五維一體教學改革下大學物理論文

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五維一體教學改革下大學物理論文

1目前我國大學物理實驗教學存在的問題

1.1重理論知識理解與驗證,輕實驗實踐能力培養

在大學物理實驗課教學過程中,往往只重視物理理論知識的理解,將重心放在大學生物理知識的獲取與驗證,忽視大學生實驗實踐能力的培養,偏離了大學物理實驗課的培養方向和培養目標.

1.2實驗教材偏理論性,實驗思想和方法不足

大學物理實驗教材是大學物理實驗教學的基礎工具,直接影響著大學物理實驗教學質量.但是,目前我國大學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.大學物理實驗更應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,綜合性設計性實驗為輔

目前我國各高校開設的大學物理實驗多以驗證性實驗為主,驗證性實驗相對于新技術和新方法運用類型的實驗更容易使學生感到枯燥無味,課堂氛圍會比較呆板沉悶,不能夠很好地激發學生的求知欲望,很大一部分學生只滿足于測出所需的實驗數據,完成格式化的實驗報告.

1.4實驗教學方法單一,學生實驗較為被動

目前我國大學物理實驗課程的教學形式相對固定,教學方法比較單一,忽視各學科之間的兼容性和互補性.由于教學形式的固定,教學方法的單一使大學生做大學物理實驗時比較被動消極.

1.5強調按規定的實驗步驟操作,忽視靈活性與創新能力培養

大學物理實驗教學應適應時代和科學發展的要求,應不斷求思、求變和求新,要給大學生營造和創設自由發揮的空間和時間.但是,目前我國大學物理實驗課程教學比較強調按規定的實驗步驟操作,嚴重忽視大學生靈活性與創新能力的培養.

2大學物理實驗教學的五維一體改革

基于創新人才培養大學物理實驗教學五維一體綜合改革由大學物理實驗教學理念改革維度、大學物理實驗教學內容改革維度、大學物理實驗教學方法改革維度、大學物理實驗報告改革維度和大學物理實驗成績評定改革維度這五個維度構建形成一個綜合改革體.

2.1大學物理實驗教學理念改革

大學物理實驗教學要以大學生為主體,以創新人才培養為導向,從傳統的學生接受性學習轉移到學生自主學習、探究學習及合作學習相結合的學習方式,充分激發大學生在大學物理實驗教學中的主動性和積極性.貫徹以大學生為主體,以創新人才培養為導向的大學物理實驗教學改革理念,使大學生能夠將大學物理實驗中學習到的理論、思想、方法和技能等運用于其專業領域,并逐步培養大學生的探索精神、創新意識和創新能力.針對大學物理實驗教學中存在的學生實踐能力培養不足,學生學習主動性和積極性低,探究性實驗、綜合性實驗和設計性實驗少,忽視創新能力培養等問題,通過學習、反思與討論,提出行之有效的改革方案(其中包括教學模式、教學內容、教學方法、實驗報告撰寫及實驗成績評定方式改革等內容).加強對學生的引導、啟發和幫助,減少實驗中對學生思維能力及動手能力的束縛,以提高大學生做大學物理實驗的主動性和積極性,提高團隊合作意識,開發大學生的創新意識和創新能力為主要目標.

2.2大學物理實驗教學內容改革

改變目前我國大學物理實驗仍以驗證性實驗為主,以探究性實驗和設計性實驗為輔的局面,過多的驗證性實驗會束縛大學生的探究能力和創新能力.大力開發探究性實驗、綜合性實驗和設計性實驗,增加探究性實驗、綜合性實驗和設計性實驗的開設比例,提高綜合性實驗和設計性實驗的開設質量,使學生能夠根據自己的專業需求及其興趣特長選擇實驗,切實有效地培養大學生的探索精神、創新意識和創新能力.針對大學物理實驗教學內容開展調研,通過座談會、問卷調查方式向實驗教師和實驗學生進行大學物理實驗教學內容改革調研,以更好的設計并確定適合本校的大學物理實驗教學內容改革方案.開設了尊重學生求知欲和興趣的“基礎實驗,綜合應用實驗,設計研究實驗”課程體系.開設的壓力傳感器實驗、半導體溫度傳感器實驗、電表的設計和改裝等綜合性及設計性實驗改變了學生實驗熱情不高的狀況,激發了學生的興趣和動力.很多學生還將大學物理實驗與自己的專業背景結合,深入研究探索,在學術期刊上發表與設計性實驗相關的研究論文.大學物理實驗教學內容改革效果顯著.

