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1.1建立良好的實驗室管理機制
實驗室管理制度是實驗教學(xué)能夠有序進行的重要基礎(chǔ),好的規(guī)章制度不僅包括指導(dǎo)教師、實驗室管理教師的工作職責(zé),還應(yīng)包括學(xué)生在實驗室中的注意事項,實驗室的開放時間和實驗項目等。另外,也要建立對實驗室開放時間和實驗內(nèi)容的考核審查制度,以便實驗室能夠合理調(diào)動和安排實驗資源開展教學(xué)。
1.2制定開放實驗的實驗項目
根據(jù)每學(xué)期開展的課內(nèi)實驗,整合實驗資源制定開放實驗的實驗項目。獨立學(xué)院目前針對不同專業(yè)開設(shè)了不同層次的大學(xué)物理實驗課程,由于學(xué)時不同,開設(shè)的實驗項目也不相同。教研室將未在課內(nèi)實驗中出現(xiàn)過的實驗儀器作為開放實驗,目前獨立學(xué)院此類開放實驗項目有動態(tài)共振法測量材料的楊氏模量、金屬電子逸出功的測量等。同時,針對文科專業(yè)同學(xué)開設(shè)較簡單的開放實驗,如長度和物體密度測量、示波器原理與使用等以滿足學(xué)習(xí)需要。另外,可將已在課程中使用過的實驗儀器開展開放實驗,如在課程中利用分光計測量三棱鏡的頂角,在開放實驗中可利用分光計測量玻璃介質(zhì)的折射率、光柵光譜等。
1.3學(xué)生自主實驗與教師指導(dǎo)
實驗室全天對學(xué)生開放,學(xué)生在做好登記或預(yù)約后可單獨或組成小組進行實驗,實驗中鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實驗方案,自行閱讀實驗室提供的資料,借助資料、儀器說明書,準確調(diào)整使用儀器,自主的完成從設(shè)計到測量的全過程。為方便學(xué)生與教師交流,學(xué)生也可以提前與指導(dǎo)教師預(yù)約,共同探究問題。
2開放實驗與大學(xué)物理實驗評價體系及第二課堂相結(jié)合
2.1開放實驗與大學(xué)物理實驗評價體系相結(jié)合
實驗成績的評定應(yīng)能真實反映學(xué)生的實驗水平和實驗素養(yǎng),有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和探索精神。學(xué)生的實驗成績分別由預(yù)習(xí)成績、操作成績和實驗報告成績?nèi)糠纸M成,期末總成績由平時課內(nèi)實驗成績60%,開放實驗10%和期末考試30%構(gòu)成。
2.2開放實驗與物理第二課堂相結(jié)合
課外活動作為教學(xué)活動的有機組成部分,使大學(xué)生豐富和發(fā)展自己的第二課堂。由于第二課堂時間充裕、形式多樣、教師便于從多個角度培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。近年來,教研室在教學(xué)中十分注意開發(fā)學(xué)生的第二課堂,在教學(xué)過程中充分利用實驗室現(xiàn)有實驗資源,在大學(xué)生科技創(chuàng)新、物理演示儀器制作等環(huán)節(jié)中,對學(xué)生進行操作、制作等方面的訓(xùn)練。
3存在問題
由于獨立學(xué)院目前沒有網(wǎng)絡(luò)平臺做為支撐,造成某些時間實驗室學(xué)生較多,實驗儀器不足,某些時間沒有學(xué)生做實驗的情況,從而導(dǎo)致實驗儀器得不到充分利用。在開放實驗進行過程中,由于學(xué)生自由地操作儀器,儀器設(shè)備的損壞率明顯提高,并且為不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,根據(jù)實際情況須不斷地更新實驗項目和儀器。這就要求學(xué)校要投入經(jīng)費購買新儀器,增加實驗配件,支付儀器修理費。
4結(jié)論
課堂不再是老師一個人的舞臺。教學(xué)中,教師應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位,教師只是引導(dǎo)學(xué)生進行學(xué)習(xí),對于具體問題應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生進行分析思考,答案由學(xué)生給出。應(yīng)當(dāng)充分肯定學(xué)生的想法,對于正確合理的部分給予贊賞和鼓勵,同時也需指出不合理的或需要改進的地方。通過啟發(fā)式教學(xué)使得學(xué)生在學(xué)習(xí)上由被動變主動,學(xué)生的思維能力得以訓(xùn)練、培養(yǎng)和提高。學(xué)生學(xué)會如何進行自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)了學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的態(tài)度、習(xí)慣與技能。這種素質(zhì)是現(xiàn)代社會對學(xué)習(xí)者的要求,這種素質(zhì)將使學(xué)習(xí)者終身受益。
二、教學(xué)應(yīng)理論與實踐結(jié)合
物理所涉及的知識源于實踐,它重視對于實踐的指導(dǎo),根據(jù)這一特色,在教學(xué)過程中,應(yīng)努力結(jié)合物理的基本原理,向科學(xué)技術(shù)應(yīng)用延拓,努力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識。例如,講磁介質(zhì)分類時,可以提及具有完全抗磁體性的超導(dǎo)體,介紹超導(dǎo)體特殊性質(zhì),特別是超導(dǎo)體無損耗對于現(xiàn)代工業(yè)的意義,同時超導(dǎo)要求的低溫條件又制約了超導(dǎo)的應(yīng)用,如何提高超導(dǎo)溫度,實現(xiàn)室溫下超導(dǎo)是科學(xué)家目前遇到的難題,需要進一步去探索研究。在講授氣體分子動理論時,可介紹地球溫室效應(yīng)的形成及危害,從而努力發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)的潛力,走一條綠色環(huán)保的高技術(shù)發(fā)展道路。
講波動光學(xué)時介紹一些三維影像知識,以及全息照相基本原理,可以凸顯物理的實用性,物理的學(xué)習(xí)不僅可以認識世界,也可以改造世界。實踐證明,這些做法使學(xué)生認識到物理課程的重要性,懂得如何使用物理知識解決具體問題,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的動機,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
三、教學(xué)應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維
教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生的懷疑和批判精神,鼓勵學(xué)生提出標新立異的想法。缺少質(zhì)疑,人們的認識與思維就報難向前深入發(fā)展[3]。從物理發(fā)展的歷史來看,無不以懷疑和批判為先導(dǎo)。我們知道:如果沒有懷疑和批判就不會誕生近代物理的兩大基本理論:相對論和量子力學(xué)。科學(xué)的進步需要不斷超越已有的理論,沒有懷疑和批判,也就失去了創(chuàng)新的生命力。在教學(xué)中,也要注重培養(yǎng)學(xué)生想象力,讓學(xué)生大膽假設(shè),如有一天超光速能夠?qū)崿F(xiàn)了;我們生活在沒有摩擦的世界;我們生活的地球失去磁場……會出現(xiàn)一些什么樣的情景?這些問題沒有標準答案,存在多種可能性,能夠培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維,學(xué)生可以展開想象的翅膀,用一些已有的知識,分析、歸納、總結(jié)得到自己的結(jié)論,這種思維方式將使學(xué)習(xí)者終身受益。
四、教學(xué)應(yīng)課內(nèi)與課外結(jié)合
教師應(yīng)多創(chuàng)設(shè)學(xué)生間交流機會。經(jīng)常組織學(xué)生參加物理課外活動和競賽將非常有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,用集體的智慧創(chuàng)造性地解決問題。學(xué)期開始可以讓學(xué)生自由結(jié)合,分組開展各種活動,每周一個主題,可以是對于生活中物理現(xiàn)象的討論分析,也可以是參觀科技館等。每周每組就活動情況書寫書面報告,教師進行指導(dǎo)和評價,鼓勵學(xué)生用發(fā)現(xiàn)的眼光觀察世界,用科學(xué)的方法認識世界。
五、結(jié)語
1.1重理論知識理解與驗證,輕實驗實踐能力培養(yǎng)
在大學(xué)物理實驗課教學(xué)過程中,往往只重視物理理論知識的理解,將重心放在大學(xué)生物理知識的獲取與驗證,忽視大學(xué)生實驗實踐能力的培養(yǎng),偏離了大學(xué)物理實驗課的培養(yǎng)方向和培養(yǎng)目標.
1.2實驗教材偏理論性,實驗思想和方法不足
大學(xué)物理實驗教材是大學(xué)物理實驗教學(xué)的基礎(chǔ)工具,直接影響著大學(xué)物理實驗教學(xué)質(zhì)量.但是,目前我國大學(xué)物理實驗教材大多理論性偏強,物理實驗思想和物理實驗方法不能很好的體現(xiàn).大學(xué)物理實驗更應(yīng)注重物理實驗思想和物理實驗方法的教育.
1.3多以驗證性實驗為主,綜合性設(shè)計性實驗為輔
目前我國各高校開設(shè)的大學(xué)物理實驗多以驗證性實驗為主,驗證性實驗相對于新技術(shù)和新方法運用類型的實驗更容易使學(xué)生感到枯燥無味,課堂氛圍會比較呆板沉悶,不能夠很好地激發(fā)學(xué)生的求知欲望,很大一部分學(xué)生只滿足于測出所需的實驗數(shù)據(jù),完成格式化的實驗報告.
1.4實驗教學(xué)方法單一,學(xué)生實驗較為被動
目前我國大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)形式相對固定,教學(xué)方法比較單一,忽視各學(xué)科之間的兼容性和互補性.由于教學(xué)形式的固定,教學(xué)方法的單一使大學(xué)生做大學(xué)物理實驗時比較被動消極.
