竞赛与教学相融合的开放式物理实验教学探索

大学物理实验是一门体系完整,具有丰富的物理实验思想、方法和手段的基础课程。CUPT赛题来源于日常生活及生产与工程技术,内容丰富而新颖,道理深刻而发人深思,极易激发学生学习兴趣和探索欲望,在培养学生创新意识和能力方面成为物理实验课程的极好补充。为了有效调动学生的学习积极性,将CUPT竞赛融入物理实验教学,形成了多元化、开放式的物理实验教学模式,营造充分发挥学生自主性和创造性学习的环境。本文通过实例阐述将两者融合对活跃学生思维、探索未知能力的培养所产生的作用。     

Poster单项赛：CUPT地区赛的优化推广方案

通过介绍中国大学生物理学术竞赛(CUPT)的特色、优势及发展状况,分析制约CUPT快速发展的因素,结合2022年中南地区赛的新尝试,总结形成CUPT地区赛的优化推广方案——Poster单项赛.赛制上,Poster单项赛作为副赛单独列出、与正赛并行,其成果作品只做交流展示、不采用对抗答辩形式.单项赛为更多不能参加正赛的学生提供实战CUPT赛题的平台,降低从未参赛高校的参赛限制,提升其参赛积极性,同时还能起到培训新裁判、提升赛事影响力的作用. Poster单项赛进一步丰富了CUPT竞赛形式,拓展了CUPT竞赛的广度和深度.     

将CUPT题目作为应用目标,纳入科研训练和实验物理技术课程

正1主要内容将CUPT(中国大学生物理学术竞赛)的内容融入到科研训练和实验物理技术这2门课程中,是西安交通大学物理教学实验中心自2012年以来实施的教学新模式.该教学模式把该年度公布的CUPT题目作为科研训练和实验物理技术这2门实践类课程要完成的作业,并且为学生建立了自主创新实验室,学生可以在该实验室完成所选择的题目.在科研训练和实验物理技术课程中主要讲述与科研工作、实验物理相关的科研方法、仪器设计     

项目化学习下CUPT备赛模式与实践——以南京师范大学队为例

在中国大学生物理学术竞赛(CUPT)10年的关键性时间节点,本文介绍了以南京师范大学CUPT代表队10年备赛经验所形成的备赛模式,论述了南京师范大学以项目化学习理论(Project Based Learning)为基础、依托CUPT培养本科创新性人才的实践探索,对备赛模式中的特色进行详细阐释,以期在已有模式及成果的基础上继续发挥CUPT对本科创新性人才培养的积极作用.     

基于IYPT的YPT评价模式以及培养学生创新思维的认识与探索

创新思维的培养历来是教育的重点和难点.本文从近年引入中国的IYPT的赛制出发,结合作者参加CUPT以及JSYPT相关工作经历,在梳理YPT评价模式、探讨其特点基础上对培养学生创新思维的实施进行了探索.并以2014年JSYPT决赛"磁制动"比赛分析为例探讨了YPT评价模式用于培养学生创新思维的实践策略.     

引导式主动式物理实验教学模式的探索

在大学物理实验课堂中采用引导式教学模式、帮助学生进入"主动式"学习模式、有效地提高了实验课堂效率,提高了学生的创造性和实验能力。     

多角度审视过山车问题——以运动学物理量解决动力学问题初探

创新思维是在当前科学发展的指引下,每个学生必须培养的思维.本文以"多角度审视过山车问题"为课题,以"一题多解"方式获得物理学习的启示,以期从讨论过程中寻找适合的学习方法,激发学生学习物理学科的兴趣.     

在物理教学中加强学生创造性思维的训练

现代教学中培养学生的思维能力是教学的核心。而加强创造性思维的训练是培养创新能力的重要环节，它可使学生获得思维的流畅性、变通性和独创性．在物理教学中，经常组织一题多解、一题多变的练习和做设计性实验是培养学生创造性思维的有效方法。     

习题教学应关注学生思维调控的训练

教给学生思维调控的有关知识,教会学生从他控逐步过渡到自控,通过发声思维加强训练——说题等方法达到思维调控训练的目的来提高学生思维能力.     

中学物理设计性实验题浅析

中学物理设计性实验题,是近年来出现的一种新颖题型.所谓设计性实验题,就是要求学生灵活地运用已掌握的物理基础知识和实验技能,设计出一个切实可行的实验方案,以达到某一实验目的.对学生进行这方面的训练和考核,将极大地激发学生的学习兴趣,使他们进一步学好物理基础知识,重视实验技能的提高;也将使学生在中学阶段初步学会以严格的科学实验为基础     

快链条现象的研究

研究了2017年IYPT和CUPT赛题中快链条问题.通过建立简化的物理模型,结合动力学过程从理论上解释了快链条现象出现的原因及相关影响参量对下落速度的影响.仿真计算结果表明:快链条中每根杆和水平方向的夹角越大,下落的时间越短;初始释放高度越高,张力做功导致的速度增量越大,快链条较自由落体下落更快;链长越长,下落速度较自由落体越大.制作了具有不同链长、不同夹角的快链条,实验分别研究了水平方向的夹角、初始释放高度和链长对快链条下落速度的影响,实验结果和理论分析基本一致.     

