物理實驗科研思維訓練及教學模式

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物理實驗科研思維訓練及教學模式

摘要:當前院校實驗教學多為傳統教學模式,學生很難在此情況下充分理解其中含義,在極大程度上對學生后續學習知識造成影響。因此,本文闡述了物理實驗教學中存在的問題,并提出相應解決策略和訓練內容,以期幫助學生形成科研思維,養成科學素養。

關鍵詞:物理實驗;科研思維

物理實驗課程與理論知識是相輔相成的,學生在實驗環節中可進一步醫生操作能力和客養思維及科學素養。因此,院校應將物理實驗教學成為培養學生理解理論知識的主要途徑,并在科研思維訓練模式下,有效培養學生解決問題能力,促進學生全面發展。

一、物理實驗教學中存在的問題

(一)課前預習準備過于應付

物理實驗教學中,課前預習是為了讓學生可以提前了解實驗內容,但在實際教學過程中,多數院校教師在幫助學生進行預習時,多以讓學生按照實驗教材進行照抄為主,甚至物理實驗環節中的裝置圖都很少有學生去畫,多數實驗教學預習都是為了應付教師。雖然很多學生對物理實驗教學具有濃厚的學習興趣,但由于只能在實驗環節中觀察照片,并根據教材內容對實驗步驟進行想象,且操作時學生還需要根據教材內容按步驟實施,從而導致實驗教學開展效果并不理想。同時,部分學生即便已經懂得部分實驗原理,但卻由于數據記錄有誤,從而影響學習成果。因此,物理教學應加強重視課前預習環節,以此為開展實驗奠定良好基礎。

(二)教師占據課堂主導地位

當前多數院校開展物理實驗教學都是以教師為主導者,而學生在知曉實驗結果的前提下去進行實驗課程,而且實驗教學時間十分短暫,學生在短時間內難以充分掌握實驗儀器操作、實驗原理。甚至部分學生在結束實驗課程后都不知道所使用的儀器是什么,對其實驗步驟對最終結果和影響知之甚少。由此可見,學生在此情況下對新型知識學習的掌握程度可想而知。

二、物理教學培養學生科研思維的教學方法

對于當前物理實驗教學中存在的弊端,教師需要及時轉變教學理念,將學生作為課堂主體,并在此過程中引導學生及時發現問題,并對此加以分析而后通過實驗來解決問題,這種教學模式便是科研思維訓練教學模式。物理教師需要保證教學儀器能夠被學生充分利用,并在此基礎上通過分段模式進行教學,以此培養學生科研思維。

(一)引導性教學

在第一階段中,物理教師需要根據當堂所講內容來設計引導性問題,并在理論課堂之中重點講解該問題答案,或是在校園教學網站中這些問題答案。由物理教師提出教學問題,并向學生提供參考方向,讓學生通過圖書館、閱覽室等自行查閱,從而養成學生科研思維,在學生根據實驗儀器進行選取并寫好合理科學的預設方案后,開始下一步操作。

(二)實驗課前預習

在第二階段中,物理教師可安排學生前往實驗室提前觀摩和預習,以此熟練掌握實驗儀器的操作方法,在此階段中物理教師需從學生之中選取幾個預設方案,并讓學生就此方案進行研究和討論,以此找出不足和優勢之處。此外,物理教師還可以向學生補充該實驗需注意的環節,讓學生根據從自己的報告中進行完善,以此制定可行性操作方案。

(三)反復預習知識

在第三階段中,學生可根據之前預設方案來進行獨立性實驗操作。相比之下,以往教學模式只讓學生進行單次實驗操作,現在這種教學模式將會讓學生通過反復實驗來鞏固知識,并加深儀器操作能力,對學生未來發展具有非常重要的作用。同時,在學生完成數據處理和報告整理過后,教師需引導到學生及時創新和完善其實驗報告。此外,教師對于實踐能力提升速度過快的學生可以給予鼓勵,讓學生更具有創造性和積極性。

三、物理教學培養學生科研思維的訓練內容

教師采取分段解學可充分提升學生學習興趣,并在實驗操作及預習的過程中自主完成,以此來深入理解理論知識。同時,物理教師可在沒有教師講解的課堂中主動發現問題和解決問題。如此以來可有效提升學生學習積極性,對培養學生科研思維、創新思維、操作能力具有非常重要的意義。例如教師在進行光學實驗教學過程中,可通過開設透鏡測量及光路調整實驗室為教學媒介,并向學生提出問題,如“光柵方程如何成立?”“透視鏡在什么情況下可視為焦距呢?”“光學元件如何成同軸登高情況?”等,并讓學生通過以上問題自行查閱資料,并寫出實驗報告,在實驗室中教師需根據學生實驗方案來進一步完善實驗內容,讓學生通過光學平臺中選擇適合該實驗環節的光源、分化板、光柵、凸透鏡等來組成實驗系統,如若學生有與系統操作方案不符之處,教師需及時對其加以引導和調整,并再次補充實驗方案。在第二次進行實驗環節時,學生需要根據實驗方案記錄和測量,并以數據的方法遞交給教師進行檢查,以此提升實驗精準度。而后再次計算實驗誤差,完善實驗報告。由此可見,物理教師將科研思維貫徹與校園實驗教學環節中,可充分激發學生學習興趣,在自主學習的實驗過程中培養學生創新精神,并深入了解物理知識內容,提升操作能力,加強實驗教學效率。

四、結語

綜上所述,在教師進行物理實驗教學的過程中通過科研思維訓練模式來提高學生學習興趣,讓學生思路清晰的去設計實驗環節,寫出實驗報告,具有非常強的實驗目的性。在學生發現問題和解決問題的過程中有效提升學生科研思維能力。

參考文獻

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[2]楊玲,許積文,王宇英,林煜明,陳國華.大學物理實驗中培養科研思維的構建及實踐探索[J].廣西物理,2016,37(Z1):55-58.

作者:方華為 單位:武漢華夏理工學院信息工程學院

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