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在提倡素質(zhì)教育的今天,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題
(一)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)大多數(shù)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少。通常整個實(shí)驗(yàn)過程基本是對實(shí)驗(yàn)講義所述內(nèi)容的重復(fù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果都在意料之中,缺少了進(jìn)一步探究的過程。而且,不少學(xué)員認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過于空洞,與社會實(shí)用技術(shù)差距較大。因而,對實(shí)驗(yàn)課的重視不夠,缺乏獨(dú)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?zāi)康募捌湎嚓P(guān)的理論依據(jù)。
(三)現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)評價方法缺乏科學(xué)性。大部分教師僅僅依靠學(xué)員的實(shí)驗(yàn)報告內(nèi)容進(jìn)行考核作為該課程成績的評定標(biāo)準(zhǔn)。這樣就無法避免一些學(xué)員為獲取高分而不獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象,無法真實(shí)反映學(xué)員的實(shí)際操作水平和創(chuàng)新能力。
(四)由于部分高校教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足,致使一些實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)手段老套單一的現(xiàn)象。
(五)實(shí)驗(yàn)室不完全面向師生開放,學(xué)校教學(xué)自我封閉。由于先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備價格昂貴、易損壞,有些學(xué)校不愿開放這些實(shí)驗(yàn)室,只是作為裝飾學(xué)校的飾品,只可遠(yuǎn)觀不能近??;還有些學(xué)校自恃有一些優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢在必行。
二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
(一)更新觀念,注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過物理實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)相互促進(jìn)、相互協(xié)作、相互彌補(bǔ)。
1、教師應(yīng)改進(jìn)教學(xué)方法,調(diào)整教學(xué)目標(biāo)。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(biāo),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(shí)驗(yàn)教學(xué)情景,引導(dǎo)學(xué)員獨(dú)立思考問題并完成物理實(shí)驗(yàn),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(jìn)的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)器材,培養(yǎng)其對實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)中所教授的理論知識,積極思考這些知識在實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的現(xiàn)代化。在21世紀(jì)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(shí)驗(yàn)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(jī)地將其他物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),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(jìn),成為新世紀(jì)新形勢下的全新全能人才。
(三)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材,先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,全面面向?qū)W員開放實(shí)驗(yàn)室。基于實(shí)驗(yàn)器材老化、實(shí)驗(yàn)設(shè)備破舊落后、先進(jìn)實(shí)驗(yàn)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(jìn)的、符合當(dāng)今實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)儀器,全面開放實(shí)驗(yàn)室。教師和學(xué)員也要盡量避免損壞實(shí)驗(yàn)器材,真正做到規(guī)范使用、操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備,愛護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
(四)派遣實(shí)驗(yàn)先進(jìn)小組去往兄弟院校、企業(yè)單位、科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)交流。通過與其他科研單位實(shí)驗(yàn)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(jìn)實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)考核方法。在理論和實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中,盡可能做到由同一教師進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)證明理論”。在實(shí)驗(yàn)考核方面,應(yīng)把考核重點(diǎn)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(shí)質(zhì)根本上鍛煉學(xué)員實(shí)際聯(lián)系實(shí)驗(yàn)的能力,提高學(xué)員的科學(xué)素養(yǎng)。
《新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革工程》是教育部在2000年啟動的教育改革項(xiàng)目,其教學(xué)改革項(xiàng)目中設(shè)立了一個“高等學(xué)?;A(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的研究項(xiàng)目”,以此規(guī)范高等學(xué)校課實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。高校物理實(shí)驗(yàn)教育對于高校教育有著重要的作用,因?yàn)槲锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)可以有效提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
實(shí)驗(yàn)課程的重要性高校早已認(rèn)識到并在逐步加強(qiáng),改革也不斷開展,但是物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的模式還是傳統(tǒng)模式:實(shí)驗(yàn)教育教師先講,直接告訴學(xué)生本次實(shí)驗(yàn)的步驟、方法、目的要求、原理。甚至有的教師還會先做一遍,學(xué)生然后按步就搬地照做,指導(dǎo)老師在做的過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生遇到問題立即指糾正。這樣的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教育滿足不了現(xiàn)在高校教育目標(biāo)要求。物理實(shí)驗(yàn)教育投入不足。資金投入不足,高校設(shè)備陳舊,設(shè)備不足,功能單一;人力資源投入不足,教師配備明顯不足,教師教學(xué)能力與教學(xué)需求有欠缺,老師教學(xué)任務(wù)過重。教學(xué)模式陳舊死板。教學(xué)過程中從教學(xué)內(nèi)容:實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、操作步驟講解等十分詳細(xì),學(xué)生自足發(fā)展、探索、創(chuàng)造空間不足,學(xué)生不能在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。對實(shí)踐重視不足。高校在實(shí)驗(yàn)教育中依然是重視理論內(nèi)容,對于實(shí)踐內(nèi)容重視不足,教學(xué)過程對物理實(shí)驗(yàn)的各環(huán)節(jié)細(xì)節(jié)注意不夠,考核也是以理論知識為主,實(shí)踐環(huán)節(jié)占總課時比重過低。課程教育取得效果有限。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中完全按照步驟進(jìn)行,對于實(shí)驗(yàn)體會不深,學(xué)生幾乎不自己改正錯誤,學(xué)生參與度低,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的總結(jié)工作進(jìn)行不足,因此實(shí)驗(yàn)取得的教育效果顯得非常有限。高校對于物理實(shí)驗(yàn)課程重要作用認(rèn)識不足。高校對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用認(rèn)識重視不夠,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教育地位比較低,對物理實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)改革的必要性認(rèn)識不夠,所以教學(xué)方法單一,教學(xué)方法落后。高校對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)目的不明確,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在問題,嚴(yán)重妨礙了人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中諸多問題使我們認(rèn)識到了深入改革已勢在必行。
2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的思考
物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新模式的指導(dǎo)思想:通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生自主性和創(chuàng)造性思維能力。為此以綜合應(yīng)用性、基本傳統(tǒng)性、設(shè)計(jì)研究性三個方面進(jìn)行教學(xué)改革探討、研究、資料收集整理工作,編排實(shí)驗(yàn)課程,學(xué)習(xí)內(nèi)容傳統(tǒng)與現(xiàn)代兼顧、指導(dǎo)與靈活性并存。
2.1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對象的改革
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的功能。素質(zhì)教育要求學(xué)生掌握現(xiàn)代科技,可以創(chuàng)造性、開創(chuàng)性的開展工作,有綜合運(yùn)用多種學(xué)科的能力。擴(kuò)大物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)受益面,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的對象就不能僅僅面對理工類學(xué)生,也要學(xué)科交叉、文理滲透,走出原有的專業(yè)限制。
2.2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和內(nèi)容的改革
2.2.1 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革大綱
教學(xué)改革是一個過程,不可能一步完成,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革分層次完成。認(rèn)識到培養(yǎng)學(xué)生解決具體問題的能力、創(chuàng)新意識是實(shí)驗(yàn)教育課程的教學(xué)目的。打好學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。利用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生基本能力的,使他們在物理實(shí)驗(yàn)的基本特性中掌握基本知識、方法、技能。物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)測試扎實(shí)科學(xué)研究的基本功。加強(qiáng)學(xué)生自主性培養(yǎng)。增加自主式實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,讓學(xué)生自己查資料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。學(xué)生更加容易掌握各個儀器的特性和功能,掌握了知識,培養(yǎng)了自主能力。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)方法的訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)課程也是由理論和實(shí)踐綜合組成的,要合理的安排兩者的比例,課時著重向使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)方法傾斜,加強(qiáng)多樣性實(shí)驗(yàn)教育,增加進(jìn)行綜合性應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。
2.2.2 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革內(nèi)容
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍教學(xué)思想和觀念的轉(zhuǎn)變。教師素質(zhì)是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵。高校要引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)教育、教學(xué)引導(dǎo)等方面知識技能的進(jìn)修,不斷更新知識和教學(xué)方法。教師要有自我學(xué)習(xí)的精神,把科研工作中的新技術(shù)、新理論結(jié)合到教學(xué)中。
更新實(shí)驗(yàn)課程體系。完成學(xué)生會主動自我獲取知識、課程從基本到綜合的新實(shí)驗(yàn)課程體系建立。教學(xué)內(nèi)容以綜合性實(shí)驗(yàn)結(jié)合基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和課題研究性實(shí)驗(yàn)接合,保證實(shí)驗(yàn)課程自成體系。
實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容改革。增加教師與學(xué)生之間的互動內(nèi)容,增加設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。減少單純實(shí)驗(yàn)、觀測實(shí)驗(yàn)課程。合理調(diào)整純理論知識內(nèi)容的課時配比和傳授方式,理論實(shí)踐相結(jié)合。學(xué)生真正參與實(shí)驗(yàn)并鍛煉動手能力。新的物理實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備隨著現(xiàn)代科學(xué)高新技術(shù)變革不斷出現(xiàn),學(xué)校應(yīng)加大資金投入,及時購買儀器,既可以提供新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,又可以讓學(xué)生及時掌握符合社會需要的技能,避免學(xué)到內(nèi)容與社會需求脫節(jié)。教師通過講解這些實(shí)驗(yàn)儀器的發(fā)展傳授知識,增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。
改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核模式。考核是檢查學(xué)生掌握知識主要手段,考評辦法和考核制度是否有效直接關(guān)系教學(xué)改革成果的檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)課程可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同,采用不同難度的考核標(biāo)準(zhǔn)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教師的考核也是考核重要部分。教師在評定職稱中應(yīng)該加入是否在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將改革精神和內(nèi)容全面地展開,重視教學(xué)工作的質(zhì)量檢測對于評定的影響。
3 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐
根據(jù)教學(xué)改革“教為主導(dǎo),學(xué)為主體”的教學(xué)原則,傳統(tǒng)的傳授知識為主的教學(xué)方法已不能適應(yīng)需求,新的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系更注重應(yīng)用要使用討論式、啟
