本体的一种激发手段，其有效性直接体现于学习事件成功的必然性。有效的课堂讨论应该使教与学更有效率，即在有限的课堂时间和规定的时内，快捷扎实地达成教学目的、完成教学任务、落实教学计划。
5.利用教材，挖掘教育意义
有效的课堂讨论更有深度和广度，在达成教学目的的同时，还能发掘出教材中相关内容所蕴含的物理教育意义，让学生获得积极的精神体验和情感体验并深受教益。可以通过课下搜集阅读资料，课堂讨论挖掘，让学生在潜移默化中受到物理教育。
五、反思与展望
1.研究教材，精心备课
一般来说新课要求在三十分钟内讲授完，而讨论需要时间，这无疑对教师的备课又提出较高的要求。所以在备课过程中，教师必须十分重视钻研教材，对每个章节的目的要求、系统性和重点内容做到心中有数。只有精心备好课，授课时才能做到“精讲巧问”。上课要讨论的问题，教师在备课时就应精心设计好，要注意问题的形式变化，考虑问题的难易程度，还要预见答案和可能出现的错误或模糊答案以准备应变的办法。
2.了解学生，有的放矢
了解学生不仅仅是能直呼每个学生的姓名，而且对每个学生的成绩优劣、已经掌握的知识与经验情况、思维能力以及上课注意力等情况都必须了如指掌。什么样的问题哪类学生可能答出什么答案，向哪类学生提问再由哪类学生来纠正或补充，教师也必须在提问前就应心中有数。同时也需考虑设计的讨论问题是否适合学生进行讨论、把握讨论的深度、采用恰当的方式让学生完成讨论等。
3.教师要善于创设问题情境
多年的教学实践使我体会到，中学生特别是高一学生，他们对物理实验、模型、活动挂图、多媒体动画课件等教具都抱有极大的兴趣。每节课选用合适的直观教具，创设生动活泼的教学情境，对于吸引学生的注意力、激发学生的学习兴趣、提高课堂教学的效果有着良好的作用。因此，教师在设计讨论问题时一定要利用好学生的心理特征，善于创设问题情境。
4.教师要善于组织学生讨论
课堂讨论能否顺利有效除了教师精心设计讨论问题外，还要善于组织学生讨论。如果教师毫无组织地放手让学生去讨论，学生不仅讨论不到要点，反而浪费大量时间，并会导致课堂纪律的松弛。要顺利有效地组织一次讨论还需要解决很多问题：如何建立合理的讨论小组、如何把握合适的讨论时机、如何创设和谐的讨论氛围、如何调动学生讨论的积极性等等，这些将有待进一步的研究与实践。
总之，在课堂教学中教师有效地组织学生课堂讨论，对于帮助学生掌握知识，提高学习兴趣，培养思维能力和提高教学质量，都行之有效。特别是对新教材，根据大纲要求，物理课时减少，很多结论性的问题都必须靠教师的诱导和学生的思维去解决，这对教师的“精讲巧问”和学生的“勤思巧练”提出了更高的要求，采用问题讨论的教学方法尤为合适。
参考文献：
[1]朱恩红.物理教学问题设计的原则与方法.中学生数理化，2011（12）.
[2]钱华.对教材例题的高效教学设计与思考.中学物理，2012（03）.
[3]刘好军.物理探究实验教学的实践与思考.学术研究：教学反思，2012（10）.
