声速的测量实验报告范文
时间：2023-02-22 15:07:36
声速的测量实验报告范文第1篇
【关键词】超声 脉冲回波 影像物理学
在医学影像里广泛应用的超声成像技术，主要便是利用了超声脉冲回波原理。由于这种医学影像技术的人体成像原理是通过超声波的能量来实现的，所以对人体无任何辐射性危害，而且因为该成像技术成本较低、安全性高，已被普及广泛应用到临床、介入治疗等方法中，成为医院里医学影像设备中重要设备之一。随着超声成像技术的普及应用，超声影像技术的物理原理基础在医学影像物理学也变成了重要的组成部分。通过学习超声影像的物理方面基础，能够帮助认识和理解超声的含义及超声影像的意义。因此本次研究通过利用超声脉冲回波原理设计影像物理学实验，促进超声影像物理学的学习，详细如下。
1 实验研究目标
超声成像的目的在于，声波于人体各组织的穿透能力达到可以深度成像。超声成像所测算的物理量为声波的回波幅度和相位，回波的时间常用于定位声波的深度。由于声波在人体组织的穿透速度约等于常数，因此回波的特征可以反映不同人体组织密度的不同。经过对反射回波的接收，并使其在显像屏上以不同的亮度等级呈现，最终形成超声图像。而若超声波的频率越高，则其波长越短，能量越高，分辨率越高，所成图像质量越佳。但是由于声波穿透深度与声波频率成反比，深度越小频率越高，所以想得到质量高的高频超声成像是以牺牲穿透深度为代价的[1]。通过设计实施超声脉冲回波原理设计影像物理学实验，可以更好的掌握声波的产生及传播原理，提高对超声波图像的物理意义的理解，掌握超声波的各项参数对超声最终所成图像的影响。
2 实验设计原理
超声波的基本参数有三个，包括频率、波长和声速。声波的振动频率f=振动数/时间（s），f由振动源决定，声波（在人体内部）的传播速度c取决于传播媒体。超声波和人体组织发生相互作用后之后，改变了起载体功能的超声波的物理特性，例如使能量发生衰减改变，使声波的传播方向发生反射、衍射等改变。而临床诊断所需要的信息就依托存在于这些不断变化的物理参数中，这些物理参数的不断变化不仅是诊断信息的依附，更是一些补偿机制的依据[2]。而波的吸收定律、反射定律等是掌握超声波成像原理的关键。超声波和人体组织发生相互作用而引起的能量变化为一个能量衰减的过程，像声束在人体组织表面发生折射、散射等均会减弱入射声波的能量。不管声波通过的内部是何种分子过程，超声波能量的衰减均符合如下式的负指数形式规律：
3 实验仪器设计及内容
本次实验中所需要使用的实验仪器包括：超声体模、美国OLYMPUS公司的超声发射接收仪器、超声测试模具及迈瑞公司的DP6600的超声诊断仪器。通过这些设备，依据实验要求事项，设计了两个内容的实验，详细如下：
3.1 图像与体模的验证实验
首先通过超声诊断仪器的探头来探测超声体模，观测超声图像所显示的体模信息，而后将超声图像与超声体模进行对比，以此来掌握超声图像所反映的物理意义。而后对超声诊断仪器的各项参数进行完成调整，包括声波速度、诊断仪探头的发射频率、声波功率及超声回波的接收灵敏度等[4]，同时观察超声显示图像的改变情况。实验目的包括了解超声波各项参数对超声图像的影响过程，所以调整超声各项参数对图像变化情况的影响，应被记录、加入到最终的实验报告中。
3.2 综合测算声速类实验
通过使用示波器、超生脉冲回波规律、超声波发射接收仪器及超声波测试部分，来对超声波在介质水中的穿透速度、超声波在有机玻璃内传播的衰减系数进行记录、计算。实验进行时，需要注意示波器和超声波发射接收仪器的仔细连接，而后将恰当的传感器接入超声发射接收仪器的T/R端口，且把传感器置于适当测试模具的有利位置。在对超声波在介质水中的穿透速度进行计算时，同时观察、记录示波器所反映的波形图，利用示波器的B扫描功能及X轴扫描拓展功能，来对中间两个不同界面的反射脉冲回波分别对应的峰值点间的时间差进行详细记录，以此来完成对超声波在介质水中的穿透速度的计算。在关于声速计算的最终实验报告中需要包括：声速测试的物理原理，测得的脉冲回波波形，对两个脉冲回波分别的峰值点和峰值点间的时间差的标识，详细计算过程，实验中产生的误差及误差产生的原因。在对超声波在有机玻璃内传播的衰减系数进行计算时，观察示波器所反映波形，记录测试模具里两个界面脉冲回波的峰值幅度。
4 结语
在影像物理学的研究中，包括许多用于成像的物质波。本次实验选取的超声波为其中一种安全可靠有效的物质波，通过本次实验，可以对超声在不同介质里的传播规律及声波的衍射、折射、散射等在超声成像中的作用进行深入了解，理解超声影像显示的物理原理，而且在一定程度上对影像物理学里的理论进行了验证。
参考文献：
[1]任杰.基于超声脉冲回波的影像物理学实验设计[J].科技信息，2010（5）：436.
[2]熊政纲，左龙.超声影像实验设计[C].//第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集.2010：310-312.
[3]韩冥生，杨平.脉冲回波法与水听器法测量超声探头声场参数比较研究[J].计量学报，2015（2）：166-170.
声速的测量实验报告范文第2篇
关键词：大学物理实验 大学生 影响
大学物理实验是相对独立的一门课程，也是我们理工科学生重要的公共基础课。这门课程较为特殊，因其上课过程中既要求动手又要求动脑，而且每次实验课的课前预习和课后撰写实验报告任务繁重，却又有其独特魅力吸引着我们热爱做实验。我们知道物理知识已经渗透进各学科，物理的发展离不开实验。我们工科学生不仅通过实验课了解必要的物理知识，更通过物理实验的实践让我们了解了科学实验的基本方法和锻炼了我们的科学实验的基本能力，同时也促进了我们对物理知识的理解。本人的实验课经历了两个学期从基础实验到设计性试验，实验要求不断提高中个人实验能力也在成长。本文将结合自己的感受针对目前提高学生科学素养的理念谈谈该课程对大学生的影响。
1.大学物理实验有吸引力
一般的大学课程我们要不要学，一个与教师的课讲的是否足够吸引有关也与课程如何考核有关。普遍来讲大学课程的考核与每节课的效率关系不大，也就是这节课听懂没有与考核关联不大。这个导致什么呢？学生容易不重视课堂效率，上课睡觉，看手机或做其他事情。特别是手机的强大功能已经让课堂充满竞争，虽然老师采取多种做法提高课堂教学质量，但多少有了让学生多了怠课的选择。相对来讲大学物理实验课堂方式吸引力要大许多，理由之一是大学物理实验每次课堂任务明确，按时完成需要学生课堂的专注，对教师来讲规范课堂纪律也是容易的多。每次课堂我们首先担心的是今天能否在正常的时间完成任务。再者，大学物理实验的动手动脑，也是吸引我们的原因。每个实验有着不同之处，有的有些微妙的调节，比如我们刚学习了一个光拍法测量光速的实验，理论上的光程和相位能够理解，但在实际的光路的调节上各反光镜的角度对光路的影响让我们在实验中费尽力气。又比如在拉伸法测金属丝的杨氏模量的实验，通过光杠杆法测量微小长度变化时，在望远镜中找到像时是多少的兴奋！同学们的认真是真真的被实验吸引着。
2.大学物理实验提高了学生们解决问题的能力
大学物理实验要求我们能够正确记录和处理数据。在处理数据过程中有些数据多计算量大，有些直接计算麻烦，实验老师也许会给些建议给我们，但具体计算还得自己操作。在这个过程中我看到了很多同学采用了他们刚学的学科知识去处理数据，比如使用Excel或C语言编程来处理数据。在数据处理中我们不但提高处理数据的能力同时也是对我们的学科知识的应用和进一步学习。在实验中我们还有遇到各种问题，比如光程如何测量更加准确；我的读数如何更加稳定，这样的条件是否能够记录数据等等，有心的同学每个实验都是在面对和解决问题中完成实验的。比如在使用分光计测量三棱镜的顶角时同学们觉得调节成像原理简单但双面镜正反面成像的调节很难完成，实验后期有同学提出现在望远镜外观察成像再具体调节大大提高了调节效率。
3.大学物理实验激发了学生发现问题的能力
每个实验有明确的任务，如何完成以及实验过程哪些问题要考虑，哪些因素引起误差较大，数据如何处理，这是同学们面对每个实验时都要涉及到的。而每位同学的仪器是单独的，独立的实验面对的问题不一样，有比较就有发现。比如，在显微镜的读数问题上，我们的老师给了我们关于显微镜在没有完全零刻度对齐的问题时记录数据笼统的方式。而我们班上的一位同学提出异议，因为各人的零刻度没对齐的程度不一样，在读数时的如老师的方式会有错误，他证明了自己的方法更有效。由于实验报告要求对实验的误差进行定量分析，在实验过程中我们必定得找到引起误差的因素，再在这个基础上获得数据。比如在测定气体的热导率实验中我们发现钨丝的阻值不同对结果的影响较大，那怎样的阻值才是好的条件呢？这个是我们在实验中思考的。还有我们物理实验室的实验仪器虽然有限，但同一个实验能做的实验或测量的数据有多个，比如上面我们谈到的光速测量仪，不仅仅是测光速，还有液体的固体的折射率也可以有效测量，但对固体的折射率的测量却又不太方便，这个可以在试验中感受到为什么测量固体折射率不合适。