【關(guān)鍵詞】高校物理實(shí)驗(yàn);素質(zhì)教育;能力培養(yǎng)
隨著物理學(xué)的發(fā)展,高等教育中物理實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)越來越受到教育界的關(guān)注和重視,物理實(shí)驗(yàn)的方法和和技巧也已日漸豐富,創(chuàng)造出了各種精密巧妙的儀器,同時由于計(jì)算機(jī)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,使物理測量技術(shù)不斷得到發(fā)展,造就了物理實(shí)驗(yàn)不同于物理學(xué)本身的特有的內(nèi)容和生動。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)逐步形成一門獨(dú)立開設(shè)的具有教育價值和教育功能的課程。它不僅可以加深對理論的理解,更重要的能使學(xué)生獲得基本的實(shí)驗(yàn)知識、技能和科學(xué)創(chuàng)新的能力,能為今后從事科學(xué)研究和工程實(shí)踐打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。物理實(shí)驗(yàn)課在多數(shù)理工類院校已經(jīng)得到了廣泛的開展,也到的了廣大學(xué)子的喜愛。但教學(xué)工作中還是有些習(xí)慣和做法值得推敲,下面就幾個方面提出一些思考。
1.對教學(xué)主體的開放性不足。
教學(xué)面比較小,對學(xué)生的限定比較死板。一般學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)只對理工科學(xué)生開設(shè),有些理工科的學(xué)生還要分成多學(xué)時和少學(xué)時兩種。殊不知這是真正教育資源的浪費(fèi)。物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備一旦投入,讓更多的學(xué)子收益才是教育方需要考慮的問題,物理實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)子活學(xué)活用的最佳途徑,也是提高動手能力的捷徑。在學(xué)分制的背景下,建議開放物理實(shí)驗(yàn)室,讓學(xué)生可以自由選擇,對文科類的學(xué)生可以抱著歡迎但不強(qiáng)求的態(tài)度,對有愛好的文科學(xué)生可以作為選修課;對理工科類學(xué)生作為必修課開放。同時實(shí)驗(yàn)室可以定期對市民開放,擴(kuò)大輻射面,特別是一些中學(xué)生,很多對實(shí)驗(yàn)興趣濃厚,有些中學(xué)實(shí)驗(yàn)投入不足條件差,市民開放日,這些周邊的中學(xué)生可以參觀性質(zhì)的觀摩實(shí)驗(yàn),提高他們對科學(xué)研究的興趣,還可以考慮和一些中學(xué)、院校結(jié)對子,對他們定向開放。
2.在實(shí)驗(yàn)層次上分級不足。
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課既要有基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)也要有綜合研究性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法,和創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)思維?;A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)以科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性、結(jié)果準(zhǔn)確性為主,可以當(dāng)堂完成;綜合性實(shí)驗(yàn)以不拘泥方法、開放性思路、探討性為主,可以要求學(xué)生在一定時間段內(nèi)完成,給他們充足的時間思考、比較幾種方法的特點(diǎn)和準(zhǔn)確度,這一實(shí)驗(yàn)過程比較漫長,需要反復(fù)討論,可以將學(xué)生分成小組形式,給他們討論的條件,逐步培養(yǎng)他們的物理實(shí)驗(yàn)興趣和愛好,挖掘?qū)W習(xí)的快樂。對理工科學(xué)生可以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為必選課,綜合類實(shí)驗(yàn)為選修課,給熱愛科學(xué)研討的學(xué)生充分的條件。
3.教學(xué)內(nèi)容的時代性還有欠缺。
有些高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)一次性投入到位,但以后的很多年只提供極少量的維護(hù)費(fèi)用,造成儀器的損耗嚴(yán)重,換代不足,陳舊老化。由于實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)度很大程度由實(shí)驗(yàn)儀器決定,建議高校關(guān)于實(shí)驗(yàn)儀器形成一個制度化的管理,定期引進(jìn)先進(jìn)創(chuàng)新型儀器、由科研成果演變來的儀器,這一制度的建立,必然極大保持了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的完好率和先進(jìn)性,使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)始終充滿新意、創(chuàng)意。也會進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和對科學(xué)實(shí)驗(yàn)的可信度的認(rèn)同。
4.教學(xué)手段的多樣性不足。
應(yīng)該順應(yīng)信息化、數(shù)字化時代的要求,引入信息技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)改造傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法,建立物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站,進(jìn)行現(xiàn)代化的管理和教學(xué)。引入計(jì)算機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)并提供遠(yuǎn)程交互的平臺。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室之外的任何終端進(jìn)行預(yù)習(xí)、做自己感興趣的實(shí)驗(yàn),隨時向教師請教實(shí)驗(yàn)中遇到的問題,并可以與其他學(xué)生進(jìn)行交流和討論。這樣可以極大地拓展學(xué)習(xí)的時間和空間并培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的精神。
5.注重實(shí)用,鼓勵創(chuàng)新。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)與科研、工程、社會應(yīng)用實(shí)踐緊密聯(lián)系,形成良性互動,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機(jī)結(jié)合。通過探究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新應(yīng)用能力。使學(xué)生掌握做科研的基本研究方法和思路,挖掘?qū)W生的內(nèi)在潛質(zhì),激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,鼓勵學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性研究、實(shí)用性開發(fā)。吸收一些 學(xué)有余力的優(yōu)秀學(xué)生盡早參與科研,接觸科研前沿,還可以結(jié)合企業(yè)的實(shí)際需求,進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)或進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)等。
6.教學(xué)考核的靈活性不足。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)和考察的是學(xué)生動手能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力,考察考核標(biāo)準(zhǔn)也要以實(shí)驗(yàn)為主,、形式上可以增加操作或面試問答的環(huán)節(jié),使實(shí)驗(yàn)成績可以客觀體現(xiàn)學(xué)生的能力,還可以使用學(xué)生互評環(huán)節(jié),特別對于綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),學(xué)生之間討論比較多,相互之間的了解比老師更加準(zhǔn)確,讓他們自己參與評價考核體系更加有利于學(xué)習(xí)積極性主動性的培養(yǎng)。
7.建立健全實(shí)驗(yàn)室管理制度。
實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)管理制度包括:建立健全實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與規(guī)劃制度,建立健全實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理制度,建立健全實(shí)驗(yàn)教學(xué)材料檔案制度,建立健全實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備采購制度,建立健全實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理制度,建立健全實(shí)驗(yàn)室開放制度,建立健全實(shí)驗(yàn)室會議制度,建立健全實(shí)驗(yàn)室教研活動制度,建立健全實(shí)驗(yàn)室人員外出學(xué)習(xí)與培訓(xùn)制度等各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室管理制度。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)按照內(nèi)容劃分為:電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、專業(yè)物理、綜合性實(shí)驗(yàn)幾大板塊,各板塊負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)安排該小組所屬實(shí)驗(yàn)室的管理人員,負(fù)責(zé)規(guī)劃該板塊實(shí)驗(yàn)的建設(shè)與規(guī)劃,負(fù)責(zé)該板塊的日常管理。實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理,負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室日常教學(xué)安排、通知等日常教學(xué)事務(wù),與系、院教學(xué)管理部門取得聯(lián)系;負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室資料的管理,包括教學(xué)存檔材料,儀器設(shè)備檔案;負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)中心辦公室和教師辦公室的相關(guān)問題。 實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與資料管理板塊,負(fù)責(zé)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相關(guān)的儀器設(shè)備和軟件系統(tǒng), 并建立實(shí)驗(yàn)中心資料的電子文檔。實(shí)驗(yàn)中心整體建設(shè)與管理由實(shí)驗(yàn)室主任全面負(fù)責(zé),建設(shè)方案由實(shí)驗(yàn)中心主任牽頭,各板塊負(fù)責(zé)人參與制定。
論文關(guān)鍵詞:大學(xué)教學(xué);物理實(shí)驗(yàn);教學(xué)質(zhì)量
物理是科學(xué)先驅(qū),高新技術(shù)之源泉,探索宇宙之武器。物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué),在整個物理學(xué)的發(fā)展過程中,實(shí)驗(yàn)起著決定性的作用。實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證理論的唯一途徑,而實(shí)踐則是檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的唯一標(biāo)準(zhǔn)。著名物理學(xué)家丁肇中教授也曾說過:“做實(shí)驗(yàn)確實(shí)非常重要,因?yàn)槿魏卫碚撊鄙賹?shí)驗(yàn)證明是沒有用的,實(shí)驗(yàn)可以推翻理論,理論絕對不能推翻實(shí)驗(yàn)”。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工院校大學(xué)生必修的公共基礎(chǔ)課,在全面提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面具有其他學(xué)科不可替代的重要作用。傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式處于教學(xué)方法過于單一、教學(xué)手段較為落后的狀態(tài),這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不能有效調(diào)動學(xué)生的主觀能動性,束縛學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展,不利于對學(xué)生進(jìn)行科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,社會對創(chuàng)新型人才的要求越來越高,革新大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式,提高物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量顯得尤為重要?,F(xiàn)今全國大部分高校采取建立分級別的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,硬件水平得到很大提高,然而在教學(xué)質(zhì)量方面還有很多問題亟待解決。在此,筆者結(jié)合自己教學(xué)實(shí)踐中的體會,淺析物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的各個方面的問題,并就關(guān)于如何解決這些問題提出個人建議。
一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的問題
1.學(xué)校對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程重視不夠
長期以來,傳統(tǒng)的應(yīng)試教育“一張?jiān)嚲矶ńK身”不僅影響著萬千考生,也影響著學(xué)校的辦學(xué)模式。高中階段,為了提高學(xué)校的升學(xué)率,大部分學(xué)校把實(shí)驗(yàn)課上成理論課。在大學(xué)里的實(shí)驗(yàn)課中,學(xué)生本應(yīng)該得到必要的引導(dǎo)和充分的自由,在自己動手的過程中發(fā)揮本人的主觀能動性,開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。然而錯誤的思想使大部分高校把實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)成理論教學(xué)的附屬環(huán)節(jié),認(rèn)為做實(shí)驗(yàn)不過是為了更深刻地掌握理論知識。另一方面為了達(dá)到評估的標(biāo)準(zhǔn),學(xué)校側(cè)重實(shí)驗(yàn)設(shè)備、環(huán)境、場地等的建設(shè),忽略了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本規(guī)律和創(chuàng)新性教學(xué)的研究。而且學(xué)校把實(shí)驗(yàn)課定為考查課,在課程設(shè)置和學(xué)時安排等方面也往往把大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程排到其他課程的后面,這也導(dǎo)致學(xué)生誤認(rèn)為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課不重要,上課不積極。
2.學(xué)生對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣不夠,態(tài)度不端正
一方面,目前在很多理工科院校中大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)為考查課,考核制度不嚴(yán)謹(jǐn)。又因?yàn)樵诖髮W(xué)里課程繁多,為了考得好成績拿獎學(xué)金,很多學(xué)生自然而然就把考查課放在一邊,在這部分學(xué)生眼里,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)分是比較容易獲得的。另一方面,普通高校的大學(xué)生認(rèn)為自己的學(xué)校只是普通的一所學(xué)校,平凡得就像大海里的一滴水,自己的將來根本不能與名震寰宇學(xué)府中的學(xué)生相比,這種念頭導(dǎo)致學(xué)生缺乏上進(jìn)心,學(xué)習(xí)也沒有積極性,得過且過。于是在課堂上出現(xiàn)學(xué)生上課懶散,課前不預(yù)習(xí),臨時抱佛腳的不好現(xiàn)象。個別學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時自己不動手,請人代勞,趁老師不注意抄襲別人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,或著編造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此,課堂教學(xué)效果極差,不能達(dá)到培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生動手能力的基本要求。
3.教師自身觀念和素質(zhì)有待提高