[关键词] 物流管理专业；毕业设计（论文）；多样化
[中图分类号] [文献标识码] B
毕业设计（论文）是高职高专人才培养方案中重要的实践教学内容，是学生对基础理论知识、专业知识和专业技能综合运用的重要环节，也是培养学生分析问题、解决问题等综合技能的重要手段，更是对学生将来工作的实践准备。
一、物流管理专业毕业设计（论文）现状
目前，南通科技职业学院物流管理专业的毕业设计（论文）主要就是结合实际工作岗位完成毕业论文。物流管理专业的毕业论文经过多年的实践和摸索，取得了一定的成绩，学生的毕业论文在省级优秀毕业论文评比中取得过三等奖和优秀团队奖等较好成绩。但是目前依然存在很多学生的毕业论文是抄袭、拼凑完成的，个人观点比较少，毕业论文的整体质量比较低。物流管理专业毕业设计的形式只有毕业论文一种，学生为了完成任务而写论文的被动局面长期存在，这种情况严重影响了学生学习的主动性、创造性，为此必须要加快毕业设计（论文）多样化的研究。
二、物流管理专业毕业设计（论文）存在问题
多年的毕业论文指导工作深深的体会到物流管理专业的毕业设计（论文）工作虽然取得一定的成绩，但还是存在一定的问题。
（一）毕业设计（论文）形式单一
南通科技职业学院物流管理专业的毕业设计（论文）主要形式就是毕业论文。在近几年毕业论文的写作中，提出了很多要求，如必须结合跟岗实习和顶岗实习的岗位来确定毕业论文题目，毕业论文不得直接从网下抄袭，不得直接拼凑，虽然对毕业论文指导工作提出了许多新要求、新标准，但是毕业论文质量还不是特别的高。目前，南通科技职业学院物流管理专业毕业设计（论文）形式只有一种，就是完成毕业论文，这极大地影响学生创新能力的提升，无法充分调动学生完成毕业设计（论文）的积极性。
（二）毕业设计（论文）不能及时按计划完成
南通科技职业学院物流管理专业的毕业设计（论文）往往安排在第5学期学生跟岗实习结束后至第6学期学生顶岗实习期间，这一段时间学生主要在企业实习，又要忙于找工作，压力特别大，自然很少将心思放在毕业设计（论文）上，根本不可能想办法创新毕业设计（论文）形式；由于压力大、工作忙，学生就不能按照计划及时完成写作任务，总是一拖再拖，最后只好在论文答辩前、中、后的几天内匆匆选题、匆匆完成论文。
（三）毕业设计（论文）质量比较差
南通科技职业学院物流管理专业的毕业设计（论文）往往安排在第5学期学生跟岗实习结束后至第6学期学生顶岗实习期间，在这期间学生忙于实习和找工作，无法有充足的时间考虑论文主题，往往随便确定主题，也无法有充足的时间安心完成毕业论文，只能在答辩前一周，甚至在答辩时匆匆上网下载资料，直接拼凑论文，根本不考虑论文主题是否合适，严重影响了毕业论文的质量。
三、物流管理专业毕业设计（论文）形式单一化根源分析
纵观近几年物流管理专业学生毕业设计（论文）的具体情况，不难发现目前学生在毕业设计（论文）完成中只有毕业论文一种形式。综合分析，这是有一定原因的。
（一）创新、进取意识薄弱
南通科技职业学院物流管理专业学生毕业设计（论文）目前只有毕业论文一种形式，这主要原因就是指导老师和学生缺乏创新意识。指导老师由于教育教学、科研、班主任等工作，再加上物流管理专业毕业设计（论文）在全系专业中还是比较优秀的，有些老师就安于现状，缺乏创新和进取意识，所以很少考虑毕业设计（论文）形式改革。学生由于在企业实习，又要忙于找工作，根本无法花时间想法创新毕业设计（论文）形式，只是安于现状，按老师的要求为毕业论文的完成准备资料，甚至有学生还无法按计划及时完成相关任务。
（二）思想上不够重视
南通科技职业学院物流管理专业学生毕业设计（论文）形式单一，这是由于思想不够重视造成的。学生认为毕业设计（论文）虽是专业人才培养方案中的重要实践性教学环节，但是它与能否顺利毕业，能否顺利找到工作，没有多大的关系，所以学生降低了对毕业设计（论文）的要求，不考虑毕业设计（论文）的多样性、时效性，也不考虑毕业设计（论文）的质量。