1.5強調(diào)按規(guī)定的實驗步驟操作,忽視靈活性與創(chuàng)新能力培養(yǎng)
大學(xué)物理實驗教學(xué)應(yīng)適應(yīng)時代和科學(xué)發(fā)展的要求,應(yīng)不斷求思、求變和求新,要給大學(xué)生營造和創(chuàng)設(shè)自由發(fā)揮的空間和時間.但是,目前我國大學(xué)物理實驗課程教學(xué)比較強調(diào)按規(guī)定的實驗步驟操作,嚴重忽視大學(xué)生靈活性與創(chuàng)新能力的培養(yǎng).
2大學(xué)物理實驗教學(xué)的五維一體改革
基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)大學(xué)物理實驗教學(xué)五維一體綜合改革由大學(xué)物理實驗教學(xué)理念改革維度、大學(xué)物理實驗教學(xué)內(nèi)容改革維度、大學(xué)物理實驗教學(xué)方法改革維度、大學(xué)物理實驗報告改革維度和大學(xué)物理實驗成績評定改革維度這五個維度構(gòu)建形成一個綜合改革體.
2.1大學(xué)物理實驗教學(xué)理念改革
大學(xué)物理實驗教學(xué)要以大學(xué)生為主體,以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為導(dǎo)向,從傳統(tǒng)的學(xué)生接受性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)移到學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)及合作學(xué)習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式,充分激發(fā)大學(xué)生在大學(xué)物理實驗教學(xué)中的主動性和積極性.貫徹以大學(xué)生為主體,以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的大學(xué)物理實驗教學(xué)改革理念,使大學(xué)生能夠?qū)⒋髮W(xué)物理實驗中學(xué)習(xí)到的理論、思想、方法和技能等運用于其專業(yè)領(lǐng)域,并逐步培養(yǎng)大學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力.針對大學(xué)物理實驗教學(xué)中存在的學(xué)生實踐能力培養(yǎng)不足,學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性低,探究性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗少,忽視創(chuàng)新能力培養(yǎng)等問題,通過學(xué)習(xí)、反思與討論,提出行之有效的改革方案(其中包括教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實驗報告撰寫及實驗成績評定方式改革等內(nèi)容).加強對學(xué)生的引導(dǎo)、啟發(fā)和幫助,減少實驗中對學(xué)生思維能力及動手能力的束縛,以提高大學(xué)生做大學(xué)物理實驗的主動性和積極性,提高團隊合作意識,開發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力為主要目標.
2.2大學(xué)物理實驗教學(xué)內(nèi)容改革
改變目前我國大學(xué)物理實驗仍以驗證性實驗為主,以探究性實驗和設(shè)計性實驗為輔的局面,過多的驗證性實驗會束縛大學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力.大力開發(fā)探究性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗,增加探究性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗的開設(shè)比例,提高綜合性實驗和設(shè)計性實驗的開設(shè)質(zhì)量,使學(xué)生能夠根據(jù)自己的專業(yè)需求及其興趣特長選擇實驗,切實有效地培養(yǎng)大學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力.針對大學(xué)物理實驗教學(xué)內(nèi)容開展調(diào)研,通過座談會、問卷調(diào)查方式向?qū)嶒灲處熀蛯嶒瀸W(xué)生進行大學(xué)物理實驗教學(xué)內(nèi)容改革調(diào)研,以更好的設(shè)計并確定適合本校的大學(xué)物理實驗教學(xué)內(nèi)容改革方案.開設(shè)了尊重學(xué)生求知欲和興趣的“基礎(chǔ)實驗,綜合應(yīng)用實驗,設(shè)計研究實驗”課程體系.開設(shè)的壓力傳感器實驗、半導(dǎo)體溫度傳感器實驗、電表的設(shè)計和改裝等綜合性及設(shè)計性實驗改變了學(xué)生實驗熱情不高的狀況,激發(fā)了學(xué)生的興趣和動力.很多學(xué)生還將大學(xué)物理實驗與自己的專業(yè)背景結(jié)合,深入研究探索,在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表與設(shè)計性實驗相關(guān)的研究論文.大學(xué)物理實驗教學(xué)內(nèi)容改革效果顯著.
2.3大學(xué)物理實驗教學(xué)方法改革
目前我國大學(xué)物理實驗教學(xué)更多的采用教師講解→教師演示示范→學(xué)生自己操作→教師總結(jié)點評→學(xué)生完成實驗報告→教師批改實驗報告的教學(xué)流程,教學(xué)方法固定單一,教學(xué)效果不佳,特別不利于學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).要更多的采用實驗探究法、提問解問法、小組研討法、課題引領(lǐng)法、課內(nèi)課外融合法、師生團隊法和設(shè)計創(chuàng)新法等教學(xué)方法,更加靈活多變,具有創(chuàng)新因子,有效地提高大學(xué)物理實驗教學(xué)質(zhì)量,進一步培養(yǎng)大學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力.針對教學(xué)方法也開展了一系列改革.首先,建立了信息平臺,實現(xiàn)了學(xué)生根據(jù)自己的意向自主選擇實驗時間、實驗教師及實驗內(nèi)容;其次,教師實現(xiàn)了網(wǎng)上評定成績、網(wǎng)上教學(xué)質(zhì)量分析;另外,針對創(chuàng)新意識及能力較強,且對科研具有較高熱情的學(xué)生選擇性地開設(shè)與目前科學(xué)研究的前沿課題相關(guān)的研究性演示實驗,向?qū)W生展示更多的學(xué)科前沿實驗內(nèi)容,展示物理實驗的思想和方法,進一步培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣和科研能力,并為學(xué)生將來走上其專業(yè)相關(guān)的研究領(lǐng)域及研發(fā)崗位培養(yǎng)濃厚的興趣,奠定良好的科研基礎(chǔ).通過大學(xué)物理實驗教學(xué)改革,切實高效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,以達到培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目標.
2.4大學(xué)物理實驗報告改革
在大學(xué)物理實驗教學(xué)中,實驗報告的撰寫是一個重要環(huán)節(jié),教師能夠通過大學(xué)生撰寫的實驗報告了解學(xué)生的實驗完成情況,實驗報告也是對學(xué)生進行實驗成績評定的重要依據(jù).目前,在大學(xué)物理實驗教學(xué)中所采用的傳統(tǒng)實驗報告書寫格式相對固定,都是格式化的模板,大學(xué)生依次填入實驗名稱、實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)及處理、誤差分析與討論以及對實驗的體會就完成了實驗報告的撰寫.有特色、有創(chuàng)新的實驗報告很難見到,很難體現(xiàn)出學(xué)生的探究與創(chuàng)新,面對雷同的實驗報告,實驗教師也很難給出科學(xué)恰當(dāng)?shù)脑u定成績.要結(jié)合本校的條件和特色,對具體形式不做過多固定要求,不采用格式化的實驗報告模板,采用形式多樣化的開放式實驗報告形式,增加實驗探究、實驗發(fā)現(xiàn)、實驗提問、實驗擴展、實驗改進、實驗設(shè)計、實驗綜合和實驗創(chuàng)新等板塊,還可設(shè)置一定比例的按照科技小論文寫作格式與寫作方法來完成實驗報告.目前對于少部分設(shè)計性實驗鼓勵有能力的學(xué)生采用開放式實驗報告.以硅光電池特性研究實驗及核磁共振實驗為例,學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)和引導(dǎo)下,根據(jù)自己的興趣提出問題,設(shè)計實驗,并最終以小論文形式完成實驗報告.這和傳統(tǒng)的實驗報告撰寫方式相比,能夠更多地開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力.目前,這種實驗報告完成方式有必要進一步推廣擴大,但這必須建立在實驗教師隊伍的素質(zhì)提高和數(shù)量的擴充上.
2.5大學(xué)物理實驗成績評定改革
目前我國多數(shù)高校的大學(xué)物理實驗成績評定一般分為平時成績和實驗成績兩部分,平時成績考核參考出勤、預(yù)習(xí)報告等情況給出成績;實驗成績的評定則根據(jù)實驗操作、實驗原始數(shù)據(jù)記錄和實驗報告撰寫等給出.這往往使大部分學(xué)生忽視探究問題能力的提高.大學(xué)物理實驗成績的評定要增加以下內(nèi)容:(1)要求學(xué)生在預(yù)習(xí)報告中寫出自己對于本實驗的理解,并提出自己思考的問題;(2)實驗中可以4名學(xué)生組成一個實驗小組(每位學(xué)生都有一套完整的實驗儀器和設(shè)備,每位學(xué)生都要完成整個實驗),針對不同實驗,學(xué)生輪流進行實驗講解,并進行小組討論,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、科學(xué)語言的表達能力以及團隊協(xié)作意識.實驗教師根據(jù)學(xué)生參與實驗討論的情況判斷學(xué)生對于實驗的預(yù)習(xí)程度及學(xué)習(xí)積極性,據(jù)此給出相應(yīng)成績;(3)實驗完成后,激勵學(xué)生把實驗改進、實驗與自己專業(yè)的聯(lián)系、實際應(yīng)用鏈接、實驗設(shè)計及實驗創(chuàng)新等寫入實驗報告,以增強學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力.目前,已進行與實驗教學(xué)體系改革相適應(yīng)的成績評定方式,針對不同層次的實驗采取不同的方式評定成績.基礎(chǔ)實驗仍根據(jù)預(yù)習(xí)、操作和報告三個模塊評定成績;綜合性及設(shè)計性實驗則通過實驗選題、實驗方案設(shè)計、實驗操作、實驗報告或小論文和簡短答辯方式綜合評定實驗成績.這樣既能訓(xùn)練學(xué)生的基本功,打好基礎(chǔ),又能夠進一步滿足不同專業(yè)、不同興趣愛好學(xué)生的需求,有的放矢地進行大學(xué)物理實驗教學(xué).小論文和答辯方式成績評定的進一步大范圍推廣也有賴于實驗教師素質(zhì)的提高和數(shù)量的擴充.從實驗教學(xué)模式、實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)方法、實驗報告撰寫和實驗成績評定方式方面全面進行大學(xué)物理實驗教學(xué)改革實踐,并通過反饋信息進一步進行改革——實踐——再改革的循環(huán),將大學(xué)物理實驗教學(xué)改革經(jīng)驗進行推廣,對其他專業(yè)課實驗課教學(xué)改革起到輻射和推動作用.