教師是教學(xué)活動中的一個基本要素,教師自身素質(zhì)直接影響著教學(xué)質(zhì)量。然而目前我國許多大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教師仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,先對學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)儀器,講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚缓笱菔緦?shí)驗(yàn)步驟并強(qiáng)調(diào)做實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)等,接下來學(xué)生按老師和教材所講重復(fù)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行簡單的測量。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,老師檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否合理,并簽字。學(xué)生將老師簽過字的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)帶回,課后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析并撰寫實(shí)驗(yàn)報告,寫好的實(shí)驗(yàn)報告于下次實(shí)驗(yàn)課前上交。整個實(shí)驗(yàn)過程缺乏與學(xué)生的溝通和交流。另一方面,教師自身知識水平有限,不能很好地引導(dǎo)學(xué)生深入理解實(shí)驗(yàn)中所體現(xiàn)的科學(xué)的研究方法。這樣教學(xué)的直接后果就是學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過程中毫無自己的積極思考與積極設(shè)計(jì),完全跟著老師的步驟做。學(xué)生缺乏個性,缺乏實(shí)際操作能力和創(chuàng)造力,不利于啟發(fā)學(xué)生的思維,不能開闊學(xué)生的視野,更不利于創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
4.實(shí)驗(yàn)安排不合理
當(dāng)今大部分大學(xué)師資有限,教學(xué)任務(wù)繁重,因而在安排實(shí)驗(yàn)的先后順序時,無法遵從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由易到難,由簡單到復(fù)雜的要求,并且由于條件的限制,也無法根據(jù)學(xué)生能力的高低和各自專業(yè)的特點(diǎn)來合理安排實(shí)驗(yàn)。這樣使很多學(xué)生誤認(rèn)為物理實(shí)驗(yàn)技能與自己所學(xué)專業(yè)無關(guān),覺得物理實(shí)驗(yàn)課不重要,反正以后也用不到,致使學(xué)生不能深入體會物理實(shí)驗(yàn)的奧妙,學(xué)習(xí)的主動性減退,教學(xué)效果下降。
另外,雖然目前大部分學(xué)校進(jìn)行了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)改革,但是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容仍有待改善,大部分實(shí)驗(yàn)仍然屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),而與當(dāng)今科學(xué)發(fā)展和應(yīng)用相關(guān)的熱點(diǎn)實(shí)驗(yàn)缺乏。注重操作能力的實(shí)驗(yàn)較多,而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思維能力的綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少,不利于提高學(xué)生的獨(dú)立創(chuàng)新能力。更重要的是,學(xué)校和教師對先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展趨勢的跟蹤和學(xué)習(xí)不夠,在相當(dāng)程度上限制了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。
5.考核制度不合理
目前,很多學(xué)校把大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)定為考查課目,僅僅通過實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報告兩部分綜合成績來評定學(xué)生的能力,這顯然是不全面的。大部分學(xué)生遇到問題不認(rèn)真思考,按照教師示范步驟比葫蘆畫瓢,取得數(shù)據(jù)草率了事,不好好預(yù)習(xí)也能馬虎將實(shí)驗(yàn)完成,致使學(xué)生認(rèn)為物理實(shí)驗(yàn)考核很容易蒙混過關(guān),所以應(yīng)付實(shí)驗(yàn)的學(xué)生不在少數(shù)。
二、提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的建議
1.制定嚴(yán)格規(guī)范的管理制度
長期以來,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理比較松散,這也是學(xué)生做實(shí)驗(yàn)態(tài)度不認(rèn)真的原因之一。因此制定嚴(yán)格規(guī)范的管理制度,對提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量會起到積極作用。首先從學(xué)校層次上重視大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),給實(shí)驗(yàn)課安排足夠的學(xué)時,并嚴(yán)格考核制度。其次,對教師進(jìn)行定期培訓(xùn),使教師在思想上重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),嚴(yán)謹(jǐn)教學(xué)態(tài)度,積極進(jìn)行教學(xué)研究。鼓勵教師在教學(xué)內(nèi)容、方法和手段等方面進(jìn)行不斷的探索和嘗試。再次,嚴(yán)格把握好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個環(huán)節(jié),這包括課前預(yù)習(xí)。老師在上課前要對與本次試驗(yàn)相關(guān)的問題進(jìn)行抽查,并檢查預(yù)習(xí)報告,然后根據(jù)學(xué)生回答問題的情況及預(yù)習(xí)報告的好壞給出預(yù)習(xí)分?jǐn)?shù);在實(shí)驗(yàn)操作過程中,教師不能擅自脫崗,應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控學(xué)生做實(shí)驗(yàn)過程中的關(guān)鍵步驟和要點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素養(yǎng);最后是實(shí)驗(yàn)報告的撰寫,實(shí)驗(yàn)報告要體現(xiàn)出數(shù)據(jù)處理的全過程,主要包括:根據(jù)測量數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果、估算不確定度、正確表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,然后分析產(chǎn)生誤差的原因以及注意事項(xiàng)(儀器使用的注意事項(xiàng)和測量過程的注意事項(xiàng))等。[5]另外,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境建設(shè),在實(shí)驗(yàn)室懸掛知名科學(xué)家和相關(guān)實(shí)驗(yàn)的展板,營造科學(xué)文化氛圍,使學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,就能感受到科學(xué)藝術(shù)的熏陶,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.建立分層次物理實(shí)驗(yàn)課程新體系
隨著高考制度的改革,大批普通高校的學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)差異較大,為了保證教學(xué)的順利開展,并照顧到學(xué)生個體發(fā)展的需要,建立分層次物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)很有必要。新的實(shí)驗(yàn)框架體系按照加強(qiáng)基礎(chǔ)、重視應(yīng)用、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)的層次,遵循認(rèn)知規(guī)律,兼顧力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理學(xué)等有關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,形成預(yù)備實(shí)驗(yàn)、基本實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新提高性實(shí)驗(yàn)等幾個層次。[6]然后在每個層次里再設(shè)兩個小層次,分為“必做”和“選做”兩部分。選做部分由學(xué)生根據(jù)自己的愛好和專業(yè)需要自由選擇。對不同專業(yè),物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有不同的要求,這體現(xiàn)在不同的學(xué)時安排上。這種分層次教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)了從基礎(chǔ)到前沿、從被動接受知識到積極主動思考逐階段提高綜合能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的。除此之外,還應(yīng)該改革教學(xué)內(nèi)容,科學(xué)地設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,優(yōu)化基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,增加應(yīng)用性、綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,重視實(shí)驗(yàn)的先進(jìn)性、開放性和將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用。預(yù)備性實(shí)驗(yàn)是為進(jìn)入大學(xué)但具有不同物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的同學(xué)而準(zhǔn)備的,這類實(shí)驗(yàn)以開放、課余的形式,由同學(xué)根據(jù)自身?xiàng)l件、自我需要進(jìn)行選修,目的是對基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)知識進(jìn)行填平補(bǔ)齊;另一方面通過基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生掌握基本理論和技能;通過綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生了解現(xiàn)代物理的發(fā)展趨勢和新技術(shù)的應(yīng)用,提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和綜合研究能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神;創(chuàng)新提高性實(shí)驗(yàn)是以科研實(shí)踐為主題,提前讓學(xué)生了解科研的方法和環(huán)節(jié),從而學(xué)到更多書本以外的知識,鍛煉他們的獨(dú)立科研能力。層次化教學(xué)使學(xué)生知識由淺入深、由基礎(chǔ)到綜合、應(yīng)用、研究,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑA硗?,教師?yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次的遞進(jìn),應(yīng)采取不同的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法,這樣才能最大程度的提高教學(xué)質(zhì)量。
3.進(jìn)一步提高教師素質(zhì),改善知識結(jié)構(gòu),提高教學(xué)能力
柯瓦列夫說:教師知道的東西,要大大超過他要教給學(xué)生的范圍,要具有更寬的科學(xué)視野,否則,他就不能喚起和發(fā)展學(xué)生對本門學(xué)科的興趣,就不能滿足他們的需要。一名合格的教師,不僅要有精深扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識,還應(yīng)具有廣博的與本專業(yè)相關(guān)的各門科學(xué)知識。在新課改的形勢下,深化教學(xué)教法改革,應(yīng)從教師本身的知識結(jié)構(gòu)和教學(xué)能力入手。教師應(yīng)及時掌握國內(nèi)外最新實(shí)驗(yàn)教學(xué)動態(tài),了解最新科學(xué)研究進(jìn)展,在深入掌握所授課程的同時,擴(kuò)展知識面,并有效地傳授給學(xué)生,這樣的教學(xué)才深刻獨(dú)到,富有啟發(fā)性。俗話說“給學(xué)生一杯水,自己要有一桶水”,作為現(xiàn)時代的教師,只有通過勤奮刻苦的學(xué)習(xí),不斷提高自己的知識層次和思維能力,加強(qiáng)自身修養(yǎng),才能使自己的一桶水始終具有源源不斷的營養(yǎng),才能使學(xué)生深感“聽君一席話,勝讀十年書”。以此引導(dǎo)學(xué)生,讓他們明白人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識還不完全,還有大量問題有待解決和發(fā)展,從而激發(fā)他們的好奇心和創(chuàng)新意識。一個教師,如果自身知識儲備不夠,講課就會捉襟見肘。只有掌握豐富科學(xué)知識,具有較高科學(xué)素質(zhì)的老師,才能作為一名合格的物理教師,才能更好地引導(dǎo)學(xué)生去領(lǐng)略物理世界的神奇之處。
4.建立科學(xué)的考核體系,提出科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)考核細(xì)則
在大學(xué)里課程繁重,學(xué)生自然而然就把考核要求低的課程放到一邊。沒有壓力,就沒有動力。所以要適當(dāng)增加考核的難度,這樣可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性??己藭r,要根據(jù)考核內(nèi)容在培養(yǎng)學(xué)生能力和素質(zhì)中所起作用大小,分配不同的權(quán)重,確定具體可行科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)考核細(xì)則。對學(xué)生能力的評定應(yīng)該包括課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報告、課外自主科研活動以及實(shí)驗(yàn)考試。考試內(nèi)容除了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識以外,應(yīng)擴(kuò)大設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。只有這樣,學(xué)生才會重視物理實(shí)驗(yàn),提高對物理實(shí)驗(yàn)的興趣,端正學(xué)習(xí)態(tài)度,在做實(shí)驗(yàn)時認(rèn)真思考并盡力掌握每個實(shí)驗(yàn)的精髓,最終真正學(xué)有所得。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)介于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)與實(shí)際科學(xué)實(shí)驗(yàn)之間,是在學(xué)生完成一定數(shù)量的基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性及綜合性實(shí)驗(yàn)之后,對實(shí)驗(yàn)的全過程進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)課題。實(shí)驗(yàn)課題一般由實(shí)驗(yàn)中心綜合考慮教師的意見后提出,由實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)條件。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題研究的內(nèi)容,自行搜集并閱讀相關(guān)的參考資料,綜合比較各種實(shí)驗(yàn)方法實(shí)施的可能性、適用條件、實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)條件,推證理論,選擇相對完善的實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案確定之后,應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案的原理和實(shí)驗(yàn)精度要求,選擇測量誤差較小的測量方法。應(yīng)綜合考慮分辨率、準(zhǔn)確度、量程和價格四因素,根據(jù)誤差的等作用原理選擇合理、配套的測量儀器。在測量中,要確定最有利的條件,選擇合理的數(shù)據(jù)處理方法,分析各種誤差產(chǎn)生的原因,從數(shù)據(jù)中判斷系統(tǒng)誤差是否存在,尋求減小或消除實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的方法,以提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量,如進(jìn)行“簡諧振動的研究”、“設(shè)計(jì)和組裝熱敏電阻溫度計(jì)”、“測定平行電流間的磁場力”、“球坑法測定薄層厚度”、“導(dǎo)熱系數(shù)的智能測量”等設(shè)計(jì)要求較高的實(shí)驗(yàn)。這樣,按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成不同的階段,構(gòu)建從易到難、從基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)到綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、從實(shí)驗(yàn)知識和技能的學(xué)習(xí)到科學(xué)思維訓(xùn)練和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程新體系,以滿足不同專業(yè)、不同知識基礎(chǔ)學(xué)生的需要,使優(yōu)秀人才得到更大的發(fā)展空間。