4.大学物理实验培养我们良好的实验习惯和严谨的科学作风
大学物理实验每次课的目的明确，其始终贯穿着实验原理理解，仪器的熟悉，如何解决问题，哪些影响因素要考虑到，在实验条件下的误差范围是可估测的等等。这些都要求我们的数据必须事实求是。合理的实验数据不仅体现在我们的实验对实验教师来讲是可预测的还在于我们最终计算的是否有合理的结果。比如我们做的一个常规实验：气体热导率的测量，使用外推截距法获得的数据稍有差别将对最终的热导率的求解影响是非常大的。而外推法的实验数据来自我们的实验，合理的记录数据这时显得尤为重要。当然在实验过程中也曾有许多同学想自己篡改数据蒙混过关，但最终有着“偷鸡不成蚀把米”的感受。比如也是在气体热导率的实验中不小心错过记录真空时电压和电流数据了，由于不想重新来一遍实验，就自己造数字，结果回去后发现这个造数字工作量也很大，不合理的数据一不小心就坏了整个所有数据。还有密立根油滴仪测油滴电荷的实验中，选择合适的油滴非常重要，在实验中这个工作需要足够的耐心。有同学急于结束实验任意选择了油滴，结果数据根本没法处理，因为误差过大。还有在牛顿环实验中显微镜朝一个方向移动，中间如果错过一组数据考虑到回程差的问题就得重新来一遍实验，很多同学试着想回转补回而不是重新实验结果可想而知。实验中老师言传身教的严谨的科学作风，我们在这个课上切身感受到。在实验中大到规范的实验过程，小到不确定度的有效数字位数，都是有严格规定的。我们从中也体会到只有遵从这个原则才能做好实验。两学期的实验课程下来我们从实验表面的有趣被吸引到内心里认识到做物理实验就得认真规范的实验操作，科学的记录数据和撰写合格的实验报告。
5.大学物理实验加深了我们对物理知识的理解
我们都可能有着同样的感受：物理是有趣的但是也是很难的。这样的感受原因不仅在于其离不开计算，需要我们有一定的数学基础。还有一个重要的原因：抽象难以理解。物理实验是物理理论的基础，理论的发展离不开物理实验。我们在实验过程中验证或者重复着前人的实验中不仅仅体会到物理实验的科学和严谨，更在实验中具体体会到各种物理知识。抽象的物理知识在实验中被具体化了，我们可以更好的理解这些概念和规律。比如油滴电荷的量子性以及所带电量，我们通过实验有了具体体会。在牛顿环实验中减小或增大光程差牛顿环向内缩进或向外扩长，我们在实验中有着非常深刻的体会。至于他们间的关系就能更好的理解清楚。关于为什么我们可以使用光速测定仪测液体的折射率，实验中我们更好的体会了光程和相位的联系。至于驻波的特点在声速的测量中我们有着明确的认识。每个实验有着实验原理，而这些原理具体在我们实验中所扮演的角色与那些数字有关，这是我们每个实验要明了的。比如杨氏模量是表征什么的物理量，与哪些因素有关如何测量等等。实验中我们有了很具体的认识。
6.大学物理实验让我们体会到了物理学对人类生活的影响
物理学历来是人类物质文明发展的基础和动力，历史上每一次的物理理论的进步都带给人类物质文明的巨大飞跃。比如电磁场理论的建立开创了人类的无线电时代以及由量子力学引起的微电子产业为人类生活带来了空前的改变。人们在享受这些物质文明的过程中能不能理解这些科技和物理学的关系？我们不能认为物理只是理论上的，它的存在改变着人类的物质文明和精神文明。我们每次的物理实验中验证着前人的实验也是对客观世界的认识，同时在解决各种问题的过程也是物理知识的应用。比如声速的测量采用了声波发射器和信号接收器将声信号电信号的相互转换；光速的测量采用了声光移频器获得具有较小频差的两束光达到目的。示波器是利用狭窄的高速电子束打到荧光屏上将电信号转换成直观的图像仪器。我们从实验中更加体会今天的理论是明天的产业应用的基础。物理学与社会的发展息息相关这并不是曾经的事情，而是一直会影响着我们的生活。而且将会以更快的速度对我们社会的文明带来影响。
7.结束语
大学物理实验其科学的实验方法，锻炼了我们的实验技能，提高了我们观察分析及设计等能力。在实验过程中我们的耐心和规范得到了锻炼和考验。在这里的所列举的对我们大学生的影响可能不能都涵盖到，每点也是以我们的实验内容为例总结的，但无可否认这是一门带来不一样体验的课程。也许有许多同学在实验课时因为繁重的任务有所抱怨，但实验中的示范和监督让我们学会高标准的对待该课程。实验和报告争取做到规范中我们的收获应该是其他课程不可替代的。这门课为我们理工科学生进一步的学习打下了好的基础。物理是充满魅力的，实验是其基础。理论的学习让我们因其深奥感到有些无力，但实验的趣味吸引着我们，让我们对物理有了重新的认识：科技是理论的应用，物理与社会的发展密不可分。物理不仅因为实验而精彩，更因其理论的应用改变着我们的生活而生机无限。
参考文献：
[1]竺江峰，鲁晓东，夏雪琴. 大学物理实验教程[M].北京：中国水利水电出版社，2011.
[2]盛正卯，叶高翔.物理学与人类文明[M].杭州：浙江大学出版社，2000.
[3]杨淑凤，张元元.物理学与人类文明[J].成人教育，2010，6.
声速的测量实验报告范文第3篇
1.1实验教学现状
在进行实验课的时候，主要还是以较为传统的方法为主，课堂内容的安排按部就班，只是在“灌”，几乎每个实验都是一个固化的流程，讲实验原理、做演示、学生做、记录数据、完成实验报告等。在整个物理实验的讲解上，也基本没有关于探索方法的阐述，更鲜有对实验涉及的物理思想方法的讲解及渗透，即使有也只是蜻蜓点水，没有深入。在实验过程中，学生很少能在教师的指引下进行创新思维，都是在按教材的实验步骤来做，学生被限制在一个很小的空间，不能自主发挥，这也主要与上述提到的物理思想方法的传授有很大关系。
1.2实验学习现状
首先，学生在思想上对于实验课不够重视。实验前不进行预习，在实验过程中也常常缺乏耐心，测量几次没有得到预想的实验结果，就开始急躁，要么询问老师，要么放弃，不会去冷静分析问题，更谈不上思考解决方案。有一部分学生甚至在实验的过程中投机取巧，用别人已经调节好的仪器进行实验，或者直接抄别人的数据，来蒙混过关。对于实验报告，大部分学生是为了完成而完成，能够敷衍应付老师即可。
1.3实验内容现状
大学物理实验内容主要由力、热、光、电及近代物理构成，实验的综合性、拓展性、创新性比较高中物理实验已经有明显增强。然而在目前高校中，基础性实验比例较重，设计性实验安排较少，科学技术发展的巨大成就很少能在基础物理实验中得到反映，学生对之感到枯燥无味，相当严重地阻碍了学生学习的积极性、主动性、创造性以及现代思维方法的形成。
2物理实验教学方法改革的基本内容与实践
2.1提高教学灵活性，注重实验趣味性
各个大学的教学模式各具特点，但基本上分为三种类型：第一是培训基本技能、实验方法和仪器使用的基础实验，如万用表、信号发生器、示波器的使用等；第二是指导学生在已有基础上学习更高层次物理思想的验证性实验，如电子荷质比的测量、超声波测量声速等，以及让学生根据前面积累的知识独立完成的设计性实验，如光纤实验、等离子特性研究等。然而这些还是不够的，在此基础上还需注重教学模式的多样化，开展分层次教学、个性化教学、开放式教学等。教学内容和教学方法也应与时俱进，与计算机技术和现代教学手段相结合，比如：实验的数据处理、多媒体教学、仿真实验的研究与开发。在物理实验讲解的同时，还应强调物理实验课的重要性。因为，在理论上再美妙的假设或推理，要成为被公认的物理规律，必须要有实验结果的验证。例如：1924年法国人德布洛意在光的微粒的启发下，明确提出实物粒子具有物质波动性，即波和粒子的缔合概念，简称波粒二重性，其正是通过电子在晶体上的衍射实验来证明的。同时，在教学过程中可以穿插物理学史，一方面，使学生了解发现物理规律时所做的重要物理实验的方法和技巧，另一方面，能引起学生的兴趣，了解物理学家发现规律时的状态和心态，知道尚未解决的科学难题，进而会积极思考如何进一步去研究和探索。
2.2以学生主动探究为主,注重对学生的动手能力培养
从以往的以教师为主体的教学模式转换为学生是教学的主体，提倡激发学生参与的积极性和主动性，让学生掌握科学的思想方法。例如：在必修实验的基础上安排选修实验，选修实验由学生自己选题、自己确定实验的内容、自己动手去设计和完成实验。在实验过程中，只要没有人身或仪器事故的危险，老师一般不予干预，只是从旁观察和了解，当学生遇到实在无法解决的难题，再做启发性引导，指出问题，鼓励他们克服困难，完成实验。同时，还可以充分利用实验室在设备和场地上的优势,开辟出一块实验基地，将一些即将报废的仪器，如计算机、万用表、示波器等供学生进行实验活动，给他们提供相应工具，对这些报废仪器进行拆装修理，实行弄坏无过、修好有功的原则，鼓励学生多动手。学生日常生活中的小物品，如耳机、收音机、电热杯等也可以拿到实验基地进行修理，从而可以体会到物理原理在生活中的应用，进一步提高物理学习的兴趣。