3結(jié)論
1.增加實驗項目。
(1)瀏覽名校網(wǎng)頁。從北京大學(xué)、清華大學(xué)、上海復(fù)旦大學(xué)、浙江大學(xué)、東南大學(xué)等十幾所著名大學(xué)物理實驗室網(wǎng)頁,下載物理實驗室基本情況、課程表及開出的實驗項目項,預(yù)選出包括基礎(chǔ)、綜合、設(shè)計性項目共47項。(2)查閱名校教材。實驗室建設(shè)中我們積累許多各高校及各類出版社出版教材,例如:清華大學(xué)、北京交通大學(xué)、東南大學(xué)、華中科技大學(xué)、大連理工大學(xué)等15所高校的物理實驗教材,從中挑出需增設(shè)基礎(chǔ)、綜合實驗項目共27項。(3)實地走訪區(qū)內(nèi)、外高校。實地走訪北方交大、清華大學(xué)、內(nèi)蒙古大學(xué)、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)、內(nèi)蒙古師范大學(xué)等高校。了解名校實驗教學(xué)基本情況,由名校教師為我們推薦實驗效果好、實驗儀器先進的基礎(chǔ)和綜合實驗項目共17項。(4)實驗項目匯總。通過以上三種方式,調(diào)研實驗項目匯總39項,每項都標注出處(校名)、實驗類別(基礎(chǔ)、綜合、近代、設(shè)計)。經(jīng)課題成員多次討論,聯(lián)系我校實際情況,從中精心挑選可增設(shè)實驗項目19項目作為備增實驗項目,安排每位老師負責(zé)3個實驗項目,認真學(xué)習(xí)實驗內(nèi)容,下載實驗講義,做PPT為大家講解項目內(nèi)容;大家共同學(xué)習(xí)研究新增實驗項目。
2.分專業(yè)劃分實驗?zāi)K。
(1)按專業(yè)確定實驗?zāi)K。從實驗教學(xué)要求出發(fā),根據(jù)不同專業(yè)大類的特點,體現(xiàn)實驗內(nèi)容的差異性和可選擇性從而更有針對性地改善教學(xué)內(nèi)容,更好地提高實驗課時效益和教學(xué)質(zhì)量。復(fù)合專業(yè)一:材料與冶金專業(yè)、稀土專業(yè);復(fù)合專業(yè)二:建筑土木程工專業(yè)、能源與環(huán)境專業(yè)、礦業(yè)工程專業(yè);復(fù)合專業(yè)三:信息工程專業(yè)、機械工程專業(yè);復(fù)合專業(yè)四:數(shù)理生物工程專業(yè)、化學(xué)與化工專業(yè)、經(jīng)濟與管理專業(yè)。實驗項目足夠多時還可以增加模塊數(shù)量,使模塊劃分得更加細致,使模塊劃分具有持續(xù)性、靈活性、多樣性。(2)科學(xué)合理編排實驗項目。選做實驗?zāi)K化教學(xué):并本著循序漸進、分層次的教學(xué)思路,目前設(shè)計了各具教學(xué)重點的四個模塊,每個模塊中的實驗項目均含有基礎(chǔ)、綜合、設(shè)計三個層次的實驗項目。模塊1實驗題目:實驗1溫度傳感器特性;實驗2磁化曲線;實驗3導(dǎo)熱系數(shù)測定;實驗4高溫超導(dǎo)材料特性測定;實驗5非平衡電橋測量鉑電阻溫度;實驗6半導(dǎo)體溫差電偶;實驗7硅光電池光照特性的研究;實驗8光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)等實驗項目。模塊2實驗題目:實驗1固體線脹系數(shù)的測定;實驗2螺線管測磁場;實驗3導(dǎo)熱系數(shù)測定;實驗4測定冰的熔化熱;實驗5測定液體的粘滯系數(shù);實驗6光纖的傳輸技術(shù)實驗;實驗7超聲波探測實驗。實驗8壓力傳感器的特性研究等實驗項目。模塊3實驗題目:實驗1惠斯登電橋;實驗2電表改裝;實驗3雙橋測低電阻;實驗4示波器原理使用;實驗5RC和RL串聯(lián)電路穩(wěn)態(tài)特性;實驗6溫差電偶定標及電動勢測量;實驗7交流電橋;實驗8音頻信號的光纖傳輸?shù)葘嶒烅椖?。模塊4實驗題目:實驗1光強分布;實驗2電子逸出功;實驗3夫蘭克-赫茲;實驗4旋光儀測溶液濃度;實驗5氣墊導(dǎo)軌實驗;實驗6光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨本領(lǐng);實驗7微波的布拉格衍射;實驗8液晶的電光效應(yīng);實驗9P-N結(jié)溫度特性的測量;實驗10高溫超導(dǎo)材料特性測定等實驗項目。一個復(fù)合專業(yè)選擇一個項目模塊,每個模塊有基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗、研究性實驗等三層次類型。不同模塊內(nèi)的實驗項目可以重復(fù),使得模塊內(nèi)實驗項目數(shù)增加,學(xué)生有更多的選擇機會。(3)教學(xué)實施,網(wǎng)絡(luò)選課。開放物理實驗室:做到實驗時間、實驗項目全面開放。學(xué)生可根據(jù)所學(xué)專業(yè)選擇實驗?zāi)K,由興趣愛好選擇模塊內(nèi)實驗項目。實現(xiàn)以學(xué)生為主體的“分專業(yè)模塊化教學(xué)”指導(dǎo)思想。
3.撰寫模塊化教學(xué)新大綱、編寫配套的實驗教材。
從實驗教學(xué)整體要求出發(fā),根據(jù)不同專業(yè)大類的特點,體現(xiàn)實驗內(nèi)容的差異性和可選擇性從而更有針對性地安排教學(xué)內(nèi)容,更好地提高實驗課時效益和教學(xué)質(zhì)量。將現(xiàn)有實驗項目和預(yù)增的實驗項目合在一起,組成提供大學(xué)物理實驗課的模塊化教學(xué)的實驗項目,實驗項目的增加及實施教學(xué)的模式的變化,需要我們撰寫模塊化教學(xué)新大綱。編寫特色實驗教學(xué)講義。
二、跟蹤評估
對模塊化實驗教學(xué)效果進行評估:通過考試成績的對比、教改實施前后師生座談、調(diào)查問卷、后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)的跟蹤反饋等多種形式,進行對比分析,改進、完善模塊化教學(xué)。四、工作體會
1.本項目主要任務(wù)是調(diào)研、收集新的實驗項目;在走訪參觀北京以及區(qū)內(nèi)高校的物理實驗室同時,對這些高校的實驗教學(xué)模式、教學(xué)特色、實驗室基本情況、管理手段、學(xué)生人數(shù)等多方面都作了了解,收獲頗大。
2.多方征求劃分實驗項目模塊建議,我們采取第一:由教研室教師集體討論確定模塊劃分初步方案。第二:院教授委員會論證把關(guān),提出改進建議。第三:泛征求外院教學(xué)負責(zé)人及教師的意見,使模塊的劃分更加趨于科學(xué)合理,為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ),避免閉門造車。
3.新增實驗項目使我們學(xué)習(xí)新的實驗知識,提高了業(yè)務(wù)水平,開闊眼界;明確了實驗室工作還有許多有待于提高方面。
4.教師觀念明顯變化,教改工作積極性明顯提高。老師們對實驗室工作有了新的認識,整體意識得到了提高。這實際上也是理科教學(xué)基地建設(shè)的基本目標,也是我們模塊化教改項目的要達到的主要目的之一。
【論文摘要】文章根據(jù)農(nóng)科類大學(xué)物理教學(xué)的現(xiàn)狀和教學(xué)改革的發(fā)展,從教學(xué)的幾個環(huán)節(jié),提出了大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法改革的幾點想法,提出建議,以促進農(nóng)科類大學(xué)物理在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目的、教學(xué)效果等方面得到更好的發(fā)展,實現(xiàn)農(nóng)科類院校大學(xué)物理教學(xué)改革的目的。
大學(xué)物理是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)最基本最普遍的運動形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科。物理學(xué)的研究對象是非常廣泛的,它的基本理論滲透到自然科學(xué)的很多領(lǐng)域,應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個部門,它是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。它包含經(jīng)典物理、近代物理和物理學(xué)在科學(xué)技術(shù)方面的應(yīng)用等基本內(nèi)容,這些內(nèi)容都是各專業(yè)進一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和今后從事各種工作所需要的必備知識。因此,它是各個專業(yè)學(xué)生必修的一門重要基礎(chǔ)課[1]。
在農(nóng)科類各專業(yè)開設(shè)大學(xué)物理課的作用,一方面在于為學(xué)生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ),另一方面是使學(xué)生學(xué)會初步的科學(xué)的思維和研究問題的方法。這對開闊學(xué)生的思路、激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、增強適應(yīng)能力、提高人才的素質(zhì)都將起到非常重要的作用。同時,也為學(xué)生今后在工作中進一步學(xué)習(xí)新的知識、新的理論、新的技術(shù)等產(chǎn)生深遠的影響。
一、大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀分析
21世紀是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時代,對人才的要求將更高、更全面,這對我們的大學(xué)物理教學(xué)也提出了更高的要求,必須跟上時代的步伐。但是,目前以農(nóng)科類大學(xué)物理教學(xué)為例存在以下問題:
(1)大學(xué)物理教材的內(nèi)容中,以經(jīng)典物理為主,分為力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)和近代物理,內(nèi)容各自獨立,彼此之間缺乏聯(lián)系,沒有形成統(tǒng)一的物理系統(tǒng)。教學(xué)內(nèi)容大部分標題與中學(xué)類似,學(xué)生看到目錄后學(xué)習(xí)熱情和興趣銳減。
(2)經(jīng)典物理和近代物理的比例極不平衡,經(jīng)典物理部分占物理教學(xué)內(nèi)容的80%以上,而且基本上都是20世紀以前的成果,沒有站在近代物理學(xué)發(fā)展的高度,用現(xiàn)代的觀點審視、選擇和組織傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容。同時近代物理的內(nèi)容非常少,特別是沒有反映20世紀后半個世紀以來物理學(xué)飛速發(fā)展的現(xiàn)代物理思想,使學(xué)生對近代物理知識知之甚少,與現(xiàn)代物理嚴重脫節(jié),因此大學(xué)物理教學(xué)改革勢在必行。
