高校物理實(shí)驗教學(xué)發(fā)展與建議

時間:2022-06-18 03:31:34

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高校物理實(shí)驗教學(xué)發(fā)展與建議

摘要:高校物理實(shí)驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力、動手能力和探索精神的一門基礎(chǔ)性學(xué)科,在培育創(chuàng)新型、適用型人才方面的地位和作用越來越明顯。但目前部分高校對物理實(shí)驗教學(xué)重視不夠、投入不足、模式僵化、主體不活、開放滯后。高校應(yīng)加大投入,加快實(shí)驗室現(xiàn)代化建設(shè)步伐;激活主體,創(chuàng)新實(shí)驗教學(xué)模式;全面開放,適應(yīng)新工科建設(shè)要求。

關(guān)鍵詞:高校;物理;實(shí)驗教學(xué)

高校是培養(yǎng)創(chuàng)新型、適用型人才的主要陣地,特別是高校實(shí)驗室作為實(shí)驗教學(xué)、科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和學(xué)術(shù)交流的重要平臺和主要場所,是高等學(xué)校教學(xué)體系的重要組成部分。隨著科技、經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展,新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)對高校工程教育的要求越來越高,為滿足應(yīng)用型高校物理實(shí)驗室服務(wù)社會功能的時代要求,亟待改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,加快實(shí)驗室建設(shè)步伐,開展和完善多樣化教學(xué)方法,促進(jìn)高校物理實(shí)驗教學(xué)與學(xué)生自主實(shí)驗的有機(jī)結(jié)合,增加綜合性和設(shè)計性實(shí)驗內(nèi)容,并結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)開設(shè)學(xué)生選做的計劃外開放實(shí)驗項目,創(chuàng)建以學(xué)生為主體的“開放式”實(shí)驗教學(xué)模式。

一、高校物理實(shí)驗教學(xué)發(fā)展存在的主要問題

1992年7月4日國家教育部頒布的《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校實(shí)驗室工作的意見》對強(qiáng)化高校實(shí)驗室功能提出了明確要求,各類高校特別是應(yīng)用型高校也作了許多有益的探索,邁出了較大步伐。但是實(shí)踐中也存在一些不容忽視的問題:

(一)重視不夠

目前,高校普遍對物理實(shí)驗教學(xué)、提升實(shí)驗功能的重要性重視不夠。在傳統(tǒng)思維下,高校物理實(shí)驗教學(xué)是輔助教學(xué),擠占學(xué)校現(xiàn)有資源,增加學(xué)校投入和人力負(fù)擔(dān),加之考核權(quán)重不高,往往致使實(shí)驗教學(xué)流于形式,難以達(dá)到應(yīng)有的效果。

(二)投入不足

高校物理實(shí)驗教學(xué)的材料消耗比較大,現(xiàn)有儀器設(shè)備的維護(hù)和維修費(fèi)用不斷增加,并且受自身經(jīng)費(fèi)所限不得不停止或減少實(shí)驗教學(xué)的內(nèi)容和項目,實(shí)驗設(shè)備的更新滯后,要實(shí)現(xiàn)全面開放步履艱難、任重道遠(yuǎn)。

(三)模式僵化

部分高校物理實(shí)驗教學(xué)的教學(xué)方法相當(dāng)落后,一般為教師講解實(shí)驗原理、實(shí)驗步驟、實(shí)驗示范后,學(xué)生照本宣科,況且實(shí)驗教學(xué)模式和實(shí)驗成績由學(xué)生的實(shí)驗報告確定,較少考慮學(xué)生專業(yè)的個性化要求和專業(yè)的發(fā)展方向。

(四)主體不活

高校物理實(shí)驗教學(xué)的主體應(yīng)該是學(xué)生,物理實(shí)驗的目的是授人以漁,物化理論教學(xué)成果,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,讓其更好地理解和掌握物理知識并激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的興趣,使學(xué)生由“被動實(shí)踐”變“主動實(shí)踐”。同時,實(shí)驗教學(xué)還能增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)他們的合作精神,為將來步入社會奠定基礎(chǔ)。但由于受傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評價的影響,學(xué)生對實(shí)驗教學(xué)熱情不高、參與性不強(qiáng),高校物理實(shí)驗教學(xué)的實(shí)效并不盡如人意。

(五)開放滯后

高校物理實(shí)驗室改革發(fā)展的目標(biāo)是開放,即對教師開放、對學(xué)生開放、對社會開放。但目前的開放水平極低,許多高校認(rèn)為實(shí)驗室開放會擠占學(xué)校現(xiàn)有的資源,增加學(xué)校的投入和人力負(fù)擔(dān),從內(nèi)心排斥試驗室開放,即便有的高校邁出了開放實(shí)驗室的第一步,但實(shí)際開放時間和內(nèi)容相當(dāng)有限,并人為設(shè)置許多條條框框從中作梗,高校物理實(shí)驗室開放終致流于形式。