2.3与课外科技创新实践相结合，注重创新能力培养
2.3.1结合物理实验课程的教学内容设立实验仪器的研制和改进项目
目前许多物理实验仪器测量误差很大的原因是仪器设备本身存在着问题。例如：空气热机实验、液体表面张力系数的测量、杨氏模量的测量等，因此可以组织学生在教师的指导下针对实验仪器本身存在的问题申报项目开展研究。这样不仅有利于物理实验室自身的发展，也可以加强对学生创造力的培养。
2.3.2把综合设计性实验和课外科技创新实践相结合
可以把难度较大的综合性设计性实验作为学生课外科技创新实践的研究项目,不仅由学生自己设计实验方案、自己在实验室中完成实验,而且要求学生自己调研,自己撰写课外科技创新实践项目申请书,自己预算和使用研制经费,自己撰写结题报告,进行结题答辩。这样做既可以完成综合设计性实验的教学要求,又可以全面培养学生独立从事科学研究的能力和工程项目设计能力。
2.3.3将科研成果和实验教学相联系
老师可以将自己的科研成果和实验教学方面联系起来，尽量使科研成果转化为切实有效的实验教学资源，这样就可以让学生身处创新的前沿，同时让他们了解物理实验学习对于科研的重要性，搭建一个可以让学生提前了解科研的平台，推进实验教学的开放的创新，利用科研的前沿式优势为实验教学所用，从而弥补实验教学内容与仪器延后性劣势。
2.4注重引入物理学原理在工程技术中的应用知识
首先，可以让学生在做实验过程中,主要依靠实验讲义和实验设备的说明书,还有参考文献资料。而教师并不告诉学生仪器设备如何使用,学生自己根据说明书去摸索掌握使用方法。这就迫使学生学会独立学习使用陌生仪器,真正掌握使用各种仪器设备的技能,为今后的工程技术应用打好基础。其次，利用物理实验室的仪器设备组织学生开展产学研活动。在教师的指导下组织学生利用物理实验仪器设备为企业进行产品性能的检测,由于对企业产品的性能进行检测可能要对物理实验仪器进行改造,也可能需要研制一些新的传感器和配件,学生通过这些检测工作可以学到物理学原理在工程技术中的应用知识，同时也可以看到所学物理实验知识的使用价值。
3结语
实验教学的主要目的就是提高学生的科学素养，培养创新能力和科学研究能力。因此，如何以多元化的教学环境、丰富的实验教学内容为依托，在最大程度上调动学生的主动性，成为教学方法改革前进的方向。
声速的测量实验报告范文第4篇
[关键词] 物理实验 探索性实验 开放性实验 创新
1、引言
物理是一门实验学科，古往今来，物理学的发展与物理实验密切联系。物理实验不仅应让学生收到严格、系统的实验技能训练，掌握科学的实验方法、实验技巧，还应训练学生敏锐的观察力，独立思考解决问题能力和创新精神[1,2]。但是，目前物理实验教学模式单一，大部分实验教学中，学生只要按照实验步骤去做，就能顺利的测到实验数据，完成实验。这种方式在一定程度上限制了学生的积极主动地去认识物理规律，难以激发学生对物理实验的兴趣和独立探索物理规律的意识[3]。针对这个问题，本人在物理实验中心做了相关教学实验改革试点，在学生进行基本的系统的实验操作的基础上，选拔优秀学生，做探索性实验，目的是提高学生自主的实验能力以及培养学生的创新意识，为独立学院的大学物理实验教学进行探索性尝试。
2、教学基本过程
2.1基础性实验
目前大学物理实验基本上都是测量性、验证性实验，称为基本实验，其目的是让学生掌握严格的、系统的实验技能，这样的训练是必不可少的。基本实验，如基本物理量的测量，基本仪器的使用，基本测量方法以及误差分析，试点学生按教学计划完成基本实验操作，安排多余学时做探索性实验。
基本实验一般可分为力学、热学、电磁学、光学、近代物理实验五部分，按照本校教学安排，一般工科学生做8个物理实验，总共24学时。学生提前根据个人兴趣和专业特点自选实验，要求每个部分选1-2个实验，总共7个实验，最后一个实验为探索性实验。
力学部分实验主要为：钢丝的杨氏模量，落球法测定液体的粘度，扭转法测定物体的转动惯量，波尔共振仪研究受迫振动，空气的声速等。
热学实验包括：导热系数的测量，冷却法测定金属的比热容，传感器测定空气的比热容比，电阻温度系数，温差电偶的定标与测温，PN结温度传感器特性等。
电磁学实验包括：电位差计，自组惠斯通电桥测电阻，电子比荷的测定，示波器的使用，铁磁材料的磁滞回线，霍尔效应及应用。
光学实验包括：牛顿环与劈尖干涉，菲涅尔双棱镜，薄透镜，偏振光的观测，迈克尔逊干涉仪，光栅研究，测定玻璃的折射率等。
近代物理实验包括：光电效应与普朗克常数，弗兰克-赫兹实验，发射光谱吸收光谱，硅光电池，周期信号的傅里叶分析。
在教学方法上，只讲解基本的实验要求，实验仪器使用方法，在限定的时间内，充分发挥学生的主观能动性，完成实验。这就要求学生在课前必须提前预习，勾画初步实验方案，课上认真思考，勤于动手，理论联系实际，遇到问题随时与学生老师探讨，对学生的基本实验技能、动手能力、逻辑思维能力都有很大提高。
2.2 探索性实验
在做好基础实验的基础上，选拔最物理实验感兴趣的学生3-5人，做探索性实验。教师先安排几个探索性实验课题，由学生自己选作实验。根据报名情况结成小组，每组选择一个课题进行研究。实验中心根据情况开设开放性实验室，学生可以全天任意时间来网上查资料、做实验，课题规定三天内完成，以实验报告或者小论文的形式结题。为激励学生的实验兴趣，探索性实验的分值为10+2分（2为提高分数），总分将做为一次成绩计入实验成绩。
探索性实验题目为：
(1) 测量小球碰撞过程中的能量损失
实验要求：自行设计实验方案，测量能量损失，分析误差来源，计算能量损失的不确定度。
实验仪器：小球2个、支架两个、米尺、细绳等。
(2) 制作磁悬浮小仪器
实验提示：掌握磁悬浮原理，设计实验思路，自行制作。
制作材料：根据需要先自行购买，凭发票报销。
特别注意：因电磁学实验，需用较高电压电流，一定注意自身安全！
(3) 波长相对测量实验设计
实验要求：设计实验方案，由已知钠黄光的波长测定另一未知波长的方法。
实验仪器：牛顿环、劈尖、显微镜、迈克尔孙干涉仪、双棱镜
(4) 薄膜厚度测量
实验要求：分别给出薄、厚、透光、不透光薄膜，最少选用3―4种设计方案，测定薄膜厚度。
实验仪器：显微镜、牛顿环、劈尖、迈克尔孙干涉仪、双棱镜、螺旋测微器等。
(5) 学生兴趣制作仪器
研究内容：进行相关的理论研究，选择合适的实验器材，进行实物制作与调试。
实验要求：制作仪器应体现物理思想，有一定的应用价值。
以上五个课题为学生自选题目，根据选题结果结成小组后，由小组共同完成实验课题。学生可以通过网络、图书馆阅读国内外论文等渠道、筛选收集信息，这是一个完全自主的过程，学生根据需要自发学习，锻炼了学生自学能力，同时也激发了学生的兴趣。
开设开发性实验室，规定学生在一定的时间内完成实验课题，相关实验室全天开放，学生随时可以来做实验，通过小组研究讨论制定实验方案完成实验课题。在这个过程中，锻炼了学生自学能力，团结协作能力，逻辑思维能力以及创新精神，这种素质的培养对以后学习和工作生活都是受益终身的。
3、结论
我校作为工科类型的独立学院，一直注重应用性人才的培养。大学物理作为基础性学科，也应立足学生于自主学习能力、动手实践能力、创新能力的培养。因此，物理实验中心在实验教学改革上做了大胆尝试。一方面注重学生的基本实验素质的培养，在此基础上选拔优秀学生因材施教，做探索性实验。
实施探索性实验，教师要有全新的教学理念。教师要从知识的传授者转变为学习的促进者、组织者和指导者。教学行为必须发生转变，教师要学习用研究性学习的态度对待教与学，要加强自身的学习，从“更好地教”转到“为学生更好地学”，从单纯的知识传授转到关心学生的终身发展。
探索性实验还存在一些问题和矛盾，需要我们深思。如何更好利用现代教育技术，充分利用网络资源；如何科学实现网络选课、预习、答疑；如何更好解决师资配置问题；如何引导学生在有效的时间内高效地完成学习任务；如何公正、合理的评价学生实验报告的编写、实验数据结果、实验小论文，进一步促进学生学习物理、做物理实验的积极性，这些问题都亟待解决。教师在教学中起着关键的作用，教师应引导和促进学生在自主、合作与探究的学习过程中实现终身学习的教育目标。
参考文献:
[1] 陆申龙. 开放教学实验室,提高学生创造能力[J]，实验室研究与探索, 1999(6):8-10.
[2] 金恩培. 浅谈美国、加拿大几所大学物理实验教学情况[J], 物理实验, 22(l):45-48.
