師范院校物理實驗教學探索
時間:2022-12-05 09:35:27
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【摘要】大學物理實驗是高等院校理工科專業開設的基礎實驗課程,在培養學生的素質和能力方面發揮著獨特的作用。本文首先闡述了大學物理實驗教學的重要性,提出了師范院校大學物理實驗教學中存在的問題,然后探討了師范院校大學物理實驗教學改革的思路。
【關鍵詞】大學物理實驗;教學改革;建議
一、引言
大學物理實驗是高等院校開設的基礎實驗課程,可以使學生掌握實驗的基本理論、基本實驗方法和實驗技巧,在培養學生的素質和能力方面發揮著獨特的作用。大學物理實驗可以使學生更直觀地理解物理概念和物理規律,使學生感覺到物理并不枯燥,提高學生學習物理的興趣。大學物理實驗可以培養學生的創新能力與探索能力,在實驗過程中,學生在實驗方法、實驗手段和實驗儀器等方面可能產生新的想法,并不斷地改進自己的想法,發揮自己的創造力。大學物理實驗可以培養學生的團隊協作能力,由于某些實驗需要幾個人團結協作、互相幫助才能取得較好的實驗效果,在此過程中,他們可以體會到團結協作的重要性。大學物理實驗可以培養學生理論聯系實際的能力,通過做實驗,學生從日常生活中總結物理規律的能力增強了,也善于應用物理理論解釋生活中的現象,使他們真正做到學以致用。大學物理實驗還可以培養學生嚴謹的思維能力和動手操作能力。總之,大學物理實驗在培養學生素質和能力方面起著至關重要的作用。然而,受傳統應試教育的影響,教師和學生都不同程度地存在著重視理論、輕視實驗的觀念,使得大學物理實驗的教學效果并不十分理想。我國的高等教育工作者對大學物理實驗教學提出了很多寶貴的經驗和建議[1-4]。本文根據師范院校大學物理實驗教學的實際情況,提出了師范院校大學物理實驗教學中存在的問題,探討了師范院校大學物理實驗教學改革的思路。
二、師范院校大學物理實驗教學存在的問題
由于受傳統應試教育的影響,一些中學“重視理論,輕視實驗”的觀念很頑固,教師只注重對學生解題技巧的訓練,把解題作為教學目的,題海戰術風靡許多中學。學生很少有機會去實驗室做實驗,一些實驗設備形同虛設,只是一種擺設而已。即使學生去做實驗,教師的重點也往往放在實驗結論的歸納總結上,對學生的實驗過程重視不夠。因此,這些中學畢業的學生實驗技能很差。而那些注重素質教育的中學則會開設很多實驗課,學生對實驗儀器設備很熟悉,實驗技能和動手操作能力強。由此可以看出,由于學生的教育背景差異較大,導致學生在實驗技能方面差異較大。在大多數師范院校大學物理實驗的教學過程中,教師處于中心地位,每次實驗課教師都要花很長時間講解實驗目的、實驗原理、實驗內容、實驗步驟、實驗儀器、如何測量等等,學生被動地接受知識,然后按照現成的實驗步驟操作獲得數據,實驗就算做完了。這樣做實驗學生缺乏積極性和主動性,他們也不認真思考,其實收獲是很小的。由于受實驗時間、實驗儀器等條件的限制,通常是一組學生做同一個實驗,這樣一些不愿意思考的同學就會偷懶或者濫竽充數,他們不認真思考、不動手操作、不觀察實驗現象、不記錄實驗數據。照抄同組同學的實驗報告應付教師。這樣,一堂實驗課下來,學生的思維能力、動手操作能力、發現問題和解決問題的能力都得不到有效地鍛煉,不能達到大學物理實驗教學的目的。近年來,一些師范院校的基礎課程授課學時減少了,大學物理實驗的授課學時也相應地減少了,授課教師也很無奈,只能少開展幾個實驗項目,大多數院校是從力學、熱學、電磁學、光學四個模塊中各選少量實驗項目。由于開展的實驗項目少,對提高學生的實踐能力、創新能力和科學素質所起的作用很小,不能達到大學物理實驗教學的目的。
三、師范院校大學物理實驗教學改革的建議
1.合理安排實驗項目。針對大一學生實驗技能差異較大,可以將大學物理實驗項目分為必修實驗和選修實驗兩類。必修實驗主要是基礎性實驗,內容主要是基本物理量的測量和基本儀器的使用,這樣就可以使那些基礎較薄弱、實驗技能較差的學生從最基礎學起,培養他們的基本實驗技能,為以后做實驗掃清障礙。選修實驗主要是提高性實驗和設計性實驗,主要是為那些實驗基礎較好、有創新意識的學生開設,這部分學生可以自己選題并設計實驗方案,然后動手操作、觀察實驗現象、分析實驗結果,最終得出正確的實驗結論,這類實驗提高了學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,培養了學生認真思考、勇于探索、團結協作的精神,對于培養高素質、創新性人才有重要的作用。這部分同學往往對實驗儀器有著濃厚的興趣,他們愿意了解儀器的內部構造、工作過程和工作原理,可以給學生提供一些廢棄的儀器進行拆裝,讓他們在拆裝的過程中深入地了解儀器。