第一篇
一、大学物理实验教学的现状
1.经典、验证性实验较多,学生创新能力弱
目前的物理实验实践环节多来源于课本讲义,很多学生在实验之前都已经将实验结果烂熟于心,只是将实验步骤和结果验证一遍,这种情况直接导致物理实验的意义缺失。另一个重要的问题是,现在的物理实验内容与社会需求相脱节,社会需要实践性人才,而大学实验却跟不上社会步伐,创新能力得不到提高。
2.教学模式单一,学生实验能力不足
现阶段,我校大学物理实验课程一次课为90分钟,普遍采用学生课前预习、课上操作、课后处理实验数据的教学模式来完成。在短短的90分钟课堂时间里,学生需要掌握实验原理、仪器原理、仪器操作和实验测量并完成实验数据处理存在很大难度,而学生一旦课前预习效果不佳,课堂实验测量的效果就更是大打折扣了。课堂上教师一般还对实验原理、步骤、仪器操作方法等一一交代清楚,学生只需按照实验指导书上的内容和教师讲解规范来做就可以完成,缺少了独立的思考机会,容易使学生产生厌倦情绪和敷衍了事的心态,实验能力得不到锻炼。
3.师资力量薄弱、考核方式单一、实验仪器陈旧
我校理学院物理系教师40名,每个学期需要承担约4000名本科生的大学物理实验教学工作,教学工作量大,内容单一重复,教师易产生疲劳感。我校大学物理实验成绩考核一般是由平时成绩和期末成绩按比例组成。平时成绩包括学生上课情况和课堂表现,期末成绩一般参照学生实验报告结果。由于学生实验报告结果是课后完成,易出现雷同、抄袭等现象,难以达到检验学生实验能力和培养目的的效果。此外,我校大学物理实验室设备自2005年之后就没有进行过大的更新换代,实验设施和仪器部分出现老化情况,现代化的实验设备较少,这也是国内高校普遍存在的现状。
二、大学物理实验教学改革的思考
1.改革实验教学观念
在大学物理实验课程中,应逐步建立起以学生为主体,教师为主导的新的教学理念。通过对教学目标的修订,敦促教师在教学实践中将手把手、扶着走的教学方式,转变为积极引导、启发,放手让学生去大胆实践。逐步调整教学内容,在原有教学内容的基础之上,结合现代科技发展的需要,注重实用性,培养创新性。有针对性地提高设计性实验的比例,有效提高思维活跃、动手能力强的学生的实验能力。
2.实践开放式教学理念
开放式教学理念不光是对实验设计、实验过程的重新考量,对实验教师、学生和实验室也有新的要求。实践开放式教学,要求实验教师为学生创造宽松自由的实验环境,引导和帮助学生独立进行物理实验;要求实验学生不局限于课本和教材,自己发现问题并努力去解决问题,充分发挥学生的创造力和动手能力,提高学生的综合素质;要求实验室具备水平较高的实验设施,在时间和空间上能够保证教师和学生的科研需要。
3.构建网络交互式教学平台
虽然目前我校实验设备的投资力度大大增强,实验教学环境得到了改善,但仍然存在经费比较紧张,实验条件不够完善,以及人机矛盾等方面的问题。为此,利用现代教育技术就成为实验教学中极为重要的手段之一,近年来数字化网络教学开始走进了高校的校园,这是一种以网络教学资源建设为核心的多媒体辅助教学模式。因此,我们可以建立数字化教学资源库和网络教学平台,平台内容包括网络课程、作业提交系统、考试系统,答疑系统、课件发布系统、精品课程、网络课件、网络教学、网络教案、网络课堂、智能化远程教学与技术等,这种网络交互式教学模式,具有灵活性、开放性、多层面性等特点。我院大学物理课程为省级精品课程,大学物理实验课程为校级精品课程,这些都为大学物理实验提供了很好的理论指导和数字化资源,网络教学平台上可以包括以下一系列内容:文本、图形图像、音频、视频、动画、课件等。教师也可以结合自己的科研实验,将一些相关的成果(包括论文、专利及制作发明等)通过这个平台进行资源共享。
4.改革实验考核方式方法
