張 萍,曲艷玲,陳寶祥,馮志慶,劉 峰,徐輯彥

(大連民族學(xué)院,遼寧大連 116600)

適應(yīng)創(chuàng)新教育的“3+1”大學(xué)物理實驗教學(xué)模式的探索與實踐

張 萍,曲艷玲,陳寶祥,馮志慶,劉 峰,徐輯彥

(大連民族學(xué)院,遼寧大連 116600)

分析了我校大學(xué)物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀和民族院校學(xué)生特點,提出了針對不同層次、不同專業(yè)學(xué)生的“3+1”大學(xué)物理實驗教學(xué)模式,在實驗教學(xué)中注重創(chuàng)新教育,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實踐能力和科技創(chuàng)新精神。

大學(xué)物理實驗;創(chuàng)新教育;教學(xué)模式;人才培養(yǎng)

近幾年來我校大學(xué)物理實驗中心本著“以學(xué)生為本,重視培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)”的教學(xué)指導(dǎo)方針,結(jié)合我校的特點,有針對性的對大學(xué)物理實驗教學(xué)模式進行了改革和探索,在原有的三個層次的實驗教學(xué)基礎(chǔ)上,增加了設(shè)計性和研究性的大學(xué)物理實驗課程,初步構(gòu)建了“3+1”大學(xué)物理實驗教學(xué)模式。通過實踐證明,新的實驗教學(xué)模式有利于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng),提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。

1 我校大學(xué)物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

我校目前大學(xué)物理實驗教學(xué)具體存在以下幾方面的問題:

(1)由于我校屬民族院校,學(xué)生來自不同民族,學(xué)生進入大學(xué)前文化基礎(chǔ)差異很大,千篇一律的教學(xué)方式不適應(yīng)不同層次的學(xué)生需要;

(2)受應(yīng)試教育的影響,中學(xué)階段的實驗基本上靠黑板演練和紙筆來完成實驗,導(dǎo)致學(xué)生極少動手實驗。學(xué)生依賴性強,遇到問題就找老師,缺乏獨立思考、獨立解決問題的能力;

(3)受傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式的束縛、教學(xué)方法過死,學(xué)生只要讀懂教材上寫明的原理、按教材上寫明的步驟去做,就可以成功地測到數(shù)據(jù)、完成實驗。至于為什么要這樣做,這樣做的目的是什么等等,學(xué)生很少去思考;

(4)實驗內(nèi)容單調(diào),基本上是測量性、驗證性的,實驗結(jié)果明確,缺乏由學(xué)生自己設(shè)計、自己探索和研究的實驗內(nèi)容;

(5)對實驗教學(xué)的培養(yǎng)目標缺乏正確認識,把實驗課定位于理論教學(xué)中某些定理的驗證,認為實驗課就是教學(xué)生使用一般儀器的實驗操作,沒有真正認識到學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)[1-3]。

2 “3+1”實驗教學(xué)模式的構(gòu)建

針對我校大學(xué)物理實驗教學(xué)存在的問題,結(jié)合民族學(xué)院學(xué)生的特點,我們在原有“基礎(chǔ)性實驗、提高性實驗和綜合性實驗”三層次、模塊化的大學(xué)物理實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上,為適應(yīng)大學(xué)生創(chuàng)新教育,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實踐能力和科技創(chuàng)新精神,又增加了“設(shè)計研究性實驗”內(nèi)容,構(gòu)建了面向全校各專業(yè)“3+1”的大學(xué)物理實驗教學(xué)模式。

2.1 教學(xué)目標

通過“3+1”實驗教學(xué)模式的有效實施,不僅進一步拓展和優(yōu)化了實驗教學(xué)體系。更重要的是有效激發(fā)了學(xué)生開展設(shè)計研究性實驗的熱情,為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力創(chuàng)造了條件,也充分發(fā)揮了實驗教學(xué)在綜合素質(zhì)教育中的功能。在實驗教學(xué)中我們注重以下三點:

2.1.1 注重學(xué)生動手能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)

設(shè)計、研究性的實驗教學(xué),給學(xué)生實驗的自主性,在實驗過程中主動學(xué)習新知識,獨立的進行設(shè)計和研究,極大發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習興趣,增強學(xué)生實踐能力,綜合應(yīng)用知識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.1.2 促進學(xué)生的個性化發(fā)展

根據(jù)學(xué)生的差異和專業(yè)的不同,開設(shè)不同層次和特點的設(shè)計研究性實驗,有利于學(xué)生個性發(fā)揮,將所學(xué)的物理知識與專業(yè)內(nèi)容結(jié)合起來,對自己所選學(xué)的專業(yè)有更新的認識,促進學(xué)生個性化發(fā)展。

