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摘 要: 针对现阶段大学物理实验教学中普遍存在的问题,本文以建设精品课程为目标,探讨了一系列大学物理实验教学改革的思路和方法。
关键词: 大学物理实验 教学改革 建设精品课程
一、大学物理实验的地位及现状
大学物理实验作为理工科大学生进校后的第一门科学实验课程,不仅应让学生受到严格的、系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧,而且要培养学生严谨的科学思维和创新精神,理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,特别是掌握与科学技术的发展相适应的综合能力。
二、大学物理实验教学改革
基本思路是突破传统的实验教学思路和方式的束缚,在保证基础实验教学的要求下,淘汰并更新与实际应用脱节的实验内容和测量方法,淘汰一些内容陈旧的验证性实验项目,精选实验项目,并对部分经典基础物理实验进行补充和完善、改进与提高,将现代技术融入传统实验中,赋予基础实验新内容,提升实验档次。将学生的实践能力放在首位,赋予学生更多的学习主动性并为其创造更多的有利学习条件。学生在完成必做实验的任务后,根据自己的兴趣、爱好、专业特长等选做开放实验。将实验的主动权交给学生,学生获得更大的自由度,有利于学生综合能力的培养。与此同时建立配套的、有效的开放式实验管理制度,并不断改进,使开放性实验项目和范围不断扩大,开放实验室的时间不断增多,使学生能够最大限度地利用实验室锻炼自己。在开设设计性实验项目过程中,应注重开发一些培养学生在实验设计以及实验过程中发现问题、分析和解决问题的能力的实验项目,培养学生正确的、良好的实验习惯和严谨的科学作风,使学生获得一定程度的用实验方法和技术研究现象和规律的独立工作能力。以建设精品课成为目标,具体可从以下几方面着手。
1.改变实验教学方式
将实验教学分为三个阶段:
第一阶段采取分组统一上课的方式讲授测量误差的基本概念、随机误差的估算、系统误差的发现和处理、测量不确定度评定与结果表示、有效数字概念和实验数据处理的常用方法等,使学生了解测量误差的基本知识,具有正确处理实验数据的初步能力;了解常用仪器的使用方法,掌握基本测量工具。
第二阶段主要进行综合性、设计性实验。学生可以提出实验项目,实验室给准备好实验用品,由学生自己设计方案、独立操作[1]。通过训练,提高学生综合应用多种实验技术、实验方法和实验仪器的能力。
第三阶段实行开放式教学,开放实验内容和开放实验室。由学生自己选择实验。在开放式教学活动中,学生从选题,到搜集资料、确定研究方案、实施研究过程,直至最终形成阶段性成果,始终体现学生的主动参与、对问题的积极探索和对科学研究的切身体验。借助于开放性学习,学生不仅能学到物理知识,而且能学到学习和研究物理知识的方法。
2.开放实验室
进行全方位、多层次的开放式教学是实验教学改革的必然趋势和发展方向,是对传统实验教学的一种挑战,它涉及整个实验教学体系,是对教学方式、教学内容和教学条件的重新优化组合,是实验教学改革的重大举措。开放式教学,不只是实验时间和空间的开放,更重要的是观念意识上的开放,是一种个性教学模式,这种教学模式能满足学生求知、探索和创新的欲望,侧重创新精神与能力的培养[2]。开放实验能保护学生的原创精神,使学生在宽松的实验环境中实现从被动学习到主动学习的转变。可以说开放实验是实验教学中实现因材施教的必由之路,是培养学生创新能力的必备条件。
开放实验室是指在规定的周次内,从周一至周五实验室全天开放(8∶30—12∶00,14∶30—18∶00)。打破班级界限,学生自由选择实验项目、选择时间到实验室做实验。学生自选实验项目,可以选择自己感兴趣或与自己所学专业结合较紧密的实验项目,这有利于发挥学生的积极性。学生自选实验时间,这样不仅可以在实验时集中精力,而且可以消除因受时间限制,怕做不完实验便草率从事的现象。