目前国内各高校常见的实验考核方式为:笔试考核、实验操作考核和课堂实验考核,等等,但这几种考核方式在—定程度上依然存在不足,需要继续改进。借鉴国内部分高校的实验教学考核改革措施,实行多元化、分层次的考核模式是当前物理实验教学考核改革的有效方法。(1)多元化考核。根据学生对实验的理解、科学作风、分析解决问题能力和探索精神等为基础,主要根据平时成绩和期末考试成绩进行综合评定。例如,总成绩=平时成绩×50%+期末考试成绩×50%,其中平时成绩由课前预习(20%)、课堂操作考核部分(40%)和实验报告(40%)三部分组成。另外,针对不同专业,结合专业学科特点,期末也可采取不同的实验考核办法。(2)分层次考核。目前我校一本、二本和专科均开设了大学物理实验课程,针对不同层次的学生,实验考核的重点也不同。在考核中对一、二本学生的考查倾向于应用创新、探索实践、团队协作等,对专科学生则为基础知识、应用能力等方面的考查。
三、总结
根据我校大学物理实验教学的现状,结合当前国内高校对这一领域的研究情况,改变传统物理实验教学理念、改革传统教学方法、改善教学环境是大学物理实验教学改革发展的必由之路,以此才能适应新形势下高校人才教育的发展需要。
作者:王玉华 李祖睿 单位:武汉科技大学 湖北财税职业学院
第二篇
1现行大学物理实验教学的存在问题
1.1教学内容层面
教学内容模块化现象严重大多数教材将实验项目划分为力、热、光、电等模块,将同一模块的实验安排在同一时间段内进行。单纯涵盖一个模块的实验知识含量小,忽视了各模块之间的兼容互补性,且将不利于学生认识到各个知识模块之间的联系以及学生对整个物理知识体系的掌握。
1.2教学方式层面
1.2.1“以教师为中心”的教学方式现行大学物理实验的教学方式多数“以教师为中心”,即在课程前面的时段,教师向学生介绍实验目的,讲解实验原理、实验步骤以及注意事项,然后再由学生进行实验。在讲解过程中,教师一般会将学生常犯的错误以及难点都告诉学生,因此学生经常可以较为顺利地完成实验,得到实验结果。但这样的教学方式忽视了教学活动中学生的主体地位难以调动学生学生的主动性和积极性,使学生极易产生依赖教师的心理,处于被动的学习状态,不重视实验预习甚至完全不进行预习。这将极不利于培养学生的自学能力、实践能力、分析与解决问题的能力以及创新能力。此外,这种教学方式还使实验程序化、呆板化,大大降低了物理实验的趣味性,从而降低了学生的学习兴趣。
1.2.2教学方式较为单一、落后现行大学物理实验的教学方式较为单一,基本上只采取现场实物实验法与讲授法,很少采用其他的教学方法,也很少利用多媒体计算机进行实验展示,网络实验室仿真实验,网络资源下载等辅助手段。有些对于学生来说非常陌生或者仪器操作难度较大的实验项目的教学,如示波器的使用、分光计的调节等,单纯通过实物实验法与讲授法是较难保证教学效果的,而且还有可能造成仪器的损坏。
1.3考核体系层面
1.3.1考核的形式较少现行大学物理实验的考核形式较少,一般为出勤、实验报告、期末考试三者相结合,忽视了实验预习的过程一级实验操作的过程。这将降低学生进行实验预习的积极性,且不利于培养学生的实践能力,对学生的评价也不够全面。
1.3.2操作考试中所涵盖的实验数量较少在现行大学物理实验操作考试的考核中,通常情况下仅包括1到2个实验,这容易造成评价偶然误差,且不能全面地评价学生。
1.3.3理论考试题目较为死板,深度较浅在现行大学物理实验理论考试中,题目几乎全部来源于教材,选择题、填空题所占的比重较大,开放题所占的比重很小,难以对学生分析与解决问题的能力以及创新能力做出较好的评估。1.3.4过于重视实验结果,轻视实验过程有的教师在对学生的实验报告以及操作考试试卷进行评分的过程中,过分看重实验结果与标准答案的吻合程度,而轻视了实验的过程。实验结果与标准答案的很好吻合,是需要一定的实验条件的,并非只要学生合理操作便能做到。仅根据实验结果给出成绩是片面的、不合理的。而实验过程是物理实验的核心部分,对学生分析与解决问题的能力、实践能力以及创新能力的培养有很重要的意义。