在當(dāng)今新技術(shù)迅速發(fā)展的時代,物理實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)該是被新技術(shù)、新手段不斷改造、不斷填充的開放系統(tǒng),是不斷改革、不斷發(fā)展的動態(tài)教學(xué)體系。要使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng),做到與時俱進(jìn),教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)把握課程前沿,有意識地增加一些應(yīng)用性或涉及現(xiàn)代高新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如太陽能電池技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能檢測、光纖技術(shù)、共振技術(shù)、光學(xué)信息處理技術(shù)、微弱信號檢測技術(shù)、光譜技術(shù)、混沌、納米材料和薄膜制備技術(shù)等與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相融合的知識和內(nèi)容,增加與“諾貝爾物理獎”相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究成果滲透到傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容中,及時反映學(xué)科最新進(jìn)展,激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程的興趣和科研熱情,培養(yǎng)他們的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力。
物理實(shí)驗(yàn)與其他自然科學(xué)相互滲透,有了越來越多的交叉點(diǎn)。物理實(shí)驗(yàn)課程不僅是理工科學(xué)生進(jìn)行后續(xù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ),也是許多非物理類專業(yè)學(xué)生的必修課程之一,而這部分學(xué)生群體應(yīng)該引起我們的關(guān)注。為了體現(xiàn)因材施教的原則,對于跨專業(yè)的學(xué)生應(yīng)開設(shè)一些與其所學(xué)專業(yè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,這些體現(xiàn)物理理論在其他專業(yè)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,能使學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中充分感受到物理科學(xué)在實(shí)際工作和生活中的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的思想,調(diào)動其學(xué)習(xí)熱情,激發(fā)其求知欲望。
例如,偏光顯微鏡部分的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是地質(zhì)專業(yè)的特有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,但地質(zhì)專業(yè)課上側(cè)重的是與鏡頭材料性能相關(guān)的光的偏振知識,很少涉及顯微鏡的工作原理及組裝等教學(xué)內(nèi)容。所以,在對地質(zhì)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行偏光顯微鏡組裝的教學(xué)實(shí)踐中,可以把專業(yè)課和實(shí)驗(yàn)課強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)加以整合,在傳統(tǒng)顯微鏡組裝實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合光線的偏振原理,對內(nèi)容進(jìn)行加深和擴(kuò)展,增加組裝偏光顯微鏡的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。對于環(huán)境科學(xué)專業(yè)而言,應(yīng)根據(jù)其專業(yè)特點(diǎn),增加環(huán)境噪聲的測量實(shí)驗(yàn),使學(xué)生在進(jìn)行基本實(shí)驗(yàn)操作技能訓(xùn)練的同時,加深對環(huán)境專業(yè)相關(guān)理論的理解,為后續(xù)的環(huán)境專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。再如,滲流場與電場具有相似性,在油田開發(fā)專業(yè)的學(xué)生做振蕩電路實(shí)驗(yàn)時,可以啟發(fā)學(xué)生利用該電路模擬油田的產(chǎn)液變化。
二、實(shí)施多樣化教學(xué),提高學(xué)生的科研素養(yǎng)
(一)設(shè)立廢舊儀器實(shí)驗(yàn)室
廢舊儀器實(shí)驗(yàn)室能夠?qū)崿F(xiàn)廢物再利用,是一種變廢為寶的措施。應(yīng)充分利用實(shí)驗(yàn)室提供的物質(zhì)和空間資源,集中已老化報廢但部分部件仍能正常使用的已淘汰廢舊設(shè)備,配以儀器的使用說明或者搜集到的相關(guān)圖片、文字資料,收集各類廢舊家電、工具、儀器設(shè)備、配件等,再配備計(jì)算機(jī),設(shè)立廢舊儀器實(shí)驗(yàn)室。廢舊儀器實(shí)驗(yàn)室是物理實(shí)驗(yàn)愛好者的樂園,學(xué)生通過仔細(xì)研讀儀器使用說明書、圖片或者利用網(wǎng)絡(luò)資源查閱文字資料,面對實(shí)物了解儀器的構(gòu)造、基本原理和使用方法,這不僅有利于學(xué)生對教材內(nèi)容的真正理解,而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、動手能力。教師可以向?qū)W生展示以往破壞性操作的后果或進(jìn)行實(shí)地演示,讓學(xué)生明白規(guī)范化操作的必要性,為學(xué)生在以后的實(shí)驗(yàn)操作中養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣打下基礎(chǔ)。學(xué)生還可以自行設(shè)計(jì)小制作,動手拆卸出廢舊家電、儀器設(shè)備中的有用部分,對各部分進(jìn)行組裝。雖然小制作的功能還不夠完善,制作也很粗糙,但學(xué)生在親自動手、動腦的活動中體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的興趣、成功的快樂,這樣的體驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生終身受益。在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生還可以對儀器進(jìn)行維修,成為實(shí)驗(yàn)室工作的小助手,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使其感覺學(xué)有所用。在廢舊儀器實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生通過對儀器改進(jìn)的方案進(jìn)行驗(yàn)證,以檢驗(yàn)改進(jìn)方案實(shí)施的可行性,培養(yǎng)創(chuàng)新思維。廢舊儀器實(shí)驗(yàn)室還可以為實(shí)驗(yàn)課程中未能順利完成操作的學(xué)生提供再一次學(xué)習(xí)的機(jī)會,使他們學(xué)會排除實(shí)驗(yàn)中的故障,對實(shí)驗(yàn)有更深刻的認(rèn)識。
(二)開設(shè)公選課
高校應(yīng)以素質(zhì)教育為目的,以物理廢舊實(shí)驗(yàn)室和物理演示實(shí)驗(yàn)室為基地,對全體在校學(xué)生包括文科學(xué)生開設(shè)《大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)》、《物理實(shí)驗(yàn)發(fā)展史》、《物理現(xiàn)象探索》等公選課程,供學(xué)生選修??梢灾攸c(diǎn)關(guān)注物理實(shí)驗(yàn)發(fā)展史中對物理學(xué)的發(fā)展、人類的進(jìn)步起到關(guān)鍵作用的重要實(shí)驗(yàn),如赫茲的電磁波實(shí)驗(yàn)、楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)、盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)、密里根的油滴實(shí)驗(yàn)等,討論這些實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展進(jìn)程中的歷史重要性、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)思想以及別具匠心的設(shè)計(jì)理念。教師在講課過程中可以引入名人案例,利用榜樣的力量感染學(xué)生,用科學(xué)的世界觀武裝學(xué)生,使學(xué)生明確物理實(shí)驗(yàn)的意義,并在回溯物理發(fā)展歷史過程中的著名實(shí)驗(yàn)時得到人生的啟示。應(yīng)開放物理廢舊實(shí)驗(yàn)室和物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地,讓學(xué)生親自動手操作儀器,仔細(xì)觀察物理現(xiàn)象并進(jìn)行思考,使其加深對物理世界的感性認(rèn)識,強(qiáng)化對物理概念、物理規(guī)律的理解,體會到實(shí)驗(yàn)思想的嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙,培養(yǎng)其理性思維方式,提高其創(chuàng)新能力和科學(xué)觀察能力。
(三)開展多媒體課件制作競賽
大學(xué)生的電腦操作能力普遍較強(qiáng),想象力豐富,思維活躍,具有很大的智力潛能和實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主動性,這有助于教師轉(zhuǎn)換思想,接受新的理念、方法,從而提高教學(xué)質(zhì)量。可以嘗試由學(xué)院牽頭、物理實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)、學(xué)生會組織,選聘相關(guān)專家和學(xué)生代表為評委,在實(shí)驗(yàn)課的中期或后期,開展物理實(shí)驗(yàn)多媒體課件制作競賽。物理實(shí)驗(yàn)室應(yīng)在學(xué)期前期安排好競賽時間、與物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)的實(shí)驗(yàn)選題、評選規(guī)則等實(shí)施方案,方便學(xué)生早做準(zhǔn)備,學(xué)生則以自愿報名的形式參與。為了鼓勵學(xué)生積極參賽,除適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)獎勵外,還可以在期末實(shí)驗(yàn)考核和綜合測評中對獲獎學(xué)生給予不同程度的加分獎勵。參賽學(xué)生必須在實(shí)驗(yàn)課前、課中和課后做大量充分、細(xì)致的工作:課前要認(rèn)真預(yù)習(xí),明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)思想和重要儀器的使用方法,必要時查閱資料,做到思路清晰;課中要認(rèn)真操作,熟練掌握基本操作規(guī)則,準(zhǔn)確記錄原始數(shù)據(jù),及時發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中可能遇到的故障,并分析原因、找出排除故障的方法;課后要認(rèn)真進(jìn)行測量數(shù)據(jù)處理,并就如何減小實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行討論,對實(shí)驗(yàn)疑點(diǎn)、相關(guān)知識進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)。開展多媒體課件制作競賽,能夠充分發(fā)揮學(xué)生的想象力及創(chuàng)新能力,為學(xué)生搭建一個展示自我、勇于創(chuàng)新的平臺。
(四)引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)研究和科研活動
俗語說“:授人以魚,不如授人以漁。”進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),不僅要讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)應(yīng)該如何做,還要知道為什么這樣做,更要思考可以做什么。教師在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過程中,要積極引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目,應(yīng)用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和手段,主動參與物理實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)驗(yàn)室科研項(xiàng)目,在學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)基本理論、獲得科學(xué)操作技能的同時,有效培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維和科學(xué)實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)研究包括物理實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)與設(shè)計(jì)方法討論、異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的產(chǎn)生因素及改進(jìn)措施分析、實(shí)驗(yàn)儀器的改進(jìn)和維修方法的探討、實(shí)驗(yàn)故障的產(chǎn)生原因及排除故障的方法研究、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法及實(shí)驗(yàn)誤差分析、實(shí)驗(yàn)失敗的原因及解決辦法研究等。
例如,在“靜電場模擬”實(shí)驗(yàn)中,傳統(tǒng)的靜電場描繪儀是以導(dǎo)電紙或水作為兩電極間的電介質(zhì),大多使用雙層結(jié)構(gòu)的描繪儀,采用等臂記錄法來描繪,用數(shù)字電壓表觀測等電位點(diǎn),這種設(shè)計(jì)存在缺陷,不能很好地描繪靜電場,學(xué)生反映實(shí)驗(yàn)誤差太大。教師可以引導(dǎo)學(xué)生查閱資料,綜合利用物理、化學(xué)知識多方位地進(jìn)行設(shè)計(jì)、改進(jìn),提出可行的改進(jìn)意見,并用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。在“分光儀的調(diào)整和使用及三棱鏡折射率的測定”、“用光柵測光波波長”、“用分光計(jì)進(jìn)行光譜定性分析”等實(shí)驗(yàn)中,分光計(jì)作為這些實(shí)驗(yàn)的重要儀器,經(jīng)過不斷演變和改進(jìn),設(shè)計(jì)更加科學(xué),結(jié)構(gòu)也更加精密、復(fù)雜,其使用和調(diào)整都有嚴(yán)格的規(guī)范要求,這對于初次接觸分光計(jì)的學(xué)生來說是嚴(yán)格的考驗(yàn)。部分學(xué)生在調(diào)整分光計(jì)時,對載物臺調(diào)平的操作雖花費(fèi)了大量時間,仍不能達(dá)到很好的調(diào)平效果。
教師可以適時組織“分光儀載物臺快速調(diào)平法”的討論,引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生積極思考和解決這個問題。這樣的討論能夠激發(fā)學(xué)生探究問題的興趣,并鼓勵優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出。另外,教師可以積極組織并有意識地引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)專業(yè)和個人興趣,積極參與教師和實(shí)驗(yàn)室的科研項(xiàng)目,以增加師生間的交流,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,為其自我能力的提升提供平臺。例如,機(jī)械和電子專業(yè)是集機(jī)械、電子技術(shù)、信息處理、計(jì)算機(jī)等技術(shù)為一體,以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為特色的綜合性學(xué)科,這種機(jī)電一體化應(yīng)用的專業(yè)特色可以應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)儀器的設(shè)計(jì)和制作中,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀器的更新改造。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)能力,可以參與實(shí)驗(yàn)軟件、實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件的開發(fā)和應(yīng)用等研究,以培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,滿足學(xué)生學(xué)以致用的成就感。