(3)教學(xué)手段落后,雖說現(xiàn)在有些老師已經(jīng)用上了多媒體教學(xué),但是總體對現(xiàn)代化教學(xué)手段的充分利用還遠遠不夠,未能充分體現(xiàn)現(xiàn)代化教學(xué)手段的優(yōu)越性,對教學(xué)手段的改進也期待著進一步探索。
二、對大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容改革的幾點想法
(1)從大學(xué)物理非物理專業(yè)的人才培養(yǎng)的總體要求出發(fā),對農(nóng)科類各專業(yè)采取不同側(cè)重點的教學(xué),現(xiàn)在所用的教材,或是適合我們的短學(xué)時,又無配套的教學(xué)參考書,或是對農(nóng)科類相關(guān)教學(xué)內(nèi)容不足,我們可以根據(jù)不同專業(yè)制定不同的教學(xué)大綱,注重各部分知識的聯(lián)系,以近代物理學(xué)的發(fā)展為主導(dǎo),完整而系統(tǒng)的講述物理學(xué)的基本內(nèi)容。同時,教研室可以準備組織力量編寫一本少學(xué)時且適合農(nóng)科類各專業(yè)學(xué)習(xí)用的大學(xué)物理教學(xué)參考書,主要用于幫助學(xué)生理解基本概念、基本定理,幫助學(xué)生學(xué)會分析問題和解決問題,幫助學(xué)生提高把物理學(xué)的知識應(yīng)用到實際中的能力。
(2)添加近代物理內(nèi)容,介紹當(dāng)今物理學(xué)前沿的發(fā)展,如量子理論、相對論的時空觀等,啟發(fā)學(xué)生興趣,擴大學(xué)生的科學(xué)視野,開闊學(xué)生的思路。把近代科學(xué)技術(shù)成就和前沿課題的內(nèi)容融入教材中,補充一些物理學(xué)與相關(guān)專業(yè)的交叉或補充的前沿的新發(fā)展內(nèi)容,使學(xué)生在學(xué)習(xí)基本理論的同時了解現(xiàn)代科技發(fā)展的新信息、新動向。
(3)對經(jīng)典物理部分進行處理,精選與現(xiàn)代科技、現(xiàn)代物理知識緊密聯(lián)系的內(nèi)容,刪去陳舊部分,避免和中學(xué)物理的內(nèi)容重復(fù),將經(jīng)典物理延伸至近代物理,增添新意。
(4)將相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識納入教材。如今科學(xué)技術(shù)越來越向交叉學(xué)科發(fā)展。因此,針對農(nóng)科類各專業(yè),在教材內(nèi)容的選擇上,增加農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面的內(nèi)容,緊密聯(lián)系學(xué)生專業(yè)進行因材施教。
三、關(guān)于大學(xué)物理教學(xué)方法和教學(xué)手段改革的想法
(1)注重應(yīng)用,弱化計算。傳統(tǒng)的物理教學(xué)方法是以物理理論和計算公式為主,要求學(xué)生會解題,而對物理概念的理解和應(yīng)用則一掠而過。其實,學(xué)生對用數(shù)學(xué)方法解決物理問題不適應(yīng),導(dǎo)致對解題產(chǎn)生畏懼心理。因此在教學(xué)中不應(yīng)以做題為目的,使學(xué)生陷入題海之中,而是要著重應(yīng)用方面的教學(xué),適當(dāng)進行習(xí)題練習(xí),重點培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識分析問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(2)靈活運用多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)已經(jīng)成為現(xiàn)代教育中的重要組成部分,適當(dāng)?shù)亩嗝襟w教學(xué)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,發(fā)展學(xué)生的個性,實現(xiàn)“以學(xué)生為本”的教育理念。在多媒體電子課件中,加入動畫、演示實驗、圖示說明和物理學(xué)的一些基本模型等,以彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足,增加課堂教學(xué)的形象性,對學(xué)生動態(tài)認識和掌握物理概念有著重要的作用[2]。
(3)在考試方面,可改變現(xiàn)在的考試模式,采用多種考試方法結(jié)合。一方面閉卷筆試,采用試題庫考試,另一方面,采取書寫小論文、新想法等方式,加強學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性,減輕學(xué)生的壓力,同時也提高了學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題和探究問題的能力。
(4)重視學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。物理學(xué)是建立在實驗基礎(chǔ)上的,所以大學(xué)物理包括理論和實驗兩部分,學(xué)生通過大學(xué)物理實驗,增強了動手能力、分析問題解決問題的能力,培養(yǎng)了良好的實驗素質(zhì)。根據(jù)物理實驗室開放實驗的實踐經(jīng)驗,實驗室向?qū)W生開放,給學(xué)生提供觀察和實際操作的機會,學(xué)生可以根據(jù)自己的實際情況選擇觀看和操作實驗,從中體會物理學(xué)知識的奧秘。
一、利用大學(xué)物理實驗培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
實驗教學(xué)本身就是一種思想的嘗試與探索,其主要目的是了解事物的本質(zhì)和規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上,進行不斷的創(chuàng)新。由此可見,大學(xué)物理實驗對提升學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力具有重要意義。
(一)學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)
發(fā)散思維是創(chuàng)新思維的核心部分,解決問題的過程是發(fā)散——集合——發(fā)散的循環(huán)過程。大學(xué)物理實驗教學(xué)是一種基于創(chuàng)新思維框架下的由發(fā)散到集合,再由集合到發(fā)散的循環(huán)過程,通過培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維,從而達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。例如:學(xué)生在進行固體密度的測量實驗時,就要考慮到該固體是否規(guī)則,在液體中的懸浮狀況,是否溶于液體等,因此,在多種可能的情況下,學(xué)生就要探索不同的實驗方法,調(diào)動發(fā)散思維,從而實現(xiàn)掌握知識,提升自身的創(chuàng)新思維能力。
(二)實驗過程是學(xué)生發(fā)散思維的訓(xùn)練過程
物理實驗是圍繞一個既定的問題開展的,學(xué)生需要調(diào)動自身的多種思維能力,運用各種思維方法,例如:綜合、分析等,只有這樣,才能真正的實現(xiàn)實驗?zāi)康?。在這個過程中,學(xué)生的邏輯思維得到了訓(xùn)練。例如:在進行“偏振現(xiàn)象”研究實驗時,要求學(xué)生設(shè)計出各種光路,使之產(chǎn)生不同的偏振光,進而觀察不同條件下的實驗現(xiàn)象,并進行相互對比。實驗前,學(xué)生要根據(jù)自身掌握的知識,進行科學(xué)的假設(shè),做好實驗設(shè)計;實驗過程中,一步步進行驗證。類似的實驗探究活動能夠幫助學(xué)生有效的將邏輯思維融入其中,并提升學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維能力。
(三)學(xué)生在物理實驗中提出質(zhì)疑,進而提升批判思維能力
傳統(tǒng)的“一言堂”很大程度上抹殺了學(xué)生的批判思維能力,新課改中明確提出,要積極培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,而批判思維的形成,恰恰是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此,教師在實驗教學(xué)過程中,理應(yīng)鼓勵學(xué)生提出質(zhì)疑,并帶著質(zhì)疑在實驗中加以批判、驗證。例如在進行鈉光燈波長測量時,有些學(xué)生發(fā)現(xiàn)測量值與理論值不相符,在深入研究后,發(fā)現(xiàn)鈉光是由雙黃線構(gòu)成的,即兩種波長的混合值,并受到實驗環(huán)境的影響。學(xué)生在物理實驗中提出質(zhì)疑,進而提升了批判思維能力。
(四)學(xué)生在物理現(xiàn)象分析過程中形成直覺思維能力
很多物理實驗現(xiàn)象需要認真觀察才能捕捉到,因此物理實驗不僅要求學(xué)生掌握好時間,具備邏輯推理能力,還要具備一定的分析預(yù)見能力。例如伽利略首先直覺地判斷“重物先落地”是錯誤的,然后通過一次次的實驗,得出物體的落地速度不因重量而改變的結(jié)論,了亞里士多德“重物先落地”的說法。
二、大學(xué)物理實驗教學(xué)存在的主要問題
(一)教學(xué)設(shè)備單一,實驗儀器高度集成,學(xué)生的動手能力受到制約
物理實驗儀器的技術(shù)含量越來越高,實驗儀器高度集成,很多實驗步驟都無需學(xué)生動手,這樣會使學(xué)生的動手機會越來越少,動手能力提升緩慢。機械的實驗操作,也很難讓學(xué)生對各種實驗原理和設(shè)計方法有所了解,更別說創(chuàng)新了。
(二)教學(xué)內(nèi)容陳舊,內(nèi)容較多
目前物理實驗教學(xué)內(nèi)容多是以驗證性實驗為主,而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的綜合性、設(shè)計性實驗相對較少,并且在實驗教材中,對實驗的原理、方法甚至實驗數(shù)據(jù)的處理方案都一一列出,學(xué)生做實驗的任務(wù)就是機械操作,并得出已經(jīng)知道的實驗結(jié)果。這樣的實驗,對于學(xué)生鞏固所學(xué)知識有很大幫助,但對分析能力、設(shè)計能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)卻是意義不大,甚至?xí)箤W(xué)生養(yǎng)成懶惰、不善于動腦的習(xí)慣。