指导老师认为毕业设计（论文）虽是人才培养方案中的一个重要环节，但认为其不同于课程教学，院系对毕业设计（论文）指导考核又不严格，所以很少考虑如何改进毕业设计（论文）指导工作；甚至有些老师认为大专生没有必要做毕业设计（论文），做毕业设计（论文）纯粹是浪费时间，思想上不重视毕业设计（论文）指导工作，只是安于现状，按老模式完成毕业设计（论文）指导工作。
（三）管理机制不够健全
南通科技职业学院物流管理专业毕业设计（论文）工作管理机制不够健全。一方面没有健全的制度约束、规范学生完成毕业设计（论文），也没有激励机制刺激学生改进毕业设计（论文）的形式，学生往往在跟岗实习后返校的两天内与老师进行交流，形成相关的论文思路，然后在如此漫长的4-5个月的时间内，就没有健全的制度约束、规范、激励学生完成毕业设计（论文）。另一方面毕业设计（论文）指导工作缺乏科学、健全的考核制度，对老师的指导工作没有明确的考核要求、考核标准和激励制度，最终导致指导工作不规范，指导老师安于现状，不思进取。
四、物流管理专业毕业设计（论文）形式多样化思考
（一）毕业论文形式
毕业论文是物流管理专业目前采用的最普遍的形式。对于物流管理专业中的专接本学生，由于其第5学期和第6学期没有参加跟岗实习和顶岗实习，在校的时间比较长，用来学习的时间也比较充足，与老师交流接触的机会也比较多，对于这部分学生可以选择毕业论文的形式完成毕业设计（论文）。这部分学生可以随时与老师沟通交流，一起形成写作思路，一起确定论文题目，一起罗列论文提纲，能及时在老师的指导下完成论文初稿、二稿、三稿等，这样可以切实提升毕业设计（论文）的质量。
（二）专业技能测试形式
专业技能测试就是以物流专业的核心技能为基础，依据企业、行业、岗位的需要，由物流专业老师制定出一些具体的能够达到毕业设计（论文）培养要求的专业技能测试项目，由学生选取相应项目来作为毕业设计（论文）。目前物流管理专业的学生在第三学年多数都在企业实习，用于完成毕业设计（论文）的时间比较少，为此在毕业设计（论文）的完成中，一部分专业技能比较娴熟的学生可采取专业技能测试的形式完成毕业设计（论文），这部分学生的专业技能测试成绩就作为毕业设计（论文）的成绩。
（三）现代物流作业方案设计和实施形式
现代物流企业方案设计和实施就是根据具体工作岗位的要求，结合江苏省的现代物流技能大赛，依靠学院的软件资源，可让学生根据给定的企业背景资料、货物、设施设备情况、作业成本等要求，制订作业方案；然后按照作业方案，在模拟仓储和运输环境中，完成现场完整的作业流程，以检验方案的可行性。一部分过去参加过现代物流技能大赛训练和参赛的学生，可采取现代物流作业方案设计和实施的形式完成毕业设计（论文），这部分学生的作业方案和方案实施情况的具体成绩就作为毕业设计（论文）的成绩。
（四）实习报告形式
实习报告就是学生结合实习的企业、岗位的具体情况，分析企业、职业岗位中存在的问题，剖析企业、职业岗位中存在问题的根源，提出解决问题的方案或想法，最终形成实习报告，以此作为毕业设计（论文）。一些经过一年实习，对企业、职业岗位比较熟悉的，又有想法和思考的学生，可以采取实习报告的形式完成毕业设计（论文），实习报告的成绩就作为毕业设计（论文）的成绩。
毕业设计（论文）是高职高专教育的最后一个环节，是培养学生运用所学的专业理论知识和专业技能解决实践问题的重要环节。只要师生高度重视，不断创新，锐意改革，健全管理，规范指导，严格考核，定能使物流管理专业毕业设计（论文）工作更上一步。
[参 考 文 献]
[1]倪莉莉.高职院校电子商务专业毕业设计（论文）探讨[J].淮南师范学院学报，2013（1）：127-131
[2]曹海红，王宏军.高职学生毕业设计模式多样化的探索与实践[J].电子测试，2015（7）：73-75
1.1重理论知识理解与验证，轻实验实践能力培养
在大学物理实验课教学过程中，往往只重视物理理论知识的理解，将重心放在大学生物理知识的获取与验证，忽视大学生实验实践能力的培养，偏离了大学物理实验课的培养方向和培养目标．
1.2实验教材偏理论性，实验思想和方法不足
大学物理实验教材是大学物理实验教学的基础工具，直接影响着大学物理实验教学质量．但是，目前我国大学物理实验教材大多理论性偏强，物理实验思想和物理实验方法不能很好的体现．大学物理实验更应注重物理实验思想和物理实验方法的教育．