二、對高校物理實(shí)驗教學(xué)發(fā)展的幾點(diǎn)建議

(一)加大投入,加快高校物理實(shí)驗室現(xiàn)代化的建設(shè)步伐

應(yīng)用型高校要適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)需要,不斷加強(qiáng)實(shí)驗室建設(shè),有計劃、有步驟地列出專門經(jīng)費(fèi)用于物理實(shí)驗室的建設(shè)。在財力有限的情況下,選購有特色、有方向的物理實(shí)驗設(shè)備,讓學(xué)生從更多層面、更多角度理解物理理論知識與物理現(xiàn)象(如集聲、光、電、磁、力、熱和視覺震撼于一體的激光琴、幻影合成、3D裸眼立體電視、激光成像、流體虛擬演示墻、潮汐發(fā)電等),把傳統(tǒng)物理實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行現(xiàn)代包裝,變抽象理論為直觀演繹,從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,拓寬學(xué)生的視野。同時,高校應(yīng)大力促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展,發(fā)揮自身的優(yōu)勢,主動與企業(yè)掛鉤,共建行業(yè)實(shí)驗室,吸納社會資金建設(shè)多功能、多學(xué)科實(shí)驗室,進(jìn)一步拓展物理實(shí)驗室建設(shè)資金的來源渠道。

(二)激活主體,創(chuàng)新物理實(shí)驗教學(xué)模式

首先,要強(qiáng)化高校物理實(shí)驗教學(xué)以“學(xué)生為本”的理念,有步驟地把傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)向“引導(dǎo)式”“互動式”教學(xué)的轉(zhuǎn)變,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)和增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)興趣,把提高動手能力和解決實(shí)際問題的能力擺在更加突出的位置。[1]要簡化和減少物理實(shí)驗教學(xué)中的理論及操作提示部分,引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗課程設(shè)計和操作,培養(yǎng)他們的實(shí)驗興趣和創(chuàng)新意識,充分調(diào)動學(xué)生投入實(shí)驗課程的積極性,教育學(xué)生在設(shè)計實(shí)驗方案和提高實(shí)驗效率中求創(chuàng)新。其次,要增加設(shè)計綜合性的物理實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容,鼓勵學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識和技能進(jìn)行相關(guān)課程的知識實(shí)驗,提高學(xué)生的思維方式和科研能力。在這方面,可通過教師的指導(dǎo)和啟發(fā),讓學(xué)生自主選題、獨(dú)立思考,廣泛查閱資料,深鉆細(xì)研,力爭獨(dú)立完成物理實(shí)驗,并對實(shí)驗結(jié)果做出分析。第三,增設(shè)學(xué)生選做的有關(guān)物理實(shí)驗項目。高校應(yīng)結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)開設(shè)學(xué)生選做的計劃之外的開放實(shí)驗項目。一是由學(xué)生自擬實(shí)驗項目、自擬實(shí)驗方案(包括實(shí)驗方法、實(shí)驗步驟、實(shí)驗使用儀器設(shè)備),在實(shí)驗室完成實(shí)驗。二是讓學(xué)生參與教師科研項目的研究,在實(shí)驗室完成教師科研課題中的實(shí)驗。三是對面向?qū)W生立項的有關(guān)科技活動提供相應(yīng)的實(shí)驗場所和設(shè)備、用材,必要時指派教師進(jìn)行實(shí)驗指導(dǎo),激發(fā)學(xué)生參與物理實(shí)驗的潛能,培養(yǎng)對社會有用的人才。第四,充分利用現(xiàn)代化手段,提高開放高校物理實(shí)驗教學(xué)的高效化、集約化水平。高校應(yīng)運(yùn)用計算機(jī)和通信技術(shù)及信息與現(xiàn)代教育技術(shù)手段,利用校園局域網(wǎng)、計算機(jī)仿真技術(shù),促進(jìn)物理實(shí)驗教學(xué)資源的共享,對實(shí)驗方案和實(shí)驗線路的設(shè)計進(jìn)行論證和推演,使學(xué)生能夠不受實(shí)驗場地的限制,隨時隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)。這樣既保護(hù)了儀器儀表減少了受損率,也保護(hù)了實(shí)驗者的人身安全,從而提高了物理實(shí)驗教學(xué)的效率。第五,改革考核方式,增加學(xué)生實(shí)驗課程的學(xué)分權(quán)重。在實(shí)驗講解前,檢查學(xué)生預(yù)習(xí)報告(實(shí)驗?zāi)康摹?shí)驗儀器、實(shí)驗步驟和實(shí)驗原理),進(jìn)行預(yù)習(xí)提問,根據(jù)學(xué)生回答情況給定預(yù)習(xí)成績,對不及格者進(jìn)行必要的懲戒,杜絕物理實(shí)驗課偷懶抄數(shù)據(jù)現(xiàn)象,逐步改變傳統(tǒng)的給分方式,全面考查學(xué)生數(shù)據(jù)處理步驟是否完善、單位是否正確、分析問題是否詳細(xì)全面、實(shí)驗報告是否規(guī)范整潔、結(jié)果誤差等等,使學(xué)生逐步形成良好的實(shí)驗習(xí)慣和學(xué)習(xí)風(fēng)氣。[2]