(三)教學(xué)模式落后
一直以來,物理實驗的教學(xué)模式多是沿襲傳統(tǒng)教學(xué)模式。學(xué)生被動接受教師“無微不至”的講解,然后按部就班地順利完成實驗??此埔黄昂椭C景象”,但是真正的教學(xué)目的卻沒有達到。隨著教學(xué)改革的不斷推進,這種教學(xué)模式已經(jīng)顯得落后。
(四)實驗教學(xué)過程限制頗多
由于實驗教科書的指導(dǎo)相當(dāng)詳細,教師只要監(jiān)督學(xué)生一步步完成實驗即可,因此在實驗教學(xué)過程中,教師僅起到了“監(jiān)工”的作用,而教師的引導(dǎo)作用卻無從體現(xiàn),學(xué)生也無法發(fā)揮創(chuàng)新能力,甚至還受到教師的諸多束縛,例如:當(dāng)提出異議時,教師會認為學(xué)生不聽話(書中已經(jīng)寫得清清楚楚,偏要提出不同意見),并認為是故意找茬。另外,由于實驗課時較少,教師力爭在有限的時間內(nèi)完成大量的實驗教學(xué)工作,也有意壓縮學(xué)生探究、驗證質(zhì)疑的時間,從而導(dǎo)致學(xué)生的實驗效果看似顯著,實則問題頗多。
(五)實驗室缺乏創(chuàng)新環(huán)境
高校的實驗室往往定時開放,并且很多實驗內(nèi)容也未能面向全體學(xué)生(主要指本科生)。學(xué)生的很多創(chuàng)新思想不是因缺少實驗儀器,就是因儀器使用受限而被扼殺在搖籃里。另外,實驗室在師資力量上,也存在嚴重不足,很多教師多年都未獲得過繼續(xù)深造的機會,自身的專業(yè)知識和教學(xué)理念仍停留在多年前。這樣培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力便很難達到良好的效果。
三、大學(xué)物理實驗教學(xué)改革
(一)改革實驗課程體系,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維
能力根據(jù)物理實驗自身的研究方法和規(guī)律,建立從易到難、由單一到綜合,循序漸進、逐步提高的大學(xué)物理實驗課程教學(xué)體系。在大學(xué)物理實驗課程教學(xué)體系中,重視實驗選修課的設(shè)置,滿足人才培養(yǎng)的需要,給學(xué)生創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新活動的空間。增加設(shè)計性、綜合性實驗的比例。鼓勵學(xué)生靈活運用分析、歸納、判斷等思維方法,在頭腦中形成直覺和想象,構(gòu)思實驗方案,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。
(二)開放物理教學(xué)實驗室,提高實驗經(jīng)費投入
實驗室要面向全體學(xué)生開放,時間也不局限于上課期間。從設(shè)備的安全及使用效率考慮,可指定專門教師指導(dǎo)和管理,但不能扼殺學(xué)生實驗的積極性。學(xué)生如需動用貴重儀器,可征得管理教師同意后進行。隨著物理實驗要求的提高,高校應(yīng)加大物理實驗經(jīng)費的投入,并做到專款專用,同時還要預(yù)留出更新設(shè)備的資金。另外,高校還應(yīng)該注意儀器設(shè)備的科學(xué)使用,提高設(shè)備的使用效率,尤其是一些大型儀器設(shè)備。
(三)更新理念,增強創(chuàng)新意識
創(chuàng)新不是一時的憑空捏造,而是要具備創(chuàng)新意識和相關(guān)的知識儲備。由于教師在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識方面起著引領(lǐng)作用,因此作為教師,首先應(yīng)具備創(chuàng)新教育的理念,并應(yīng)用到教學(xué)中去,才能正確引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí);其次應(yīng)加強創(chuàng)新知識的學(xué)習(xí),具備精深的專業(yè)知識和寬泛的綜合知識,掌握社會文化、科技發(fā)展的新動向,注重對新理論、新技術(shù)和新信息的了解,并將這些知識融入到大學(xué)物理實驗教學(xué)中去,才能引導(dǎo)學(xué)生把知識學(xué)活,有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(四)注重培養(yǎng)學(xué)生實驗方法,促進學(xué)生創(chuàng)新潛力的發(fā)揮
要將科學(xué)發(fā)展史貫穿于大學(xué)物理實驗教學(xué)中,注重科學(xué)思想發(fā)展史的教育。例如:在電磁感應(yīng)實驗中,介紹法拉第在仔細分析電流的磁效應(yīng)基礎(chǔ)上,認為電流既然能產(chǎn)生磁場,反過來磁場也應(yīng)該能產(chǎn)生電流,因此提出了磁能生電的假說。盡管在實驗中經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗,但他信念堅定,最終發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,讓學(xué)生感受科學(xué)探索的艱辛歷程,把學(xué)生融入到科學(xué)家的思維情境和發(fā)明創(chuàng)造的氛圍中,促使學(xué)生將自身的學(xué)習(xí)和人類社會的發(fā)展有機結(jié)合起來,更加積極主動地吸收人類社會的先進思想。同時科學(xué)家的創(chuàng)新思維方法又可以從方法論上指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí),使學(xué)生主動地從不同視角創(chuàng)造性地思考問題,從而有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(五)利用信息技術(shù),開拓創(chuàng)新思維空間
課程改革是教學(xué)工作的落腳點,是大學(xué)教學(xué)改革過程中的一項重要內(nèi)容,它是實現(xiàn)大學(xué)人才培養(yǎng)目標的知識框架體系。人才培養(yǎng)的規(guī)格和模式最終需要通過課程體系的構(gòu)建和教學(xué)來實現(xiàn)。從市場與教育的關(guān)系入手,課程在其中也起著重要的聯(lián)結(jié)作用。市場對于教育的需求分為兩個主要的層面,一個是直接對知識的需求,一個是對人才的需求。大學(xué)中的知識大體沿著學(xué)科、專業(yè)、課程的路徑形成知識的體系;而對于人才的需求則涉及人才的規(guī)格與類型,即勞動力市場上的職業(yè)的需求與大學(xué)教育之間的對應(yīng)關(guān)系。這種關(guān)系可能是不完全的對應(yīng),但這種關(guān)系的發(fā)生卻必須通過課程來實現(xiàn)。民辦三本院校為了實現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標,就必須從課程改革做起。物理學(xué)是研究物質(zhì)最基本、最普遍的運動形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué),其研究對象具有極大的普遍性,基本理論對現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展起著重要的作用。在民辦高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的背景下,《大學(xué)物理》課程改革不但要以提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為目標,而且也應(yīng)該以培養(yǎng)各種應(yīng)用能力為出發(fā)點和落腳點。
2大學(xué)物理課程改革的探索與實踐
2.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,將物理學(xué)的最新研究成果與教學(xué)內(nèi)容的融合
物理學(xué)有經(jīng)典物理學(xué),近代物理學(xué)與當(dāng)代物理學(xué)三個部分。經(jīng)典物理學(xué)主要是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理思想理念,開發(fā)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)以及分析解決問題的能力。近代物理的重點是加強創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),而當(dāng)代物理學(xué)能夠開拓學(xué)生的視野,有利于人文教育,建立工程文化的概念。物理教學(xué)為了緊跟時代步伐,與工程應(yīng)用緊密聯(lián)系,教學(xué)內(nèi)容可在經(jīng)典、現(xiàn)代部分的基礎(chǔ)上加大當(dāng)代和前沿知識部分的教學(xué)力度。雖然力、熱、光、電磁學(xué)等經(jīng)典內(nèi)容在整個物理學(xué)的發(fā)展中起著重要作用,而近年來出現(xiàn)的激光、超導(dǎo)等物理等最新成就、研究熱點和新領(lǐng)域,更應(yīng)該成為教學(xué)的重點內(nèi)容,以提高大學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。如在講解光的干涉和衍射時,可以視頻播放李宇春在15羊年春晚《蜀繡》節(jié)目表演中令人震撼的舞臺演出效果,從而介紹利用光的干涉和衍射原理的最新研究成果—全息投影技術(shù),然后擴展到全息技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用,如利用全息干涉技術(shù)研究燃氣燃燒的工程、機械件的振動模式、汽車輪胎皮下缺陷檢查等,利用全息照相用作商品和信用卡的防偽標記已形成產(chǎn)業(yè),正在發(fā)展的全息電視將為人類帶來一場新的視覺革命等,將最新的科研成果滲透到課堂教學(xué)中,不但充實、更新了教學(xué)內(nèi)容,擴大學(xué)生知識面,而且提高了學(xué)生學(xué)學(xué)物理的興趣,使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高。
2.2適應(yīng)高校轉(zhuǎn)型發(fā)展,提升大學(xué)物理老師科學(xué)素養(yǎng)
