摘 要: 為培養(yǎng)具備現(xiàn)代科技素質的高質量高層次的創(chuàng)新人才,物理實驗教學必須在教學內容、教學方法、教學手段和教學環(huán)境條件等各個方面展開全方位的改革實踐,建立一種適合當代科技發(fā)展的教學新體系,提高教學質量,滿足各層次學生學習的需要,激發(fā)學生學習的積極性、主動性,以達到培養(yǎng)具有現(xiàn)代科技素質的創(chuàng)新人才的目的。
關鍵詞: 大學物理實驗教學 改革思路 改革措施
1.引言
物理是一門重視實驗實證的科學,物理學本身及相關應用科學的發(fā)展和創(chuàng)新無不與物理實驗密切聯(lián)系,物理學中的任何創(chuàng)新成果都必須經(jīng)過實驗的檢驗。因此,實驗教學在物理教學中占有重要的地位,一方面可使學生鞏固所學理論知識,加深對物理現(xiàn)象和規(guī)律的理解。另一方面可培養(yǎng)動手解決實際問題的技能,以及觀察和分析能力,是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的重要訓練。正是由于該課程對大學生物理知識和實驗技能的培養(yǎng)有著至關重要的作用,大學物理實驗是很多學校唯一的一門獨立設課的實驗課程。然而,目前的大學物理實驗課在教學觀念、思想、內容、方法等方面仍存在諸多問題,使大學物理實驗課的效能難以充分發(fā)揮。
2.大學物理實驗教學的現(xiàn)狀
2.1學生對大學物理實驗課程興趣不高。
物理實驗的本來功能,除了測量和驗證,還有更重要的功能,就是發(fā)現(xiàn)與探究。一般的普通物理實驗教學的模式,會對物理概念、儀器原理及操作示范加以說明。對于剛考上大學的新生,按部就班依照教材條例步驟操作,雖然學生較易獲得測量數(shù)據(jù),做好驗證性實驗,但若教師未對實驗設計的意義或歷史背景等多作分析講解,學生不易體會物理實驗中較深化的概念,也無法體會實驗探究方法論的本質。長期以來,我國高等教育的基本培養(yǎng)模式具有教師為主體、學生為客體的特點。在大學物理實驗教學中,學生缺乏實際操作能力和創(chuàng)造力。不少學生不重視物理實驗,認為實驗只不過是重復前人和書本的內容,驗證書本所學到的理論知識,缺乏實驗興趣,對待實驗的態(tài)度是馬馬虎虎、敷衍了事。
2.2儀器陳舊,教學經(jīng)費不足。
雖然各高等院校在實驗教學經(jīng)費的投入上加大了力度,但由于擴招,實驗教學設備套數(shù)不足,未能增設或汰舊更新,因此儀器精確性低使實驗數(shù)據(jù)誤差過大,致使學生懷疑實驗對理論的驗證功能,對實驗失去期待。另外,實驗儀器套數(shù)不足,多數(shù)學校進行分段分組循環(huán)實驗,導致實驗教學設計難與普通物理課堂講授進度配合,學生對于部份實驗項目所需基礎知識或儀器相關理論的準備知識不足,做起來沒有積極性。
2.3教學方法落后,師生態(tài)度消極。
現(xiàn)在各大學里一般的教學方法是老師先大概地介紹一下實驗的基本原理及儀器使用,接著老師將整個實驗演示一遍,最后學生自己動手做,有的學生根本什么也沒有弄清,只記住了老師的操作過程,模仿老師測幾個數(shù)據(jù),甚至有的學生編造數(shù)據(jù)。由于擴招,一個老師一次課要帶三四十個學生,學生有問題老師根本顧不過來,這就出現(xiàn)了學生抄襲及編造數(shù)據(jù)的問題。一些學校對大學物理實驗教學不很重視,這無形之中也影響了師生對這門課程的態(tài)度,老師敷衍,學生無所謂。
3.大學物理實驗教學體系改革的基本思路
傳統(tǒng)的物理實驗是按普通物理、電子線路和近代物理等內容進行劃分,并分別形成各自的封閉體系,這種封閉體系突出了學科的系統(tǒng)性,但忽視了學科之間的兼容互補性,各學科相互獨立,限制了學生跨學科思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,應打破普通物理實驗中力、熱、電、光之間的界限,更新近代物理實驗內容,建立以學生為主體,以教師為主導,分層次、模塊化、全面開放的物理實驗教學新體系。新的實驗體系既要吸收傳統(tǒng)實驗的精華,又要突出現(xiàn)代實驗的特點,通過對各類實驗進行有機結合,整體優(yōu)化,在突出基本方法、基本技能訓練的同時,加強綜合性、設計性和研究性實驗力度,從而提高學生的素質和能力。