有些同學還能設計、組裝、自制實驗儀器,在這過程中滿足了學生的好奇心,激發了學生的學習興趣和探索精神,學生的素質得到了較全面的提高。總之,通過合理安排實驗項目,滿足了不同層次學生的需求,使大學物理實驗的教學效果明顯改善。2.開放實驗室。開放實驗室,是高校培養創新型人才、實現素質教育目標的客觀要求。開放實驗室對于培養學生的實驗技能、創新能力、探索能力都具有重要作用。目前,大多數高校都意識到了開放實驗室重要性。許多高校對開放實驗室進行了改革,但由于維護設備和購置耗材的經費較少,以及實驗指導教師的工作量難以體現,可能影響到教師對此項工作的積極性。因此,高校應給予開放實驗室一定的政策支持,使得開放實驗室能夠正常、有效地運行。對于部分高校,實驗室全面開放可能困難較大,可以結合學校實際情況選擇定期開放或預約開放兩種方式之一。每學期初,開放實驗室應公布所擁有的儀器名稱、數量、可以開設的實驗項目等,通過預約登記的方式接受學生的實驗請求,學生在進入實驗室之前應閱讀有關的文獻資料、設計好實驗方案,在實驗過程中,實驗指導教師應注意培養學生的創造性思維和嚴謹的實驗態度。通過開放實驗室,打破了封閉實驗室在時間和空間上的限制,使學生可以更加自由地進行科學探索,進行小發明、小制作、小論文等課外活動,從而提高大學物理實驗的教學質量和教學效果。3.改革考核機制。合理的考核機制可以督促學生全面、系統地掌握實驗的基本內容和操作過程。對于大學物理實驗教學來講,實驗操作過程是非常重要的,為使學生重視實驗操作過程就必須將其納入考核范圍。大學物理實驗成績可以包括平時成績(占60%)和期末成績(占40%),二者均是百分制。平時成績依據預習報告(占20%)、課堂提問(占10%)、實驗操作(占40%)和實驗報告(占30%)給出,這樣學生就會重視實驗教學的各個環節,從而督促他們努力做好每一環節。期末成績由筆試(占50%)和操作考試(占50%)給出,筆試是閉卷理論考核,操作考試采取抽取題卡的方式,題卡由實驗教師制作,內容應覆蓋學生應該掌握的內容。通過這種過程化的全面的考核方式,全面地考核了學生實驗能力,對培養學生的動手操作能力和創新能力也有重要作用,提高了大學物理實驗教學的質量。4.充分利用網絡資源。實驗教師應進行網絡資源建設,將實驗內容、實驗儀器的使用等放到網絡平臺上,學生就可以利用網絡進行預習,他們可以直觀形象地預習實驗內容、實驗儀器的結構與使用方法等,提高預習效果。這樣學生在做實驗之前就將實驗內容、實驗注意事項、實驗儀器等進行充分了解,學生就可以集中精力去發現和探討實驗過程中出現的問題。實驗教師應指導學生如何查閱與實驗項目相關的文獻資料。經驗表明,大多數學生對中國知網、萬方數據庫等網絡資源知之甚少,有的學生甚至都不知道有這樣的數據庫資源。教師應該指導學生如何利用這些網絡資源查找文獻,學生通過查找文獻,就可以了解實驗的各種問題及解決辦法、了解實驗的新方法以及實驗的最新進展,從而使學生更深入地理解實驗、拓展知識的深度和廣度。大學物理實驗教學應充分利用慕課資源。通常來講,慕課都是世界知名學校開設的,他們的實驗儀器齊全,也有很多尖端的大型儀器,而在普通本科院校是沒有這些高科技儀器設備的。這樣,學生可以通過慕課了解到高科技儀器設備的原理和操作等,從而使學生了解到高科技前沿,激發他們的學習興趣,開拓他們的視野。此外,慕課不受時間和空間上的限制,根據學生自身的水平,隨時可以回放,學生的學習效果明顯提高。
四、結束語
要想提高師范院校大學物理實驗教學的質量,應該根據院校自身的特點和實際情況,以培養學生創新能力、探索能力、理論聯系實際的能力、團隊協作能力、嚴謹的思維能力和動手操作能力為目的,探索切合可行的教學方法。如何更好地發揮大學物理實驗的作用,培養出合格的高素質人才和創新型人才,還需要從事大學物理實驗教學工作的教師不斷地總結經驗、努力地改革創新。
作者:劉立華 張 勇 單位:1.吉林師范大學物理學院 2.物理國家級實驗教學示范中心
【參考文獻】
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[2]謝莉莎,肖蘇,鄧小玖.大學物理實驗教學改革的思考與實踐,合肥工業大學學報(社會科學版),2009,23(1):19-22.
[3]李永濤,毛巍威,劉猛洪,包剛,李三龍,葛智勇,李興鰲.提高大學物理實驗教學質量的思考,大學物理實驗,2013,26(1):117-119.
[4]倪燕茹.地方本科院校大學物理實驗課程融合“慕課”教學模式必要性的思考,大學物理實驗,2014,27(6):118-120.
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