2现行大学物理实验教学改革初探
2.1教学内容改革
2.1.1教材编写简单化、省略化教材在叙述实验原理、实验步骤以及数据记录和处理的内容时,可以有意将部分内容简化或者删除,提出相应的问题引导学生进行思考,或者可以附上相关参考文献、书籍或者网址让学生通过查阅资料获取与实验相关的信息。这样不仅能提高学生进行实验预习的积极性,而且有利于培养学生分析与解决问题的能力。
2.1.2建立四层次实验教学内容体系教材中实验项目的分类不再死板地划分为力、热、光、电等模块,而是以实验项目的综合难度为分类标准,将实验项目分为四个层次:基础性实验、验证性实验、综合性实验以及设计性实验。遵循教学原则中的有序性原则,首先开设基础性实验,再分别开设验证性、综合性以及设计性实验,难度逐步提升,将有利于学生掌握系统的科学知识。1)基础性实验。即一些常用基本仪器的使用实验,如游标卡尺测量物体长度,螺旋测微计测量细小物体厚度,电子天平的正确实验,电流表、电压表、微安表的正确使用等简单实验。由于基础性实验比较简单,没有太多的教学难点,因此教学周数不需太长,一般可以控制在几个教学周之内。(要结合高校实验室的实际情况)开设这类实验的目的是为了使学生在实验课程的开始阶段对这些基本仪器有初步的了解,懂得如何进行正确操作,为后续实验课程的开展做一定的知识储备。开设基础性实验,不仅对于在中学阶段几乎没有进行过物理实验的学生,动手能力有一定的提高,而且还能从一定程度上减少后续课程中实验设备的损坏。
2)验证性实验。即对基本物理规律进行验证的实验,如不良导体热导率的测定,薄透镜焦距的测量等实验。开设这类实验的目的是加深对基本物理规律的理解,让学生学习和掌握基本物理量的测量方法,仪器的基本调节与使用,逐步提高学生分析和处理实验数据的能力,实验报告书写的规范性。3)综合性实验。即结合了多方面的理论知识的实验,如声速测定,传感器实验等实验。这类实验的开设有利于开阔学生的眼界,活跃学生的物理思想以及提高学生综合应用多种实验技术、实验方法的能力。4)设计性实验。即学生小组自己设定一个小课题并通过实验来完成课题,其中教师仅担任实验思路的指导工作以及实验设备的管理工作。这一类型的实验能有效地训练学生对所学知识的综合思考运用,培养学生的自主实践能力以及创新意识。
2.1.3适当增添新的实验和综合性实验适当增添符合当代科技发展水平的实验项目,让学生体会到科技是在不断前进的,并且开阔了学生的眼界,获取更新的物理知识。适当削减验证性实验,增添综合性较强的实验,更有利于学生掌握整个物理知识体系以及实验能力的培养。
2.1.4适当增加“多法测一量”的实验项目即运用多种实验方法,测量同一物理量的实验项目。如用伸长法与简谐振动法测量弹簧的劲度系数等实验。通过这类实验,学生可以认识到测量物理量方法的多样性,并通过实验操作的繁简,实验数据处理过程的繁简以及实验结果的精确度等的对比,可以体会到各种不同方法的优缺点。这将有利于开阔学生的视野以及培养学生的思维发散能力。
2.2教学方式改革
2.2.1采用“启发式”的教学方式遵循启发创造的教学原则,将有利于调动学生学习的积极性和自觉性,激发他们的创造性思维,从而使学生在融会贯通地掌握知识的同时,充分发展自己的创造性能力与创造性人格。教师在实验教学中不应当处于中心地位,而应当处于引导地位。在教学过程中,教师应当引导学生充分理解实验原理,引导学生按科学的实验方法进行实验,引导学生解决在实验过程中所遇到的问题。教师应当鼓励学生提出问题,激发学生的求知欲望,并耐心引导学生解决问题。学生在提出问题、解决问题的过程中,思维得到了极大地发展。
