大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革論文
時(shí)間:2022-05-03 11:09:41
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21世紀(jì)是教育立國、科技興國的時(shí)代,它對(duì)人才的培養(yǎng)也提出了更高的要求,物理學(xué)在現(xiàn)代社會(huì)科技發(fā)展中占據(jù)著關(guān)鍵地位,而處于新的發(fā)展時(shí)代,物理學(xué)的發(fā)展空間也得到進(jìn)一步擴(kuò)展。就高校教育而言,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門十分重要的基礎(chǔ)課,是自然科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ),在提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造力方面具有十分重要的作用。通過物理實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以用實(shí)踐來證明自己的觀點(diǎn),驗(yàn)證自己的理論知識(shí)。同時(shí),學(xué)生將自己所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到具體的實(shí)踐中,進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐操作能力和動(dòng)手能力,增強(qiáng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。當(dāng)今社會(huì)需要的是實(shí)踐應(yīng)用型人才,這也為高校的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)。因此,抓住機(jī)遇,改革大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,培養(yǎng)具有知識(shí)型、創(chuàng)新型、復(fù)合型的人才成為現(xiàn)階段發(fā)展環(huán)境下的一項(xiàng)迫切任務(wù)。
一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的必要性
1.教學(xué)模式單一。處于當(dāng)代教育發(fā)展環(huán)境下,新課程改革進(jìn)一步深入,高校的教育理念也要進(jìn)行相應(yīng)的創(chuàng)新:轉(zhuǎn)變以往單純的對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)機(jī)械灌輸?shù)慕虒W(xué)模式,把精力投入到提升學(xué)生知識(shí)能力的教育過程中。就大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言,科學(xué)創(chuàng)新精神和實(shí)踐動(dòng)手能力是其不可或缺的內(nèi)容。但是在以往的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,單純機(jī)械的驗(yàn)證相關(guān)理論知識(shí)成為高校物理實(shí)驗(yàn)中的主要教學(xué)內(nèi)容,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式過于機(jī)械和單調(diào),學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力難以得到有效提高。并且在實(shí)踐教學(xué)過程中,往往是學(xué)生被動(dòng)接受教師的實(shí)驗(yàn)安排,制定實(shí)驗(yàn)步驟、組織儀器設(shè)備等內(nèi)容都是由教師來準(zhǔn)備,實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄也通常是由老師來完成,而學(xué)生只是對(duì)教師實(shí)驗(yàn)過程的一個(gè)機(jī)械模仿。這樣機(jī)械化的教學(xué)模式嚴(yán)重阻礙了學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng),束縛了學(xué)生的創(chuàng)造性思維,不利于學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的建立,基于此,改革現(xiàn)有的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力成為物理教學(xué)中的一項(xiàng)迫切任務(wù)。2.教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容落后。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是“教師統(tǒng)領(lǐng)實(shí)驗(yàn)過程,學(xué)生機(jī)械模仿”,在此過程中,學(xué)生只是被動(dòng)的接受知識(shí),沒有充分發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性。久而久之,學(xué)生會(huì)對(duì)教師形成一種依賴心理,在具體的實(shí)驗(yàn)過程中“會(huì)看不會(huì)做”,并其怠于思考,使得學(xué)生形成一種模仿的思維定式,難以有所突破。學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性受挫,難以主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)問題并解決問題,不利于實(shí)踐創(chuàng)新能力的提高。另外,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容比較落后,沒有很好的體現(xiàn)學(xué)科之間的共融性。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也基本是驗(yàn)證性和測量的,利用學(xué)生的創(chuàng)新思維,出于學(xué)生自己的創(chuàng)造能力來設(shè)定的帶有研究性的內(nèi)容相對(duì)匱乏。正是在此基礎(chǔ)上,與國外培養(yǎng)的物理實(shí)驗(yàn)人才相比,中國物理知識(shí)方面的人才理論知識(shí)可以很豐富,但是具體到實(shí)踐操作中,卻難以有效的將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合,而創(chuàng)新精神和獨(dú)立思考的能力更是缺乏。
二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的優(yōu)化策略
(一)改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法中,采取的是教師灌輸,學(xué)生被動(dòng)接受的方式。實(shí)驗(yàn)操作過程中,教師預(yù)先告知學(xué)生這次的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,并且在此基礎(chǔ)上,教師還會(huì)詳細(xì)的為學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)過程中需要用到的儀器及其使用方法,并且還有相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理等信息。更甚者,有的教師為了使學(xué)生更加明白本次實(shí)驗(yàn)的過程和步驟,在實(shí)驗(yàn)開始之前把整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程在學(xué)生面前演示一遍。在此基礎(chǔ)上,教師在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前就沒有必要讓學(xué)生對(duì)將要傳授的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí),學(xué)生也不需思考,這樣就對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)造成了一定的負(fù)面影響。