浅谈大学生物理实验竞赛的组织及意义

2013-03-26刘国良

大学物理实验 2013年3期

王旗，刘国良，杜安

（东北大学，辽宁沈阳 110819）

物理实验课是理工科大学生入学后进行系统实验训练的开端，是学生进行后续实验训练的基础［1－3］。对于理工科为主的高等院校，实验教学的作用就显得尤为突出。一方面大学物理实验的学习是后继课程（如电子、电路等）的基础；另一方面物理实验中体现的基本原理广泛应用于工程技术中，只有具有良好的物理素养，才能培养工程技术力量的骨干。

如何提高物理实验教学的效果，强化学生实践能力，培养大学生的创新能力、实践能力和团队协作意识，促进大学生开展课外科技活动，并且提高教师教学水平成为高校大学物理实验教研者关注的重点［4－6］。目前，许多学者认识到大学物理实验竞赛是实现上述目标的重要手段，并对竞赛成果进行了有意义的讨论。物理实验竞赛也得到了许多高等院校的普遍重视。

1 首届辽宁省大学生物理实验竞赛的基本情况

大学生物理实验竞赛可以进一步加强高等学校物理实验实践教学工作，促进大学生物理实验综合能力和创新意识的不断提高，由辽宁省物理学会主办的2012年首届辽宁省大学生物理实验竞赛于2012年12月8日在东北大学举行。

1.1 组织方式

竞赛采用开放式命题方式，每个参赛队限选一个题目在本校进行准备并完成全部实验。参赛队须预先提交《辽宁省大学生物理实验竞赛项目说明》及《辽宁省大学生物理实验竞赛推荐教师初评表》。竞赛时，参赛队伍需携带参赛作品，当场操作，并进行答辩。

1.2 题目设计

大学物理实验竞赛是一项推广物理概念，培养动手能力，提高学生创新能力的活动，因此，本次物理实验竞赛试题采用开放式、自选题目的竞赛模式，共设计题目三个：

题目一：非接触测距。利用非接触法测量两物体间距，测量范围为2～5 m，允许在被测物体上安装发射、接收装置。

题目二：太阳能电池参数测量装置的设计及参数的测量。自行建立能够测量太阳能电池的一种或几种参数的实验装置，并应用该装置现场进行太阳能电池参数的测量。

题目三：物理实验装置制作。题目自拟。要求：学生在校期间完成的物理思想清晰、物理知识点明确的实验装置制作。

1.3 评委组成

2012年12月7日，评审专家会议在东北大学召开，会议决定聘请14名专家组成评审委员会，并讨论通过了竞赛评审方案，决定按照3个题目组成3个评审专家组。

1.4 参赛及获奖情况

本次竞赛共收到辽宁省14所高等学校84个参赛项目，所有参赛队都按要求提前在网上提交了参赛项目说明书和教师初评表。本着“倡导实践，激励创新”的竞赛原则。共评出一等奖30项、二等奖18项、三等奖18项。

2 首届辽宁省大学生物理实验竞赛的特点

2.1 参赛学校重视程度高

竞赛通知在2012年9月发送给各高校，共有14所高等学校报名参赛。各参赛高校教务处、创新中心、物理实验中心高度重视、积极准备，东北大学、大连海事大学、沈阳航空航天大学、辽宁石油化工大学、大连大学等大部分院校在竞赛前期都进行了校内大学生物理实验竞赛选拔赛，进一步扩大了参赛面，保证了参赛队伍和参赛作品的质量。但是由于此次竞赛限定了各校的参赛名额，使一些学校在面对许多优秀项目时，难以取舍。

2.2 激发教师、学生的创造积极性

举办物理实验竞赛得到各参赛学校物理实验中心教师的积极响应。教师在指导学生参加竞赛的过程中，指导教师投入实验方案的设计，指导学生从理论上探讨实验的科学性、可行性；在实验实现的过程中，教师指导学生动手实现方案，师生有效互动。为了备战本次竞赛，各高校实验教师几乎全员参与，全程指导，引发了对实验教学的深度思考，拓宽了教学思路，切实提高了实验课程的整体教学水平。

学生在竞赛中也表现出极高的热情，他们精心准备，认真对待竞赛。学生的参赛作品也体现出很高的水平。在非接触测距的比赛中，同学们将超声法、激光法、三角法、光杠杆法以及利用光栅衍射的方法应用到实际的测量过程中，比创新、比思路、比方法、比精度。在太阳能电池参数的测量实验中，同学们运用巧妙的方法，设计了精巧的仪器装置，测量了开路电压、短路电流、光频特性、负载功率特性等参数。在物理实验装置制作中，参赛学生能够运用物理思想和方法，解决学习和研究中遇到的问题，并能进行拓展研究；学生自主学习、研究性学习的创新精神得到了贯彻，并且取得了一些显著的成果，本届竞赛激发了学生独立思考和研究的热情，更加激发了学生参与实验研究的兴趣。

2.3 开放式命题是对传统应试教育模式的变革

在目前的大学物理实验教学中，学生“广播体操”式的操作，不能引发其学习的兴趣，达不到启迪思维的目的，培养不了解决实际问题的能力，更谈不上综合素质的全面提高，所以在本次竞赛中，采用了开放式命题。采用开放方式题目，可以充分考查学生分析推理和归纳等方面能力，要求学生必须拥有熟练的基础知识，自学能力，并能组合实验器材，灵活运用所学知识解决实际问题。开放式命题使本次竞赛成为一次理论与实践相结合的创新教育的实践过程。

3 大学生物理实验竞赛组织的意义

3.1 增强校际交流，有效提高教学质量

举办省级大学生物理实验竞赛，为各高等学校物理实验中心提供了交流的平台，促进了物理实验教学的教学改革。

在实验的准备阶段，不同高校间，教师与教师、学生与学生之间相互讨论，相互借鉴，共同为提高作品的水平和质量做出了努力。在交流过程中，也促进了各校物理实验中心的建设。

这次物理实验竞赛采取开放式命题，学生在本校完成设计，竞赛现场演示、答辩、竞赛形式新颖、灵活。在比赛当天，比赛的同时也是一个新思想、新方法、新仪器的展会。大家相互交流，互相学习，互相探讨。在同一个比赛题目中，不同的参赛队用到了不同的方法。也有用到同一个物理原理的同学，却用了不同的实验方法，设计了不同的仪器。

3.2 促进师生交流，有效活跃教学气氛

在参与实验竞赛的过程中，教师和学生共同努力，完成作品，促进了师生交流，有效地提高了大学物理实验课堂的教学气氛。在以往的实验教学中，教师讲授固定的实验内容，学生完成大纲的实验安排，缺少有效的沟通，特别是缺少对物理实验教师的认可度。通过本次比赛，学生得到了深入和教师接触的机会，教师也得到了一个指导学生制作实验装置的机会。学生在自身的到提高的同时，也看到了物理实验教师在制作仪器方面的优势，提高了学生对实验教师的认可，同时也提高了对大学物理实验课的认可。在举办竞赛过程中，各校大学物理实验课堂上讨论的内容变得多样化，不再仅仅是书本上的实验内容，学生发挥了自身的主观能动作用，教师的思想技术有了发挥的空间，有效的活跃教学气氛。