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1.與中學(xué)物理教學(xué)的銜接
由于中學(xué)物理模塊化處理,學(xué)生學(xué)到的知識是不完整的,不同學(xué)校選學(xué)的內(nèi)容不一樣,做過的實驗也不一樣。如此一來,有的學(xué)生沒學(xué)習(xí)到熱學(xué)、光學(xué),有的沒學(xué)習(xí)到振動和波,有的沒學(xué)習(xí)到動量和近代物理知識。在中學(xué),自習(xí)老師去輔導(dǎo),有問題能及時得到解決;進入大學(xué)之后,物理學(xué)習(xí)更偏向抽象推導(dǎo),依托強大的數(shù)學(xué)工具可以將研究進行得更深入,也更精確。在大學(xué),老師對物理概念講解多,課堂知識密度大,低年級學(xué)生很不適應(yīng),導(dǎo)致實驗時,在理解實驗原理上感到困難,對實驗的重要性認識不夠,缺少基本的實驗操作技能,有的甚至連接簡單的線路都不會,只能是依葫蘆畫瓢地完成實驗報告。
2.大學(xué)物理實驗課和大學(xué)物理課在課程上的銜接
物理實驗從原來的物理課程中分離出來,形成了一門獨立的課程后,教學(xué)時間安排上與大學(xué)物理課不同步,大一下學(xué)期開始上實驗課,力、熱、電、光、近代物理各方面實驗全有。大學(xué)物理課還沒講到的知識可能在大學(xué)物理實驗課中就要用到,所以,在做實驗時難免會遇到一些新知識、新概念。這樣,老師講的就顯得多了,有點不像實驗課,這也導(dǎo)致學(xué)生對實驗課的不適應(yīng),加大了學(xué)生的認知難度,實驗時困難重重。
二、教學(xué)改進的幾點思考
1.大學(xué)物理實驗也要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
其一,通過聯(lián)系生活實際,將本實驗的重要性告訴學(xué)生,可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教師在備課時應(yīng)關(guān)注實驗在實際中的應(yīng)用。比如,“用箱式電位差計測量熱電偶的溫差電動勢”,可以告訴學(xué)生,人們家里用的燃氣灶,其中有的電磁閥就是用溫差電動勢原理控制燃氣、及時報警的,簡單地講一下其工作原理。“RLC串聯(lián)電路的暫態(tài)過程研究”,一方面可以聯(lián)系供電設(shè)備中實際電路,當(dāng)電源接通或斷開后的“瞬間”,這時電路中的電流或電壓可能出現(xiàn)過電壓或過電流的現(xiàn)象,如果不預(yù)先考慮到暫態(tài)過程中的過渡現(xiàn)象,電路元件便有損傷甚至毀壞的危險;另一方面,通過暫態(tài)過程的研究,還可以控制和利用過渡現(xiàn)象,如提高過渡的速度,可以獲得高電壓、大電流,起到延時等作用。“全息照相”,可以加進白光再現(xiàn)拍照,介紹生活中的全息防偽標識原理。“調(diào)相型磁通門實驗”,可以介紹磁通門測磁法在第二次世界大戰(zhàn)中被應(yīng)用于探雷、探潛等方面,戰(zhàn)后被廣泛應(yīng)用到地磁研究、地震預(yù)報研究等。這樣通過聯(lián)系生活實際進行教學(xué)會收到好的效果的。
其二,實驗課上要精講,多給學(xué)生操做和思考的時間培養(yǎng)興趣。教師要弄清學(xué)生做這個實驗的目的是什么,講解重點是什么。比如,“三線扭擺測轉(zhuǎn)動慣量”實驗,如果其教學(xué)目的是掌握測量原理和方法,訓(xùn)練不確定度的計算,那么,其中公式的推導(dǎo)就不必細講,不要占用學(xué)生那么多的時間。如果老師還像教小學(xué)生那樣手把手地教學(xué)生怎么做實驗、怎么算不確定度,那么,學(xué)生只能模仿重復(fù),而不會被激發(fā)興趣的。“吃人家嚼過的饃不香”,學(xué)生的興趣是在動手、動腦中培養(yǎng)起來的。
1.注重知識點的銜接,降低難度