声速的测量实验报告范文第5篇
【关键词】物理专业；实践教学体系；课堂与实践
1 物理专业的培养目标和实践教学体系的建设
学院的物理专业教学的目的是为了培养具有坚实的物理基础理论知识、基本的实验方法以及技能，理工结合的高级复合型工程技术人才。对于实践体系教学就是为了培养学生要具有一定的实验设计能力，在实验的条件下，能够动手操作出实验的结果并对其进行归纳分析，并以此来撰写论文，做到有可以和同学彼此进行交流的能力；除此之外，还要能够运用现代物理在工程技术方面的实验。因此在课程教育实验方面要加大和加强，尤其是综合性和设计性的实验，有条件的话最好能够让同学们进行小型的科研试验。引导学生将所学的知识进行创新并与工程技术专业联系起来，使其能够在将来从事相关的专业工作中可以更好的发挥。
为了深化教育改革，充分体现“宽口径、厚基础、重能力、高素质”的人才培养模式，增大学生的就业几率，按照院里物理专业培养目标的要求，再加上实践教学老师们共同的努力教学，以及大量的调研、搜集所得到的相关的资源，对完善教学实践管理体系，提供综合性、设计性强的实验以及建立网络教育平台提出了更深的讨论。在以培养计划为指导，挖掘各种实验课，课程设计的逻辑关系，科学、安全、合理的设计各个实验课题的项目的方面已经基本建设出了比较完善的体系，这将对培养学生们的综合素质起到了关键的作用。
2 物理专业实践教学体系构成
通过各种实验课和课程设计的逻辑关系以及科学合理的设计的一些实验，试验项目等已经构建出了比较完善又能体现教学目标的物理专业实践教学体系，包括了10们实验课，4门课程设计，具体设计如下：
2.1 力学实验
实验1，霍尔位置传感器测杨氏模量；实验2，扭摆法测物体的转动惯量；实验3，示波器的使用；实验4，粒状物体极不规则物体密度的测量；实验5，显示驻波法测空气中声速。
2.2 光学实验
实验1，分光计的调节和使用；实验2，迈克尔逊干涉实验；实验3，光强综合测试；实验4，牛顿环测球面的曲率半径；实验5，组装望远镜和显微镜。
2.3 电磁学实验
实验1，磁场的测量与描绘；实验2，电表的改装；实验3，霍尔原件测磁场；实验4，物理电学设计性实验；实验5，电位差计测热电偶的电动势。
2.4 近代物理实验
实验1，密里根油滴实验；实验2，塞曼效应；实验3，夫兰克――赫兹实验；实验4，电子射线的电偏转与磁偏转；实验5，电子射线的电聚焦与磁聚焦；实验6，光电效应测普朗克常数；实验7，气体放电等离子体的研究；实验8，全息照相；实验9，硅光电池特性测试实验；实验10，光敏电阻特性测试实验；实验11，光速的测量；实验12，金属电子逸出功测定；实验13，复合电镀实验（一）――赫尔曹实验；实验14，复合电镀实验（二）――金属-固体微粒复合膜电铸工艺研究。
2.5 电路实验
实验1，验证基尔霍夫定律；实验2，RLC稳态电路特性的研究；实验3，RLC二阶电路暂态过程的研究；实验4，RC、RL一阶电路暂态过程研究；实验5，RLC串联谐振电路的研究。
2.6 模拟电路实验
实验1，电压放大器的调试与测量；实验2，拆动放大器；实验3，低频OTL功率放大器；实验4，射极跟随器；实验5，RC正弦波振荡器。
2.7 数字电路实验
实验1，组合逻辑电路的设计（一）；实验2，组合逻辑电路的设计（二）；实验3，集成555定时器及其应用；实验4，计数器及其应用；实验5，数/模（D/A）及模/数（A/D）转换。
2.8 通信原理实验
实验1，FSK调制实验；实验2，抽样定理与PAM通信系统实验；实验3，二相PSK（DPSK）调制实验；实验4，二相PSK（DPSK）解调实验；实验5，FSK解调实验；实验6，脉冲编码调制PCM与时分复用。
2.9 传感器原理与应用试验
实验1，金属箔式应变片――单臂电桥性能实验；实验2，集成温度传感器的特性；实验3，差动变压器实验；实验4，电容式传感器的位移特性实验；实验5，直流激励时霍尔传感器位移特性实验；实验6，金属箔式应变片――半桥、全桥性能和电子秤实验；实验7，光电二极管和光敏电阻的特性研究。
2.10 光电子技术实验
实验1，光源特性测试；实验2，电光调制实验；实验3，声光调制实验；实验4，广电倍增管综合实验；实验5，光电二极管光电特性测量；实验6，光敏电阻特性实验；实验7，硅光电池特性测试；；实验8，面阵CCD实验；实验9，光电探测器直流参数测试；实验10，APD光电二极管特性测试实验实验11，光电耦合开关实验。
2.11 电路课程设计
万能表的组装与调试。
2.12 光电转换课程设计
实验1，双光纤通信传输认识；实验2，固定速度时分复用/解复用；实验3，变速率时分复用；实验4，数字信号电――光、光――电传输；实验5，模拟信号电――光、光――电传输；实验6，变速率时分复用/解复用。
2.13 数字电路课程设计
数字时钟的制作。
3 教学改革建设实践
通过教学实验安排可以看出力学，光学，电磁学，这三门实验课是基础，其他的实验课基本上就是围绕这三们展开的，所以要注重打好学生们的基础，就要对其进行改革选择适合学生学习的方法，能够充分调动学生做实验的积极性和主动性。所以希望每位同学都可以做到，课前预习实验，对实验做好充分的了解，自己动手操作，通过实验撰写实验报告，能够充分理解并能作适当的讲解，然后对其结果作评论。除此之外，课堂上学生是自由的可以自由发挥及讨论。实验室充分提供给大家，让那个每个同学都能充分的去做实验。此次教学体系的建设就是让同学能够彻底明白每个实验的原理，能够从中收获到知识，更好地为未来所要从事的专业工作打好基础。提高学生的创新能力，真正的学到知识。当然我也会在为学生提供这样一个展现自我的。
4 总结
在此次教学体系的设计中，就是为了通过新的教学体系能够更好的让学生学好物理实验，更好的开发头脑的思维能力，提高学生的动手发言的勇气，自己也能更好的教学。
【参考文献】
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声速的测量实验报告范文第6篇
关键词: 新课程 物理实验教导 改革
物理是一门以实验为基础的学科,物理学的定义、定理、规律、定律都是在实验的基础上概括和总结出来的。随着新课程的推进,现代社会需要的是具有较高科学文化素质的应用型人才,物理实验教学改革已成为当务之急。我认为改革可以从以下几个方面入手。
1.实验内容的改革
现有的物理实验教学一直沿袭着过去的模式,几十年来,变化不大。从总体看来,物理实验基本上从属于物理理论教学,给人的感觉只是为了验证物理理论的正确性而存在的,教师的演示实验不是以“趣”、“疑”、“难”为诱导,而只是教师在台上做,学生在台下看。诚然,这样做能使学生获得一定的感性认识,但无法替代学生的自身活动。学生实验大多属于验证性实验,探究性实验少;在实验手段上采用传统测量技术的实验多,利用现代技术手段深化教学要求的实验少;各自独立的实验多,综合性实验、设计性实验少;实验内容范围窄,与生活及生产实际结合得不够。这一状况明显不能适应当今科学技术的发展形式和学校培养应用型人才的需要。因此,教学内容必须改革。
改革并不等于全盘否定原有实验内容。相反,对学生在有关重要的物理现象和物理规律的观察、实验和相应物理量的测量方法与测量技术的训练方面,不但不能削弱,而且要改进实验手段,使这些基本技能得到进一步的加强。在保留和加强一些传统实验技术训练的基础上,对一些内容陈旧、重复、实验方法简单的验证性实验,应该予以淘汰,增设一些趣味性强的物理实验,贴近生活、社会的物理实验和一些微型化实验,并把一些过去由教师演示的实验,改为既可演示又可由学生自己动手做的实验。
2.教学模式的改革
现有实验教学模式僵化,物理实验教学的基本原则没有得到充分的体现,教学方式单一呆板,从教学内容到教学方式都没有给学生留出足够的发展空间。对于学生的分组实验,教材从实验目的、实验原理、仪器、操作步骤到注意事项,写得清清楚楚,然而每个实验前,教师还要花一定的时间根据教材讲解实验目的、原理,然后学生依照现成的实验步骤做,记录几个数据,实验就算完成了。这样做实验,收效不大,而且同一个班的学生,同一时间做同一实验,用同一方法、相同仪器,在规定时间内完成,得出同一结论,这样就导致少数学生看别人怎么做,自己就怎么做,甚至还有些学生只看不动手,也不观察实验现象,不记录有关数据,更谈不上思考,下课后抄一下实验报告就算了事。这种教学模式,不利于提高学生发现问题和解决问题的能力,使学生不能突破思维定势这个思维障碍;不利于培养学生的创新精神,不利于学生智能的发展。以上实验教学的现状,极大地影响物理教学质量,与培养新型的适用人才的需求不相适应。因此,教学模式需要改革。
3.实验教学改革的措施
物理知识来源于实验,为突出教学内容的探究性,实验教学应选择以探究为主的教学方式。教师应让学生通过实验能更好地掌握知识,发展各种能力,提高物理科学素质。为达到这一目的,应在以下几个环节上狠下功夫。
3.1观察与实验
观察是实验的第一步,也是创新的前提。观察在生活中无处不在,我们需要的不仅仅是大家观察到的结果,更重要的是观察这个活动的本身,这个活动的过程就要靠实验来进行。我们掌握的许多物理知识都是通过观察和实验,认真地加以思索和总结得到的。
3.2探究与总结
本环节着重引导学生分析和处理物理实验所获取的信息,探究现象产生的原因,从定性、定量的角度找出内在联系,归纳总结成规律,即得出正确的结论,突出训练学生的思维能力,这是物理实验教学改革的核心。
3.3应用与延伸
应用是指用探究得来的规律,去解决其它物理问题,解释物理情景。如用悬挂法测物体的重心、合力与分力的变化关系;测定声速、浮沉子;测定水井的深度;测量铅笔芯材料的电阻率;测灯泡的热态电阻和冷态电阻,等等。学生通过这些小实验,能提高实验技能,培养解决实际问题的能力。延伸是指根据学生的实际情况,适当地引导学生向知识与技能的深度、广度探索。例如,介绍科技新成果,以开阔学生的知识视野,增强科教兴国的意识。
4.重视多媒体技术在物理实验教学中的应用
在实验教学中,教师要充分利用现代化的教学手段,充分利用图片、声音、动画模拟实验操作。对于实验课堂教学的指导,教师可以将物理实验教学的内容以课件形式做好,保存在计算机内,学生根据自己所选实验,在预习的基础上调出程序,就可以在程序的指导下进行实验操作。在操作过程中学生若遇到困难,还可以从计算机中调出课件反复学习、研究再进行实验。这种课件指导比在传统教学中教师在黑板上的板书更详细,可以节省时间让学生进行实验操作。
比如,长度测量实验,过去有些学生,大学毕业了还读不准游标卡尺、螺旋测微器。究其原因是学生在做这个实验时,对这两种量具只是一知半解,对其结构、原理不是很清楚。教师在讲解这个实验时不可能把量具一件件拆开来讲,黑板上也只能画出简图,所以学生印象不深。如果用计算机课件以动态的形式将结构原理、操作方法用多媒体投影仪表述出来,学生一目了然,印象就深刻多了。运用计算机课件指导实验教学,教师课前准备充分,在屏幕上以图文并茂的方式显示出来,可吸引学生的注意力,学生很快就能明白实验目的、原理和操作方法,不需要多少时间就能完成实验操作,不熟的学生还可以多做几遍;实验结果是否对,数据输入计算机就可以显示出结果来,如果不对可以重做。学生对这种教学管理方法感兴趣,学习的注意力更集中,计算机屏幕上图文声像并茂的知识比书本上生动;机上传授知识比教师传授知识,学生心理上所感受到的压力小;计算机指导实验更具有耐心,能不厌其烦、不知疲倦地反复执行命令,回答问题。
参考文献:
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[5]《走进新课程》丛书编委会.《物理新课程标准(实验)》,解读.湖北教育出版社.