规定每个学生必做和必须完成的实验个数。动手能力强的学生可以多选做一些实验或选做难度较大的实验,还可以做设计性的实验。一般的学生除完成必做的实验外,可以根据自己的情况选做其他实验。对于动手能力较差的学生也有足够的时间完成基本要求。开放实验室可为不同程度的学生创造学习和提高的条件,使每个学生都能在原来的水平上有所提高,既能保证教学基本要求,又能发挥优秀学生的潜力。
3.改进实验指导方法
开放实验室要求教师加强实验课的教学组织工作,严格要求学生,并改进指导方法。实行开放实验教学,学生需要自己选择实验方案,拟定实验步骤,课前预习尤为重要。实验室的开放为学生提供了到实验室有针对性地进行预习的条件,学生在实验室预习,教师予以指导,并对学生的提问进行答疑,对实验仪器的构造原理与性能作必要的介绍,讲清应该注意的事项,然后由学生自己调试仪器,独立操作进行实验。在实验进行中,教师巡回指导,启发引导学生独立思考解决在实验中出现的问题。学生做完实验,教师要审查实验结果,合格的签字通过,不合格的首先让学生自己查找原因,必要时教师帮助分析。未能完成实验或实验结果不合格的学生必须重做。
学生的实验成绩应该严格考核,将课前预习、实验操作和实验报告三项内容综合起来考核,确定每个实验的成绩。将一学期所做的全部实验的平均成绩作为平时成绩,期末再进行考试,平时成绩和期末考试成绩各占一定比例,评定出实验的总评成绩。总评成绩不及格者按照规定重修。
4.不断完善实验教材
教材建设是教学改革和教学创新的重大举措,高质量的教材是提高教学质量的基本要素[3]。教材作为进行教学活动的基础,必须适应教学法要求,必须及时修改补充。实行开放实验教学,就应编写与之相适应的新教材,减少验证实验性的比例,增加有启发性并能激发学生创造性思维的综合性、设计性实验,使其具有适合学生自学,能拓宽学生知识面,利于开发学生智力等特点。
5.重视多媒体技术在物理实验教学中的应用
在实验教学中,教师要充分利用现代化的教学手段,充分利用图片、声音、动画模拟实验操作。对于实验课堂教学的指导,教师可以将物理实验教学的内容做成多媒体课件,保存在计算机内,学生根据自己所选实验,在预习的基础上调出程序,就可以在程序的指导下进行实验操作。在操作过程中学生若遇到困难,还可以从计算机中调出课件反复学习、研究再进行实验。这种课件指导比在传统教学中教师在黑板上的板书更详细,可以节省时间让学生进行实验操作。
6.充分利用网上资源
建立大学物理实验教学网站,进行网上教务管理、网上预约实验和网上远程仿真,学生可以通过上网借助于教师的电子教案、网上实验仪器介绍等进行实验预习。网上资源为物理探究性课题的研究提供了丰富的材料,能激励学生去设计实验,解决特定的问题。围绕探索性实验课题,学生可以通过网络,查找有关资料,并围绕探索的主题在线与教师讨论交流,解决实验中出现的各种问题。网络环境为学生提供了信息丰富的知识库,其突出优势在于知识更新速度快,能突破环境的时空限制,大大提高学生在信息时代的学习与研究能力,使学生从整齐划一的“不得不学”变为主动多样的“要求去学”,真正成为学习的主人。
三、结语
大学物理实验教学改革,如果以建设精品课程为目标要求,那么将是教学改革和教学创新的重大举措。所以我们应加强物理实验教学改革,提高实验教学创新能力,突破传统的实验教学思路和方式的束缚,以适应现代社会发展的需要。
参考文献:
[1]金恩培.浅谈美国、加拿大几所大学物理实验教学情况[J].物理实验,2002,22,(1):45.
[2]陈玉林,丁留贯,徐飞.大学物理实验精品课程建设思路与实践.气象教育与科技,2006,4,(29).
