摘 要:本文主要介绍了独立学院物理实验教学的特点,从课程设置,教学方法,教学内容,考核方式等方面分析了独立学院现阶段物理实验教学的现状,探讨了目前独立学院实验教学中普遍存在的问题,并提出一些合理的改革措施和教学方案。目的在于激发学生的学习热情,提高实验效率,培养大学生的创新意识,更好的锻炼动手能力。
关键词:大学物理实验 教学 问题 改革
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1673-9795(2011)04(b)-0057-02
大学物理实验是一门教育部规定的,所有理工类本科大学生必修的一门实验类课程,这门学科的教学可以加深大学生对物理基本概念和原理的理解,在培养大学生的动手能力,分析问题能力以及养成良好的科研习惯,培养创新能力方面起到不可或缺的作用。但是近几年由于独立学院受客观条件限制,部分课程做了一些调整,同时,由于学生的入学水平参差不齐,物理基础薄弱,导致这门课程教学越发困难,教学效果不显著。目前,独立学院已经成为社会高等教育中的重要组成部分,因此,对独立学院的学生的教育模式应有其独特的模式,目标是培养高级应用性的人才,与社会需求接轨。
1 大学物理实验课程现状分析
1.1 传统的实验教学内容和方式较被动,不利于激发学生实验的积极性
目前大部分高校的物理实验教学模式较统一,上课前预习,上课听教师讲解实验原理与步骤,并由学生自己完成实验,记录数据,课后完成实验的数据整理,分析部分。学生在预习过程中基本只是机械的将书本上的原理抄下来,而没有进行思考,课堂上也只是被动接受新知识,没有太多的互动。产生这一问题的原因是,首先实验课程必须结合仪器才能够有更直观的印象,才能够理解实验是如何进行的,但是在预习时,学生没有实验仪器,而且对实验比较陌生,因此常常无法达到应有的预习效果。其次,学生在上课过程中也是机械的重复教师所讲解的实验步骤,最终完成数据的记录,由于这过程中缺乏对实验的思考和探索,并不需要自己去思考怎么完成实验,因此制约了学生分析问题和解决问题能力的培养,很多学生做完了实验还不明白为什么要做这个实验,容易使学生感觉没有学到真正的技能,产生枯燥厌烦的情绪。第三,物理实验的结论大部分已经有了明确的答案,整个实验以验证为主,这也打击了学生积极探索结果的兴趣,不利于学生创造性的培养。
1.2 验证性实验和设计综合性实验比例失衡
目前独立学院物理实验的项目设置主要以验证性实验为主,这主要是因为验证性实验器材造价比较便宜,开设课程的成本较低,另外学生基础有限,难度过大,涉及的知识点过深的实验可能会造成学生无法很好的完成。但是验证性实验过多也会导致学生缺乏思考,习惯性的先知道结论,而失去了自己去寻找答案,寻找实验方法的过程,这也恰恰是我们需要培养学生的一个重要能力,那么如何权衡这两者的比重,也是我们值得探讨的问题。
2 大学物理实验教学改革方案
2.1 改进实验内容,加强实验的趣味性,提高学生学习兴趣
针对目前实验设置中验证性实验过多,实验内容枯燥乏味等现状,可以对大学物理实验的内容做一些适当的调整,增设一些创新性,设计性的实验。我校在实验室二期建设中,采购了一批比较先进的,与目前前言科技紧密联系的物理实验器材,例如激光全息照相实验,多功能组合光学实验仪,核磁共振实验以及光纤传输特性研究等实验器材。这些实验的主要原理都是结合近代物理学的知识,并紧密联系实际设计的实验项目。设置这些实验的主要目的就是为了调节物理实验课程设置中验证性实验和设计综合性实验的比例,更多的采用较先进的实验设备,理论联系实际,提高学生对于物理实验的兴趣,并结合各专业学生的特点,提供更有针对性的实验技能指导,增加实验的趣味性以及互动性。在实际的教学过程中发现,这些实验能更好的吸引学生的注意,教师在教学过程中也可以不断结合实际给学生讲解实验原理。例如光纤传输实验是利用光纤将信号传输到收音机上使其发声,并可以通过调节参数来改变收音机音量的大小,这个实验是比较直观的一个实验,学生很有兴趣,上课的时候也更加认真,同时在学生自行实验阶段,也基本都是独立完成的。这主要就是因为学生觉得这样的实验很有用,觉得能够真正的学到一些与生活相关的知识和技能,因此更愿意自己去实践一下。另外一个例子就是激光全息照相实验,学生在实验过程中能够实际的自己完成一个照相及冲洗照片的过程,可以完成不同物品的照相过程,与实际联系紧密而又高于实际,因此对学生兴趣的培养起到了很好的作用,大部分学生都很喜欢这个实验。除此之外,还可以引进一些演示性和开放性实验,把演示实验推广到大学物理理论教学中去。比如讲到转动惯量这个概念时可以演示三线摆测量转动惯量的实验,一边讲解理论一边通过实际的现象让学生加深对物理概念的理解,这样可以达到事半功倍的效果。