4.大學物理實驗改革的具體措施與內容
4.1系統(tǒng)實驗方法和實驗技能的訓練
物理實驗課是學生進入大學后受到系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓練的開端。物理實驗教學能使學生在對實驗現(xiàn)象觀察、分析和對物理量的測量中學習物理實驗知識、方法和技能,初步了解科學實驗的一般方法特點;使學生在物理實驗的基本知識、基本方法、基本技能等方面受到較系統(tǒng)的訓練(包括基本實驗儀器的使用、基本物理量的測量、誤差分析和評定、數(shù)據(jù)處理等)。物理實驗教學是一門獨立的課程體系,往往易和理論教學配合不好,造成理論教學和實驗教學脫節(jié)。實驗教學中規(guī)定過細、過死,學生在實驗課中機械地按規(guī)定步驟重復。這不僅會影響學生學習實驗物理的興趣,而且會影響學生終身的探索興趣,阻礙學生探究能力的形成。
4.2大學物理實驗教學方法的改進
物理實驗教學應不斷更新具有新穎及有特色的教學內容和啟發(fā)式教學方法,而非追求完整規(guī)范化系統(tǒng)。因此,必須讓學生在實驗中既動手又動腦,用動腦來指導動手。教師可以在教材中提出許多問題,指導學生在實驗前、實驗中和實驗后思考,師生共同討論實驗問題。普通物理實驗課分為:實驗前的預習,實驗具體操作,實驗報告的書寫。在實驗開始前,實驗指導老師對學生預習情況進行檢查。單項實驗結束后,實驗指導老師和學生對實驗中出現(xiàn)的各種問題進行深入的討論,并檢查學生對實驗本身和相關的背景知識的掌握,這樣可以加深學生對實驗的理解。
4.3大學物理實驗教學內容的改進
大多數(shù)學校的物理實驗課程一般分為基本實驗、綜合性實驗、設計性實驗、科學小實驗等,基礎物理實驗課不再是課堂教學內容的簡單重復和驗證,也不再是把力、電、光、近代物理等獨立學科的實驗簡單地串聯(lián)起來,而從基礎物理實驗逐級提高培養(yǎng)綜合實驗能力,每級實驗完成不同實驗技能和科學思維水平,逐漸地與現(xiàn)代科學技術接軌。
一級物理實驗為普及性實驗,考慮到新生的實驗知識與技能不一致,開設基礎性物理實驗起一個補齊的作用?;緝热萦校簩嶒灮局R的學習、實驗基本儀器的使用、基本實驗方法的學習等。二、三級物理實驗逐步增加綜合性實驗和設計性實驗的比例及難度,有利于激發(fā)學生的學習熱情,使他們變被動學習為主動學習。通過做設計實驗,學生從成功與失敗中受到訓練,素質得到提高。四級物理實驗以科學小實踐方式,圍繞基礎物理實驗組織若干課題,以科研方式進行實驗,培養(yǎng)學生的研究、開發(fā)應用能力。
4.4開設開放實驗室
在每級物理實驗中,開設開放實驗室,它不僅在時間上對學生開放,而且在實驗內容上對學生開放。在開放實驗室中,學生可利用實驗室提供的設備自己設立題目,教師只是指導和審核學生提出的實驗方案與題目。
5.結語
大學物理實驗的改革是符合時代和科學發(fā)展要求的,同時也是刻不容緩的。當前正在開展研究型教學,強調素質教育和創(chuàng)新人才的培養(yǎng),如何進行大學物理實驗教學的改革,更好地培養(yǎng)學生科學研究素質、創(chuàng)新精神和實踐能力,向傳統(tǒng)的實驗教學模式提出了新的挑戰(zhàn)。但是,物理實驗的改革不是一蹴而就的,它是一個循序漸進的過程,任重道遠且無止境,是要經(jīng)過不斷探索的。在教學實踐中,應該不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,一直探索下去。隨著科學技術的發(fā)展,新的教學手段的引入,大學物理實驗的改革必將越來越完善。
參考文獻:
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