[3]周远清.精品课程教材建设是教学改革和教学创新的重大举措[J].中国高教研究,2003,(1):12-13.
关键词: 大学物理实验 教学改革 建设精品课程
一、大学物理实验的地位及现状
大学物理实验作为理工科大学生进校后的第一门科学实验课程,不仅应让学生受到严格的、系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧,而且要培养学生严谨的科学思维和创新精神,理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,特别是掌握与科学技术的发展相适应的综合能力。
二、大学物理实验教学改革
基本思路是突破传统的实验教学思路和方式的束缚,在保证基础实验教学的要求下,淘汰并更新与实际应用脱节的实验内容和测量方法,淘汰一些内容陈旧的验证性实验项目,精选实验项目,并对部分经典基础物理实验进行补充和完善、改进与提高,将现代技术融入传统实验中,赋予基础实验新内容,提升实验档次。将学生的实践能力放在首位,赋予学生更多的学习主动性并为其创造更多的有利学习条件。学生在完成必做实验的任务后,根据自己的兴趣、爱好、专业特长等选做开放实验。将实验的主动权交给学生,学生获得更大的自由度,有利于学生综合能力的培养。与此同时建立配套的、有效的开放式实验管理制度,并不断改进,使开放性实验项目和范围不断扩大,开放实验室的时间不断增多,使学生能够最大限度地利用实验室锻炼自己。在开设设计性实验项目过程中,应注重开发一些培养学生在实验设计以及实验过程中发现问题、分析和解决问题的能力的实验项目,培养学生正确的、良好的实验习惯和严谨的科学作风,使学生获得一定程度的用实验方法和技术研究现象和规律的独立工作能力。以建设精品课成为目标,具体可从以下几方面着手。
1.改变实验教学方式
将实验教学分为三个阶段:
第一阶段采取分组统一上课的方式讲授测量误差的基本概念、随机误差的估算、系统误差的发现和处理、测量不确定度评定与结果表示、有效数字概念和实验数据处理的常用方法等,使学生了解测量误差的基本知识,具有正确处理实验数据的初步能力;了解常用仪器的使用方法,掌握基本测量工具。
第二阶段主要进行综合性、设计性实验。学生可以提出实验项目,实验室给准备好实验用品,由学生自己设计方案、独立操作[1]。通过训练,提高学生综合应用多种实验技术、实验方法和实验仪器的能力。
第三阶段实行开放式教学,开放实验内容和开放实验室。由学生自己选择实验。在开放式教学活动中,学生从选题,到搜集资料、确定研究方案、实施研究过程,直至最终形成阶段性成果,始终体现学生的主动参与、对问题的积极探索和对科学研究的切身体验。借助于开放性学习,学生不仅能学到物理知识,而且能学到学习和研究物理知识的方法。
2.开放实验室
进行全方位、多层次的开放式教学是实验教学改革的必然趋势和发展方向,是对传统实验教学的一种挑战,它涉及整个实验教学体系,是对教学方式、教学内容和教学条件的重新优化组合,是实验教学改革的重大举措。开放式教学,不只是实验时间和空间的开放,更重要的是观念意识上的开放,是一种个性教学模式,这种教学模式能满足学生求知、探索和创新的欲望,侧重创新精神与能力的培养[2]。开放实验能保护学生的原创精神,使学生在宽松的实验环境中实现从被动学习到主动学习的转变。可以说开放实验是实验教学中实现因材施教的必由之路,是培养学生创新能力的必备条件。
开放实验室是指在规定的周次内,从周一至周五实验室全天开放(8∶30—12∶00,14∶30—18∶00)。打破班级界限,学生自由选择实验项目、选择时间到实验室做实验。学生自选实验项目,可以选择自己感兴趣或与自己所学专业结合较紧密的实验项目,这有利于发挥学生的积极性。学生自选实验时间,这样不仅可以在实验时集中精力,而且可以消除因受时间限制,怕做不完实验便草率从事的现象。