目前的高校都是在精英高等教育的基礎(chǔ)上建立和發(fā)展起來的,學(xué)校的管理干部和教師本身就是精英高等教育的產(chǎn)品,不可避免地或多或少地帶有精英高等教育的烙印。要培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識和能力,首先要提高教師的應(yīng)用型意識和能力,所以大學(xué)物理教師不僅要具備淵博的學(xué)識和嚴謹治學(xué)的態(tài)度,更要具備一定的社會實踐和應(yīng)用能力,只有這樣才能更好地培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。這就要求老師應(yīng)保留學(xué)習(xí)的心態(tài),利用假期和課余時間參加學(xué)習(xí)或培訓(xùn),不斷地補充新知識,緊跟科學(xué)與技術(shù)前沿,同時也要不斷加強應(yīng)用能力的提升,走出一條理論與應(yīng)用相結(jié)合的雙師型道路。我校經(jīng)過多年實踐,探索出了多種有效方法來加強教師的應(yīng)用實踐能力,如教師去企業(yè)掛職鍛煉、校企聯(lián)合項目大學(xué)科技園、企業(yè)入駐校園等,不但培養(yǎng)了老師的應(yīng)用實踐能力,更重要的是提高了教師的應(yīng)用型意識,從而將應(yīng)用型意識不知不覺的貫穿到教師的整個教學(xué)過程中。
2.3實用性教學(xué)思維貫穿整個教學(xué)過程,培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才
教學(xué)的重要目之一是使學(xué)生能將學(xué)到的知識更好的應(yīng)用到工作和生活中,所以在授課過程中,不單講授知識點本身,更要著眼于知識點在現(xiàn)實生活中起什么作用或指導(dǎo)意義,這樣才能激發(fā)學(xué)生興趣、拓展邏輯思維、鍛煉解決問題的能力,開闊學(xué)生的視野。例如介紹萬有引力及牛頓三大定律時,可以解釋人在電梯里的超重和失重,海水的漲潮退潮,行星的軌道,臺風(fēng)的形成等;介紹熱力學(xué)定律時,指出它對推動第一次工業(yè)革命的作用及對我們的生活的影響,大到火箭推動器、飛機的引擎、汽車和拖拉機等的內(nèi)燃機、原始火車的蒸汽機、輪船用的燃氣輪機、火力電廠里鍋爐、蒸汽輪機、制冷機、冷庫,……,小到家用的許多電器,如冰箱、空調(diào)、燃油割草機、柴油發(fā)動機等都是熱力學(xué)定律在工作和生活中的應(yīng)用;電磁學(xué)理論的建立將我們的世界推向了現(xiàn)代化,發(fā)電機,電動機是電磁感應(yīng)的應(yīng)用,電磁鐵、工廠煙囪的高壓吸塵、靜電除塵、音響、話筒、避雷針、磁懸浮列車、電磁起重機、質(zhì)譜儀、回旋加速器等都是電磁學(xué)原理服務(wù)于我們生活的實例。總之,在整個教學(xué)過程中要讓教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生生活、現(xiàn)實社會融合為一體,這樣不僅可以加深對理論的理解,提高學(xué)習(xí)興趣,還可以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用實踐能力,有利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。
2.4踐行“以學(xué)生為中心”的育人理念,基于學(xué)生物理基礎(chǔ)以及所學(xué)專業(yè)的不同,采用分層次教學(xué)模式
隨著大學(xué)本科教育由培養(yǎng)精英型人才向應(yīng)用型人才的轉(zhuǎn)化,大學(xué)物理分層次分專業(yè)教學(xué)被提上改革議程。民辦高校與重點高校相比,生源質(zhì)量明顯下降,且中學(xué)物理基礎(chǔ)參差不齊,一些理工專業(yè)可以文理兼收,這就導(dǎo)致入學(xué)時某些學(xué)生物理基礎(chǔ)明顯較差,這客觀上給大學(xué)物理教學(xué)帶來很大難度。大學(xué)物理可以在充分考慮學(xué)生的個體差異、興趣愛好的基礎(chǔ)上,制定具有針對性的分層次課程計劃和靈活多樣的人才培養(yǎng)方案,讓學(xué)生有更多的選擇空間,有更多的時間和自由來涉足他們感興趣的領(lǐng)域,這也充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的辦學(xué)理念。大學(xué)物理學(xué)可以將教學(xué)對象分為三個層次,第一個層次是將物理作為通識教育的學(xué)生,主要介紹物理學(xué)原理在各行各業(yè)中的應(yīng)用及現(xiàn)代物理學(xué)的進展,這一層次的學(xué)生不要求物理和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)(或只要求高中數(shù)學(xué)基礎(chǔ)),面向不打算學(xué)習(xí)自然科學(xué)專業(yè)的學(xué)生,學(xué)時可相對較少;第二個層次是有志于從事對物理知識有一定要求的那些專業(yè)領(lǐng)域工作的學(xué)生,諸如醫(yī)學(xué)、工程等,主要能基本掌握物理基本概念、基本原理、基本規(guī)律及其應(yīng)用,為那些將來想在其他領(lǐng)域發(fā)展的學(xué)生提供較強的物理學(xué)基礎(chǔ),此層次的學(xué)生要求有一定的數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ),教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)降低難度和深度,增加應(yīng)用型;第三個層次是對物理學(xué)非常感興趣,并有志于在物理及相關(guān)領(lǐng)域從事教學(xué)或者研究工作的學(xué)生,主要面向有出色的數(shù)學(xué)能力和堅實的物理基礎(chǔ)的學(xué)生,結(jié)合所學(xué)專業(yè)適當(dāng)增加難度和深度,如對于材料專業(yè)的學(xué)生,可以增加固體物理的學(xué)習(xí),對于電子信息類專業(yè)的學(xué)生,可以增加半導(dǎo)體物理的學(xué)習(xí)。分層次教學(xué),使得無論是無論是理工科學(xué)生還是人文學(xué)科學(xué)生,都可以根據(jù)自己的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ),以及所學(xué)專業(yè)對物理知識的不同需求選擇適合自己的物理學(xué)課程,而物理學(xué)課程可按不同的內(nèi)容難度、不同的學(xué)習(xí)時間、不同的目標要求等進行教學(xué)分層,完全能滿足不同專業(yè)、不同基礎(chǔ)學(xué)生的需求。只有實現(xiàn)物理學(xué)分層次教學(xué),才能使因材施教成為可能,并為多元化人才的培養(yǎng)奠定了良好的科學(xué)素養(yǎng)基礎(chǔ).起到了積極的促進作用.
2.5豐富課堂教學(xué)模式,提高教學(xué)質(zhì)量
對于民辦本科院校,學(xué)生基礎(chǔ)相對薄弱,學(xué)時較少,要想系統(tǒng)深入的學(xué)學(xué)物理比較困難,因此,在我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下,如何有效地提高大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量是值得探索的。首先,將傳統(tǒng)講授與案例教學(xué)有機結(jié)合起來,實現(xiàn)兩者的優(yōu)勢互補,充分調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性,使學(xué)生在知識、實際應(yīng)用能力兩方面都得到提高。案例教學(xué)是教師通過案例為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生對案例進行分析討論,進而掌握相關(guān)的理論知識和規(guī)律,并將理論知識再次應(yīng)用到實際生產(chǎn)生活中。案例教學(xué)使教學(xué)內(nèi)容既有工程技術(shù)應(yīng)用背景又與現(xiàn)實生活息息相關(guān),能夠使學(xué)生拓寬視野,加深其對物理學(xué)基本原理及物理學(xué)在工程技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的理解。因此,案例教學(xué)是實現(xiàn)應(yīng)用技術(shù)大學(xué)教育培養(yǎng)目標的一條捷徑。其次,在教學(xué)過程中,適當(dāng)加入同伴教學(xué)這一新的課堂教學(xué)模式。同伴教學(xué)不同于傳統(tǒng)教學(xué),由許多關(guān)于關(guān)鍵知識的簡短講授構(gòu)成,每個關(guān)鍵知識點附有針對性的測試題。在課程教學(xué)中教師講解一個概念后,先讓學(xué)生獨立思考并回答基于clicker上概念測試題,此時答案會在教師的電腦上顯示,然后教師組織鄰座討論,討論后讓學(xué)生再次發(fā)送答案,教師根據(jù)此次答案的正確率決定繼續(xù)詳細講解這個概念還是進入下一個知識點。哈佛大學(xué)的研究數(shù)據(jù)表明:在物理概念的理解、物理定性分析和定量計算這幾個方面,同伴教學(xué)法均優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方法。同伴教學(xué)法除了能夠讓學(xué)生更好地理解物理概念,掌握學(xué)科的基本知識外,對培養(yǎng)學(xué)生敢于表達,敢于創(chuàng)新的能力有一定的促進作用,有利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。另外,討論式、支架式、合作式等都是較好的課堂教學(xué)模式,根據(jù)所講內(nèi)容的特點,選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式,發(fā)揮學(xué)生的主動性,提高教學(xué)質(zhì)量。
3結(jié)論
摘要:針對目前工科學(xué)生物理基礎(chǔ)較為薄弱、知識面較窄,對于工科專業(yè)致力于培養(yǎng)現(xiàn)代高級應(yīng)用型技術(shù)人才的目標影響很大這一問題,提出了進行物理教學(xué)改進的方法。根據(jù)不同專業(yè)對教學(xué)內(nèi)容有所側(cè)重,充分利用現(xiàn)代教育技術(shù),進行實踐性教學(xué)來提高物理教學(xué)質(zhì)量,從而培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和能力的工科大學(xué)生。
關(guān)鍵詞:大學(xué)物理教學(xué)方法實踐性教學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)