声速的测量实验报告范文第7篇
关键词：物理实验；美国大学；教学模式
一、教学理念
美国大学十分重视教育观念的更新，教师的物理实验教学方法很活。这与美国教育中鼓励冒尖、创新、标新立异是分不开的。教师主要是提出问题、启发思路和引导争论，绝不“抱”着学生走。物理实验的目的不只是教学生使用各种仪器设备，也不仅是让学生学会一些实验的方法与手段，而是让学生在实验中既动手又动脑，通过实践真正掌握物理规律的真谛，学会用实验方法去检验理论。美国大学为学生开设实验课的目的十分明确。在斯坦福大学，DouglasD，Osheroff教授特意在黑板上写下“GOAL：Learn how to do Physics，not specifictechnique，”意思是说要通过物理实验使学生懂得如何去研究物理问题，而不是只局限在知识的传授和技能的训练范围内。这给了我们很大的启示，我们应该更加充分地认识到物理实验教学的作用和性质，在实验教学中树立更高的目标。在我国部分高校的物理实验教学中，其实验仪器往往由实验室技术人员提前备好，实验时由学生被动地按照规定好的步骤与方法进行，然后计算结果。学生往往进行的是美国人称之为“COOK”实验，即像照着菜单煮饭一样，学生按照老师安排好的程序和结构进行实验，为了使实验具有精确性，学生不能过于随意，不能有创造性。可见，我们对于学生独立探索的训练有欠缺，学生只是简单模仿，真正自己动脑动手较少，这样的教学理念与方法不利于学生创新性思维能力的培养。
二、教学模式
美国学生的实验动手意识和能力普遍较强。物理实验课的教学过程大体上分为三个阶段：第一是基础训练阶段，学生主要进行基本实验技能、基础实验方法和基本实验仪器使用的学习和训练，该阶段主要由助教和工程技术人员来指导；第二是教师指导性阶段，主要由教师指导学生利用基础阶段已掌握的基本知识和技能，学习和掌握一些高一层次的物理思想、物理模型、物理方法和物理实验。教师的任务是引导和启发学生通过具体的物理实验来学会如何剖析实验问题、如何制定最佳实验方案，并给学生留下了很多启发性和能够开阔视野的思路和问题：第三是学生的设计性实验阶段。学生需要独立进行实验方案的设计、实验仪器的选配、实验结果的分析和对实验问题的进一步研究。有些实验专题可以是个人独立完成或是由几个学生组成小组来完成的，整个实验阶段学生是主角。
我国高校的物理教学已经初步建立起从易到难、从简单到综合、从注重传授知识到注重创新能力培养，循序渐进、逐级提高的物理实验三级教学课程体系。一级实验为基本物理量的测量和基本仪器的使用，主要为预备性、基础性实验。二级实验为实验测量方法和常用物理量的测量，主要内容为提高性实验。三级实验为实验技术和实验规律的学习，主要内容为综合性、设计性实验。尽管在体系建立方面我国高校已经初现规模，但教师在指导过程中仍然过分重视实验认知性结果的正确性，常常忽略学生的过程性体验，而这正是美国高校实验教学所推崇的。我们要善于将这些所谓的“正确方法”用“为什么”、“怎么做”、“做什么”等进行设问，从中创设实验方法的问题情景，启发探究欲望。甚至教师可以有意识地在教学过程中设置问题、制造错误，让学生在师生共同探索过程中培养和发展自己的个性和创新能力。
三、教学内容
针对一、二年级学生的实验内容，美国大学实验项目比国内综合性大学的普通物理实验要少。哈佛大学将这部分实验中的一些实验项目作为学生的家庭作业，带回家去完成。他们发给学生一个实验箱，里面装有各类工具及一些简单实验部件，如万用电表、电阻、电感、电容、米尺、激光笔等，还有一张附有实验指导资料的CD盘，学生可在家中完成一些简单实验。针对三、四年级学生的实验内容，每个学校各有特色，这与学校的科研方向密切相关。如麻省理工学院的高级实验课程中的实验项目，一个实验学生要做2～3周，每周6小时。对于这些较复杂的实验，实验报告要求也很严格。斯坦福大学三年级学生做的光学实验，要求学生按的格式写实验报告。这部分的实验内容比国内高校的近代物理实验内容要深，有很多反映学科前沿的实验。美国高校物理实验选修内容十分丰富，类型变化较多，涉及面较宽，为学生提供了许多可选择的学习机会。学生可根据专业需要和个人兴趣来选修物理实验。在美国，学校与教师都十分重视把最新的实验方法、测试技术和仪器设备引进实验教学之中，让学生及时地了解、接触和掌握新事物，并从低年级就开始接触到先进设备和技术，使学生体会到科技的进步和竞争。同时，为学生后续课程的学习及训练奠定了较高的起点和宽厚的基础。实验内容除了基本的力、光、电实验外，还有与专业相关的基础实验，例如：霍耳效应：麦克尔逊干涉仪；塞曼效应：光电效应；偏振光；衍射光栅；气体中的声速：带电耦合装置；介电常数：粘滞度测量；串联和并联谐振电路：Meade望远镜的组装和使用；类星体的发现；人造变星的光度测定；利用Starlink软件的CCD图像数字压缩技术：利用Starlink包对简单光谱进行分析等。这些设计实验使我们强烈感受到了科技发展跳动的脉搏。在麻省理工学院的“量子信息处理”实验， 斯坦福大学的“超流”实验，哥伦比亚大学的“混沌实验”、“镊子”实验和UCLA的一系列核物理实验对比之下，我们真正根据自己的特点来设计新实验的还比较少，因而各校的实验内容大同小异，缺乏特色，不够新颖。这些内容可以启示我们要进一步推进大学物理实验的近物化和科研化进程。
美国大学的教学内容是通过自编教材实验来体现的。内容中的实验操作步骤被有意识地粗略化，但是留给学生许多结合实验的思考题，目的是促使学生在实验前、实验中和实验后进行思考与创造。实验过程中有不清楚之处时，可以随时查阅实验室中仪器资料和实验设备说明书等参考文献。实验教材基本是自编的讲义，这与我国目前实验教材大多采用正式出版的书籍大不相同。究其原因， 是因为他们的教学方法与教学内容年年都改，因而不必要也不可能用正式出版的书籍。他们追求的是新颖、现代、有特色， 而不追求完整、系统、规范化。这种教学思想与我们有较大的差异。许多学校都强调教材不应像烹调书那样一步一步写得很清楚， 让学生按部就班去做， 这种培养操作工式的教学方法不利于人才的成长。我国传统的物理实验教学中，实验内容陈旧，传统、经典的实验多，体现现代科学技术的实验少；内容单一的实验多，
设计性、综合性的实验少，且多为验证性实验。并且教材改革滞后于当今经济发展和科技进步，诸如以信息技术、数控技术、遥感技术等高端科技已广泛应用到各个领域而且进入家庭，但有些高校的物理实验课程仍然开设黑白影像、电子管晶体管电路等。古老的传统教育要培养能适应自主创新形式下的创新型人才，必须更新实验内容，既要关注科技发展的前沿，又要考虑学生的专业实际，充实一些与现代生产联系密切的实用性实验，并且有一定比例的设计性和综合实验项目。即使学生开阔眼界，又能将物理理论与现代技术和生活融合起来，因此能充分调动学生的积极性和主动性，激发学生的自主创新精神。
四、现代化教学手段
计算机在美国高校物理实验教学中使用十分广泛。美国大学的近代物理实验中几乎100％都用计算机，而普通物理实验中约1/3使用计算机。有的学校写实验报告、批阅报告也都用计算机。大学中有许多为教学服务的CAI软件，质量很高，学生可以随时通过校园网络，提前进行实验预习；学生在实验学习中可以利用计算机进行实验仪器设备的控制、数据采集和处理等工作。实验报告也基本上是在计算机上完成的，并通过校园网络传递给教师；利用计算机模拟，开发高新科技相关的物理实验，进行仿真实验教学，开阔学生的眼界：用CAI介绍和模拟更新的实验方法、技能和实验应用等。从美国高校中可以体会到计算机技术和网络技术在教学中的普及和应用程度之高，已成为高等工程教育中不可缺少的重要工具。显然，我国高校物理实验的计算机使用比例远远偏低，这不能满足学生适应今后在信息社会的工作要求。可喜的是我们在这方面已经做出了有益的尝试，例如建立了仿真物理实验室，通过计算机网络把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一体，形成了一部活的、可操作的物理实验教科书；将多媒体、CCD和录像等手段引入实验教学：建立物理实验教学网站，实行网络化教学。例如同济大学物理CAI中心就是网络和多媒体教学的结合产物，在实验教学中，中心以网络为载体，积极开发网络资源，使得网络这一现代化的教育资源在实验室的管理、实验室的开放式教学、学生学习的积极性提高和能力素质的培养等方面发挥了很好的作用。但计算机并非越多越好，因为许多基本的物理思想的掌握、物理现象的观察、操作能力的培养以及基本的数据处理的思路与能力等，都不能也不应由计算机来完全代替。美国各实验室的计算机使用十分方便，但他们也认为只有用了计算机能加深对物理原理的理解、对实验方法的掌握和对测量精度的提高时才用计算机，而让学生实际动手去观察真实的现象，学会基本的操作，仍然是十分必要的手段。
五、结语
综上所述，我国高校物理实验教学质量和水平与美国大学的情况相比，有较大的差距。美国的大学对于物理实验的教学安排以及教学过程都十分重视学生创造性综合能力的培养。国外的物理实验教学模式使教学目标由单一(帮助理解、掌握物理学原理)向多元(实验技能、综合素质和创新能力)发展。物理实验的教学过程由封闭向开放发展。开放层次由一维(时间开放)向多维(教学内容、教学方法、教学手段和观念意识上的开放)发展。
声速的测量实验报告范文第8篇
关键词：大学物理实验；实验教学；教学质量
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）05-0105-02