2.1.3 提倡嚴謹?shù)目茖W(xué)精神

在設(shè)計研究性實驗過程中,從實驗的設(shè)計到整個實驗的完成,遇到問題和失敗是常有的事,因此,要求學(xué)生不輕易放棄,養(yǎng)成勇于面對,積極探索,實事求是的科學(xué)態(tài)度,這種態(tài)度的養(yǎng)成,學(xué)生將終生受益。

2.2 教學(xué)實施

我?！?+1”大學(xué)物理實驗教學(xué)的具體實施方案包括:

(1)第一層次的基礎(chǔ)性實驗開設(shè)11個實驗題目,安排12學(xué)時,面向全校新生選修?；A(chǔ)訓(xùn)練實驗,其目的是使學(xué)生能夠掌握物理實驗通用儀器的操作和使用,提高后續(xù)課程的起點。實驗中心特別為這門課配備了新的通用儀器,這部分實驗很受學(xué)生歡迎,每年選修人數(shù)超過1500名。

(2)第二層次的提高性實驗開設(shè)16個實驗題目,安排21學(xué)時,面向全校理工科必修。這部分實驗訓(xùn)練,注重基本實驗技能培養(yǎng),學(xué)習基本物理量的觀測方法和測量技術(shù),及其正確的實驗數(shù)據(jù)記錄、分析處理、實驗結(jié)果的準確描述和規(guī)范實驗報告。

(3)第三層次的綜合性實驗開設(shè)13個實驗題目,安排12學(xué)時,面向全校理工科必修。這部分實驗是大學(xué)物理實驗的主體,內(nèi)容涵蓋了力、熱、光、電。學(xué)生必須綜合運用所學(xué)的一門課程的多個知識點,甚至多門課程的知識點進行分析和解決問題,對學(xué)生靈活運用知識解決實際問題是一種很好的訓(xùn)練,對其實踐能力和創(chuàng)新意識的進一步提高具有明顯的作用。

(4)設(shè)計研究性實驗開設(shè)5～6個專題實驗,實驗內(nèi)容涉及到力、熱、電、光等技術(shù)的綜合應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生綜合思維及綜合應(yīng)用知識和技術(shù)的能力.在實驗方法上,強調(diào)設(shè)計性實驗.由以前教師排好實驗、準備好儀器、學(xué)生來做實驗的狀態(tài),過渡到學(xué)生在教師指導(dǎo)下,自己設(shè)計方案來完成實驗。

這部分實驗面向全校高年級,實驗成績優(yōu)秀,并對物理實驗感興趣的大學(xué)生開設(shè),學(xué)生在完成了上面三個層次的實驗后,進入設(shè)計研究性實驗階段。學(xué)生根據(jù)自己的興趣及專業(yè)特長,由教師確立實驗課題,或引導(dǎo)學(xué)生自主提出科學(xué)、合理和可行的課題,進行論證,結(jié)合實驗室本身條件,對方案提出修改、優(yōu)化。實驗方案經(jīng)過優(yōu)化改進后,學(xué)生到實驗室進行實驗訓(xùn)練。確定研究課題后,學(xué)生可以自行組成課題研究小組。實驗結(jié)束后,選一個最滿意的項目以論文的形式寫出實驗報告或完整的科學(xué)實驗報告,由教師和學(xué)生共同評選出本期的最佳實驗方案,并根據(jù)實驗方案、實驗技能、實驗效果評定成績。完成教學(xué)任務(wù)的學(xué)生可獲得一定的創(chuàng)新學(xué)分,以鼓勵學(xué)生在實驗過程中表現(xiàn)出積極性、主動性和創(chuàng)新性。

3 “3+1”實驗教學(xué)的效果

“3+1”大學(xué)物理實驗教學(xué)模式由淺入深,循性漸進,由簡單到復(fù)雜,由被動模仿到主動設(shè)計以及綜合運用,逐漸加深學(xué)習內(nèi)容的深度、廣度和綜合程度,符合認識規(guī)律和教學(xué)規(guī)律,經(jīng)過幾年來的教學(xué)實踐取得了良好的教學(xué)效果。