2.3大學物理實驗教學方法改革

目前我國大學物理實驗教學更多的采用教師講解→教師演示示范→學生自己操作→教師總結點評→學生完成實驗報告→教師批改實驗報告的教學流程,教學方法固定單一,教學效果不佳,特別不利于學生的探索精神、創新意識和創新能力的培養.要更多的采用實驗探究法、提問解問法、小組研討法、課題引領法、課內課外融合法、師生團隊法和設計創新法等教學方法,更加靈活多變,具有創新因子,有效地提高大學物理實驗教學質量,進一步培養大學生的探索精神、創新意識和創新能力.針對教學方法也開展了一系列改革.首先,建立了信息平臺,實現了學生根據自己的意向自主選擇實驗時間、實驗教師及實驗內容;其次,教師實現了網上評定成績、網上教學質量分析;另外,針對創新意識及能力較強,且對科研具有較高熱情的學生選擇性地開設與目前科學研究的前沿課題相關的研究性演示實驗,向學生展示更多的學科前沿實驗內容,展示物理實驗的思想和方法,進一步培養學生的科研興趣和科研能力,并為學生將來走上其專業相關的研究領域及研發崗位培養濃厚的興趣,奠定良好的科研基礎.通過大學物理實驗教學改革,切實高效地培養學生的創新意識、創新精神和創新能力,以達到培養創新人才的目標.

2.4大學物理實驗報告改革

在大學物理實驗教學中,實驗報告的撰寫是一個重要環節,教師能夠通過大學生撰寫的實驗報告了解學生的實驗完成情況,實驗報告也是對學生進行實驗成績評定的重要依據.目前,在大學物理實驗教學中所采用的傳統實驗報告書寫格式相對固定,都是格式化的模板,大學生依次填入實驗名稱、實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據及處理、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、有創新的實驗報告很難見到,很難體現出學生的探究與創新,面對雷同的實驗報告,實驗教師也很難給出科學恰當的評定成績.要結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、實驗發現、實驗提問、實驗擴展、實驗改進、實驗設計、實驗綜合和實驗創新等板塊,還可設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.目前對于少部分設計性實驗鼓勵有能力的學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,學生可以在教師的指導和引導下,根據自己的興趣提出問題,設計實驗,并最終以小論文形式完成實驗報告.這和傳統的實驗報告撰寫方式相比,能夠更多地開發學生的創造能力.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提高和數量的擴充上.

2.5大學物理實驗成績評定改革

目前我國多數高校的大學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、預習報告等情況給出成績;實驗成績的評定則根據實驗操作、實驗原始數據記錄和實驗報告撰寫等給出.這往往使大部分學生忽視探究問題能力的提高.大學物理實驗成績的評定要增加以下內容:(1)要求學生在預習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名學生組成一個實驗小組(每位學生都有一套完整的實驗儀器和設備,每位學生都要完成整個實驗),針對不同實驗,學生輪流進行實驗講解,并進行小組討論,培養學生的科學思維能力、科學語言的表達能力以及團隊協作意識.實驗教師根據學生參與實驗討論的情況判斷學生對于實驗的預習程度及學習積極性,據此給出相應成績;(3)實驗完成后,激勵學生把實驗改進、實驗與自己專業的聯系、實際應用鏈接、實驗設計及實驗創新等寫入實驗報告,以增強學生的創新意識和創新能力.目前,已進行與實驗教學體系改革相適應的成績評定方式,針對不同層次的實驗采取不同的方式評定成績.基礎實驗仍根據預習、操作和報告三個模塊評定成績;綜合性及設計性實驗則通過實驗選題、實驗方案設計、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.這樣既能訓練學生的基本功,打好基礎,又能夠進一步滿足不同專業、不同興趣愛好學生的需求,有的放矢地進行大學物理實驗教學.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的提高和數量的擴充.從實驗教學模式、實驗教學內容、實驗教學方法、實驗報告撰寫和實驗成績評定方式方面全面進行大學物理實驗教學改革實踐,并通過反饋信息進一步進行改革——實踐——再改革的循環,將大學物理實驗教學改革經驗進行推廣,對其他專業課實驗課教學改革起到輻射和推動作用.

3結論

大學物理實驗五維一體教學改革實踐表明,基于創新人才培養,開展大學物理實驗教學理念改革、教學內容改革、教學方法改革、實驗報告改革和實驗成績評定改革的五維一體教學改革,充分挖掘了實驗教師的教學智慧和創新能力,改變了學生被動實驗的教學狀態,激發了學生實驗的主動性和積極性,拓展了學生做實驗的發揮度和創新空間,有效提高了學生的實驗設計能力、實驗操作能力、實驗提問能力、實驗解問能力、實驗綜合能力和實驗創新能力.學生的創新能力有所提高,學生多人次獲得江蘇省大學生科技創新及物理知識競賽獎,并在學術期刊多篇,五維一體教學改革取得初步成效.

作者:李明雪 單位:中國礦業大學理學院

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