(三)全面開放,適應(yīng)新工科建設(shè)要求

高校物理實(shí)驗室開放的對象主要有三個。一是高校教師。教師在實(shí)驗教學(xué)活動之外,可利用實(shí)驗室進(jìn)行教學(xué)準(zhǔn)備和開展自主課題研究。在實(shí)驗室開放運(yùn)行中,教師發(fā)揮充分的知識儲備和實(shí)驗技能營造具有創(chuàng)新意識的濃厚教學(xué)氛圍,通過一次次實(shí)踐經(jīng)驗的積累,增強(qiáng)創(chuàng)新思維,提高教學(xué)科研水平。二是學(xué)生。學(xué)生可利用選修課或是企業(yè)委托的研究課題的方式,根據(jù)自身的知識能力,自主選擇課題,在專業(yè)人員的技術(shù)指導(dǎo)下拓展思路,自擬實(shí)驗方案,通過查閱資料,設(shè)計實(shí)驗步驟,單獨(dú)或共同協(xié)作完成實(shí)驗任務(wù)。三是社會單位及個人。高校在滿足學(xué)校教學(xué)和科研的前提下可開放實(shí)驗室用于校外單位的各種實(shí)驗活動,包括職業(yè)檢測、分析、培訓(xùn)等。對于一些企業(yè)的課題和項目,在條件允許的情況下鼓勵學(xué)生積極參與,這樣既可為其他單位和人員節(jié)約經(jīng)費(fèi)和成本,又可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合,創(chuàng)造更多的價值,以促進(jìn)知識、能力、技術(shù)的有機(jī)融合。高校物理實(shí)驗室的開放有兩種形式。一是時間開放,主要指由作為實(shí)驗主體的學(xué)生自選實(shí)驗時間,按物理實(shí)驗教學(xué)要求完成培養(yǎng)計劃以及實(shí)驗教學(xué)大綱中規(guī)定的實(shí)驗項目和內(nèi)容。二是內(nèi)容開放,主要指自主設(shè)計性實(shí)驗、綜合性實(shí)驗和研究性實(shí)驗。實(shí)驗室在完成學(xué)生必做的教學(xué)實(shí)驗項目外,可開設(shè)選做和計劃外開放的實(shí)驗項目。學(xué)生也可自主選擇指定開放實(shí)驗項目、自擬實(shí)驗項目、教師科研項目、學(xué)生科研項目和開展學(xué)科競賽項目,按制訂的學(xué)習(xí)計劃進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗活動。總之,高校物理實(shí)驗教學(xué)要根據(jù)“新工科”建設(shè)要求,從教學(xué)理念、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、考核方式、開放程度等方面積極探索,提升高校素質(zhì)教育的質(zhì)量和水平,使學(xué)生由“被動實(shí)踐”變?yōu)椤爸鲃訉?shí)踐”,提高學(xué)生理解掌握專業(yè)理論知識和實(shí)驗基本技能以及對實(shí)踐問題的分析和解決能力,培養(yǎng)和提升學(xué)生的創(chuàng)新意識、合作精神,充分體現(xiàn)應(yīng)用型高校培養(yǎng)人才的辦學(xué)特色,更好地實(shí)現(xiàn)服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的辦學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳莎,李少斌,李利.PBL教學(xué)法在生物數(shù)碼顯微形態(tài)實(shí)驗教學(xué)中的應(yīng)用探索[J].中國教育技術(shù)裝備,2020(14):119-121.

[2]袁賢,何玉平,聶招秀,劉寧.基于“新工科”建設(shè)的大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革思考[J].教育教學(xué)論壇,2019(18):144-145.

作者:王勤 單位:晉中學(xué)院數(shù)學(xué)系