三、利用現(xiàn)代教學(xué)手段,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量
應(yīng)改變傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)模式,以適當(dāng)?shù)暮诎灏鍟鵀檩o助,利用現(xiàn)代教學(xué)手段,制作穿插圖片、動畫、音視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)等材料的高質(zhì)量多媒體課件,建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫,引進(jìn)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化和網(wǎng)絡(luò)化,豐富教學(xué)內(nèi)容,增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性,培養(yǎng)學(xué)生主動參與、主動探索、主動思考的能力。尤其是對于利用常規(guī)方法進(jìn)行圖形和數(shù)據(jù)處理比較困難的部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理就比較容易完成。利用CAI教學(xué)課件作為輔助教學(xué)工具,可以將復(fù)雜的圖表、實(shí)物圖、電路圖等通過圖像、聲音、動畫、影像等形式形象地展示出來。仿真實(shí)驗(yàn)可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)把實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)報告的書寫、教師的指導(dǎo)和學(xué)生的操作活動有機(jī)地結(jié)合起來,將一些因?qū)嶒?yàn)室客觀條件限制還未開出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,通過模擬物理實(shí)驗(yàn)在計(jì)算機(jī)上完成,其效果甚至好于實(shí)際實(shí)驗(yàn)的效果,能方便學(xué)生自己安排時間進(jìn)行預(yù)習(xí)、操作及復(fù)習(xí)?,F(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還能促使學(xué)生在校園網(wǎng)上反復(fù)查閱教師課件等教學(xué)資料,以提高實(shí)驗(yàn)效果,并對一些疑難問題及實(shí)驗(yàn)方法、技術(shù)和儀器改進(jìn)方面的想法在網(wǎng)上隨時與教師進(jìn)行交流和討論,教師要鼓勵學(xué)生提出改進(jìn)性建議,設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的方案,培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。教師還可以利用校園網(wǎng)絡(luò)及時公布學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)的評定情況,使學(xué)生及時了解自己的實(shí)驗(yàn)成績和存在的問題,如果需要,可以隨時預(yù)約重做實(shí)驗(yàn)。
四、實(shí)行開放式教學(xué),強(qiáng)化因材施教
實(shí)行全方位、多層次的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué),不只局限于時間和空間的開放,更重要的是教學(xué)內(nèi)容、方法和手段的開放,是觀念意識的開放。開放性實(shí)驗(yàn)室可以實(shí)現(xiàn)對外聯(lián)網(wǎng),給教師和學(xué)生帶來極大的方便。
(一)有助于體現(xiàn)以人為本的原則
學(xué)生登錄校園網(wǎng)的網(wǎng)上選課系統(tǒng),根據(jù)教務(wù)處對實(shí)驗(yàn)的課程安排,結(jié)合自身的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、興趣愛好和所修專業(yè)的特點(diǎn),可以自主選擇實(shí)驗(yàn)時間和實(shí)驗(yàn)題目。這體現(xiàn)了以人為本、因材施教、因人而異的原則,滿足了不同需求、不同層次、不同專業(yè)學(xué)生的要求,有效推進(jìn)了數(shù)字化校園建設(shè)。在物理實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)的模式下,學(xué)生可以有目的地選擇與專業(yè)相適應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn),通過物理實(shí)驗(yàn)充分感受到物理科學(xué)在實(shí)際工作和生活中的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)以致用的思想意識。開放的物理實(shí)驗(yàn)室使學(xué)生在時間和空間上有了更大的靈活性,為學(xué)生安排學(xué)習(xí)時間、制定學(xué)習(xí)計(jì)劃和發(fā)展方向帶來極大的便利,符合當(dāng)今社會所倡導(dǎo)的自主化、人性化管理理念,對實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理工作的信息化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)具有促進(jìn)作用。
(二)有助于學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)和數(shù)據(jù)處理
開放的實(shí)驗(yàn)可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的預(yù)習(xí)和數(shù)據(jù)處理的環(huán)節(jié)安排到實(shí)驗(yàn)室課上完成。與理論課相比,實(shí)驗(yàn)課的一個重要特點(diǎn)是要求學(xué)生能夠多思考、多分析,獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作,所以,明確實(shí)驗(yàn)任務(wù)、了解儀器的結(jié)構(gòu)功能及操作要領(lǐng)、掌握誤差來源及減小誤差的方法等實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)工作尤為重要。但是,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)只限于對實(shí)驗(yàn)教材的閱讀及撰寫預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報告,學(xué)生從教材上生澀的專業(yè)術(shù)語、模糊不清的儀器結(jié)構(gòu)圖中感覺實(shí)驗(yàn)內(nèi)容枯燥乏味或看不懂,只能盲目地抄襲實(shí)驗(yàn)講義,以應(yīng)對教師的課前檢查,這樣不僅浪費(fèi)了學(xué)生的時間和精力,不會對實(shí)驗(yàn)教學(xué)有所裨益,而且會影響學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣。讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室面對實(shí)驗(yàn)儀器有針對性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí),可以使難以理解的內(nèi)容變得生動、易懂,學(xué)生的興趣大增,預(yù)習(xí)質(zhì)量明顯提高,避免了以往實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)的諸多弊病。學(xué)生可以在課堂上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,教師可以當(dāng)堂進(jìn)行批改點(diǎn)評,對實(shí)驗(yàn)報告中出現(xiàn)的問題及時加以糾正,不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),調(diào)整和完善課堂教學(xué)內(nèi)容,探索適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式。
(三)有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維
開放的實(shí)驗(yàn)室可以彌補(bǔ)課堂教學(xué)時間的不足,為實(shí)驗(yàn)課內(nèi)不能順利完成實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)失敗的學(xué)生提供完成實(shí)驗(yàn)或者重新實(shí)驗(yàn)的機(jī)會。在開放實(shí)驗(yàn)室的時間內(nèi),學(xué)生還可以做一些難度較大或者感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,充分發(fā)揮自身潛能,培養(yǎng)獨(dú)立思考、積極探索、不斷創(chuàng)新的精神和永不滿足、追求卓越的態(tài)度。例如,在“拉脫法測定液體的表面張力系數(shù)”的實(shí)驗(yàn)中,有些學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)測定后,希望探索溫度對液體表面張力系數(shù)的影響、液體表面張力系數(shù)與液體中所含雜質(zhì)濃度的關(guān)系。學(xué)生通過查閱大量文獻(xiàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,在課余時間進(jìn)行實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)設(shè)備的潛力,以最少的投資發(fā)揮最大的效益,使課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與課外開放實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合起來,滿足學(xué)生求知和創(chuàng)新的欲望。開放式教學(xué)模式可以為學(xué)生主動學(xué)習(xí)和個性發(fā)展創(chuàng)造良好的外部環(huán)境,滿足其求知、探索和創(chuàng)新的欲望,側(cè)重于創(chuàng)新精神與能力的培養(yǎng),體現(xiàn)以人為本的教學(xué)理念,可以有效解決當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題。
五、完善實(shí)驗(yàn)考核制度,保證教學(xué)效果
實(shí)驗(yàn)考核是檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的重要手段,是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的基本組成部分,也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié)。完善的考核制度能夠客觀反映學(xué)生的理論知識水平、操作技能,科學(xué)評定學(xué)生的綜合實(shí)踐能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、實(shí)事求是的工作作風(fēng)和開拓創(chuàng)新、不斷探索的精神。針對學(xué)生不注重平時的實(shí)驗(yàn)操作過程,抄襲、修改或編造數(shù)據(jù)的不良作風(fēng),對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程成績可采用“課程總評成績100%=平時成績60%+期末實(shí)驗(yàn)操作測試成績40%”的折算方式來進(jìn)行評價。在總評成績中,平時成績比例要加大,目的是鼓勵學(xué)生重視平時的實(shí)驗(yàn),以提高實(shí)驗(yàn)操作水平。平時成績涉及的評定因素較多,包括出勤、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)操作完成情況、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報告質(zhì)量等,教師要善于觀察,做好平時的實(shí)驗(yàn)記錄,做到客觀公正、實(shí)事求是。另外,教師還要考察學(xué)生是否能獨(dú)立地排除實(shí)驗(yàn)故障,課堂提問、課堂討論、提交作業(yè)及工作態(tài)度等情況都可以用來綜合考察學(xué)生,評定學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。其中,實(shí)驗(yàn)操作及動手能力是學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的關(guān)鍵,教師要進(jìn)行巡視考察。對于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告,要考察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性、數(shù)據(jù)處理方法、誤差的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差及分析、異?,F(xiàn)象的解釋等。
為了對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行更全面的考核,突出對學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能的考核力度,教師不能只看實(shí)驗(yàn)報告,要杜絕抄襲報告的現(xiàn)象。具體的做法是,在學(xué)期期末,教師選取一些以實(shí)驗(yàn)基本操作技能為考核重點(diǎn)的題目,學(xué)生隨機(jī)抽取題目后,經(jīng)過30分鐘的準(zhǔn)備工作,在規(guī)定的時間內(nèi)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作,回答實(shí)驗(yàn)涉及的問題,并當(dāng)場完成實(shí)驗(yàn)報告的撰寫。教師要在學(xué)生的操作過程中進(jìn)行巡視,觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和熟練程度以及數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理、解決問題方法、臺面整潔與否等實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。對于綜合性、設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,尤其是涉及物理知識與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相關(guān)的項(xiàng)目,要通過考察設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、撰寫實(shí)驗(yàn)論文等方式進(jìn)行綜合考核。對于在多媒體課件制作競賽中獲獎以及在實(shí)驗(yàn)研究和科研活動中表現(xiàn)突出的學(xué)生,可以在期末實(shí)驗(yàn)操作測試和期末綜合測評中給予不同程度的加分獎勵。總之,應(yīng)不斷完善實(shí)驗(yàn)考核制度,促使學(xué)生在研究中勤于觀察思考,善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題,激發(fā)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的積極性、主動性和自覺性,進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì),實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
六、結(jié)束語
根據(jù)教育部、總政治部和總參謀部 2007 年印發(fā)的《普通高等學(xué)校軍事課教學(xué)大綱》的要求,普通高等學(xué)校必須把軍事理論課程或軍事技能課程納入到大學(xué)生的必修課范圍。此后,全國高校相繼開設(shè)了軍事理論課程并成立了相關(guān)的軍事理論教學(xué)部門,為培養(yǎng)具備軍事素養(yǎng)的當(dāng)代大學(xué)生打下了基礎(chǔ)[1].然而,軍事理論課程畢竟開設(shè)的時間不長,還需要很多教學(xué)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累,相關(guān)教學(xué)部門和教師還有很多的工作要做,比如教師如何做到結(jié)合地方特色和高校特色合理安排軍事理論課程的內(nèi)容、如何在眾多軍事素材中精選合適的教學(xué)內(nèi)容、如何靈活運(yùn)用相關(guān)的教學(xué)方法、如何做到課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合、如何在新時期提高大學(xué)生的軍事理論課興趣等。
二、軍事理論課程在高校人才培養(yǎng)中的作用
盡管當(dāng)今世界處于和平發(fā)展時期,但是同時也應(yīng)該注意到國際風(fēng)云的變化: 各國仍在不斷更新軍事裝備和設(shè)施、局部戰(zhàn)爭和沖突仍時有發(fā)生、很多國家和地區(qū)經(jīng)常遭受恐怖威脅或襲擊,這些動蕩和不安時刻警醒著國人要居安思危[3].當(dāng)代大學(xué)生作為國家未來的建設(shè)者,應(yīng)具備一定的國防意識和國家安全知識,要學(xué)習(xí)一些國防常識和軍事常識。在這種國際和國家形勢下,軍事理論課程逐漸成為高校的必修課程,成為高校提高大學(xué)生國防素質(zhì)和綜合素質(zhì)的重要一環(huán)。
隨著我國教育事業(yè)的發(fā)展,高校在辦學(xué)規(guī)模、設(shè)施條件、師資隊(duì)伍等方面取得了飛速發(fā)展,學(xué)生的文化素質(zhì)和科技素質(zhì)得到極大提高,但還有一部分大學(xué)生存在適應(yīng)能力差、身體素質(zhì)低、貪圖享樂思想重等方面的問題,在高校開設(shè)軍事訓(xùn)練和軍事理論課程可以提高大學(xué)生的社會適應(yīng)能力、心理素質(zhì)、身體素質(zhì)、創(chuàng)新精神和奮發(fā)圖強(qiáng)精神。高校開設(shè)軍事理論課程還可以改善大學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),體現(xiàn)了當(dāng)代教育的文理綜合、多學(xué)科滲透、跨學(xué)科研究等方面的教育理念,為我國培養(yǎng)高素質(zhì)的綜合性人才創(chuàng)造了重要的條件[4].
