大學物理實驗個性化教學研究

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大學物理實驗個性化教學研究

摘要:本文主要探索以學生為中心的大學物理實驗個性化教學模式,結合成果導向理念,構建新時期物理實驗教學質量評估體系,同時提高學生的自主學習能力、實踐能力和創新能力,培養適合社會發展需要的應用型人才。

關鍵詞:物理實驗;個性化教學;質量評估體系;應用型人才

大學物理實驗課是理工科院校的一門重要的公共基礎課,其目的是培養與提高學生的實驗動手能力、獨立思考解決問題的能力,要求學生具有理論聯系實驗和實事求是的態度,主動研究的創新探索精神。而傳統的大學物理實驗課在教學模式、考核方式等方面還存在一些不足,因此,如何通過新的理念和方法,改變傳統的教學模式和考核方式來提高大學物理實驗教學質量以激發學生的學習積極性和創造性是目前高校物理實驗教學亟待解決的問題。

一、當前大學物理實驗教學模式存在的問題

(一)教學模式相對單一

由于實驗課上課時間有限,大學物理實驗教學仍然多以“教師為中心”的傳統實驗教學模式開展,實驗過程中,老師在講臺上講述實驗原理、實驗儀器結構、實驗操作方法及實驗注意事項,學生接下來根據老師所述按部就班操作,導致學生被動地完成實驗,師生之間互動不多,交流較少,有些同學為了完成任務而抄襲實驗數據,因為其中部分學生往往不能按規定完成實驗,從而導致實驗教學質量受損,學生的創造性思維難以開發。其次,實驗室對學生的開放程度不夠,只有上課時間開放,很難營造學生自主設計、自主研究的氛圍。因此,這種單一的實驗教學模式,不利于新時代學生創新能力的培養。

(二)實驗考評方式,存在一定的缺陷

目前,我校的考核方式是以平時成績、實驗報告和期末試卷成績加和的方式進行考核。從實驗報告來講,經常出現學生實驗過程中不認真聽課和不認真操作實驗,課后抄襲他人實驗數據的現象。其次,考試安排不是很合理,我校的物理實驗課開設一學年,每學期開設7個實驗,一共14個實驗。實驗(上)的期末考試內容是緒論部分,這部分內容是我們第一節課講授,所學內容時間和考試時間相隔時間太長。而實驗(下)的期末考試是實驗操作考試,操作考試一共選取9個實驗,隨機抽取。學生們在考試時才知道自己要考哪一個實驗,這樣就存在一些問題,有的學生抽到的實驗是剛上過的,所以比較熟悉,而有些學生抽到的實驗可能是上個學期做過的,就比較陌生,這樣缺乏公平性。

(三)驗證性實驗占大學物理實驗內容的絕大部分,只有較少的探究性、設計性實驗供學生學習研究,實驗層次偏低

目前,應用型本科高校開設的物理實驗多是以證明已知結論的驗證性實驗為主,而忽略了未知結論,通過做實驗,求證假設是否正確的探究性實驗和設計性實驗相對較少,這樣不利于學生綜合能力和創新能力的培養,導致大學物理實驗教學整體層次不高。

二、以學生為中心的大學物理實驗個性化教學的優勢

探究和接受是學生學習科學知識的兩種主要方法。玻亞利曾說:“學生自己去發現問題并解決是學習任何知識的最佳途徑,這種發現不僅理解深刻,更能領悟到其中的規律、性質以及聯系。”由此可知,學生在進行知識探究的過程中,老師可以參與輔導學生,但是最重要的思考、發現還是應該由學生來完成。物理實驗教學也是如此,增加探究性實驗,讓學生處于一種再發現學習環境中,學生能夠在自己動手操作實驗的同時,體會到實驗知識的細節,這一過程有利于學生對已知和未知知識的重領會和新研究。學生自己的親身體驗和心靈感悟在知識探究過程中得到建立和提高,由此可見,個性化教學能讓學生在探究中前進,并轉換為技能和方法用來解決問題,從而提高大學生的自主創新能力。當前的大學物理教學中存在一個普遍的現象,即重講解輕實驗,就算進行實驗,也只是簡單的驗證性實驗。學生的探究性、創造性并沒有能夠調動起來,因此部分學生對大學物理實驗這門課不重視,后果是學生的創新精神和實踐能力比較差。這就是本文研究如何培養學生科學探究能力的出發點,通過自己多年對物理實驗教學進行研究以學生為主體,在不增加物理實驗難度的基礎上,將大部分驗證性實驗改為設計性實驗,將原來只用動手或者只用動腦的實驗變為既要動手又要動腦,力求讓學生帶著興趣也帶著思考來學知識、做學問??己朔绞揭矐擉w現多元化特征,比如:對實驗的設計、動手能力、實驗原理的理解程度、處理數據的方式方法以及誤差的分析等。