规定每个学生必做和必须完成的实验个数。动手能力强的学生可以多选做一些实验或选做难度较大的实验,还可以做设计性的实验。一般的学生除完成必做的实验外,可以根据自己的情况选做其他实验。对于动手能力较差的学生也有足够的时间完成基本要求。开放实验室可为不同程度的学生创造学习和提高的条件,使每个学生都能在原来的水平上有所提高,既能保证教学基本要求,又能发挥优秀学生的潜力。
3.改进实验指导方法
开放实验室要求教师加强实验课的教学组织工作,严格要求学生,并改进指导方法。实行开放实验教学,学生需要自己选择实验方案,拟定实验步骤,课前预习尤为重要。实验室的开放为学生提供了到实验室有针对性地进行预习的条件,学生在实验室预习,教师予以指导,并对学生的提问进行答疑,对实验仪器的构造原理与性能作必要的介绍,讲清应该注意的事项,然后由学生自己调试仪器,独立操作进行实验。在实验进行中,教师巡回指导,启发引导学生独立思考解决在实验中出现的问题。学生做完实验,教师要审查实验结果,合格的签字通过,不合格的首先让学生自己查找原因,必要时教师帮助分析。未能完成实验或实验结果不合格的学生必须重做。
学生的实验成绩应该严格考核,将课前预习、实验操作和实验报告三项内容综合起来考核,确定每个实验的成绩。将一学期所做的全部实验的平均成绩作为平时成绩,期末再进行考试,平时成绩和期末考试成绩各占一定比例,评定出实验的总评成绩。总评成绩不及格者按照规定重修。
4.不断完善实验教材
教材建设是教学改革和教学创新的重大举措,高质量的教材是提高教学质量的基本要素[3]。教材作为进行教学活动的基础,必须适应教学法要求,必须及时修改补充。实行开放实验教学,就应编写与之相适应的新教材,减少验证实验性的比例,增加有启发性并能激发学生创造性思维的综合性、设计性实验,使其具有适合学生自学,能拓宽学生知识面,利于开发学生智力等特点。
5.重视多媒体技术在物理实验教学中的应用
在实验教学中,教师要充分利用现代化的教学手段,充分利用图片、声音、动画模拟实验操作。对于实验课堂教学的指导,教师可以将物理实验教学的内容做成多媒体课件,保存在计算机内,学生根据自己所选实验,在预习的基础上调出程序,就可以在程序的指导下进行实验操作。在操作过程中学生若遇到困难,还可以从计算机中调出课件反复学习、研究再进行实验。这种课件指导比在传统教学中教师在黑板上的板书更详细,可以节省时间让学生进行实验操作。
6.充分利用网上资源
建立大学物理实验教学网站,进行网上教务管理、网上预约实验和网上远程仿真,学生可以通过上网借助于教师的电子教案、网上实验仪器介绍等进行实验预习。网上资源为物理探究性课题的研究提供了丰富的材料,能激励学生去设计实验,解决特定的问题。围绕探索性实验课题,学生可以通过网络,查找有关资料,并围绕探索的主题在线与教师讨论交流,解决实验中出现的各种问题。网络环境为学生提供了信息丰富的知识库,其突出优势在于知识更新速度快,能突破环境的时空限制,大大提高学生在信息时代的学习与研究能力,使学生从整齐划一的“不得不学”变为主动多样的“要求去学”,真正成为学习的主人。
三、结语
大学物理实验教学改革,如果以建设精品课程为目标要求,那么将是教学改革和教学创新的重大举措。所以我们应加强物理实验教学改革,提高实验教学创新能力,突破传统的实验教学思路和方式的束缚,以适应现代社会发展的需要。
参考文献:
[1]金恩培.浅谈美国、加拿大几所大学物理实验教学情况[J].物理实验,2002,22,(1):45.
[2]陈玉林,丁留贯,徐飞.大学物理实验精品课程建设思路与实践.气象教育与科技,2006,4,(29).
[3]周远清.精品课程教材建设是教学改革和教学创新的重大举措[J].中国高教研究,2003,(1):12-13.