三、新形勢下高校軍事理論教學(xué)存在的問題
盡管高校的軍事理論教學(xué)已經(jīng)實(shí)施了十多年,但是在實(shí)踐和教學(xué)中還存在諸多問題,導(dǎo)致很多高校和大學(xué)生不重視軍事理論課程,認(rèn)為軍事理論課程是可有可無的附加課。
( 一) 軍事理論教學(xué)機(jī)構(gòu)設(shè)置問題
自從高校將軍事理論課程定為必修課程以來,軍事理論教研室相繼成立,成為軍事理論教學(xué)與科研的重要機(jī)構(gòu)。
盡管成立了軍事理論教學(xué)機(jī)構(gòu),很多高校對軍事理論教學(xué)的重視不足,認(rèn)為軍事理論教學(xué)是高校教育的附加品,軍事理論教學(xué)也逐漸被邊緣化。有些高校將軍事理論教研室與保衛(wèi)處、思政部、體育部合并,使軍事理論教研室面目全非、有名無實(shí),難以實(shí)現(xiàn)該課程的教學(xué)目的與目標(biāo)[3].有些高校從事軍事理論教學(xué)的教師都是兼職教師,根本不能勝任軍事理論教學(xué)工作,極大地影響了軍事理論課程的教學(xué)質(zhì)量。
( 二) 教學(xué)安排問題
軍事理論課程的開設(shè)目的是提高當(dāng)代大學(xué)生的綜合素質(zhì),因此是一門應(yīng)用性極強(qiáng)的課程,應(yīng)該包含理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)兩個方面的安排。但現(xiàn)實(shí)的情況是,高校對軍事理論教學(xué)不重視,導(dǎo)致軍事理論課程課時不夠,《普通高等學(xué)校軍事課教學(xué)大綱》規(guī)定大學(xué)生的軍事理論標(biāo)準(zhǔn)學(xué)時為 36課時,但很多高校進(jìn)行了壓縮,更不用說實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)了。另外,從教學(xué)考核和評價機(jī)制來看,很多高校的學(xué)生評價機(jī)制過于簡單和單一,有些學(xué)校把軍事理論定為考查課,學(xué)生學(xué)完后不用考試; 有些學(xué)校雖然有軍事理論期末考試,但考試設(shè)置過于單一,測試點(diǎn)太少。為了充分發(fā)揮學(xué)生的潛能,多方位培養(yǎng)學(xué)生的國防意識和軍事素養(yǎng),高校應(yīng)堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程考核機(jī)制,從理論上考核學(xué)生的理性認(rèn)識,從軍事實(shí)踐方面考核學(xué)生的感性認(rèn)識,這樣學(xué)生才會對軍事理論課程更加感興趣,教學(xué)效果肯定會更好。
( 三) 教師培養(yǎng)問題
教師是開展教學(xué)工作的主體,軍事理論課程教師是高校做好軍事實(shí)訓(xùn)和理論教學(xué)的關(guān)鍵因素。目前很多高校在軍事理論教師培養(yǎng)方面不夠重視,導(dǎo)致軍事理論教師人員緊缺、素質(zhì)不高。首先,軍事理論教師編制不足,遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到國家要求的1: 300 的師生比[5],并且很多教師都是來自其他專業(yè)的兼職教師,這些教師從教學(xué)時間和教學(xué)能力方面都受到諸多限制,不能全身心地投入軍事理論教學(xué)中。
其次,對軍事理論教學(xué)重視不夠,經(jīng)費(fèi)投入不足,教師的綜合培養(yǎng)就會受到影響。由于大部分高校的軍事理論課程都由部隊(duì)轉(zhuǎn)業(yè)干部或武裝部人員擔(dān)任,這些人員雖然具備了一定的軍事素質(zhì)和軍事常識,但他們當(dāng)中的很多人來自野戰(zhàn)部隊(duì)或其他軍事部門,沒有教學(xué)經(jīng)驗(yàn),不能完全勝任軍事理論教學(xué)任務(wù),因此高校還要對這些教師進(jìn)行崗位培訓(xùn),從而培養(yǎng)出高素質(zhì)的、合格的軍事理論教師。最后,隨著社會和軍事科技的發(fā)展,軍事理論教師的綜合素質(zhì)也要不斷提高,應(yīng)當(dāng)提供各種機(jī)會讓教師參加軍事培訓(xùn)或繼續(xù)教育,各高校要投入更多的經(jīng)費(fèi),并給予更多的人員編制,以使每位軍事理論教師能夠有機(jī)會參加深造,從而提高軍事理論教學(xué)水平和研究水平。
( 四) 教學(xué)方法與教學(xué)設(shè)施問題
在新的教學(xué)形式下,軍事理論課程要不斷改進(jìn)和更新教學(xué)方法,綜合利用多種教學(xué)手段。由于一些高校不重視軍事理論教學(xué),導(dǎo)致該課程在教學(xué)時間和教學(xué)設(shè)施的使用方面不受重視。有的高校把軍事理論課程安排在周末或晚上上課,給老師和學(xué)生的上課帶來了不便,引起了學(xué)生的抵觸情緒。
四、軍事理論課程教學(xué)改革與創(chuàng)新
( 一) 改革軍事理論機(jī)構(gòu)設(shè)置
高校要從思想意識上提高對軍事理論教學(xué)的認(rèn)識,把軍事理論教學(xué)作為高校人才培養(yǎng)的重要任務(wù)來抓。在機(jī)構(gòu)設(shè)置方面,首先要成立專門的、固定的軍事理論教研室,并配備足夠的編制和人員保障軍事理論教學(xué)的順利進(jìn)行。另外,高校還要提高軍事理論教師的地位和待遇,并提供足夠的發(fā)展空間來穩(wěn)定和吸引人才,這樣才能搞好軍事理論教育,提高軍事理論教學(xué)的質(zhì)量。
( 二) 創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容
當(dāng)代大學(xué)生更加注重新知識、新理論、新方法,因此教師在教學(xué)內(nèi)容的選取上要格外重視,教學(xué)內(nèi)容要緊跟國際形勢、世界軍事熱點(diǎn)、國家軍事動向、最新軍事信息,用這些新知識激起學(xué)生的興奮點(diǎn),抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使課堂充滿生機(jī)和活力。其一,軍事理論教師要以《普通高等學(xué)校軍事課教學(xué)大綱》為依據(jù),結(jié)合地方特色、學(xué)校自身特色和學(xué)生特點(diǎn),選取適合本校學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容。首先要建立系統(tǒng)的軍事理論課程內(nèi)容體系,將國際形勢、世界軍事、國防法規(guī)、國家安全、軍事常識、公民義務(wù)等方面有機(jī)地整合起來,讓學(xué)生享受系統(tǒng)的知識學(xué)習(xí)體系。在此基礎(chǔ)上,其二,教學(xué)中還要突出軍事理論教學(xué)內(nèi)容的時代性、創(chuàng)新性。教學(xué)內(nèi)容必須緊跟時展與國際、國內(nèi)軍事熱點(diǎn)問題,吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。比如教授國家安全方面的知識時,教師可以以美國斯諾登事件為案例; 講述軍事知識時,可以以當(dāng)代的阿富汗戰(zhàn)爭、北非戰(zhàn)爭為背景,盡量避免用陳舊的軍事知識或案例作為授課內(nèi)容。教師要不斷更新教學(xué)內(nèi)容,使課堂緊密聯(lián)系軍事實(shí)際,符合當(dāng)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)興奮點(diǎn)、知識結(jié)構(gòu)和求知熱點(diǎn)。
( 三) 加強(qiáng)教師培養(yǎng)和培訓(xùn)
一方面,高校在選拔軍事理論課程教師時要堅(jiān)持質(zhì)量第一,盡可能選擇思想覺悟較高、軍事素質(zhì)較好、教學(xué)水平較強(qiáng)的教師編入軍事理論教研室人員隊(duì)伍。軍事理論課程要培養(yǎng)大學(xué)生的國防意識和愛國主義精神,因此教師首先要具有較高的思想政治覺悟,能夠引導(dǎo)學(xué)生建立正確的世界觀、人生觀、價值觀,培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情愫和名族自豪感。做好一名軍事理論教師,還必須具備良好的軍事素質(zhì)和軍事專業(yè)知識,教師要平時愛好軍事,時刻注意增強(qiáng)自身的軍事素質(zhì)。此外,軍事理論教師還要具備做好一名合格教師的教學(xué)素質(zhì),時刻注意改進(jìn)教學(xué)方法、更新教學(xué)內(nèi)容,抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,不斷提高軍事理論教學(xué)水平。另一方面,高校要加強(qiáng)對現(xiàn)有軍事理論教師的培訓(xùn)工作。隨著科技的發(fā)展和軍事理論的更新,軍事理論課程要適應(yīng)新形勢下的教學(xué)環(huán)境,努力為大學(xué)生提供最新的軍事理論和知識,以適應(yīng)時代的發(fā)展和學(xué)生對新知識的渴求。高??梢赃x拔教師到軍隊(duì)院校進(jìn)行培訓(xùn),讓教師感受軍事氛圍,提高軍事素養(yǎng); 高校還可以聘請部隊(duì)高水平軍事專家、學(xué)者到學(xué)校進(jìn)行講學(xué)、參加學(xué)校的學(xué)術(shù)活動、對教師進(jìn)行專門培訓(xùn)等[5],使教師不斷提高軍事知識和能力,高效地完成軍事理論教學(xué)任務(wù)。
( 四) 創(chuàng)新教學(xué)方法
教學(xué)方法是實(shí)施教學(xué)內(nèi)容的手段和工具,好的教學(xué)方法能夠?qū)⒔虒W(xué)內(nèi)容合理地、準(zhǔn)確地傳達(dá)給學(xué)生,教學(xué)效果相應(yīng)地也會大大提高。
軍事理論教學(xué)應(yīng)堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式,以實(shí)踐教學(xué)為主,理論教學(xué)為輔。因?yàn)檐娛吕碚摰膶W(xué)習(xí)相對枯燥,因此教師要精選教學(xué)內(nèi)容,突出重點(diǎn)。一方面教學(xué)內(nèi)容要吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,抓住學(xué)生的興奮點(diǎn),吸引學(xué)生的注意力; 另一方面,軍事理論畢竟屬于專業(yè)化的知識領(lǐng)域,內(nèi)容比較抽象,普通學(xué)習(xí)者不易理解。因此教師選取的重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容要符合學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,使學(xué)生易于理解和接受。
隨著高科技的發(fā)展,很多現(xiàn)代化的教學(xué)輔助工具和設(shè)施逐漸應(yīng)用到教學(xué)中,比如多媒體、互聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程控制、網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)等。在當(dāng)今的高科技環(huán)境下,大學(xué)生已經(jīng)適應(yīng)了現(xiàn)代化的學(xué)習(xí)手段,電腦、網(wǎng)絡(luò)、智能手機(jī)已經(jīng)成為大學(xué)生學(xué)習(xí)和生活不可或缺的部分。為了適應(yīng)時代的發(fā)展和當(dāng)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)要求,軍事理論教學(xué)也必須引入現(xiàn)代化的教學(xué)工具,并不斷更新教學(xué)設(shè)施,為提高軍事理論教學(xué)效果創(chuàng)造各種條件。
五、結(jié)論
軍事理論課程是高校對當(dāng)代大學(xué)生愛國主義情感和國防意識培養(yǎng)的重要媒介,高校要充分利用軍事理論課程培養(yǎng)新世紀(jì)的合格人才。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),高校首先要加強(qiáng)軍事理論教研室機(jī)構(gòu)設(shè)置,確保有足夠的、合格的教師保障教學(xué); 其次還要加強(qiáng)對軍事理論教師的培養(yǎng)和培訓(xùn),并適時邀請校外軍事專家來校進(jìn)行講學(xué); 最重要的是教學(xué)中要堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法,教師要不斷更新教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法,并充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)工具,不斷提高軍事理論課程教學(xué)水平。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1]張湖北。 芻議優(yōu)化高校軍事理論課教學(xué)方法[J]. 新聞天地,2009( 12) .
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[3]彭玉康。 高校軍事理論教學(xué)淺析[J]. 濰坊教育學(xué)院學(xué)報,2007( 3) .
[4]王耀輝,李紅。 普通高校軍事理論教學(xué)內(nèi)容改革探索[J]. 當(dāng)代經(jīng)濟(jì),2006( 12) .