2.2.2采用多元化的教学方式除了实物实验法以及讲授法之外,在教学中还可以加入提问法,讨论法等教学方式。针对大多数学生课前预习情况较差的现状,教师可以采用提问法,在实验开始之前对学生进行抽查提问,甚至可以让学生上台讲解他对这个实验的理解,活跃课堂气氛,提高学生预习实验的积极性。对于一些教学难点,教师可以向学生提出问题,并让学生进行思考与讨论,由学生回答后再进行必要的讲解。学生的实验报告,对教师而言是非常好的教学反馈信息。教师可以在每次实验课的开头向同学陈述上次实验报告的批改情况,并指出其中存在的突出问题,进行点评和指导。
2.2.3现代化技术辅助教学教师可以针对每个实验制作教学PPT或者在网络上下载有助于理解该实验的资料等,辅助课堂的教学或者让学生在课后进行下载学习。在有些对于学生来说非常陌生或者仪器操作难度较大的实验项目的教学中,如示波器的使用、分光计的调节等,教师在学生开始做正式实验之前可以利用多媒体计算机播放实验演示视频片段,或者让学生先在网络实验室进行仿真实验,或者让学生利用网络资源下载有关资料,以提高教学效果。但需要注意的是,实验室仿真实验并不能取代实物实验,学生的动手能力需要在真实的实物操作中得到提高。鼓励学生在处理数据以及绘图时使用计算机软件(如Matlab,Excel等)。运用这些软件,可以在短时间内分析和处理大量数据,可以解决手工作图所不能解决的非线性问题,而且绘制的图线更加准确。
2.3考核体系改革
2.3.1摈弃“以实验结果为标准”的评分原则在实验报告和期末理论考试的评价中,不再以实验结果为标准,而是以学生发现问题、思考并解决问题为标准。
2.3.2采用多形式结合的考核体系在实验考核体系中,除了传统的出勤、预习报告和期末操作与理论外,还可以根据实际情况适当增加下列一个或几个考核形式。1)预习情况。通过课前提问,对学生的预习情况进行判定,并进行给分,占总成绩的一定比例。2)期末口试。在期末考试中,除了操作考试和理论考试,还可以增加期末口试,即学生面对某个实验仪器,在限定的时间(较为充裕)内向教师讲述仪器基本构造,操作方法,以及可以测量哪些物理量等,在讲述中允许手动操作仪器。在理论考试中,学生仅仅面对着试卷,对试卷中提到的某个实验仪器并没有直观感受,而且不能手动去操作仪器。而采用口试,可以很好地解决这个问题。3)学生讲课。在临近期末考试时,教师可以给每一位学生分配一个实验项目进行讲解,让他们有一定的时间准备,在考试前一周完成教学课件并向全班同学进行讲解。为了做好讲解,学生必须完整掌握好某个实验项目,这将有利于提高学生分析与解决问题的能力,而且经过讲解,等于给全体学生做了考前的复习工作。然后教师根据学生的讲解情况给分。
2.3.3操作考试中采取“多实验,小环节”方法操作考试涉及较多的实验项目,每个实验项目做比较核心的小环节。这样将有利于比较全面地评价学生的实践能力,减小评价偶然误差。而且考试涉及的实验项目多,学生也将予以一定重视,会比较全面地进行复习。
2.3.4适当延长理论考试时间,提高深度适当延长理论考试的时间,减小试题中选择题、填空题的比例,增大开放题的比例,提高题目的深度。开放题可以涉及到新实验的设计,实验原理的完整表述,在某个实验中遇到遇到某个问题时应当如何处理等。
3结语
大学物理实验教学改革是一项长期的系统工程,需要在观念意识、实验设备、教学内容、教学方式、考核体系等层面进行不断探索,才能得到进步的源动力,最终形成有效、合理、科学的教学体系,而且应当结合各高校的实际情况,进行正确合理的改革。
作者:吴丰 单位:华南师范大学物理与电信工程学院
第三篇
一、物理实验教学改革方案
在大学物理实验教学的过程中,只有改变传统的教学模式和方式,才能够解决大学物理实验教学现状,改变学生对实验的学习态度,进而达到大学物理实验教学的目标。在进行物理实验教学改革时,有以下几种方案。
1.完善实验仪器
大学物理实验所需要的实验仪器并不是很多,然而仍有很多学校缺乏最基础的实验器材,有很多的实验都无法完成,这样就会影响到学生们学习的热情,进而不喜欢物理实验和厌恶做物理实验。因此,完善实验仪器是极为重要的,只有实验仪器完整才能够进行相关的物理实验,进而探讨与实验相关的问题,起到培养学生创新思维的目的。