2.2 不同专业的物理实验项目应有所差别
目前大部分独立学院的物理实验项目基本是所有学生都一样,没有做差别化处理,而由于每个专业的培养目标不同,这决定了学生所修读课程应有侧重点,物理学科也是一样的。物理学所涵盖的范围非常广,力学、热学、光学、电磁学,包括近代物理都属于物理的范畴。那么针对不同的专业培养重点的差异,我们在实验项目设置上也应做出一些调整。例如,机械专业,我们侧重开设了力学和电磁学类实验,如杨氏模量、霍尔效应、核磁共振等实验,并且在实验难度和深度上要也要比其他专业更严格。而对于信息系我们则更加侧重于光学和电磁学等方面的教学,比如光栅衍射、全息照相、太阳能电池等等。这些实验项目上的区分是为了更好的配合各专业的教学体系,与其他的课程衔接的更紧密,为学生学习更专业的课程打下一定的基础,培养其专业兴趣。另外,对于一些文科专业,如工业设计专业,我院也为其安排了物理类课程《大学物理与实验》,这门课程更侧重于科普知识的教学,让学生对自然科学有一定的了解,广泛普及物理学知识,为其今后的发展广度提供一定的空间。对于这类专业,我们一般只开设基础验证性物理实验。课程的目的只在于提供他们一个动手能力培养的平台。
2.3 改进实验教材和考核方式
一本好的教材能够为学生提供较清晰的实验目的、系统的实验原理、完善的实验步骤及各类操作要点,注意事项等,可以帮助学生在预习时就能整体的把握整个实验的思路及方法,在课堂听课时更加有针对性。对于上课没有听明白的内容,或者实验仪器操作中的难点,学生自己从书中也能得到解答。我院实验室成立初期主要沿用的是母体学校南京航空航天大学物理实验的教材,但是由于我院仪器较新,常常会遇到与教材型号不同,一些物理参数不一致,以及操作方法不完全相同的状况。学生在实验过程中常常会对照书本操作,导致实验出错的情况。针对这样的情况,我们编写了适合我院仪器的物理实验教材,与旧教材相比,除了仪器介绍配套之外,还结合我院学生特点,把一些易出错的实验点在教材中做了详细的说明,提高实验效率。投入使用后,效果很好,学生对照教材上的仪器图解和参数,基本都能很好的完成实验,也大大的提高了学习的有效性。
另外考试形式可以多元化。传统的考试基本是由期末一张试卷就判定考生对一门课程的掌握程度。有些学生平时不好好学,考前抱一抱佛脚,有时还能比平时认真实验的同学考的还高,这也造成了一种不公平。要打破这种局面,可以通过多种考核方式来决定学生的成绩,比如让学生抽签,在一定时间内完成所抽到的实验项目,根据学生实验速度和正确性来依次评分,这项成绩占40%,另外试卷成绩占30%,平时实验和报告成绩占30%。这种分配方法可以兼顾学生平时上课表现、理论知识的掌握以及临场动手能力的优劣,评分相对比较公平。当然抽取的实验难度应大致相同,否则也会出现不公平的现象。再者,还可以让每位学生写一篇小结,谈一谈对物理实验课程的一些想法,这也是一种互动,学生可以在论文中提出对课程的收获和建议,老师也可以了解学生对实验的一些感想,进一步提高自己的教学水平,改进教学方式。
3 结语
民办独立学院的办学宗旨的培养高层次应用性人才,这也就要求我们的教学不仅仅停留在理论上,更多的要培养学生实际解决问题的能力。大学物理实验不仅能够培养学生的实验技能,还能加深学生对理论知识的理解。现代科学技术的发展之迅猛,给我们教师提出了更多的挑战和机遇。我们在教学中应该因材施教,把握学生的特点,提高学生实验兴趣,不断探索改进教学方式和内容,淘汰落后的教学模式,提高大学物理实验课的教学效率。
参考文献
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