大学物理实验是高等学校的一门必修基础课，它在培养学生的动手能力，独立分析、解决问题的能力以及提高学生全面素质方面有着理论课所不可替代的作用[1]。目前，在大学物理实验教学中，还存在着一些不足。首先，在思想观念上，部分教师受长期以来形成的重理论轻实践的影响，不注重知识的应用，不重视操作能力和独立工作能力的培养；其次，在教学内容和方法上，大多数实验教材编写过于详尽，内容以验证性实验为主，综合、设计实验相对较少，教学方法以讲授式为主，学生缺乏实验兴趣；此外，在中学和大学物理实验教学衔接上，由于大学物理实验更多面对的是大一学生，他们对知识的掌握不够，对大学的学习方法还不太适应，如果教师在教学中缺乏过渡，无疑会影响教学效果。
本文从实际出发，根据自己的教学经验，谈谈提高大学物理实验教学质量的几点建议。
一、提高认识，转变观念，建立结构合理的师资队伍
提高教学质量，加强实验教学，首先要从观念上改变对实验教学的轻视，包括领导、教师、学生都要重视；其次要建立结构合理的实验教学和实验管理队伍，通过引进、培养等措施提高教师的素质和敬业精神，政策上提高实验教学和管理人员的待遇和地位，工作中充分体现多劳多得、优质优酬，激发他们的工作热情和积极性。
二、合理设计教学内容，培养学生综合素质
实验内容的设计应与时俱进。科技迅猛发展的今天，新技术、新知识大量涌现，要求实验也不断地更新，才能与高校在科学发展中的地位相一致[2]。所以，实验内容要及时删除一些落后的、重复的验证性实验题目，逐步增加综合性和设计性实验的比例及难度，由以前教师准备好仪器，安排好实验，学生来做的状态，转变到学生在教师指导下自己设计方案来完成实验，这样，学生实验的主动性加强了，学习热情提高了，他们的综合思维和创新能力也得到了锻炼。
三、改革教学方法，激发学生学习兴趣
1.抓好课前预习。预习是顺利完成实验的关键。教师应该让学生在课前对实验进行充分准备，大量查阅相关资料，完成预习报告，并在实验课前随机抽查个别同学的预习情况，发现并指出问题，对没有预习的学生提出批评，不允许他做实验，施加一定的压力之后，下次学生就不得不在课前认真预习，这样有利于提高学生实验的自主性和独立解决问题的能力，有利于培养他们的科研素质。
2.正确指导学生进行实验操作。课堂上，很多教师使用“灌输式”教学模式，先叙述实验目的、实验原理，再将实验步骤、注意事项作详细讲解，之后学生做机械的操作、测量数据、完成实验报告，这种教学方法显然不利于学生能力的培养，达不到良好的教学效果。而有的教师则采用“启发式”或“讨论式”教学法[3，4]，教师在课堂上的任务是要正确地引导，使学生成为实验的主角，在实验中既动手又动脑。学生遇到问题时，教师要善于引导学生进行分析，找出原因，而不是忙于纠正或盲目代替，学生通过自己的努力解决困难，自然乐在其中，学习积极性大大提高，兴趣大大增加。
3.实验结束后，通过提问或者重新操作加深对实验的理解。比如，在“示波器的使用”实验中，我们就可以采用这样的方法。学生虽然完成了实验，但是对示波器各个旋钮的作用，还没有做到心中有数，因此，操作带有较大的盲目性。如：调节垂直增益旋钮时不知道信号高度的变化与实际输入信号电压之间的关系；调节扫描速度旋钮时不了解时间与频率之间的关系；不明白两个信号同方向振动合成与互相垂直振动合成的调节方法等等。所以，有必要让学生重新调节示波器，通过调节有关旋钮得到所需要状态，当学生旋转某个旋钮时，结合当前荧光屏上所显示的情况，教师适时提出与这个旋钮有关联的问题让学生回答，以达到学生对实验的彻底掌握，既有利于培养学生的实验兴趣，同时也提高了教学质量。
4.引进现代化教学手段。实验教学中应增加投影、幻灯及多媒体课件的应用和开发，这些现代化教学手段可以帮助提高学生的学习兴趣，提高实验教学质量，特别是多媒体教学课件图文并茂，画面生动有趣，形象直观，深受学生喜爱。例如，“空气中超声声速的测定”实验，教师可以将驻波的原理，发射波和反射波相干叠加的过程给学生在多媒体上演示，学生的听课效果会更好。
四、做好中学和大学物理实验教学的衔接
大学物理实验的主要开课对象是大一学生，他们习惯了中学的学习方法，对大学阶段的学习没有完全适应，为此我们应想办法做好衔接教学，尽快让学生完成转变。
1.重视绪论课的教学。良好的开端是成功的一半。大学物理实验的第一堂课，教师就应将它与中学物理实验的区别，为什么要学学物理实验以及本学期的教学计划、教学内容、教学方法、成绩考核与评定的办法告知学生，同时给学生讲一些好的学习方法和经验，使学生从开始就清楚大学物理实验和中学物理实验不但不同，而且很重要，必须重视大学物理实验课程的学习。
2.要加强基本知识特别是误差理论的教学。中学对实验数据的处理要求较低，而大学物理实验第一章就是测量不确定度的评定，这样有的同学接受起来就比较困难，需要在以后的实验中不断地学习，领会。所以，教师应该针对大学物理实验教材中误差理论与实验操作完全分开的情况，把这两部分多加综合[5]。
3.引导学生适应新的学习方法。中学里，学生的自主动手和独立实验能力相对较差，存在很强的依赖性，他们希望教师能将整个实验过程都作详细讲解，包括实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤一直到实验报告的撰写都能给出明确说明。而大学不同，学生是实验的主体，教师在实验中起指导的作用。因此，教师需要多加引导，逐步改变学生依赖教师的心理，培养学生的自学能力。
4.注重正面评价，宽容失败。对于刚刚迈进大学校门的学生，教师对他们遇到的问题即使是很简单的问题都应耐心热情的指导，对学生的错误、失败多加宽容，鼓励学生发现和提出问题，并且善于引导他们找出解决问题的办法，创造宽松的课堂气氛，提高学生学习物理实验的兴趣和积极性。
现在，大学物理实验教学已成为相对独立的教学环节，它在提高人才素质和创新能力中的地位和作用越来越得到人们的认同。但是，提高大学物理实验教学质量是一项长期而艰巨的任务，还需要我们在今后的实践中不断地去探索和完善。
参考文献：
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声速的测量实验报告范文第9篇
我们知道学习分为有意学习和无意学习两种，课堂学习属于有意识学习.有意学习要求一般说来高于无意学习，因为有意学习多有后续的“监管”，或考试或应用，而无意学习没有事后的针对检查，没有相应的压力.其学习的内容多与少，学习的效果好与坏等都是个人素质决定，对有意学习的影响深浅也不同.
课堂学习还有一个与其他学习区别的地方就是集体性、表面行为步调一致性.但是，由于人数较多，不可避免的出现不良的互相影响.小组合作学习实际上利用的就是人数较多可以互相影响的特点，将不利因素变为积极因素.
课堂教学的优点很多，便于集体要求，统一思想，教育及知识学习密度大.但是有一个事实不得不承认，就是由于课堂教学的特点，活生生的来源于生活实践中的知识会变得没有生命力，再现物理过程的情景的实验有时也被老师的讲授所代替，于是出现读死书死读书现象很正常.
物理学是一门实验科学，离开实验，物理课就显得苍白无力，学生学习效果就会大打折扣.
所谓实验就是在特定场合模拟物理现象，利用不同的方法，如控制变量法，等效代替法以及理想化实验等探究物理现象.通过探究总结物理过程遵循的规律，从而利用物理规律.这里的特定场合就是我们学校的实验室（或者教室等场所）.
不借助事实说话，那就是纯粹的知识灌输，没有感性过程，一下子上升到理性，对于学生的知识记忆、学习以及理解是不利的，如果能让学生亲自动手，情景再现，然后再分析现象，形成知识，顺其自然循序渐进，学生便易于接受，并且也初步培养了学生的实验动手以及解决问题的能力.
实验可以在实验室中完成，就是物理情景在实验室中的重现，也可以在其他合适的场合重现，为了更能贴近现实，有些物理情景可以因陋就简的在安全、高效的前提下到教室的外面去体验，更符合我们追求的将教学情景化的要求.
1走两步，测量步行的速度
初二学生增加了一门新的课程物理.一开始学生们感觉物理是又熟悉是又生疏.要说熟悉，是因为物理学科所涉及的内容与日常生活息息相关，学什么都似曾相识，事实确实如此.
物理来源于生活，物理的发展改变生活，生活中应用物理.所以说物理学科学生学习有基础，也容易进入（状态）.但是如果你让学生接受什么是物理等纯理论东西显然就有一定难度，这说明什么问题呢？这就提醒我们老师在教学的过程中，不要将鲜活的物理上成了死的纯理论东西，人为增加难度.
要说生疏，是因为日常生活中接触的比较多，司空见惯，视而不见.
有一个简单的例子就是几乎没有人知道教学楼每一层有多少个楼梯（台阶），而每一天都要上下楼的楼梯是不是非常的熟悉，竟然很少有人有心去数一数.为何不数呢，因为数不数，无关紧要，不影响上下楼梯.但是从学习的角度来讲，数一数楼梯有多少阶，是有心人的做法，是对事物观察的最低要求.
每天都回家，从来没有思考过为何能那么顺利的回到家里.实际上是“标志”起的作用，同样文化知识的学习上就是抓住特点进行记忆，抓住事物本质认识事物发展规律.
我们每一天都要走路，那么人步行的正常的速度是多少， 作为老师可以直接给出通常的结果为1.4 m/s左右，这样做无疑是正确的，学生心中有数就可以了，最起码在题目中学生少出错误.
而将走路这个物理现象上升到学习知识的角度，就不是说说而已，而应该按物理学习的一般方法要求去思考和解决问题了.要注意 “人步行的正常的速度是多少”这个问题是有条件的，那就是 “正常”，慢走与快走的速度都不符合题目的要求.
在学习平均速度概念的时候，我让学生在操场上重复人们最熟悉的行为“步行”，每两个同学为一组，用生物钟脉搏测时间，用生物尺步幅测距离，代入公式v=st进行计算.
然后统计几组速度值，给出人正常行走的速度.
这属于速度知识里面的心中有数题目范畴，这样的学习活动开展使学生心中更加有数.通过实验设计、数据记录、计算结果、得出结论等的过程后，很显然学生不只是“知道”那么简单，而是初步达到实验方法得到加强、学习态度更加端正、学习兴趣更加浓厚、学习心理更加健康.初步形成一种用学习的态度对待学习的心态.