物理學(xué)是研究物質(zhì)、能量和它們相互作用的學(xué)科。作為一門嚴格的、定量的學(xué)科,物理學(xué)在自然科學(xué)中一直發(fā)揮著極其重要的基礎(chǔ)學(xué)科的作用,從某種意義上講,它是我們認識世界的基礎(chǔ),是其他學(xué)科和絕大部分技術(shù)發(fā)展的直接或不可缺少的基礎(chǔ),是全球技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展的主要驅(qū)動力[1]。開設(shè)大學(xué)物理,一方面可以使學(xué)生較為系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ),另一方面可以使學(xué)生初步具備科學(xué)的思維方法和研究手段,可以激發(fā)學(xué)生的探索和創(chuàng)新精神[2]。
由于課程設(shè)置的原因,工科專業(yè)大學(xué)物理的學(xué)時數(shù)一直少于理科。目前工科大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容,主要是在理科傳統(tǒng)物理課內(nèi)容的基礎(chǔ)上一再精選后形成的。這樣,使得工科大學(xué)生的物理基礎(chǔ)較為薄弱,物理知識面較窄,這對于工科專業(yè)致力于培養(yǎng)現(xiàn)代高級應(yīng)用型技術(shù)人才的目標影響很大。作為高校大學(xué)物理教師,如何改進教學(xué)方法改善這一狀況已成當(dāng)務(wù)之急。
1工科大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該依不同專業(yè)有所側(cè)重
工科專業(yè)大學(xué)物理課時數(shù)較少,教師不可能像教授理科學(xué)生那樣面面俱到,所以教師在教授不同專業(yè)的學(xué)生時,應(yīng)該在不影響總的教學(xué)進度的基礎(chǔ)上,根據(jù)他們的專業(yè)適當(dāng)調(diào)整教學(xué)安排,突出重點[3-4]。例如,在教授通訊工程專業(yè)和電子信息工程專業(yè)的學(xué)生時,應(yīng)該對電學(xué)、磁學(xué)部分的內(nèi)容有所側(cè)重;而在教授材料學(xué)、無機化工專業(yè)的學(xué)生時,就需要在熱力學(xué)和統(tǒng)計力學(xué)方面有所側(cè)重。對與同學(xué)們專業(yè)相關(guān)的章節(jié),老師應(yīng)該盡量結(jié)合物理學(xué)史,將整個相關(guān)章節(jié)學(xué)科的發(fā)展脈絡(luò)給同學(xué)們予以介紹,結(jié)合當(dāng)今該領(lǐng)域的最新研究應(yīng)用成果與同學(xué)們一起討論,并對該領(lǐng)域的未來發(fā)展方向進行預(yù)測和探索。這樣,使他們很早就對自己將來要從事的領(lǐng)域有一個較為全面的了解,這對他們將來學(xué)習(xí)專業(yè)課是大有好處的,也大大提高了他們學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣。
在工科專業(yè)中,近代物理學(xué)部分由于課時所限,講解的很少,但作為教師,也應(yīng)注意根據(jù)不同的專業(yè)有所調(diào)整。像電學(xué)中的各種粒子加速器、等離子體,熱學(xué)中的液晶,光學(xué)中的全息技術(shù)、非線性光學(xué),量子力學(xué)中的光電效應(yīng)、激光技術(shù)等,它們與近代物理和新技術(shù)密切相關(guān),有助于學(xué)生跟上時代,開闊視野。以微電子專業(yè)為例,該專業(yè)中所用的加工和分析手段,如離子注入、激光退火、離子刻蝕、盧瑟福背散射譜、同步輻射等,如果在教授大學(xué)物理課程時,都從我們的課程表里排除掉的話,沒有了這些相應(yīng)的物理學(xué)原理技術(shù),我們所謂的高科技就可能是無本之木,沒有任何根基可言了,這樣教授出來的工科生將來很難在工程技術(shù)上有世界水平的創(chuàng)新。
2充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)
目前,高校大學(xué)物理課程教學(xué)普遍采用多媒體教學(xué),我校也是如此,基本以簡單便捷的MicrosoftPowerPoint作為創(chuàng)作工具進行課件制作,并配合使用AutoCAD繪圖軟件、3Dmax動畫軟件和Flash視頻技術(shù)。多媒體教學(xué)手段的引入,打破了傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式,是現(xiàn)代化教學(xué)手段的重要標志,這種教學(xué)方式有很大的好處[5]。首先,它能激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣,因為多媒體技術(shù)包括圖像、聲音、動畫,這使得原本枯燥的知識變得生動有趣,有利于學(xué)生注意力的保持,提高了學(xué)習(xí)效率。其次,課本上的知識容量是非常有限的,即使課本教材在不斷更新,也漸漸不能夠滿足教師和同學(xué)們學(xué)習(xí)的需要了,多媒體教學(xué)可以隨時從網(wǎng)上鏈接和下載相關(guān)文字、圖片、動畫和視頻素材,使得課堂教學(xué)內(nèi)容更加豐富,可以極大的提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣。再次,多媒體課件相當(dāng)于一個教學(xué)提綱,使得教學(xué)變得更加便捷,大大提高了老師的講課效率。這在某種程度上都彌補了工科大學(xué)物理課程不夠的缺陷。
但是多媒體課件也會帶來另一方面的負面影響,比如,現(xiàn)在不少多媒體課件為了迎合學(xué)生的興趣,運用了過多強烈的色彩、圖片和動畫,使得學(xué)生為這種綜合刺激所吸引,注意力過多的集中在多媒體技術(shù)的展示上了,而忽視了教學(xué)內(nèi)容,造成了本末倒置。另外,老師過分依賴多媒體,不但發(fā)揮不出多媒體教學(xué)的優(yōu)勢,還可能出現(xiàn)“滿堂灌”的現(xiàn)象,適得其反。
所以,作為教師,要充分發(fā)揮自己的主觀能動性,掌控好自己在教學(xué)中的主導(dǎo)作用,慎用、善用多媒體,才能使多媒體技術(shù)更加科學(xué)合理地服務(wù)于教學(xué)。
3配合課堂教學(xué)進行一定的實踐性教學(xué)
3.1建立大學(xué)物理演示實驗室
物理演示實驗是大學(xué)物理教學(xué)過程的一個環(huán)節(jié)和輔助手段,根據(jù)演示實驗的具體場所,可以分為課堂演示實驗和課后演示實驗。課后演示實驗主要是在演示實驗室中完成,同學(xué)們可以利用課余時間,到演示實驗室觀看相關(guān)的演示實驗,甚至參與其中,自己親自動手操作。演示實驗室的建立即豐富了現(xiàn)有的教學(xué)模式,又極大的提高了同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情。同學(xué)們在參觀演示、動手操作的過程中不僅加深了對物理知識的理解,而且為今后工科專業(yè)高年級進實驗室打下了一定的基礎(chǔ)。例如,對于通信工程和電子信息工程的學(xué)生,光纖通信演示實驗就早早地為他們進入專業(yè)知識的學(xué)習(xí)做了鋪墊。
在上述演示實驗過程中,使同學(xué)們了解到激光倍頻的整個過程,從而更加扎實地掌握激光倍頻的基本原理,進而培養(yǎng)同學(xué)們的創(chuàng)新精神和能力。
3.2鼓勵學(xué)生動手實踐
配合教學(xué),鼓勵同學(xué)參與各種科技創(chuàng)業(yè)實踐活動,在活動中鞏固和延伸課堂知識,提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣,鍛煉同學(xué)們分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)同學(xué)們的創(chuàng)新意識??萍紕?chuàng)新實踐活動的方式可以靈活多樣,既可以在老師的組織下借助學(xué)校的資源進行科學(xué)研究,也可以組織學(xué)生到科研院所參觀、實踐,甚至還可以在寒暑假期介紹同學(xué)到工礦企業(yè)打工,親自參與企業(yè)研發(fā)過程中的技術(shù)革新,真正把自己在課堂上所學(xué)的知識靈活地運用到實際解決問題中去。
關(guān)鍵詞大學(xué)物理實驗教學(xué)改革質(zhì)量體會
一、引言
物理學(xué)是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科,是整個自然科學(xué)的基礎(chǔ)。而其中的物理實驗在培養(yǎng)高水平的工程技術(shù)人才中具有不可替代的重要作用。特別是在當(dāng)今的經(jīng)濟社會發(fā)展中,突出物理實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng),卓有成效的實施教學(xué)改革,不斷提高教學(xué)質(zhì)量意義重大。通過教學(xué)實踐,作者深刻的認識到,加強實驗室建設(shè)是提高實驗教學(xué)質(zhì)量的重要條件保證,明確實驗課程的定位與教學(xué)目標是教學(xué)實施的基本原則,深入開展教學(xué)改革是提高教學(xué)質(zhì)量的有力推動,積極開展教學(xué)研究活動是提高教學(xué)質(zhì)量的有效方式,嚴格實驗成績管理是保證教學(xué)質(zhì)量的必要手段。做好上述工作,會給物理實驗教學(xué)工作帶來新的起色。
二、加強實驗室建設(shè)是提高實驗教學(xué)質(zhì)量的重要條件保證
縱觀千年來科學(xué)技術(shù)發(fā)展史,可以看出科學(xué)實驗起著關(guān)鍵性作用。實驗室的建設(shè)發(fā)展已經(jīng)達到了高度繁榮階段,它發(fā)揮著科學(xué)技術(shù)手段的巨大效能。這些效能體現(xiàn)為:在實驗室里,人們可以排除一些次要因素或偶然因素的干擾,把研究對象固定在某種人為環(huán)境和條件下進行考察;實驗室的科學(xué)研究,可以導(dǎo)致基礎(chǔ)科學(xué)實現(xiàn)理論上的新突破;在實驗室里,人們可以用模擬的方法重復(fù)某些現(xiàn)象;實驗室能為開拓全新的生產(chǎn)領(lǐng)域打下基礎(chǔ);實驗室是科學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯由a(chǎn)力的中間環(huán)節(jié);實驗室可以縮短科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)技術(shù)的周期。總之在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的條件下,實驗室的科學(xué)地位日益突出,這個趨勢是與實驗室具備的多方面的效能分不開的。