1.3多以验证性实验为主，综合性设计性实验为辅
目前我国各高校开设的大学物理实验多以验证性实验为主，验证性实验相对于新技术和新方法运用类型的实验更容易使学生感到枯燥无味，课堂氛围会比较呆板沉闷，不能够很好地激发学生的求知欲望，很大一部分学生只满足于测出所需的实验数据，完成格式化的实验报告．
1.4实验教学方法单一，学生实验较为被动
目前我国大学物理实验课程的教学形式相对固定，教学方法比较单一，忽视各学科之间的兼容性和互补性．由于教学形式的固定，教学方法的单一使大学生做大学物理实验时比较被动消极．
1.5强调按规定的实验步骤操作，忽视灵活性与创新能力培养
大学物理实验教学应适应时代和科学发展的要求，应不断求思、求变和求新，要给大学生营造和创设自由发挥的空间和时间．但是，目前我国大学物理实验课程教学比较强调按规定的实验步骤操作，严重忽视大学生灵活性与创新能力的培养．
2大学物理实验教学的五维一体改革
基于创新人才培养大学物理实验教学五维一体综合改革由大学物理实验教学理念改革维度、大学物理实验教学内容改革维度、大学物理实验教学方法改革维度、大学物理实验报告改革维度和大学物理实验成绩评定改革维度这五个维度构建形成一个综合改革体．
2.1大学物理实验教学理念改革
大学物理实验教学要以大学生为主体，以创新人才培养为导向，从传统的学生接受性学习转移到学生自主学习、探究学习及合作学习相结合的学习方式，充分激发大学生在大学物理实验教学中的主动性和积极性．贯彻以大学生为主体，以创新人才培养为导向的大学物理实验教学改革理念，使大学生能够将大学物理实验中学习到的理论、思想、方法和技能等运用于其专业领域，并逐步培养大学生的探索精神、创新意识和创新能力．针对大学物理实验教学中存在的学生实践能力培养不足，学生学习主动性和积极性低，探究性实验、综合性实验和设计性实验少，忽视创新能力培养等问题，通过学习、反思与讨论，提出行之有效的改革方案（其中包括教学模式、教学内容、教学方法、实验报告撰写及实验成绩评定方式改革等内容）．加强对学生的引导、启发和帮助，减少实验中对学生思维能力及动手能力的束缚，以提高大学生做大学物理实验的主动性和积极性，提高团队合作意识，开发大学生的创新意识和创新能力为主要目标。
2.2大学物理实验教学内容改革
改变目前我国大学物理实验仍以验证性实验为主，以探究性实验和设计性实验为辅的局面，过多的验证性实验会束缚大学生的探究能力和创新能力．大力开发探究性实验、综合性实验和设计性实验，增加探究性实验、综合性实验和设计性实验的开设比例，提高综合性实验和设计性实验的开设质量，使学生能够根据自己的专业需求及其兴趣特长选择实验，切实有效地培养大学生的探索精神、创新意识和创新能力．针对大学物理实验教学内容开展调研，通过座谈会、问卷调查方式向实验教师和实验学生进行大学物理实验教学内容改革调研，以更好的设计并确定适合本校的大学物理实验教学内容改革方案．开设了尊重学生求知欲和兴趣的“基础实验，综合应用实验，设计研究实验”课程体系．开设的压力传感器实验、半导体温度传感器实验、电表的设计和改装等综合性及设计性实验改变了学生实验热情不高的状况，激发了学生的兴趣和动力．很多学生还将大学物理实验与自己的专业背景结合，深入研究探索，在学术期刊上发表与设计性实验相关的研究论文．大学物理实验教学内容改革效果显著．
2.3大学物理实验教学方法改革
目前我国大学物理实验教学更多的采用教师讲解→教师演示示范→学生自己操作→教师总结点评→学生完成实验报告→教师批改实验报告的教学流程，教学方法固定单一，教学效果不佳，特别不利于学生的探索精神、创新意识和创新能力的培养．要更多的采用实验探究法、提问解问法、小组研讨法、课题引领法、课内课外融合法、师生团队法和设计创新法等教学方法，更加灵活多变，具有创新因子，有效地提高大学物理实验教学质量，进一步培养大学生的探索精神、创新意识和创新能力．针对教学方法也开展了一系列改革．首先，建立了信息平台，实现了学生根据自己的意向自主选择实验时间、实验教师及实验内容；其次，教师实现了网上评定成绩、网上教学质量分析；另外，针对创新意识及能力较强，且对科研具有较高热情的学生选择性地开设与目前科学研究的前沿课题相关的研究性演示实验，向学生展示更多的学科前沿实验内容，展示物理实验的思想和方法，进一步培养学生的科研兴趣和科研能力，并为学生将来走上其专业相关的研究领域及研发岗位培养浓厚的兴趣，奠定良好的科研基础．通过大学物理实验教学改革，切实高效地培养学生的创新意识、创新精神和创新能力，以达到培养创新人才的目标．