關(guān)鍵詞大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jì)社會發(fā)展中,突出物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng),卓有成效的實(shí)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(shí)踐,作者深刻的認(rèn)識到,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要條件保證,明確實(shí)驗(yàn)課程的定位與教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)實(shí)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(yán)格實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)工作帶來新的起色。
二、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是提高實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)起著關(guān)鍵性作用。實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)發(fā)展已經(jīng)達(dá)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行考察;實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)研究,可以導(dǎo)致基礎(chǔ)科學(xué)實(shí)現(xiàn)理論上的新突破;在實(shí)驗(yàn)室里,人們可以用模擬的方法重復(fù)某些現(xiàn)象;實(shí)驗(yàn)室能為開拓全新的生產(chǎn)領(lǐng)域打下基礎(chǔ);實(shí)驗(yàn)室是科學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯由a(chǎn)力的中間環(huán)節(jié);實(shí)驗(yàn)室可以縮短科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)技術(shù)的周期??傊诂F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的條件下,實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)地位日益突出,這個趨勢是與實(shí)驗(yàn)室具備的多方面的效能分不開的。
對于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,實(shí)驗(yàn)室發(fā)揮應(yīng)有的效能如何,與其實(shí)驗(yàn)室建設(shè)密切相關(guān)。我校非常重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作,2000年以來學(xué)校對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入經(jīng)費(fèi)近300萬元,實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課題實(shí)現(xiàn)1人1組獨(dú)立地進(jìn)行操作,充分鍛煉學(xué)生的動手能力,為有效的提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提供了良好的條件保證。
三、明確實(shí)驗(yàn)課程的定位與教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)實(shí)施的基本原則
每門課程應(yīng)有明確、客觀、準(zhǔn)確的定位和教學(xué)目標(biāo),它是教學(xué)實(shí)施中要遵守的基本原則,物理實(shí)驗(yàn)課程也是如此。物理實(shí)驗(yàn)課程及教學(xué)目標(biāo)是:
1、物理實(shí)驗(yàn)課程的定位。實(shí)驗(yàn)是科學(xué)理論的源泉,由物理學(xué)倡導(dǎo)的用實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)是對理工科類各專業(yè)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的一門必修的公共基礎(chǔ)課。
2、物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目標(biāo)。第一、幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握基礎(chǔ)物理理論。學(xué)生通過自己動手實(shí)驗(yàn),觀察現(xiàn)象,可以獲得比課堂上講授更為深刻的感性認(rèn)識;又通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、驗(yàn)證,使感性認(rèn)識進(jìn)一步深化上升為理性認(rèn)識,從而達(dá)到深刻理解、正確掌握物理理論的目的。特別是有些實(shí)驗(yàn)把較為復(fù)雜的科學(xué)技術(shù)問題進(jìn)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(kuò)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(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)方法和程序,養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)以及嚴(yán)肅認(rèn)真、對學(xué)術(shù)負(fù)責(zé)的好品德。上述實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退刭|(zhì)實(shí)際上是一種綜合能力的訓(xùn)練。它不僅表現(xiàn)為會做實(shí)驗(yàn),更表現(xiàn)為對實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)中的分析研究,實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)與提高;同時也包括實(shí)驗(yàn)者的科學(xué)態(tài)度、求實(shí)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(shí)驗(yàn)課程組以“提高起點(diǎn),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(diǎn),2003年以來課程組兩次修訂了“物理實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)大綱,在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方面作了一系列扎扎實(shí)實(shí)的工作,對提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量起到了強(qiáng)有力的促進(jìn)作用。其中主要的教學(xué)改革工作為:
1、堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的先進(jìn)性和前沿性。確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容時,堅(jiān)持提高起點(diǎn),精選題目,優(yōu)化內(nèi)容的指導(dǎo)是想,避免與中學(xué)實(shí)驗(yàn)的重復(fù),避免較低層次的實(shí)驗(yàn)開設(shè),精選、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,堅(jiān)持物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和前沿性。2000年以來,我校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)題目,其中更新率約為50%。開設(shè)的核磁共振實(shí)驗(yàn)、太陽能電池特性測量、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)等充分體現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jī)地向?qū)W生滲透,讓學(xué)生“既見樹木,又見森林”。2、建立先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的需要,2003年以來,我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式逐步實(shí)行層次化、模塊化,并不斷進(jìn)行完善。按實(shí)驗(yàn)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)方法將實(shí)驗(yàn)課題主要劃分為三個層次,第一層次:驗(yàn)證性和訓(xùn)練性實(shí)驗(yàn);第二層次:綜合性實(shí)驗(yàn);第三層次:設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。此外,還開設(shè)了創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容模塊化,按照認(rèn)識規(guī)律實(shí)施教學(xué),有利于學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的掌握和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。
3、堅(jiān)持教學(xué)方法的先進(jìn)性。物理實(shí)驗(yàn)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(diǎn)和難點(diǎn)(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(qiáng)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(shí)驗(yàn)(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(shí)驗(yàn)(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(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)(如:太陽能電池特性測量、用電位差計(jì)校準(zhǔn)電表),采用研究式、答辯式的教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生增強(qiáng)自我探索的心理意識和習(xí)慣。利用先進(jìn)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(jìn)學(xué)生對現(xiàn)象、模型、概念和原理的深入理解。
4、實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開放化。為適應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的需要,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)從2005年9月起在校內(nèi)率先實(shí)行開放式教學(xué),學(xué)生自主在網(wǎng)上選擇實(shí)驗(yàn)題目及上課時間,學(xué)生成績實(shí)行計(jì)算機(jī)管理,建立了網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本平臺,為發(fā)揮學(xué)生積極性、加強(qiáng)個性培養(yǎng)提供了充分的自由空間,實(shí)踐表明效果良好。物理實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)“教”和“學(xué)”的全面開放。教學(xué)實(shí)踐表明,物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課是校及精品課程,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程組積極研討實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、課程建設(shè)等問題。如實(shí)驗(yàn)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(kuò)展及內(nèi)容的更新等,集中集體智慧,深入進(jìn)行討論和研究,使得制定的規(guī)劃及文件即與時俱進(jìn)又切實(shí)可行。
2、集體備課互相提高。教學(xué)中,堅(jiān)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(xiàng)要求,課程組對教學(xué)中的難點(diǎn)內(nèi)容(如物理實(shí)驗(yàn)緒論等),由教學(xué)經(jīng)驗(yàn)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(jiān)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(shí)事求是,互相促進(jìn),互相學(xué)習(xí),形成了良好的教學(xué)交流氣氛。
六、嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課程組十分重視對學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績的考核,有嚴(yán)格的學(xué)生成績考核規(guī)定,考核規(guī)定在教學(xué)實(shí)踐中得到全面的貫徹落實(shí),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(shí)驗(yàn)報告評分規(guī)范。各實(shí)驗(yàn)課題有統(tǒng)一的評分標(biāo)準(zhǔn),實(shí)驗(yàn)報告成績評定中,每份實(shí)驗(yàn)報告滿分10分,其中預(yù)習(xí)1分,課堂操作4分,實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)報告按照評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,評分規(guī)范。
2、總成績評定公正嚴(yán)格。學(xué)期總成績評定,按規(guī)定所做實(shí)驗(yàn)題目的得分之和除以應(yīng)完成的實(shí)驗(yàn)題目數(shù),所得的平均分?jǐn)?shù)作為實(shí)驗(yàn)成績的分?jǐn)?shù)。按照不同分?jǐn)?shù)段制定優(yōu)、良、中、及格、不及格標(biāo)準(zhǔn)。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(yán)格。
3、實(shí)驗(yàn)成績管理科學(xué)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績輸入微機(jī)保存,總成績由計(jì)算機(jī)處理,在保證成績計(jì)算正確性的同時,提高了工作效率。主講教師按時報送實(shí)驗(yàn)成績單,提交給教務(wù)處和相關(guān)學(xué)院。成績計(jì)算及管理科學(xué)化。
Abstract: This paper points out the traditional university physics experiment, and according to the problems of the present situation and characteristics of the independent college, proposes new ideas about university physics experiment teaching contents, teaching methods and evaluation methods reform.
關(guān)鍵詞: 獨(dú)立學(xué)院;物理實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革
Key words: independent college;physics experiment;teaching reform
中圖分類號:G64文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)14-0124-02
0引言
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,所有物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、物理理論的建立,都是在嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)概括出來的,物理實(shí)驗(yàn)它反映了理工科實(shí)驗(yàn)的共性和普遍性問題。所以,它不僅應(yīng)讓學(xué)生受到嚴(yán)格的、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識、方法和技巧,更主要的是要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維能力和創(chuàng)新精神,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析和解決實(shí)際問題的能力,特別是與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng)的綜合能力,雖然在一些院校物理實(shí)驗(yàn)已經(jīng)獨(dú)立設(shè)課,但是教學(xué)內(nèi)容偏舊,范圍偏窄,教學(xué)方法傳統(tǒng),教學(xué)組織不靈活,這與目前獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求不適應(yīng)。
1獨(dú)立學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的背景
1.1 獨(dú)立學(xué)院的現(xiàn)狀和培養(yǎng)目標(biāo)獨(dú)立學(xué)院是一種既不同于普通高等教育、又不同于高等職業(yè)教育的特殊類型的高等院校,其目標(biāo)是培養(yǎng)既有一定的理論基礎(chǔ),又具備較強(qiáng)實(shí)踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。獨(dú)立學(xué)院的生源大致可以分為三種:①部分基礎(chǔ)比較好的學(xué)生,他們學(xué)習(xí)主動積極,在老師的指導(dǎo)下,能很好的完成學(xué)習(xí)任務(wù),這部分學(xué)生所占比例較少;②有相當(dāng)一批學(xué)生,基礎(chǔ)知識薄弱,對抽象理論知識的接受能力、邏輯分析能力、學(xué)習(xí)的主動性較差,這部分學(xué)生占了絕大部分;③有極少數(shù)學(xué)生,學(xué)習(xí)興趣不濃厚,學(xué)習(xí)信心不足;意志薄弱,自我控制能力較差,學(xué)習(xí)目的不明確。
1.2 傳統(tǒng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)首先,傳統(tǒng)的普通物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動,以老師的“教”為中心,教材中對實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容、方法、步驟寫得明明白白,甚至設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)表格及部分?jǐn)?shù)據(jù),由教師準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)儀器??傊?一應(yīng)俱全,學(xué)生只需要按部就班就可以了;其次,實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少;單一性的實(shí)驗(yàn)多,綜合性的實(shí)驗(yàn)少,而且傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)陳舊,很少有現(xiàn)代化的氣息[1]。同時,實(shí)驗(yàn)考核方法不完善,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績往往以實(shí)驗(yàn)報告為主,而忽略了實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的實(shí)際操作和創(chuàng)新想法。學(xué)生只是被動地重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟,忽略了學(xué)生認(rèn)知過程中的主觀能動性,束縛了學(xué)生的思想,使學(xué)生的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考能力得不到培養(yǎng),限制了對學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2獨(dú)立學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的設(shè)想
