高校大學物理實驗教學改革與實踐

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高校大學物理實驗教學改革與實踐

1.引言

隨著國家產業的發展及制造業的興起,應用型人才成為市場需求越來越大的群體。應用型高校近幾年也得到了前所未有的發展,但由于市場導向的原因,導致各應用型高校在專業設置上跟著市場走,在不斷發生變化,且門類繁多。這就給基礎物理實驗教學提出了新的問題,像如何針對不同專業設置不同實驗項目;如何在課時較少的情況下最大限度發揮其作用等。所以,物理實驗的內容和教學模式要與時俱進并不斷更新,才能跟上與之相關學科發展的步伐。因此對物理實驗教學進行不斷研究和探索顯得尤為重要。本篇文章針對大學物理實驗的課程特點,以作者多年的實際教學經驗為基礎,對大學物理實驗課程體系的設置、實驗教學內容體系以及考試方式等方面進行了改革,希望能為今后的大學物理實驗教學提供有用借鑒價值。

2.應用型大學物理實驗教學內容的改革

現在許多應用型本科院校大學物理實驗內容基本上還是按照力、熱、光、電等實驗內容進行劃分,并各自形成獨立的體系。這種各自獨立體系忽視了學科之間的有機結性,而且以前的實驗內容也遠遠不能夠滿足現代應用型本科教育的要求,并且各種專業的學生實驗內容基本相同,有些專業的學生不適應因而提不起興趣。另外,由于對各專業缺乏整體性把握,導致實驗內容重復。理論課程與實驗課程脫節,對學生能力的培養及其不利。針對上述情況,需要重新修訂教學大綱,打破傳統的力、熱、光、電等相互獨立,不成體系的狀態。實驗內容要以理論教學為依托,實驗理論為基礎,形成一種由易入難、由低到高、循序漸近的課程新體系,同時要突出現代實驗的特點。要改變實驗內容單一的體系,加強設計性、研究性和綜合性實驗比例。讓學生可以真正去結合實驗,開發他們的思維,激發他們的動腦和動手能力。另外,為了使學生能更好的來了解和掌握某一領域的知識,鞏固學生們的理論學習效果,可以采用系列化的實驗內容。比如,在大學物理實驗中,測量當地的重力加速度,我們可分別開設自由落體測量重力加速度,氣墊導軌測量重力加速度,單擺測量重力加速度等一系列實驗。以這種形式安排實驗教學內容,既可以培養學生的創新能力和實驗技能,又可以使學生的實驗研究方法,實驗設計思路等方面得到鍛煉和提高。

3.更新應用型大學物理實驗課的教學理念,轉變教學模式

物理學是以實驗為基礎的。由于長期受到傳統觀念的影響,許多實驗教師的教學觀念落后,始終堅持大學物理實驗教學其實就是對理工科學生學習理論知識的驗證。另外,學生對學學物理實驗也缺乏嚴謹認真的態度,實驗費用的投入少也導致實驗儀器破舊落后,實驗器材嚴重老化,儀器數量嚴重不足,實驗難以操作。這些都嚴重阻礙大學物理實驗教學的改革學生對大學物理實驗提不起興趣。針對這些情況,我們要不斷更新教學理念,增加儀器設備的投入,創建以學生為主體,教師為主導,培養學生自主學習的能力、創新意識、創新能力的教學模式。徹底打破面向大面積學生的實驗教學中“照葫蘆畫瓢、模仿式”教學模式。面向大面積學生開設設計性、研究性、開放性實驗,激發學生的學習興趣,滿足不同層次學生的創新欲望。

4.改進教學方法,課堂教學與自主學習合理結合

在以往的實驗教學中,實驗過程基本上是實驗老師先在黑板上將實驗的目的、實驗的基本原理、實驗的基本步驟、實驗的注意事項先給學生講解好,然后在實驗儀器上從頭到尾給學生先演示一遍,讓學生看的清楚明白,然后才讓學生依葫蘆畫瓢的形式做一遍。學生課前不需要預習,也不用思考,只要上課時完全按照老師講解的做下去就行了,而且做出的實驗數據也非常好。這樣做造成的結果是學生根本提不起學習實驗的興趣,甚至有的學生實驗做完后,儀器的使用原理都不知道,就更談不上提高他們的動手能力和創新能力了,最后實驗效果收效甚微。針對上述情況,我們應改變以往傳統教學方式,探究以學生為主體,教師為主導的教學方法來培養學生自主創新的能力,實驗教學要以老師講授重點、學生自主學習為主線。老師提出各種不同問題讓學生去思考,積極引導學生自學,讓學生到圖書館或通過網絡查找有關方面的資料;積極努力的開展許多學生共同參與討論的課堂教學活動,以培養學生的實驗創新意識和實驗創新能力,達到自主學習的目的,從而提高教學效果。因此,實驗老師應努力研究教學理論,采用先進的教學方法,依據教育學、心理學的原理,遵從教學規律,結合不同的實驗教學內容,采用多種多樣的教學方法。同樣的實驗設備和教學內容,會因不同的教學方法而產生不同的教學效果。

5.以信息技術為主體,培養學生自主創新能力

面向大面積學生開設設計性、研究性、開放性實驗需要耗費大量的設備、教學時間和師資力量,這成為開設設計性、研究性、開放性實驗教學的難題?;谏鲜鲈?,我們可以應用現代信息技術,以計算機仿真實驗的形式面向學生開設設計性、研究性實驗。學生利用基于組件的仿真實驗來完成預習和儀器操作。仿真實驗可以讓學生提前了解整個實驗的操作過程,為真正的實驗過程做好準備,從而解決了大面積學生實驗教學預習環節的困擾難題,拓展了學生的視野和學習途徑。

6.應用型大學物理實驗課程考核方法的改革

長期以來,大學物理實驗成績的考核方式沒有一個完整的方法。最常用的方法是老師根據學生平時實驗報告書寫情況來打分,實驗報告只要交了,實驗考核就算過了。這種考核方式,激發不了學生學學物理實驗的興趣,實驗做不做,只要抄襲其他學生的實驗報告交上去就行了,甚至成績比認真做實驗的成績還高,學生成績嚴重不合理,對學生也不公平,從而造成了學生對實驗課的輕視。針對上述情況,結合應用型本科院校培養學生的特點,我們認為大學物理實驗成績的評定應采用平時成績和期末考試成績綜合在一起的模式。平時成績又包括預習、課堂實際操作、實驗報告書寫情況以及出勤率加在一起,其中平時成績占70%,期末考試成績占30%。采用這種形式后,學生就必須自己親自動手去完成各個實驗內容,得到相應的結果,從而使學生不得不去重視大學物理實驗。

7.結束語

隨著社會的發展,應用型大學物理實驗的教學改革勢在必行。如何在現有的教學資源環境下真正培養出社會需要的應用型人才,是我們每個教學工作者都要思考的現實問題??茖W客觀地對待大學物理實驗在應用型人才培養中遇到的各種新問題,積極采取措施,及時解決這些問題是提高大學物理實驗教學水平的一種合理而有效的選擇。

作者:劉鵬 縱榜峰 許海峰 唐永剛 單位:宿州學院機械與電子工程學院

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