2.4大学物理实验报告改革
在大学物理实验教学中，实验报告的撰写是一个重要环节，教师能够通过大学生撰写的实验报告了解学生的实验完成情况，实验报告也是对学生进行实验成绩评定的重要依据．目前，在大学物理实验教学中所采用的传统实验报告书写格式相对固定，都是格式化的模板，大学生依次填入实验名称、实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据及处理、误差分析与讨论以及对实验的体会就完成了实验报告的撰写．有特色、有创新的实验报告很难见到，很难体现出学生的探究与创新，面对雷同的实验报告，实验教师也很难给出科学恰当的评定成绩．要结合本校的条件和特色，对具体形式不做过多固定要求，不采用格式化的实验报告模板，采用形式多样化的开放式实验报告形式，增加实验探究、实验发现、实验提问、实验扩展、实验改进、实验设计、实验综合和实验创新等板块，还可设置一定比例的按照科技小论文写作格式与写作方法来完成实验报告．目前对于少部分设计性实验鼓励有能力的学生采用开放式实验报告．以硅光电池特性研究实验及核磁共振实验为例，学生可以在教师的指导和引导下，根据自己的兴趣提出问题，设计实验，并最终以小论文形式完成实验报告．这和传统的实验报告撰写方式相比，能够更多地开发学生的创造能力．目前，这种实验报告完成方式有必要进一步推广扩大，但这必须建立在实验教师队伍的素质提高和数量的扩充上．
2.5大学物理实验成绩评定改革
目前我国多数高校的大学物理实验成绩评定一般分为平时成绩和实验成绩两部分，平时成绩考核参考出勤、预习报告等情况给出成绩；实验成绩的评定则根据实验操作、实验原始数据记录和实验报告撰写等给出．这往往使大部分学生忽视探究问题能力的提高．大学物理实验成绩的评定要增加以下内容：（1）要求学生在预习报告中写出自己对于本实验的理解，并提出自己思考的问题；（2）实验中可以4名学生组成一个实验小组（每位学生都有一套完整的实验仪器和设备，每位学生都要完成整个实验），针对不同实验，学生轮流进行实验讲解，并进行小组讨论，培养学生的科学思维能力、科学语言的表达能力以及团队协作意识．实验教师根据学生参与实验讨论的情况判断学生对于实验的预习程度及学习积极性，据此给出相应成绩；（3）实验完成后，激励学生把实验改进、实验与自己专业的联系、实际应用链接、实验设计及实验创新等写入实验报告，以增强学生的创新意识和创新能力．目前，已进行与实验教学体系改革相适应的成绩评定方式，针对不同层次的实验采取不同的方式评定成绩．基础实验仍根据预习、操作和报告三个模块评定成绩；综合性及设计性实验则通过实验选题、实验方案设计、实验操作、实验报告或小论文和简短答辩方式综合评定实验成绩．这样既能训练学生的基本功，打好基础，又能够进一步满足不同专业、不同兴趣爱好学生的需求，有的放矢地进行大学物理实验教学．小论文和答辩方式成绩评定的进一步大范围推广也有赖于实验教师素质的提高和数量的扩充．从实验教学模式、实验教学内容、实验教学方法、实验报告撰写和实验成绩评定方式方面全面进行大学物理实验教学改革实践，并通过反馈信息进一步进行改革——实践——再改革的循环，将大学物理实验教学改革经验进行推广，对其他专业课实验课教学改革起到辐射和推动作用．
3结论
1.1重理论知识理解与验证，轻实验实践能力培养
在大学物理实验课教学过程中，往往只重视物理理论知识的理解，将重心放在大学生物理知识的获取与验证，忽视大学生实验实践能力的培养，偏离了大学物理实验课的培养方向和培养目标．
1.2实验教材偏理论性，实验思想和方法不足