2阳光下，解决大树的高度
有阳光的天气是光学教学的较佳时机，因为有了太阳，就意味着有了我们需要的（天然的）平行光.
在讲光的直线传播的知识以后，学生在操场上除了观察影子以外，还可以借助光的直线传播间接的测量大树的高度.
测量工具只需要一把刻度尺.
3操场上，体验摩擦的存在
摩擦现象与我们的生活息息相关，每时每刻都离不开它.正是因为有摩擦，这个世界上各种运动的物体才能各行其道，有条不紊.如果没有摩擦，可以说我们人类将没有办法生存，不说别的，就连走路都是问题.
由于学习的先入知识是摩擦阻碍物体的运动，所以，大多的学生对于走路需要（静）摩擦没有体会.甚至将问题考虑反了，觉得没有摩擦该多好，走路会很省劲.
为了让学生知道司空见惯的事情都蕴藏着各种知识，例如物理知识，也为了澄清学生的模糊认识，我们再一次将课堂搬到了操场上.
首先让学生在操场体会走路，先慢走，再快走，直至慢跑和快跑.这些动作学生平时都做过，可是作为学习摩擦知识的学习过程讨论，很少认真思考过，即使运动会借钉子鞋穿就能跑得更快，也并没有思考原因在那里.
因为老师明确了走路的目的，不少的同学通过体会，逐步认识到人前进需要摩擦.
然后让学生站在操场边的有一定倾斜角度的水泥地面上静止，让他们想象一下，如果脚底下没有摩擦，而是无限光滑的，会怎么样.
学生基本上有一个共同的答案，那就是站不住.而事实是现在站得很稳当，原因是什么？学生自然就想到，因为倾斜的水泥地面粗糙所致，也就是说人受到了水泥地的阻碍，是摩擦阻碍.由于此时是静止状态，所以这种情况下的摩擦叫做静摩擦，同时也对静摩擦力的方向有了清楚的认识.因此学生应该明确，两个物体互相接触，相对静止，之间是否存在静摩擦，就假设接触面无限光滑即可.因为当假设（理想情况）无限光滑的时候，物体之间还能不能保持相对静止，如果能则说明物体之间没有摩擦，如果不能，则说明物体之间存在摩擦且为静摩擦.还可以让学生讨论站在水平操场上是否受到摩擦及其原因.
我还将自行车搬到操场上，后轮支起来演示自行车前进靠的就是摩擦，而且是静摩擦，同时清楚了前后轮之间关系，同样的道理电动车、摩托车以及汽车等前进的原因都清楚了，也明白了所谓的牵引力就是静摩擦力，同时也就理解了人前进需要的摩擦是静摩擦.
有一年，我在操场上用自行车给学生讲摩擦的时候，保卫干事要“帮忙”，因为他要帮助我追查是谁拔了我的气门芯，他以为我将学生组织在操场围着自行车，是在调查气门芯呢.
4楼道里，体验做功的快慢
在学习功率的时候，为了让学生亲身体会做功的快慢，我让学生自由结合两个人一组，到楼道里进行爬楼活动，自己将自己举高，比较做功的快慢.
此种情形学生是非常熟悉的，不过一般来讲都是比的时间长短.在以往的爬山（或者爬楼）比赛中，都是看谁先到山顶（或者指定的地点）.
比较做功的快慢比纯粹比较时间的长短就要复杂一点，因为比较时间长短只是比较做功的快慢的一个因素.
学生自由结合，但是要明确是哪一种情形：体重不同，同时从一楼爬到三楼；体重相同，而用不同时间从一楼到三楼的；还有的体重不同，爬楼的速度也不同.
活动结束，每一个同学要完成活动报告.
这个活动从游戏的角度来看内容很单一，学生也很感兴趣，但是从学习的角度来讲内容很丰富，对于一部分同学来讲有一定难度，显然不是玩那么简单.首先学生自己要对自己的的质量 心中有数，如果要是从实验的角度来讲，就需要磅秤（器材）.
另外还需要刻度尺来测量上升的高度，其方法还是有讲究的，就是用刻度尺测量一个台阶的高度，乘以每层台阶数，得到每一层楼的高度.还有一个注意事项，就是从一楼到三楼上升的是两层楼的高度.就是计算的时候，要用 求出人的重力.前两种情形实际上是不需要有具体的计算结果就可以比较出做功的快慢，第三种要有具体的计算结果才可以.由于要求不高用估算.
这个活动的重要任务就是要练习实验报告的格式，条理要清楚，注意控制变量的问题.在活动中自然培养学生健康的学习心态.
以上所举的是教室外面的物理课的一部分，也是我们进行情景化教学一点尝试.情景化教学时越逼真越好，有条件的可以到教室外面去上课.但是由于学生的学习场所是课堂，所以应该充分利用实验来模拟物理现象情景.当然也可以两者结合，如布置学生在课下有意识的观察某种物理现象以备上课时候学习、分析使用.引导学生日常生活中注意观察，注意用物理的眼光观察世界，用学习的眼光观察世界，用物理学习的眼光观察世界.
为了使情景化教学更加深入，还可以将本学科与其他学科结合起来，用其他学科的情景帮助物理教学.
例如可以与体育老师配合让学生体会光速与声速大小，知道为何田径运动会终点裁判（计时员），是看到发令枪冒的烟开始计时.当然还可以计算终点计时听到发令枪声计时所产生的错误有多大.
还可以与语文老师联合让学生在学习语文的时候找到与物理有关的内容，像李白的早发白帝城：朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还.两岸猿声啼不尽，轻舟已过万重山等.这里要注意的是要让语文老师作为作业给学生布置.这样不仅丰富了物理学习的内容，也开拓了语文学习的空间，相辅相成，相得益彰.
每一门课都有自己的特点，独立而不孤立，重视学科交叉融会贯通，互相利用，共同提高.教室外面的（物理）课既可以让学生贴近生活，又可以真正的实践情景化教学，寓教于乐；既能加深学生对所学知识的理解，又可以提高知识应用的能力.
实际操作的在外面的课堂占整个教学的比例还是比较的少，但是学生的生活实际上都是可以利用的资源，所以要充分利用学生的生活经验，再现知识场景；利用实验室模拟知识场景.要达到比较好情景化教学的效果，必然要多给学生自主时间.
声速的测量实验报告范文第10篇
关键词：双语教学；高等工程教育；实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）23-0214-03
全球一体化进程的不断加速对我国高等教育提出了更新更高的要求，如何培养“具有国际合作意识、国际交流与竞争能力的外向型、复合型人才”成为摆在高教工作者案头的重要课题。以此为目标驱动，双语教学成为高等教育改革的热点方向之一。自教育部2001年在《关于加强高等学校本科教学提高教学质量的若干意见》中明确提出“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”起[1]，我国高教界推行本科教学双语化改革已逾十年。各地高校纷纷将其纳入衡量高等教育国际化的评价指标体系[2]，并在理、工、农、医、金融等各学科专业开展了双语教学的积极探索与有益尝试[3]。近年来，“学术英语”概念逐渐兴起，给双语教学的定位与内涵提出了新的挑战。教育部“卓越工程师教育培养计划”的实施，也迫切需要重新审视双语教学在高等工程教育改革中的地位和作用。北京航空航天大学航空科学与工程学院从构建“飞行器设计与工程专业卓越工程师培养体系”出发[4]，于2011年起对本科专业选修课《近代流动测试技术》开展了连续三年的双语教学试点。本文将以该课程双语教学的实践经验为基础，浅议工科专业课教学双语化改革的目标与定位，辨析专业教学与英语能力训练的关系，并就如何构建浸入式英语化教学体系提出粗浅思考。
一、工科专业课教学双语化改革的目标与定位
一般认为，双语教学是指学校使用第二种语言（主要是英语）进行各门学科的教学活动。按照教学体系中外语替代母语的程度，双语教学可以分为浸入式、保持式和过渡式三种模式[3]。就我国高等教育的当前国情而言，双语教学主要指在部分学科中以外语为主进行讲授、以汉语为辅帮助理解的保持型模式。根据教育部2002年的定义，双语教学中外语授课的课时需要占到该课程总课时的50%以上。但在具体实施中，两种语言究竟以何种比例组合，则往往取决于双语教学的目标、授课内容的难度以及学生的外语水平；其中，双语教学的目标将起到决定性作用。根据袁长青等学者的总结，学术界对双语教学的目标存在三种主要观点，分别是：语言目标论、学科目标论和综合目标论[3]。语言目标论以外语讲授非语言类课程为手段，最终目标是促使学生掌握该门外语。学科目标论认为，双语教学只是利用外语这一语言工具，更好地为学生的专业学习服务。综合目标论则是对前两种观点的折衷，同时强调学生对学科专业知识的习得和对外语交流运用能力的提高。三种观点针对不同目标，因此在教学理念、课程设计、授课形式等方面存在明显分歧。结合近年来在《近代流动测试技术》课程的双语教学实践，我们倾向于第二种观点，即：在工科专业课程中开展双语教学，应该以服务于专业课程授课为核心目标，以提升学生的专业外语应用能力为次要目标。对这一核心目标我们有如下两点认识：
1.专业课的首要任务仍然是专业知识的传授。专业课往往设置在本科高年级，以公共基础课和专业基础课为先修课，具有专业性强、针对性强、应用性强和信息量大的特点，是学生获得专业知识、培养专业素质的重要环节，在本科教学体系中具有不可替代的地位。因此，双语授课不得妨碍或损害专业课的正常教学，这是双语教学的底线。如果在专业课中片面强调对学生英语应用能力的锻炼，则与大学英语等语言类课程的教学职能相重叠。更有甚者，为了照顾学生的英语能力而降低专业课的覆盖内容和讲授深度，甚至将专业课变为专业英语课，这种改革倾向虽然迎合了部分学生“学好英语、不管专业”的实用主义态度，但却严重影响了专业课的教学质量，有本末倒置之嫌。受这一原则制约，并非所有的专业课程都适合进行双语化教学，如某些理论类专业课程，如果其学术理论艰深、专业概念庞杂，则开展双语教学只能使学生在理解授课内容时难上加难，不利于课程教学。