三、以學生為中心的大學物理實驗個性化教學的具體實施

(一)與時俱進,轉變教學理念

為了將學生培養成為一個基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高、具有創新能力的人才使之能夠立足于變化多端的社會,我們在大學物理實驗課上著力培養和提高學生的實踐能力和創新能力。他們一方面可以運用所掌握的知識去解決現有的問題;另一方面也有能力學習新知識、新技術去解決未來發展出現的新問題;可以說,新經濟對人才提出了新的目標定位與需求。為此,學校教書育人的理念也應該與時俱進,將提高學生的自主創新能力放在首位,以培養應用型人才為主要目的,而不僅僅是讓學生達到能夠照本宣科、會做實驗的目的。

(二)構建新時期的物理教學質量評價體系

實驗教學改革能夠成功的關鍵,那就是要有教學質量的評價體系和評價標準來衡量。對此,我們通過借鑒OBE教學的先進理念,在制定評價體系和評價標準時,要以適應國家社會及教育發展需要、行業發展及職場需求為原則,以培養工程技術應用型、創新型人才為主要目標。制定了以下適合我校的教學質量評價體系和具體實施流程圖。

(三)利用互聯網技術,創新教學模式

在當今社會上,教育與互聯網息息相關,互聯網擁有豐富的資源、高效和快捷的信息儲存和良好的交互性,能促進教育的傳播,教育的進步也帶動互聯網的發展。所以互聯網+教育是現在發展的主流。學生追求的是個性化發展,學校的培養人才方案只能做到大眾標準。眾所周知,一個人在某個方面發展得好,一定對此有很大興趣。注重學生的個人興趣培養是一個重要的方面。通過網絡教育這一靈活的學習方式,提供給學生更多的選擇空間,為個人興趣的發展提供了充足的動力。學生利用互聯網技術的優勢,可以選擇自己感興趣的部分,拓寬學習渠道,豐富學習方式。學習渠道和學習方式的多樣性增加了持續學習發生的可能性。學習不再局限于教室、圖書館,只要學習者具備好奇心和想象力,就會擁有探索的動力和能力。對此我校也在積極創建“網絡微課視頻+網絡互動+面授”新型教學模式,通過這種模式,學生不僅可以通過面授的傳統教學模式學習實驗知識,同時也可以通過線下網絡學習的方式學習理論知識,極大地方便了學生,讓學生能有更充足、靈活的時間去學習,同時也加強了學生學習的積極性。

(四)加大開放實驗室建設,將學生主動學習常態化

大學物理實驗中,學生的創新能力培養是十分重要的,對此,我們大學物理實驗教學中心提供了開放實驗室,用來彌補創新能力不足這一弊端。我們在時間和內容兩個方面入手。時間上:讓同學們不再為上課時間所限制,只要學生想動手參與實踐,都可以來到開放實驗室探究。內容上:我們擁有豐富的圖書館資源,也擁有互聯網視頻資源以及實驗室老師指導,可以說,只要學生對實驗有疑惑,都可以得到解答。另外,學生能主動學習自己感興趣的實驗內容,這在提升學生自主學習能力和創新實踐能力上有著舉足輕重的作用。

(五)理清實踐教育與實驗教學間的關系,為學生提供實踐平臺,提升學生的實踐能力

實踐教育與實驗教學是高校實踐教學的兩個必要環節,相輔相成,缺一不可。但在實際教學過程中,往往會孤立地展開,并不能形成一條完整的實踐教育鏈條。因此,我們要特別重視這兩個環節的銜接性,不僅要為學生提供豐富的實驗內容,同時也要給予學生實踐的機會和平臺,把教育重心放在學習知識和運用知識能力以及探索創新能力培養上去,對學生畢業時應達到的能力及其水平有清楚的構想,然后尋求設計適宜的教育結構來保證學生達到這些預期目標。例如先上理論課再上實驗課(保證學生在上實驗課時已經掌握了相關的理論知識),開設設計性實驗選修課,指導學生參加大學生物理實驗競賽等教育手段,積極探索適合學生的實踐教育模式,從而培養出一批實踐能力出色,適應企業要求和社會發展需要的應用型人才。

四、結語

大學物理實驗模式應該是開放式的并且是以學生為主導的教學模式。以學生為主體,為中心,提高學生對物理實驗的重視度和認知度,開設一些可操作性較強的實驗;將驗證實驗改為設計實驗;提高學生對物理實驗的興趣,力求讓學生自己動手動腦學知識、做學問??己朔绞綉擉w現多元化特征,比如:對實驗的設計、動手能力、實驗原理的理解程度、處理數據的方式方法以及誤差的分析等。

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作者:劉利清 王利霞 張紅光 何學敏 單位:南京郵電大學理學院

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