一题多解的训练

在物理学习中，加强一题多解的训练、可以帮助学生从不同的角度来思考问题，活跃学生的解题思路，开阔视野，锻炼学生思维的敏捷性，提高学生的思维能力和灵活运用知识解决问题的能力，同时还可以加深对物理过程的理解，激发学生的学习兴趣，学习达到事半功倍之效，下面举例说明．     

依托高中生物理创新竞赛开展课后自主实验培养学科核心素养

如何在课后自主实验中培养学生的物理学科核心素养是一个值得研究的问题.文章介绍了中国高中生物理创新竞赛,根据具体赛题详细分析了依托该项赛事开展课后自主实验,有利于培养学生的物理观念,启迪科学思维,提升科学探究能力,培养科学态度与责任.     

发展实验思维能力 促进实验能力提升——2009年至2019年高考全国卷Ⅰ物理实验题分析及教学启示

物理实验思维能力是物理实验能力的核心,提升学生的物理实验能力首先要发展学生的物理实验思维能力.通过建构物理实验思维结构并分析近11年来高考物理实验题对学生实验思维结构中思维内容和过程两方面的考查情况,总结出解决高考重点实验问题所需的实验思维材料以及常用的思维方法,为实验教学中提升思维主体要素、全面促进学生实验思维能力的发展提出合理建议.     

泵浦-探测虚拟仿真实验项目的操作训练及其效果评估

华东师范大学与科大奥锐科技有限公司校企合作自行研发的"超快光场和物质相互作用虚拟仿真实验平台"可以搭建泵浦-探测(pump-probe)实验光路,测量并数据模拟出半导体材料砷化镓(GaAs)与低温生长砷化镓(LTGaAs)光生载流子的弛豫时间.该泵浦-探测虚拟仿真实验不仅可以帮助学生掌握泵浦-探测的基本探测原理、半导体材料能带结构与超快载流子的动力学过程,也可以培养学生的实验操作技能,了解泵浦-探测技术、锁相放大技术的关键操作步骤.针对学习《光谱测量技术》的学生,首先讲述泵浦-探测技术原理后,引导学生使用该泵浦-探测虚拟仿真实验,并对学生进行了虚拟仿真实验使用的前后测评,利用SPSS科学统计软件对前后测结果进行分析,发现学生通过虚拟仿真实验项目操作训练后,对泵浦-探测的理论知识与技术要点的掌握程度都有不同程度的提高.通过泵浦-探测虚拟仿真实验对学生理论掌握与实验操作训练的效果分析,可以探索出虚拟仿真实验辅助理论课的新型混合式教学模式.     

CUPT2019循环摆研究

2019年CUPT第14题"循环摆"描述了一个在生活中常见却物理原理深刻的现象.所谓循环,指的能够旋转一周以上,约定轻物体绕杆旋转一圈以上,就形成了循环摆.实验中观察循环摆的轨迹,发现其必然会过渡到渐开线.利用拉格朗日方程可得描述轻物运动的非线性常微分方程组,据此方程组分析过渡到渐开线时刻的各物理量的变化规律、确定形成...     

物理实验教学中思维可视化策略的应用——以沪教版九年级物理“用电流表、电压表测电阻”为例

"用电流表、电压表测电阻"实验是初中物理最重要的且难度较大的学习内容之一,将思维可视化的策略应用于测电阻实验方案的设计、对比分析和方案择优,可以帮助学生在电学实验以及其他复杂问题的思考上得到物理思维能力的提升.     

“工作室物理”中的演示实验

"工作室物理"将学生的探索研究融入到课堂教学中,通过演示实验和教学软件激发学生主动学习,也叫作TEAL(Technology Enabled Active Learning)。TEAL充分体现了"以学生为中心"的教学理念,充分发挥学生自主学习的积极性。而课堂演示实验直观、真实、可信度高,学生可直接参与其中,起到了教与学的互动。由学生自己做演示实验、分析实验现象、总结实验规律,使学生从被动获取知识到主动获取知识,从而锻炼了思维能力,是培养学生创新思维、创造能力以及提升学生实践能力的最好的手段和途径。     

探究火焰在带电金属板间跳跃的原因

以IYPT竞赛题中的"跳跃的火焰"为例,针对中学生的物理知识背景,分析了将该类赛题作为实验探究课题的可行性,给出了具体分析探究课题的方法,同时,结合例题示范了如何引导中学生在课题探究中发现问题并具体解决问题.     

培养拔尖本科生的CUPT教学模式的探索与实践

在国家启动“强基计划”背景下,基于中国大学生物理学术竞赛及其“自主研究+辩论交流”的模式,开展系列物理教育教学改革,构建了“一体多维二元融合”的CUPT模式拔尖人才综合素质培养体系．组建CUPT创新团队和实验室,开设创新实验项目和思辨课程,建立回归第一课堂的CUPT教学模式及学习评价标准,充实“强基计划”培养方案．实践成效显著,学生的综合素质得以协调发展,同时也形成了教育理念先进的教师队伍,丰富了教育教学资源,全方位实现了物理教育教学在“培养理念、培养体系、教学氛围”3个层面的改革创新．