學(xué)生對(duì)教師的實(shí)驗(yàn)過程也產(chǎn)生一種依賴性,在教師做完相關(guān)的實(shí)驗(yàn)后,很多學(xué)生沉溺于教師的實(shí)驗(yàn)過程中,卻難以理解其中涉及到的科學(xué)原理。也正是因?yàn)榇?,學(xué)生缺乏實(shí)踐操作的機(jī)會(huì),沒有一定的實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn),難以促進(jìn)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的提升。即使是在具體的物理實(shí)驗(yàn)過程中,教師也是為學(xué)生準(zhǔn)備好一切,學(xué)生也不需要深入思考,只要按照教師給定的步驟加以演示就可以了。這種機(jī)械的實(shí)驗(yàn)過程嚴(yán)重違背了學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,不利于提高學(xué)生的思維創(chuàng)新能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。鑒于此,在具體的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,教師要充分尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,適應(yīng)現(xiàn)代課程改革的要求,把課堂還給學(xué)生。在此基礎(chǔ)上,教師要改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,可以從以下三方面做起:1.打破傳統(tǒng)的教學(xué)方式,以“學(xué)生預(yù)習(xí),自主學(xué)習(xí)”為主,“教師引導(dǎo)”為輔。教師在物理實(shí)驗(yàn)過程中,需要對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和原理細(xì)致的介紹,牽涉到具體的實(shí)驗(yàn)步驟和測量方法,教師要利用學(xué)生的自主創(chuàng)新能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)完;2.將物理實(shí)驗(yàn)課以選課的形式出現(xiàn)。物理實(shí)驗(yàn)課中會(huì)有學(xué)生必做的實(shí)驗(yàn),除此之外,教師還可以以學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的實(shí)際需求為依據(jù),結(jié)合學(xué)校對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程的安排,在實(shí)踐發(fā)展的基礎(chǔ)上為學(xué)生開設(shè)選做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。既然是選作項(xiàng)目,那么學(xué)生就可以根據(jù)自身的實(shí)際學(xué)習(xí)情況和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰碜灾靼才?,在自己?dòng)手的過程在提升動(dòng)手能力和實(shí)踐操作能力。教師通過這樣的教學(xué)安排,一方面可以鍛煉學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能,另一方面又可以最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,同時(shí),學(xué)生自覺發(fā)現(xiàn)和處理相關(guān)問題的能力也可以得到進(jìn)一步提升。3.隨著時(shí)代的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛,緊跟時(shí)代腳步,高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也應(yīng)擴(kuò)展計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)在高校物理實(shí)驗(yàn)中有很高的應(yīng)用價(jià)值,例如利用計(jì)算機(jī)來操控實(shí)驗(yàn)的過程,收集相關(guān)的物理量,快速的將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄下來等,另外,利用計(jì)算機(jī)實(shí)施擬合分析,制作圖標(biāo)等內(nèi)容也是其應(yīng)用表現(xiàn)。除此之外,教師利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助教學(xué),進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理,也屬于計(jì)算機(jī)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的應(yīng)用范圍。當(dāng)然,計(jì)算機(jī)在物理實(shí)驗(yàn)中只是一種輔助性手段,它的應(yīng)用可以方便物理實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,促使學(xué)生加深對(duì)物理原理的理解以及對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的掌握,在物理實(shí)踐中的應(yīng)用仍是十分必要的。
(二)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
就現(xiàn)在很多大學(xué)開設(shè)的物理實(shí)驗(yàn)課程而言,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是其最主要的表現(xiàn)內(nèi)容。而相對(duì)應(yīng)的,以學(xué)生的實(shí)際發(fā)展需要為基礎(chǔ),集科學(xué)性和設(shè)計(jì)性為一體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容則比較少?;诂F(xiàn)代的經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境,這樣的設(shè)置體系會(huì)妨礙高校對(duì)實(shí)踐應(yīng)用型人才的培養(yǎng),學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新的發(fā)展空間也被縮小,而學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)也難以提高自己分析問題和解決問題的能力。在一些高校中,受到學(xué)校生源條件的限制,在具體的物理實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生和實(shí)驗(yàn)儀器一對(duì)一的現(xiàn)象并不少見。在此發(fā)展條件下,教師通過引導(dǎo),使學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),來進(jìn)一步提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐操作能力,同時(shí)也間接的加強(qiáng)了學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。但是在有些高校中,受到學(xué)生人數(shù)的限制,物理實(shí)驗(yàn)課基本上是兩到三個(gè)學(xué)生共同做一個(gè)實(shí)驗(yàn),這樣的分配會(huì)在一定程度上激發(fā)少數(shù)學(xué)生的惰性思維。因此,他們?cè)谖锢韺?shí)驗(yàn)中只是機(jī)械的記錄相關(guān)數(shù)據(jù),而沒有主動(dòng)動(dòng)手和主動(dòng)思考的習(xí)慣,這樣的話,這些學(xué)生就難以在具體的物理實(shí)驗(yàn)過程中得到鍛煉,有些學(xué)生甚至對(duì)此感到厭煩。另外,如果高校設(shè)置的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有限,而其中的學(xué)生人數(shù)卻過多,那么物理實(shí)驗(yàn)就難以適應(yīng)學(xué)生的發(fā)展需求,也不能有效做到與物理理論知識(shí)課的同步。