大学物理实验教材是大学物理实验教学的基础工具，直接影响着大学物理实验教学质量．但是，目前我国大学物理实验教材大多理论性偏强，物理实验思想和物理实验方法不能很好的体现．大学物理实验更应注重物理实验思想和物理实验方法的教育．
1.3多以验证性实验为主，综合性设计性实验为辅
目前我国各高校开设的大学物理实验多以验证性实验为主，验证性实验相对于新技术和新方法运用类型的实验更容易使学生感到枯燥无味，课堂氛围会比较呆板沉闷，不能够很好地激发学生的求知欲望，很大一部分学生只满足于测出所需的实验数据，完成格式化的实验报告．
1.4实验教学方法单一，学生实验较为被动
目前我国大学物理实验课程的教学形式相对固定，教学方法比较单一，忽视各学科之间的兼容性和互补性．由于教学形式的固定，教学方法的单一使大学生做大学物理实验时比较被动消极．
1.5强调按规定的实验步骤操作，忽视灵活性与创新能力培养
大学物理实验教学应适应时代和科学发展的要求，应不断求思、求变和求新，要给大学生营造和创设自由发挥的空间和时间．但是，目前我国大学物理实验课程教学比较强调按规定的实验步骤操作，严重忽视大学生灵活性与创新能力的培养．
2大学物理实验教学的五维一体改革
基于创新人才培养大学物理实验教学五维一体综合改革由大学物理实验教学理念改革维度、大学物理实验教学内容改革维度、大学物理实验教学方法改革维度、大学物理实验报告改革维度和大学物理实验成绩评定改革维度这五个维度构建形成一个综合改革体．
2.1大学物理实验教学理念改革
大学物理实验教学要以大学生为主体，以创新人才培养为导向，从传统的学生接受性学习转移到学生自主学习、探究学习及合作学习相结合的学习方式，充分激发大学生在大学物理实验教学中的主动性和积极性．贯彻以大学生为主体，以创新人才培养为导向的大学物理实验教学改革理念，使大学生能够将大学物理实验中学习到的理论、思想、方法和技能等运用于其专业领域，并逐步培养大学生的探索精神、创新意识和创新能力．针对大学物理实验教学中存在的学生实践能力培养不足，学生学习主动性和积极性低，探究性实验、综合性实验和设计性实验少，忽视创新能力培养等问题，通过学习、反思与讨论，提出行之有效的改革方案（其中包括教学模式、教学内容、教学方法、实验报告撰写及实验成绩评定方式改革等内容）．加强对学生的引导、启发和帮助，减少实验中对学生思维能力及动手能力的束缚，以提高大学生做大学物理实验的主动性和积极性，提高团队合作意识，开发大学生的创新意识和创新能力为主要目标．
2.2大学物理实验教学内容改革
改变目前我国大学物理实验仍以验证性实验为主，以探究性实验和设计性实验为辅的局面，过多的验证性实验会束缚大学生的探究能力和创新能力．大力开发探究性实验、综合性实验和设计性实验，增加探究性实验、综合性实验和设计性实验的开设比例，提高综合性实验和设计性实验的开设质量，使学生能够根据自己的专业需求及其兴趣特长选择实验，切实有效地培养大学生的探索精神、创新意识和创新能力．针对大学物理实验教学内容开展调研，通过座谈会、问卷调查方式向实验教师和实验学生进行大学物理实验教学内容改革调研，以更好的设计并确定适合本校的大学物理实验教学内容改革方案．开设了尊重学生求知欲和兴趣的“基础实验，综合应用实验，设计研究实验”课程体系．开设的压力传感器实验、半导体温度传感器实验、电表的设计和改装等综合性及设计性实验改变了学生实验热情不高的状况，激发了学生的兴趣和动力．很多学生还将大学物理实验与自己的专业背景结合，深入研究探索，在学术期刊上发表与设计性实验相关的研究论文．大学物理实验教学内容改革效果显著．
2.3大学物理实验教学方法改革