對于大學(xué)物理實驗課程肩負著培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)性實驗的訓(xùn)練,實驗室發(fā)揮應(yīng)有的效能如何,與其實驗室建設(shè)密切相關(guān)。我校非常重視實驗室建設(shè)工作,2000年以來學(xué)校對大學(xué)物理實驗室建設(shè)投入經(jīng)費近300萬元,實驗的硬件條件得到了極大的改善。教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容100%開出。每個實驗課題實現(xiàn)1人1組獨立地進行操作,充分鍛煉學(xué)生的動手能力,為有效的提高實驗教學(xué)質(zhì)量提供了良好的條件保證。
三、明確實驗課程的定位與教學(xué)目標是教學(xué)實施的基本原則
每門課程應(yīng)有明確、客觀、準確的定位和教學(xué)目標,它是教學(xué)實施中要遵守的基本原則,物理實驗課程也是如此。物理實驗課程及教學(xué)目標是:
1、物理實驗課程的定位。實驗是科學(xué)理論的源泉,由物理學(xué)倡導(dǎo)的用實驗觀測和定量探索自然,總結(jié)規(guī)律的科學(xué)方法,是一切現(xiàn)代科學(xué)工程技術(shù)的基礎(chǔ)方法。大學(xué)物理實驗是對理工科類各專業(yè)學(xué)生進行科學(xué)實驗基本訓(xùn)練的一門必修的公共基礎(chǔ)課。
2、物理實驗課的教學(xué)目標。第一、幫助學(xué)生進一步掌握基礎(chǔ)物理理論。學(xué)生通過自己動手實驗,觀察現(xiàn)象,可以獲得比課堂上講授更為深刻的感性認識;又通過對實驗結(jié)果的分析、驗證,使感性認識進一步深化上升為理性認識,從而達到深刻理解、正確掌握物理理論的目的。特別是有些實驗把較為復(fù)雜的科學(xué)技術(shù)問題進行簡化剖析,突出主要因素、找出主要因素的內(nèi)在關(guān)系,這不僅有助于學(xué)生正確的掌握重要的基本物理理論,而且可以幫助他們擴大知識領(lǐng)域,靈活應(yīng)用這些基本理論。
第二、培養(yǎng)學(xué)生具有科技工作者所必須的實驗?zāi)芰退刭|(zhì)。包括:讓學(xué)生掌握常用科學(xué)儀器的基本原理和測試技術(shù),熟悉基本實驗方法和程序,養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度,理論聯(lián)系實際的學(xué)風(fēng)以及嚴肅認真、對學(xué)術(shù)負責(zé)的好品德。上述實驗?zāi)芰退刭|(zhì)實際上是一種綜合能力的訓(xùn)練。它不僅表現(xiàn)為會做實驗,更表現(xiàn)為對實驗方案的設(shè)計,實驗中的分析研究,實驗后的總結(jié)與提高;同時也包括實驗者的科學(xué)態(tài)度、求實精神和發(fā)現(xiàn)問題、分析解決問題的能力。
四、深入開展教學(xué)改革是提高教學(xué)質(zhì)量的有力推動
我校大學(xué)物理實驗課程組以“提高起點,精選題目,優(yōu)化內(nèi)容;注重個性,培養(yǎng)技能,提高質(zhì)量”為教學(xué)改革的指導(dǎo)思想,結(jié)合學(xué)校特點,2003年以來課程組兩次修訂了“物理實驗”課程教學(xué)大綱,在大學(xué)物理實驗教學(xué)改革方面作了一系列扎扎實實的工作,對提高物理實驗教學(xué)質(zhì)量起到了強有力的促進作用。其中主要的教學(xué)改革工作為:
1、堅持實驗內(nèi)容的先進性和前沿性。確定實驗教學(xué)內(nèi)容時,堅持提高起點,精選題目,優(yōu)化內(nèi)容的指導(dǎo)是想,避免與中學(xué)實驗的重復(fù),避免較低層次的實驗開設(shè),精選、優(yōu)化實驗內(nèi)容,堅持物理實驗教學(xué)內(nèi)容的先進性和前沿性。2000年以來,我校的大學(xué)物理實驗條件得到了極大的改善,儀器設(shè)備得到了大幅度的更新,目前有60多個實驗題目,其中更新率約為50%。開設(shè)的核磁共振實驗、太陽能電池特性測量、溫度傳感器實驗等充分體現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的先進性。此外,任課教師中70%的教師主持或參與科研課題,在主講實驗課程中結(jié)合自身的科研經(jīng)歷和有關(guān)前沿科學(xué)技術(shù)(如:納米技術(shù)、光電技術(shù)等)有機地向?qū)W生滲透,讓學(xué)生“既見樹木,又見森林”。2、建立先進的實驗教學(xué)模式。根據(jù)實驗教學(xué)發(fā)展的需要,2003年以來,我校大學(xué)物理實驗教學(xué)模式逐步實行層次化、模塊化,并不斷進行完善。按實驗性質(zhì)和實驗方法將實驗課題主要劃分為三個層次,第一層次:驗證性和訓(xùn)練性實驗;第二層次:綜合性實驗;第三層次:設(shè)計性實驗。此外,還開設(shè)了創(chuàng)新性實驗、研究性實驗等。盡可能地按照力、熱、光、電及近代物理等體系開設(shè)出各種層次的實驗,實現(xiàn)實驗內(nèi)容模塊化,按照認識規(guī)律實施教學(xué),有利于學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的掌握和實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。
3、堅持教學(xué)方法的先進性。物理實驗教師努力鉆研教學(xué)理論,依據(jù)教育學(xué)、心理學(xué)原理,遵從教育、教學(xué)規(guī)律。在講清基本原理的基礎(chǔ)上突出重點和難點(如不確定度概念、誤差分析、楊氏彈性模量測量的技巧等),努力強化“三基”訓(xùn)練。結(jié)合不同教學(xué)內(nèi)容,采用了靈活多樣的教學(xué)方法。如:對于基礎(chǔ)性實驗(如:固體密度測量、示波器的使用等),采用啟發(fā)式、引導(dǎo)式的教學(xué)方法,講解與示范相結(jié)合;對于綜合性實驗(如:沖擊法測螺線管磁場、聲速測量),充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性,采用討論式、提案式的教學(xué)方法;對于設(shè)計性和研究性實驗(如:太陽能電池特性測量、用電位差計校準電表),采用研究式、答辯式的教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生增強自我探索的心理意識和習(xí)慣。利用先進的教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生對自然科學(xué)現(xiàn)象的興趣,促進學(xué)生對現(xiàn)象、模型、概念和原理的深入理解。
4、實現(xiàn)實驗教學(xué)開放化。為適應(yīng)實驗教學(xué)發(fā)展的需要,大學(xué)物理實驗從2005年9月起在校內(nèi)率先實行開放式教學(xué),學(xué)生自主在網(wǎng)上選擇實驗題目及上課時間,學(xué)生成績實行計算機管理,建立了網(wǎng)上實驗教學(xué)基本平臺,為發(fā)揮學(xué)生積極性、加強個性培養(yǎng)提供了充分的自由空間,實踐表明效果良好。物理實驗在對學(xué)生時間和空間開放的同時,我們更重視的是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的開放,教師不斷樹立以傳授知識和能力培養(yǎng)并重的思想,將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,實現(xiàn)“教”和“學(xué)”的全面開放。教學(xué)實踐表明,物理實驗教學(xué)開放化受到了學(xué)生的普遍歡迎。
五、積極開展教學(xué)研究活動是提高教學(xué)質(zhì)量的有效方式
大學(xué)物理實驗課程組經(jīng)常開展教學(xué)研究活動,推動了教學(xué)改革工作的不斷深入,并取得了明顯的成效。主要做法有:
1、課程建設(shè)群策群力。我校大學(xué)物理實驗課是校及精品課程,大學(xué)物理實驗課程組積極研討實驗室建設(shè)、課程建設(shè)等問題。如實驗室建設(shè)規(guī)劃,課程建設(shè)規(guī)劃,教學(xué)大綱的制定,教學(xué)日歷的制定,網(wǎng)上資源的擴展及內(nèi)容的更新等,集中集體智慧,深入進行討論和研究,使得制定的規(guī)劃及文件即與時俱進又切實可行。
2、集體備課互相提高。教學(xué)中,堅持集體備課,對大綱中的內(nèi)容做統(tǒng)一要求。鼓勵每位教師參與課程內(nèi)容的改革。根據(jù)教改立項要求,課程組對教學(xué)中的難點內(nèi)容(如物理實驗緒論等),由教學(xué)經(jīng)驗豐富的教師做專題講授,共同研討,互相提高,效果良好。
3、教學(xué)交流互相學(xué)習(xí)。教師間堅持開展教學(xué)交流活動,包括會議交流、同行聽課檢查交流,評價實事求是,互相促進,互相學(xué)習(xí),形成了良好的教學(xué)交流氣氛。
六、嚴格實驗成績管理是保證教學(xué)質(zhì)量的必要手段
我校大學(xué)物理實驗課程組十分重視對學(xué)生實驗成績的考核,有嚴格的學(xué)生成績考核規(guī)定,考核規(guī)定在教學(xué)實踐中得到全面的貫徹落實,對保證教學(xué)質(zhì)量起到了重要的作用。成績評定包括以下內(nèi)容:
1、實驗報告評分規(guī)范。各實驗課題有統(tǒng)一的評分標準,實驗報告成績評定中,每份實驗報告滿分10分,其中預(yù)習(xí)1分,課堂操作4分,實驗數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理、回答問題5分。指導(dǎo)教師評閱實驗報告按照評分標準進行,評分規(guī)范。
2、總成績評定公正嚴格。學(xué)期總成績評定,按規(guī)定所做實驗題目的得分之和除以應(yīng)完成的實驗題目數(shù),所得的平均分數(shù)作為實驗成績的分數(shù)。按照不同分數(shù)段制定優(yōu)、良、中、及格、不及格標準。如果曠課一次在上述評定成績中降一檔,如果曠課兩次及以上其學(xué)期成績按不及格記。成績的確定公正嚴格。
3、實驗成績管理科學(xué)。學(xué)生實驗成績輸入微機保存,總成績由計算機處理,在保證成績計算正確性的同時,提高了工作效率。主講教師按時報送實驗成績單,提交給教務(wù)處和相關(guān)學(xué)院。成績計算及管理科學(xué)化。