2.引入英语教学主要是为了提升专业课的授课品质。专业课强调对学科基础知识的整合和引申，同时肩负衔接专业基础课程和研究生课程的任务，因此需要紧跟本学科的国际研究热点和最新研究成果。而双语化教学正好适应这一需求，能够为提升专业课的授课品质创造客观条件。例如，在双语教学的备课过程中，任课教师往往会革新授课方式，根据国际发展前沿适时调整讲授内容。双语教学通常还会引入高水平原版教材，能够在一定程度上克服国内教材良莠不齐、教师选择教材受诸多因素制约的尴尬局面，使得专业课的授课起点高、授课内容与国际接轨，并能培养学生的国际学术视野。此外，哈佛、耶鲁等著名高校均了若干网络视频公开课，可以作为课堂英语教学的有益补充。基于上述认识，我们认为，在工科专业课程教学中实现双语化改革，必须围绕“提升授课品质”这一核心目标，依据专业课的自身特点有选择地开展。《近代流动测试技术》课程是航空科学与工程专业的专业选修课，开设于大三下学期，学生此前经过了大学英语四/六级的检验，通用英语水平相对较高；其先修课包括《空气动力学》、《材料力学》、《自动控制》等专业基础课，确保学生具备完整的力学类专业基础知识。该课程主要讲授各种近/现代流动测量技术的原理与应用，侧重工程实际问题，能够自然联系上国际最新技术发展。因此，该课程具备开展双语教学的基础条件。我们借双语教学备课的机会，对授课内容进行了重新审定，删除了皮托管压力测量、风洞测力天平等老旧内容，新增了表面摩阻微机电测量、高超声速测试技术等国际前沿问题，压缩了讲授测试技术原理的课时，增加了测试技术的工程应用实例。这一调整使得该课程紧扣学科发展脉搏，体现了高等工程教育“强调科学与技术并重”的教育理念。此外，该课程选用《Handbook of Fluid Mechanics》中的六章内容作为指定英文教材，该书是目前国际上公认最为权威的实验流体力学手册类图书，以讲授平实、难度适中、资料详尽、实例众多的特点著称。学生在阅读过程中均表示不存在较大的语言障碍。以此书为蓝本，我们重制了多媒体教学课件，并全部英文化。对课件的使用采用“双轨制”，即：课堂讲授时使用英文课件，强迫学生进入英文语言环境；待一章内容讲授完毕后，再将相应的中文课件发放给学生，以方便部分跟不上授课进度的学生自学。
二、专业教学与英语能力训练的关系
在谈及双语教学优势的时候，人们常认为双语教学能够实现专业教学和英语教育的“双赢”，即：通过双语教学，一方面能够引进国外先进教学理念、促进教学内容与国际接轨；另一方面能够让学生沉浸于专业英语环境中，快速提升其科技英语水平及综合运用英语的能力。更有学者提出，“双语教学的终极目的应该是学生能同时使用母语和第二语言进行思维，能在这两种语言之间根据交际对象和工作环境的需要进行切换，使他们具有跨文化交流的能力，树立跨文化的意识”[5]。但在我们看来，双语教学只是高等教育培养面向世界的复合人才的若干重要环节之一，不能也不应该被赋予实现高等教育国际化这一颇为沉重的历史使命。如前所述，双语教学的首要任务是要引进国外先进教学理念、突破传统教学方式、提升专业教学品质，学生英语水平的提高应该只能算作双语教学的一项副产品。将英语作为教学媒介语言，一方面可以改善专业课单调、枯燥的传统形象，借由英语学习来激发其对专业课程学习的兴趣和热情；另一方面，也可以为学生未来深造或学术交流奠定科技英语基础。然而需要强调的是，专业教学与英语能力训练之间存在较为明显的资源分配矛盾。就高年级本科生的平均英语水平而言，要同时听懂英语和专业内容，需要在课堂上保持高度集中的注意力，对其脑力负载是不小的挑战。我们在双语教学实践中发现，在用英文讲授一个重要的概念或原理时，往往需要重复三遍以上才能保证百分之七十的学生听懂，这极大的降低了课堂授课的效率，甚至影响教学进度；学生也会因为语言问题而产生畏难情绪，从而影响听课效果。因此，专业课双语化教学改革的成败关键，在于正确处理专业教学与英语能力训练之间的关系，可进一步细分为如下三个问题：
1.协调中英文授课的比例。由于英文授课效率明显低于中文授课，在保证正常教学内容、不增加课时的前提下，基本不可能实现全英文授课。因此，需要对课程内容进行适当精简，同时根据各章节的难度与重要性，合理安排中英文授课比例。此外，还要注意维护英文学习环境的单纯性，不宜在一堂课上同时使用中英文进行授课。在《近代流动测试技术》的双语化教学实践中，中英文授课比例约为2：1，相对容易的章节如绪论、风洞及测力实验、压力测量等均采用英文授课，原理及概念相对复杂的热线风速计、表面摩阻测量、粒子图像测速仪等章节则采用中文授课，但多媒体课件仍使用英文版本。此外，我们有意识地延长了绪论的讲授学时（从原来的1个学时延长至3个学时），从而在课程之初给学生一个适应英语教学的缓冲区。
2.明确英语授课与学术英语、专业英语的区别。用英语讲授专业课，常陷入学术词汇、固定文法、科技论文写作习惯等与专业无关的泥潭中，教师即要讲授专业知识，又想兼顾学生的英文训练，往往顾此失彼。因此应该明确，用英语讲授的是专业问题，而不是学术英语或专业英语。学术英语是主要训练学术口语交流能力和学术书面交流能力的课程，偏向英语能力的学术应用；专业英语则是以某一学科领域为内容的英语教学，偏重知识性，以培养学生阅读/撰写英文专业文献的能力为主要目的[6]。双语教学，则应该在保证专业知识讲授的基础上，侧重于教会学生用英语思考理解专业问题，并逐渐形成以英语进行科学思维的能力。因此，教师应当将教学资源主要用于营造专业英语的浸入式环境，对其中的具体语言问题，则需引导学生利用互联网、智能终端等新技术手段自行解决。在《近代流动测试技术》的双语化教学实践中，我们总结了课程教学涉及到的全部学术词汇和英文教材中经常出现的固定文法，在课程之初发放给学生，要求其利用课余时间自学，并指定学生翻译教材中的简单章节作为课后作业。这些措施能够督促学生自行弥补专业英语的短板，以便教师将精力集中在专业知识的讲授上。
3.在英语听/说/读/写能力间有所侧重。我校曾就双语教学中学生最为关心的问题进行过问卷调查[7]，结果表明：大部分学生对通过双语课程提高自身的论文写作能力抱有较大期望。事实上，学生需求和教学现状有着明显差距。英语应用能力可细分为听、说、读、写四项，受教学资源的限制，专业课双语教学无法对这四项能力做到均衡训练。我们认为，科技英语阅读能力应该是双语教学的工作重点。这是因为，能够流畅阅读国外专业文献是开展学术研究的起点，更是“卓越工程师计划”所力求培养的基础能力；学生在毕业设计阶段也将面临查阅英文学术资料的实际问题。相比之下，英语听/说能力训练是大学英语等语言类课程的主要任务，通过专业课英语教学可进一步强化；用英语进行科技论文写作，对大部分本科生而言要求还是太高，应该将其划入研究生教育的范畴。我们在双语教学中主要强调对科技英语阅读能力的训练，在课程中段特别安排出两个学时，选定一篇关于粒子图像测速技术的综述性短文，让学生进行快速阅读，并当堂总结文章要点，最后结合学生体会，对科技论文的阅读技巧进行总结评述。
三、构建浸入式英语化教学体系
针对专业教学与英语能力训练之间存在的资源分配矛盾，我们认为：在无法实现全英语授课的前提下，构建一个英语化教学体系，可以作为对英语能力训练的有效补充。该教学体系应该具有全方位、系统化、浸入式的特点，让学生在学习专业知识的过程中主动使用英语进行阅读、交流和思考，有效降低教师双语教学的难度，提高英语授课的效率。
通过《近代流动测试技术》的双语教学实践，我们摸索出一套“教学、文本、实验、应用”相结合的英语化教学体系，该体系的结构如图1所示，其主要要素是：
1.形成以一本优秀原版教材、一套英文多媒体课件、一张学术词汇和基本文法清单、一篇综述性专业短文为主体的英语文本库，为学生进行专业阅读提供基础资源。
2.根据教学内容的难易程度，合理安排中英文授课比例；在英文授课时适当放慢讲课速度；注意维护英文学习环境的单纯性，杜绝在英语授课单元中交替使用中文。
3.重视专业英语的浸入式应用。要求学生对学术词汇和基本文法进行自学；在课后作业中指定翻译教材中的简单章节；期末考试试卷采用双语出题，考题包括对某一特定问题使用英文进行论述等强调英语阅读和写作的题型。
4.新增全英语实验项目“用粒子图像测速仪测量射流流场”。其实验指导书用英语编写，实验课上教师用英语讲授，并要求学生用英语完成实验报告。该实验环节将专业知识的应用与专业英语的应用有机结合。学生通过完成实验项目，可获得用英语作为主要工具开展科研活动的宝贵经验，为进一步深造打下基础。
上述英语化教学体系的核心思路是：通过课堂讲授、资料阅读和实际应用三个层面，营造全方位的专业英语使用环境，让学生沉浸其中。通过设置各种课外练习和实验环节，让学生不得不花时间主动弥补英语基本能力的短板，从而部分解决专业教学与英语能力训练之间的矛盾，以便教师能够集中精力于专业知识的教学。
四、结语
总结而言，在工科专业课程中开展双语化教学改革，需要牢记双语教学的核心目标，将“提升专业课程的授课品质”始终置于“提升学生的专业外语应用能力”之前。综合考虑课程难度及学生的外语水平，合理设置中英文授课的比例。通过双语化改革，促使教学方式、教学内容与国际接轨，在此基础上侧重对学生科技论文阅读能力的训练。
我们摸索出的浸入式英语化教学体系，经过了三年的实践检验，能够较好地协调专业教学与英语能力训练之间的关系，使得《近代流动测试技术》的双语教学得到了航空科学与工程专业高年级本科生的高度好评，学生满意度始终在95%以上。但还需要在今后的工作中，进一步探索灵活有效的考核机制，引导和规范学生在课外进行专业英语学习的活动，作为课堂双语教学的有益补充。
参考文献：
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