目前我国大学物理实验教学更多的采用教师讲解→教师演示示范→学生自己操作→教师总结点评→学生完成实验报告→教师批改实验报告的教学流程，教学方法固定单一，教学效果不佳，特别不利于学生的探索精神、创新意识和创新能力的培养．要更多的采用实验探究法、提问解问法、小组研讨法、课题引领法、课内课外融合法、师生团队法和设计创新法等教学方法，更加灵活多变，具有创新因子，有效地提高大学物理实验教学质量，进一步培养大学生的探索精神、创新意识和创新能力．针对教学方法也开展了一系列改革．首先，建立了信息平台，实现了学生根据自己的意向自主选择实验时间、实验教师及实验内容；其次，教师实现了网上评定成绩、网上教学质量分析；另外，针对创新意识及能力较强，且对科研具有较高热情的学生选择性地开设与目前科学研究的前沿课题相关的研究性演示实验，向学生展示更多的学科前沿实验内容，展示物理实验的思想和方法，进一步培养学生的科研兴趣和科研能力，并为学生将来走上其专业相关的研究领域及研发岗位培养浓厚的兴趣，奠定良好的科研基础．通过大学物理实验教学改革，切实高效地培养学生的创新意识、创新精神和创新能力，以达到培养创新人才的目标．
2.4大学物理实验报告改革
在大学物理实验教学中，实验报告的撰写是一个重要环节，教师能够通过大学生撰写的实验报告了解学生的实验完成情况，实验报告也是对学生进行实验成绩评定的重要依据．目前，在大学物理实验教学中所采用的传统实验报告书写格式相对固定，都是格式化的模板，大学生依次填入实验名称、实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据及处理、误差分析与讨论以及对实验的体会就完成了实验报告的撰写．有特色、有创新的实验报告很难见到，很难体现出学生的探究与创新，面对雷同的实验报告，实验教师也很难给出科学恰当的评定成绩．要结合本校的条件和特色，对具体形式不做过多固定要求，不采用格式化的实验报告模板，采用形式多样化的开放式实验报告形式，增加实验探究、实验发现、实验提问、实验扩展、实验改进、实验设计、实验综合和实验创新等板块，还可设置一定比例的按照科技小论文写作格式与写作方法来完成实验报告．目前对于少部分设计性实验鼓励有能力的学生采用开放式实验报告．以硅光电池特性研究实验及核磁共振实验为例，学生可以在教师的指导和引导下，根据自己的兴趣提出问题，设计实验，并最终以小论文形式完成实验报告．这和传统的实验报告撰写方式相比，能够更多地开发学生的创造能力．目前，这种实验报告完成方式有必要进一步推广扩大，但这必须建立在实验教师队伍的素质提高和数量的扩充上．
2.5大学物理实验成绩评定改革
目前我国多数高校的大学物理实验成绩评定一般分为平时成绩和实验成绩两部分，平时成绩考核参考出勤、预习报告等情况给出成绩；实验成绩的评定则根据实验操作、实验原始数据记录和实验报告撰写等给出．这往往使大部分学生忽视探究问题能力的提高．大学物理实验成绩的评定要增加以下内容：（1）要求学生在预习报告中写出自己对于本实验的理解，并提出自己思考的问题；（2）实验中可以4名学生组成一个实验小组（每位学生都有一套完整的实验仪器和设备，每位学生都要完成整个实验），针对不同实验，学生轮流进行实验讲解，并进行小组讨论，培养学生的科学思维能力、科学语言的表达能力以及团队协作意识．实验教师根据学生参与实验讨论的情况判断学生对于实验的预习程度及学习积极性，据此给出相应成绩；（3）实验完成后，激励学生把实验改进、实验与自己专业的联系、实际应用链接、实验设计及实验创新等写入实验报告，以增强学生的创新意识和创新能力．目前，已进行与实验教学体系改革相适应的成绩评定方式，针对不同层次的实验采取不同的方式评定成绩．基础实验仍根据预习、操作和报告三个模块评定成绩；综合性及设计性实验则通过实验选题、实验方案设计、实验操作、实验报告或小论文和简短答辩方式综合评定实验成绩．这样既能训练学生的基本功，打好基础，又能够进一步满足不同专业、不同兴趣爱好学生的需求，有的放矢地进行大学物理实验教学．小论文和答辩方式成绩评定的进一步大范围推广也有赖于实验教师素质的提高和数量的扩充．从实验教学模式、实验教学内容、实验教学方法、实验报告撰写和实验成绩评定方式方面全面进行大学物理实验教学改革实践，并通过反馈信息进一步进行改革——实践——再改革的循环，将大学物理实验教学改革经验进行推广，对其他专业课实验课教学改革起到辐射和推动作用．
3结论
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