3.1 有效提高了學(xué)生的科學(xué)實踐能力和創(chuàng)新精神

以學(xué)生為本,靈活易行,結(jié)構(gòu)合理的教學(xué)模式是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的保障,近年來我們從簡單做起,結(jié)合民族院校學(xué)生的特點,充分挖掘內(nèi)部潛力,利用現(xiàn)有人力和設(shè)備資源,在學(xué)校沒有任何投入的情況下,開發(fā)了5項設(shè)計性、研究性專題實驗,并開展了靈活多樣的教學(xué)。實踐證明,由此培養(yǎng)的學(xué)生既有扎實的理論知識又有熟練的實驗綜合動手能力,近年我校多次組織學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽,大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽等,屢創(chuàng)佳績,這些成績的取得除了我校創(chuàng)新中心的科學(xué)組織外,學(xué)生在學(xué)習的第一門實驗科學(xué)—-大學(xué)物理實驗階段受到的科學(xué)作風,基礎(chǔ)實驗技能,實踐綜合能力和科學(xué)思維諸方面的優(yōu)良素質(zhì)也起到了明顯的基礎(chǔ)作用。這些反應(yīng)實驗教學(xué)成果的全國大學(xué)生競賽活動,從一個側(cè)面反映了加強設(shè)計性與研究性實驗教學(xué)環(huán)節(jié)有效提高了學(xué)生的科學(xué)實踐能力和創(chuàng)新意識。

3.2 促進了教與學(xué)的相互提高,實驗室建設(shè)全面發(fā)展

“3+1”實驗教學(xué)模式的多元化,激勵師生“教”“學(xué)”互動,共同探索教學(xué)改革新途徑,學(xué)生既是受教育者又是實驗教學(xué)改革的參與者。吸納學(xué)生積極參與實驗教學(xué)儀器的改進、教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)和專題討論,不僅可以提高學(xué)生自身分析問題和解決問題的能力、獨立進行實驗研究的能力,還可鍛煉學(xué)生的組織與協(xié)調(diào)能力以及演講能力,培養(yǎng)學(xué)生合作與團隊精神,提高其綜合素質(zhì),同時,對刺激教學(xué)改革的持續(xù)發(fā)展也是一個源動力。加大設(shè)計性與研究性實驗對大學(xué)物理實驗教學(xué)方式方法及實驗內(nèi)容提出了更高、更深層次的要求,作為指導(dǎo)教師必須不斷地調(diào)整自身的知識結(jié)構(gòu),不斷提高自身的教學(xué)水平,促進了教學(xué)相長。近年來教師共研制開發(fā)設(shè)計性、研究性實驗儀器2項36套,完成“精品實驗建設(shè)項目”7項,研發(fā)設(shè)計性、研究性實驗項目5項,已形成內(nèi)部試用實驗指導(dǎo)書,對課程體系、教學(xué)計劃、教學(xué)內(nèi)容和評測方法等方面進行了全方位的改進和整合。實驗室的建設(shè)得到了全面的發(fā)展,我校大學(xué)物理實驗中心于2009年被評為遼寧省省級物理實驗示范中心。

4 結(jié)束語

不斷探索適合創(chuàng)新教育的大學(xué)物理實驗教學(xué)模式,是新時期大學(xué)物理實驗教學(xué)改革所面臨的共同的主題?！?+1”的大學(xué)物理實驗教學(xué)模式,不僅是解決我校實驗教學(xué)存在的具體問題,更重要的是促進了我校大學(xué)物理實驗教學(xué)內(nèi)容的拓展和優(yōu)化。

當然,學(xué)生創(chuàng)新能力和意識的培養(yǎng)不是通過一門課、一個教學(xué)環(huán)節(jié)就能徹底解決的,今后我們將繼續(xù)努力,在教學(xué)實踐中不斷完善實驗教學(xué)的體系和運行機制,進一步增強學(xué)生在實驗過程中的主動性和創(chuàng)造性,探索最佳的教學(xué)模式,以培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。

[1]秦艷芬.開設(shè)自主設(shè)計性實驗培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].教學(xué)建設(shè)與改革,2003.

[2]鄭桂容,孟桂菊.改革物理實驗教學(xué)提高大學(xué)生實驗?zāi)芰J].高等函授學(xué)報,2007.

[3]王秀杰.通過評估看大學(xué)物理實驗的改革與發(fā)展[J].職業(yè)教育,2007.

[4]沈元華.設(shè)計性、研究性物理實驗介紹[J].物理實驗,2004,24(2):33-37.

Study and Practice on the“3+1Teaching Mode in University Physical Experiment Suitable for the Innovation Training

ZHANG Ping,QU Yan-ling,CHEN Bao-xiang,FENG Zhi-qing,LIU Feng,XU Ji-yan

(Dalian Nationalities University,Dalian 116600)

This work analyzed the current state of physical experiment teaching in Dalian University of Nationalities,and the characteristics of students in nationalities universities,and put forward the“3+1”experimental teaching mode,with the emphasis on invention education,bringing up the abilities and the innovation spirits for the students in scientific practices.

university physical experiments;innovation education;teaching mode;training talent students

G640

A

1007-2934(2010)06-0108-03

2010-08-30