2.1 更新教學(xué)觀念傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目被分為力、熱、電、光等各自獨(dú)立封閉的狀態(tài)。往往只是教科書上已有的基本物理規(guī)律、定律的簡單重復(fù)。二十世紀(jì)后期,科學(xué)技術(shù)發(fā)展的巨大成就很少能在基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中得到反映。因此,學(xué)生對基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課越來越感到枯燥無味,嚴(yán)重地阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性、創(chuàng)造性以及現(xiàn)代科學(xué)思維方法的形成。所以,要樹立以“學(xué)生發(fā)展為中心”的教育理念,把物理實(shí)驗(yàn)作為發(fā)展學(xué)生個性、啟迪學(xué)生創(chuàng)造性思維、啟發(fā)學(xué)生主動獲取知識、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的最佳環(huán)境[2]。教學(xué)中要講科學(xué)的概念和規(guī)律是怎么產(chǎn)生的?當(dāng)時科學(xué)家為什么要設(shè)計(jì)這樣一個實(shí)驗(yàn)?有的實(shí)驗(yàn)成果則產(chǎn)生了一個新的科學(xué)領(lǐng)域或者一個新的產(chǎn)業(yè),介紹當(dāng)時的科學(xué)技術(shù)背景和經(jīng)濟(jì)背景。
2.2 改革教學(xué)內(nèi)容根據(jù)當(dāng)今物理學(xué)的發(fā)展方向和新時代對人才的要求,及時更新教學(xué)內(nèi)容是必要的。而獨(dú)立學(xué)院作為“教學(xué)型大學(xué)”,主要是為社會培養(yǎng)應(yīng)用型人才,更加應(yīng)該注重把當(dāng)前的新技術(shù)、實(shí)用性實(shí)驗(yàn)技能融入到一些常見的物理實(shí)驗(yàn)里。例如,電橋?qū)嶒?yàn)強(qiáng)調(diào)在工業(yè)檢測中對高、中、低值電阻測定的條件,尤其是橋式電路在智能儀器儀表、傳感儀器中的廣泛使用;偏光實(shí)驗(yàn)可與制藥、食品加工、立體電影的觀賞等應(yīng)用相聯(lián)系;等厚干涉實(shí)驗(yàn)在當(dāng)今檢驗(yàn)表面粗糙程度和細(xì)絲直徑的應(yīng)用,特別在精確測量微小位移等方面的重要意義;利用霍爾效應(yīng)做的磁控開關(guān),檢測材料屏蔽的能力,并用其來限位、測距等。可適當(dāng)涉及部分光譜技術(shù)、真空技術(shù)、磁共振技術(shù)、光電技術(shù)、傳感器技術(shù)、光學(xué)信息處理等方面內(nèi)容,使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)更具有現(xiàn)代的氣息,這樣能夠激發(fā)學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的興趣。
我們可以在傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步精減、精選一部分經(jīng)典的物理實(shí)驗(yàn),根據(jù)不同專業(yè)教學(xué)目的的側(cè)重點(diǎn)不同,可把普通物理實(shí)驗(yàn)按基本型實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)、開放設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)三大模塊進(jìn)行建設(shè)。打破固定的教學(xué)時間、固定的教學(xué)地點(diǎn)、固定的教學(xué)班級,分層次教學(xué),因材施教?;拘蛯?shí)驗(yàn),主要為基本物理量的測量、基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用、基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練和基本測量方法與誤差分析等,涉及到力、熱、電、光、近代和物理各個學(xué)科,為普及性實(shí)驗(yàn)。提高型實(shí)驗(yàn),根據(jù)學(xué)院專業(yè)體系的不同,結(jié)合不同專業(yè)課程特點(diǎn),開設(shè)適合不同專業(yè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容。譬如,電子類專業(yè)可開設(shè)示波器實(shí)驗(yàn);再例如惠斯登電橋可以測量電阻、電容、電感、溫度、頻率、及壓力等許多物理量,同時也可應(yīng)用在自動控制技術(shù)中,要向工程技術(shù)領(lǐng)域延伸,加強(qiáng)專業(yè)、職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)。開放設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),學(xué)生在教師指導(dǎo)下,自己設(shè)計(jì)方案來完成實(shí)驗(yàn),從而培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維和創(chuàng)造能力。學(xué)生通過做設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),從成功與失敗中受到訓(xùn)練,得到素質(zhì)的提高[3]。
2.3 改革教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)?zāi)J皆趥鹘y(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)一般都是實(shí)行大循環(huán),不可避免地出現(xiàn)理論和實(shí)驗(yàn)不同步的現(xiàn)象,由于受到實(shí)驗(yàn)課學(xué)時的限制,不能在課堂中詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)原理和推導(dǎo)過程,而獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生基礎(chǔ)較差,所以可引用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù),將一部分實(shí)驗(yàn)做成多媒體課件,并在課件中插入一些在黑板上比較難畫的圖,儀器全貌,或部分實(shí)驗(yàn)的動態(tài)演示過程,能夠幫助學(xué)生更深入地理解實(shí)驗(yàn)原理。
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)這門課程中所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,都是教學(xué)大綱或者教材規(guī)定了實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)方法。學(xué)生大部分都是被動跟著教材或者教師規(guī)定的程序來做實(shí)驗(yàn)。所以,將一些已知的實(shí)驗(yàn)步驟有意去掉,留給學(xué)生一定的思維空間,突出重點(diǎn)內(nèi)容,其余則點(diǎn)到為止。啟發(fā)學(xué)生去思考和研究實(shí)驗(yàn)方法,鼓勵學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,探索實(shí)驗(yàn)步驟,尋找實(shí)驗(yàn)結(jié)論從而完成實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力、實(shí)驗(yàn)動手能力和綜合能力。
3物理實(shí)驗(yàn)考核方法改革
改進(jìn)實(shí)驗(yàn)考核方法,旨在提高教與學(xué)兩方面的積極性,現(xiàn)有的物理實(shí)驗(yàn)考核大都由兩大部分構(gòu)成,即平時成績與實(shí)驗(yàn)成績,平時成績包括實(shí)驗(yàn)報告和出勤率以及實(shí)驗(yàn)課堂上的表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)課程考核的內(nèi)容,主要包括學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、操作過程、數(shù)據(jù)處理方法等的掌握。針對有些學(xué)生在做完物理實(shí)驗(yàn)以后進(jìn)行專業(yè)課實(shí)驗(yàn)時,發(fā)生連基本物理儀器都不會使用的尷尬情況的現(xiàn)象,我們同時也應(yīng)加強(qiáng)對成績考核的管理。所以,實(shí)驗(yàn)成績應(yīng)由兩部分構(gòu)成:平時實(shí)驗(yàn)成績和期末考試成績。為了進(jìn)一步保證實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)生的動手操作能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識。對學(xué)生的期末考試應(yīng)采用了操作考核的方法。實(shí)驗(yàn)操作,可采用抽簽的方式,讓學(xué)生獨(dú)立完成本學(xué)期的一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。而答題可以有書面形式和面試兩種,考核內(nèi)容涉及誤差理論、實(shí)驗(yàn)技術(shù)以及創(chuàng)新能力等方面。這樣在判定學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績時,避免了單一憑借學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告完成情況,而忽視學(xué)生對知識的真正掌握。
4結(jié)語
獨(dú)立院校學(xué)生大多理論基礎(chǔ)薄弱,根據(jù)學(xué)生自身特點(diǎn),更新教學(xué)觀念,改革教學(xué)內(nèi)容和和手段,在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用啟發(fā)式,互動式,探究式的教學(xué)模式,充分調(diào)整學(xué)生的認(rèn)知情緒,使學(xué)生由被動變?yōu)橹鲃?這才是我們走出獨(dú)立學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)困境的最好方法。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】物理實(shí)驗(yàn);課程改革;教學(xué)手段
物理學(xué)在培養(yǎng)人的科學(xué)素質(zhì)中具有舉足輕重的地位。物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),物理實(shí)驗(yàn)課程為培養(yǎng)優(yōu)秀人才做出了卓越的貢獻(xiàn)。
物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ),它反映了理工科實(shí)驗(yàn)的共性和普遍性問題,因此大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)一直是高等教育中理工類學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課程。通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,同學(xué)們能夠掌握各種基礎(chǔ)的必要的知識和技能,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)實(shí)踐過程為順利完成接續(xù)下來的專業(yè)實(shí)驗(yàn)的理論和實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)。
一、課程改革的指導(dǎo)思想
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)一直以來秉承最基本的教學(xué)模式,即教師講授原理和儀器操作步驟,學(xué)生跟著操作,測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),寫出實(shí)驗(yàn)報告,則結(jié)束了一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)習(xí),然后重復(fù)上述過程完成其他項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這種教學(xué)模式無法達(dá)到鍛煉動手能力和解決問題能力的預(yù)期教學(xué)目標(biāo),更不要提培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的更高目標(biāo)。
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力,綜合思維和創(chuàng)造能力為主,并且主導(dǎo)學(xué)生自己動手,教師指導(dǎo)的原則。從這一出發(fā)點(diǎn),大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革應(yīng)當(dāng)遵循一個最基本的原則就是“實(shí)踐”。并且為了能夠引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,應(yīng)當(dāng)與其本專業(yè)學(xué)科的基本原理靠近,激發(fā)學(xué)生的求知欲望。
創(chuàng)新能力培養(yǎng)是課程改革的目的之一。目前的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容當(dāng)中,經(jīng)典的簡單驗(yàn)證類型的實(shí)驗(yàn)偏多。這部分內(nèi)容自然不可缺少,可以讓學(xué)生能夠更好的理解和消化物理理論課所學(xué)習(xí)的知識。但在此基礎(chǔ)上應(yīng)多增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。增加能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生養(yǎng)成主動思考積極動手的習(xí)慣,培養(yǎng)獨(dú)立思考和創(chuàng)新的能力。
二、課程內(nèi)容的創(chuàng)新
針對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程存在的問題和國家對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才目標(biāo)的要求,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革的思路有以下幾點(diǎn):
(一)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)該更多的具有趣味性,我們應(yīng)該更傾向于想辦法調(diào)動學(xué)生動手的積極性上來。物理實(shí)驗(yàn)沒有更新鮮的教學(xué)內(nèi)容,同學(xué)們自己的想法得不到有效的途徑施展,完全是跟著老師操作。這樣的實(shí)驗(yàn)課最終就流于形式,為了上課而上課,不能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。針對這種情況,我們應(yīng)該實(shí)現(xiàn)開放實(shí)驗(yàn)室和選課功能。讓學(xué)生自己有選擇的余地,針對力、熱、電、光等不同類型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,多列出一些能夠同時開放的項(xiàng)目。讓同學(xué)們根據(jù)自己的專業(yè)和愛好進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。這樣就可以較好的提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。變被動的學(xué)習(xí)為主動。
(二)物理實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)課程缺乏有針對性的對現(xiàn)代各應(yīng)用專業(yè)基本技能的培養(yǎng)。因?yàn)槲锢韺W(xué)是各學(xué)科的基礎(chǔ),物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)能對各專業(yè)的基礎(chǔ)理論有所涉及,因此在開設(shè)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的時候,除了傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)之外,應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾俞槍Σ煌瑢I(yè)的要求設(shè)計(jì)的更實(shí)用的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。比如針對無線電專業(yè)我們可以開設(shè)電子元器件性能參數(shù)測定的實(shí)驗(yàn);針對化工類學(xué)生,可以開設(shè)液體黏度測量等等。這樣就能做到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的可發(fā)展性。
(三)適當(dāng)開設(shè)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為主體,在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)教師應(yīng)處于指導(dǎo)、解惑的地位,不應(yīng)過多干預(yù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考,解決問題的能力。讓學(xué)生養(yǎng)成“發(fā)現(xiàn)問題——解決問題——總結(jié)規(guī)律——提出問題”這樣一種思維方式,通過自主的學(xué)習(xí)和實(shí)踐解決問題的能力。這樣就達(dá)到了物理實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)的真正目的。
三、授課方式的創(chuàng)新
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的創(chuàng)新離不開教師的工作。新的物理實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容也對實(shí)驗(yàn)教師提出了更高的要求。應(yīng)提高教師在課堂上的講課效率,盡快引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入正題,給學(xué)生更多的自主學(xué)習(xí)時間,同時又要給學(xué)生足夠的信息,這就要求教師的授課方式要有所改變。
授課的形式可以很多樣,可以用儀器教學(xué),可以用多媒體講解,甚至可以不在實(shí)驗(yàn)室里面,而是在多媒體教室,利用現(xiàn)代化設(shè)備??梢圆扇∪鐖D片展覽,科技講座等手段和方法豐富授課方式。例如教師可以以講座的形式向?qū)W生講授實(shí)驗(yàn)課基本理論和基本知識、誤差理論和數(shù)據(jù)處理方法、文獻(xiàn)查閱、科學(xué)論文和技術(shù)報告的撰寫方法等。為了激發(fā)同學(xué)們對物理實(shí)驗(yàn)的興趣,也可以通過在教師的主導(dǎo)下,通過演示實(shí)驗(yàn)的方式為學(xué)生展示一些直觀有趣的物理現(xiàn)象。
對基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),可以在學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材的基礎(chǔ)上,讓每個學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立完成實(shí)際操作訓(xùn)練和數(shù)據(jù)測量,課后撰寫實(shí)驗(yàn)報告。對綜合和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以適當(dāng)?shù)挠蓪W(xué)生提出實(shí)驗(yàn)方案,在教師指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn);或者由教師提出實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)要求,推薦參考文獻(xiàn),讓學(xué)生獨(dú)立的通過閱讀和查文獻(xiàn)來制定實(shí)驗(yàn)方案,選取實(shí)驗(yàn)器材等,然后在教師把關(guān)下完成實(shí)驗(yàn)。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展,各種仿真軟件不斷普及,大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)壳笆呛芎玫慕虒W(xué)方式。仿真實(shí)驗(yàn)就是用計(jì)算機(jī)來模擬物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)環(huán)境,可以逼真的模擬出學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的整個過程,可以實(shí)時顯示結(jié)果,提供多種實(shí)驗(yàn)方法,可以實(shí)現(xiàn)更靈活的操作。教師可以通過掌握一種或幾種仿真軟件來根據(jù)各自的需要實(shí)現(xiàn)模擬仿真一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。比如虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件Labview,計(jì)算模擬軟件Matlab等等。
四、結(jié)語
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)改革應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,獨(dú)立動手能力,探索開拓能力為方向,讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)課程的鍛煉開創(chuàng)自己的創(chuàng)新思維,同時掌握一定技能。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一件任重道遠(yuǎn)的工作。應(yīng)當(dāng)在教學(xué)實(shí)踐中不斷的發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),堅(jiān)持不斷,一直探索下去。
參考文獻(xiàn)
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