2.丰富实验内容
很多学校在进行物理实验教学的过程中,教学内容过于单一,基本上都是老师一人在做,而学生只是扮演一个旁观者的身份观看老师是怎样做实验的。老师讲实验步骤演示一遍后就让学生自己动手做实验,很多细小的问题都没有要求同学们注意,这样学生在做实验的过程中就会出现各种问题。此外,老师需要采用多媒体的教学方式,丰富整个实验的内容,让学生们多方位、多角度地去了解这个实验,这样才能更好地掌握实验中的关键性因素,进而达到预期的实验效果。
3.建立开放性实验室
很多高校是没有开放性实验室的,很多实验都是在老师的安排下,由老师制定内容后学生按照老师说的去实验,这样学生是没有主动权利进行实验的。建立开放性实验室后,有很多有好奇心的学生就可以通过课余时间到实验室做实验,这样不仅可以调动学生们做实验的热情,还能够起到培养学生创新思维的作用。
4.开展第二课堂的实验活动
为了加强培养学生的动手能力、创造能力和树立理论与实践相结合的观点,在抓好第一课堂的实验教学的同时,积极开展第二课堂的实践活动。例如,由实验室提供或专门开辟场地、利用旧的实验仪器,废旧的教具,支持学生成立各种协会,并选拔有一定能力的学生担任会长,由其安排会员值班,开放实验室,增加了对实验室资源的利用率。开展第二课堂的实验教学活动,不仅提高了学生学习理论课的兴趣和增长了才干,而且对实验教学改革也起到了很大的促进作用。
二、大学物理实验教学的改革趋势
随着社会的快速发展,高效课程体系也在发生着巨大的变化,物理实验教学也会有大的变化。基于现阶段物理教学现状,可以看出在未来的物理实验教学有以下几种趋势:
1.创新教学模式
传统的物理实验教学主要是由理论指导实验,而实验主要是为了验证理论是否正确。在今后的物理实验教学中将会把物理理论和实验物理结合起来,两者在教学的过程中处于同等地位。这样将有利于深化相关的物理学概念和对一些物理规律的本质做出解释。在实验的过程中将实验方法引入到新的教学模式中,把理论教学和实验教学融为一体。
2.建立新的物理实验课程体系
传统的物理实验教学主要是单纯的物理实验教学,没有一套完善的课程体系。整个物理实验是一个完整的课程体系,需要系统的进行教学。为了能够达到物理实验教学的目标,今后物理实验教学必须建立一套完善的课程体系,让学生系统掌握物理实验的规律和实验目的,进而培养学生们的创新思维。与此同时有了完善的课程体系不仅有利于教师进行课程的教学工作,还能够让学生有足够的时间进行自己喜欢的实验和发现实验规律。因此,建立新的物理实验课程体系将是物理实验教学改革的一种必然趋势。
3.重视学生动手能力的培养
物理实验教学的目的是培养学生的创新思维和动手能力,随着社会的发展,很多工作都越来越讲究实践经验,也就是越来越重视动手能力。大学物理实验就是一个给学生锻炼动手能力的平台。因此,今后物理实验教学的目标将有向培养学生动手能力的趋势,这也是社会发展的需要。重视学生动手能力就需要在做实验的过程中学生占据主导地位,老师只是起到指导的作用,不能够再像以往那样整个实验都是老师在做,而学生只是在旁边观看,这样是不能够起到锻炼学生动手能力的作用,相反还会影响学生学习的积极性和物理实验教学的效果。
三、结束语
高等学校作为培养人才的前沿阵地,应重视学生综合素质的培养。素质教育不等于轻松教育。教育改革也是对教师提出了新的挑战。大学物理实验教学对整个物理教学是极为重要的,同时对学生动手能力的锻炼和创新思维的培养是很重要的。只有不断反思和尝试,才能与时俱进,改变传统物理实验教学的方式和模式,进行相关的改革,创新教学模式和建立新的课程体系,这样才能跟进高等素质教育的发展,达到物理实验教学的目标。
作者:郑立军 郝艳辉 单位:河北民族师范学院物理系 河北省隆化县庙子沟乡中心小学