大學(xué)物理與中學(xué)物理教學(xué)的銜接,是高校物理教師在大學(xué)低年級教學(xué)時必須面對的問題。但很多教師更多關(guān)注大學(xué)范圍的物理專題研究,而能夠深入了解中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的不多,對二者的銜接問題研究則更少。如果我們多一些關(guān)注中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容是可以將二者的銜接問題處理好的。如“霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用”實驗原理講解時,洛倫茲力的方向就可以用學(xué)生熟悉的左手定則加安培定則來判斷;“電表的改裝及其校準”“光電效應(yīng)測普朗克常量”“受迫振動的研究”“惠斯通電橋測電阻”“示波器的使用”等實驗,可以多回顧中學(xué)做的實驗原理,讓學(xué)生感覺到大學(xué)物理與中學(xué)物理知識的銜接點及不同點。
2.課上多些探討,多些互動
關(guān)鍵詞:大學(xué)物理;實驗教學(xué);改革研究;實踐創(chuàng)新
大學(xué)物理實驗課是一門獨立設(shè)置的基礎(chǔ)必修課程,是學(xué)員入校后接受系統(tǒng)實驗技能和創(chuàng)新教育的開端,更是一系列專業(yè)實踐訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。在培養(yǎng)學(xué)員的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面,是其它理論課程所不能代替的。在高校里接受良好的實驗技能訓(xùn)練,對于提高學(xué)員的科學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新精神至關(guān)重要。在提倡素質(zhì)教育的今天,大學(xué)物理實驗已經(jīng)成為國內(nèi)各大高校全面開設(shè)的必修課,其在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中的重要性顯而易見。然而,多年來該課程的教學(xué)模式卻一直沒有大的改變,其弊端也日益凸顯。
一、大學(xué)物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題
(一)大學(xué)物理實驗大多數(shù)是驗證性實驗,設(shè)計性實驗較少。通常整個實驗過程基本是對實驗講義所述內(nèi)容的重復(fù),實驗結(jié)果都在意料之中,缺少了進一步探究的過程。而且,不少學(xué)員認為實驗內(nèi)容過于空洞,與社會實用技術(shù)差距較大。因而,對實驗課的重視不夠,缺乏獨立思考和參與的過程,很難激發(fā)其自身的創(chuàng)新思維。
(二)在傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)中,教師與學(xué)員的任務(wù)分配不均勻。 教師依然是實驗教學(xué)中的“主角”,而學(xué)員只是“配角”或者干脆就扮演起了“群眾演員”的角色。在實驗理論和動手操作上大部分乃至全部都由教師全權(quán),學(xué)員不愿動腦思考或是動手操作,甚至不清楚實驗?zāi)康募捌湎嚓P(guān)的理論依據(jù)。
(三)現(xiàn)行的實驗評價方法缺乏科學(xué)性。大部分教師僅僅依靠學(xué)員的實驗報告內(nèi)容進行考核作為該課程成績的評定標準。這樣就無法避免一些學(xué)員為獲取高分而不獨立完成實驗的現(xiàn)象,無法真實反映學(xué)員的實際操作水平和創(chuàng)新能力。
(四)由于部分高校教學(xué)經(jīng)費不足,致使一些實驗儀器過時陳舊。學(xué)員很難把握儀器的使用尺度,外界的環(huán)境因素也會對儀器的精確度造成很大影響。加之部分院校的師資力量水平有限,不免還會出現(xiàn)實驗項目和實驗手段老套單一的現(xiàn)象。
(五)實驗室不完全面向師生開放,學(xué)校教學(xué)自我封閉。由于先進實驗設(shè)備價格昂貴、易損壞,有些學(xué)校不愿開放這些實驗室,只是作為裝飾學(xué)校的飾品,只可遠觀不能近??;還有些學(xué)校自恃有一些優(yōu)秀的實驗教學(xué)方法,不肯與外界交流。
這些問題在不同程度上加大了大學(xué)物理實驗教師的教學(xué)壓力,更加阻礙了學(xué)員自身科學(xué)素質(zhì)和能力的發(fā)展。因此,大學(xué)物理實驗教學(xué)改革勢在必行。
二、大學(xué)物理實驗教學(xué)改革