鑒于此,高校在開設(shè)物理實(shí)驗(yàn)課的時(shí)候,要充分結(jié)合院校學(xué)生的實(shí)際水平和發(fā)展需要,以現(xiàn)有的物理實(shí)驗(yàn)儀器為載體,調(diào)動(dòng)學(xué)院教師的力量,以本院校中的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ),科學(xué)編寫相關(guān)知識(shí)的物理實(shí)驗(yàn)講義,其中涉及到的內(nèi)容要充分體現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性,并且在其中詳細(xì)闡明某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在某些專業(yè)中的應(yīng)用。以此物理講義為標(biāo)準(zhǔn),學(xué)生在做某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí),就不會(huì)產(chǎn)生這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)與所學(xué)專業(yè)有何關(guān)系的疑問。另外,為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的需求,迎合現(xiàn)代科技發(fā)展的需要,同時(shí)也為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)實(shí)踐應(yīng)用型人才的需求,高校的物理實(shí)驗(yàn)課程中可適當(dāng)融入一些富于實(shí)踐操作性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,例如自行車及鐘表的拆裝等內(nèi)容。社會(huì)在不斷發(fā)展,高校中的物理實(shí)驗(yàn)也要與時(shí)俱進(jìn),為了進(jìn)一步與社會(huì)科技發(fā)展接軌,高校要根據(jù)自身的實(shí)際發(fā)展情況和學(xué)生對(duì)自身能力的需求,適時(shí)改革物理實(shí)驗(yàn)講義,使得物理實(shí)驗(yàn)講義為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)參考的同時(shí),也能跟上時(shí)展的步伐。高校為了加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的影響力,也可以迎合學(xué)生的對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣,舉辦物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽,使得高校學(xué)生更好地適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。
(三)定量考核與定性考核相結(jié)合
物理實(shí)驗(yàn)過程中,物理實(shí)驗(yàn)的考核體系對(duì)科學(xué)判斷學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰驮u(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績具有重要的影響。物理實(shí)驗(yàn)不同于理論知識(shí)學(xué)科,在它的評(píng)定過程中,物理實(shí)驗(yàn)成績占據(jù)重要地位。正是鑒于這種學(xué)科的特殊性,其考核體系才更加需要完備。對(duì)物理實(shí)驗(yàn)成績進(jìn)行評(píng)定的過程中,教師往往以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式來加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的考察,但是在具體的操作過程中,這種考察形式具有一定的弊端,實(shí)驗(yàn)報(bào)告是以紙質(zhì)的形式出現(xiàn)的,教師看到的只是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,而難以看到學(xué)生實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程。并且在這種考察形式中,即使學(xué)生不做實(shí)驗(yàn),也可以提交一份完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,因?yàn)閷W(xué)生可以抄襲其他學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄。鑒于實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性,教師又很難發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的這些弊端。因此,教師在實(shí)際的物理實(shí)驗(yàn)評(píng)定過程中,一定要?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制。在此,筆者建議利用定量考核與定性考核相結(jié)合的方式。在具體的考核過程中,教師要充分考慮到學(xué)生各方面的能力,考察的內(nèi)容不能過于單一化,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和技能的掌握,學(xué)生對(duì)待實(shí)驗(yàn)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)問題的態(tài)度等內(nèi)容都要納入考核體系,教師都要加以科學(xué)化的考察。從一定程度上說,這種全方位的考察,也是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性的一種激發(fā),讓學(xué)生充分重視物理實(shí)驗(yàn)的過程,也讓他們明白物理實(shí)驗(yàn)考察不只是一種簡單的成績判定,更是一種實(shí)踐能力和動(dòng)手能力的考察。同時(shí),也充分體現(xiàn)了評(píng)定的科學(xué)性和公正性。此外,口試、筆試以及現(xiàn)場操作等方式也可以被應(yīng)用到成績考核中,為學(xué)生營造良好的實(shí)驗(yàn)考核氛圍,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣,力爭考核標(biāo)準(zhǔn)更加科學(xué),能全方位、公正地對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核。
綜合來說,高校物理實(shí)驗(yàn)不僅能提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力,考察學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的運(yùn)用能力,還能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力,強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新思維能力。結(jié)合現(xiàn)代的經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境,社會(huì)對(duì)人才的培養(yǎng)也提出了更高的要求,實(shí)踐應(yīng)用型人才受到社會(huì)的普遍關(guān)注。而高校中的物理實(shí)驗(yàn)則著重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和觀察能力,迎合了社會(huì)對(duì)人才的需求趨勢。在此基礎(chǔ)上,高校要進(jìn)一步適應(yīng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,明確大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題,從物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和物理成績考核體系三方面來改革大學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,在此基礎(chǔ)上有效促進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的提高。
作者:薛禹 單位:北華大學(xué)物理學(xué)院
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