(一)更新觀念,注重實驗教學(xué)。通過物理實驗教學(xué),學(xué)員可以及時掌握物理學(xué)中的新概念、新技術(shù)和前沿科技的發(fā)展動向,提升自身與科學(xué)技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的能力、理論聯(lián)系實際和創(chuàng)新的能力。在新的教學(xué)改革形勢下,教師、學(xué)員以及學(xué)校都必須更新其觀念,使理論教學(xué)和實驗教學(xué)相互促進、相互協(xié)作、相互彌補。
1、教師應(yīng)改進教學(xué)方法,調(diào)整教學(xué)目標。教師是學(xué)員的引導(dǎo)者和指導(dǎo)者,要調(diào)整教學(xué)目標,不斷改變其教學(xué)角色、教學(xué)作用和教學(xué)方法。學(xué)生始終是中心體,教師應(yīng)確立“為學(xué)而教”的教學(xué)思想,不應(yīng)一味地甘做“雷鋒”、“父母”角色。應(yīng)當(dāng)創(chuàng)設(shè)不同的實驗教學(xué)情景,引導(dǎo)學(xué)員獨立思考問題并完成物理實驗,激發(fā)學(xué)員的創(chuàng)新思維,幫助其形成濃厚的學(xué)習(xí)興趣。另外,教師還要不斷更新自身的創(chuàng)新教學(xué)能力,不斷增加自身的知識儲備,并保持這些知識內(nèi)容具有與時俱進的性質(zhì)以及實驗內(nèi)容的優(yōu)化性。
2、引導(dǎo)學(xué)員調(diào)正自身的學(xué)習(xí)態(tài)度,提高學(xué)習(xí)積極性。學(xué)員是學(xué)習(xí)的主體,是知識的汲取者。在日常實驗教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)循循善誘,不妨讓學(xué)員嘗試自己動手做一些富有創(chuàng)造性、研究性的實驗器材,培養(yǎng)其對實驗學(xué)習(xí)的興趣,使其主動端正學(xué)習(xí)態(tài)度,提高學(xué)習(xí)積極性。還要引導(dǎo)其主動獲取實驗教學(xué)中所教授的理論知識,積極思考這些知識在實驗中所起到的作用,不斷激發(fā)其自我拓展延伸的科研創(chuàng)新能力。
(二)改革課程體系,實現(xiàn)物理實驗內(nèi)容的現(xiàn)代化。在21世紀的知識體系中,多學(xué)科之間相互滲透、相互結(jié)合。單一的力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)等基礎(chǔ)實驗教學(xué)已無法滿足培養(yǎng)優(yōu)秀人才所必需的條件。因此,要有機地將其他物理實驗課程的教學(xué)融合在一起,可以有條件、有目的地增設(shè)一些與前沿科技密切相關(guān)的實驗,如低溫超導(dǎo)體、液晶技術(shù)、光纖技術(shù)、激光全息照相等。真正使學(xué)員做到與時俱進,成為新世紀新形勢下的全新全能人才。
(三)優(yōu)化實驗器材,先進實驗設(shè)備,全面面向?qū)W員開放實驗室?;趯嶒炂鞑睦匣嶒炘O(shè)備破舊落后、先進實驗室封閉的現(xiàn)象,學(xué)校應(yīng)該積極為師生配備一些新的、先進的、符合當(dāng)今實驗教學(xué)的實驗儀器,全面開放實驗室。教師和學(xué)員也要盡量避免損壞實驗器材,真正做到規(guī)范使用、操作實驗設(shè)備,愛護實驗設(shè)備。
(四)派遣實驗先進小組去往兄弟院校、企業(yè)單位、科研機構(gòu)進行實驗交流。通過與其他科研單位實驗學(xué)習(xí)方面的交流,不僅可以及時更新知識信息,還可以加快學(xué)習(xí)先進實驗教學(xué)方法的步伐,適應(yīng)社會的發(fā)展趨勢。因此,高校應(yīng)積極與外界進行學(xué)術(shù)交流,在學(xué)習(xí)體會之余,也可以將各校富有特色、優(yōu)秀的實驗教學(xué)模式傳授給他人學(xué)習(xí)與借鑒,這樣有助于更多學(xué)員在畢業(yè)后能更好的發(fā)揮才能、服務(wù)社會。
(五)科學(xué)使用師資力量,完善實驗考核方法。在理論和實驗課程教學(xué)中,盡可能做到由同一教師進行講授和指導(dǎo)。若條件限制時,一定要關(guān)注理論教師與實驗教師之間的交流,使彼此在教學(xué)上相輔相成,真正做到“理論服務(wù)實驗,實驗證明理論”。在實驗考核方面,應(yīng)把考核重點放在學(xué)員自主創(chuàng)新、動手操作以及思維拓展等方面,從實質(zhì)根本上鍛煉學(xué)員實際聯(lián)系實驗的能力,提高學(xué)員的科學(xué)素養(yǎng)。