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物理实验教学改革论文

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摘要:为了更好地体现大学物理实验课程的时代性和先进性,文章针对我院学生的具体情况,对大学物理实验从教学内容、管理体系和考核办法3方面提出了一些改革措施,以便形成新的课程运行机制,从而更好地提高学生的积极性和主动性。

关键词:大学物理实验课程;教学改革

大学物理实验是工科院校的必修课,也是1门实践性和应用性很强的课程。大学物理实验教学不仅能帮助学生正确理解物理概念和规律,而且与课堂理论教学相比,在培养和提高学生动手能力、观察能力、理论联系实际能力等方面都更具优势。同时也为学生的研究能力、开拓能力、创新意识等综合科学素质的培养提供了较好途径。因此,实验课程在大学物理教学中具有不可替代的作用——是培养学生学习能力、实践能力和创新能力的重要环节。同时,大学物理实验也是培养专业基础厚、实践能力强的创新人才的重要基础。但是在传统实验教学中,学生往往过分依赖教师指导,几乎所有实验都由教师安排内容、准备仪器。教师在学生做实验前先讲解实验的目的、原理、步骤并做演示,学生只要按照现成的步骤进行实验,最后把结果写在统一设计好的记录实验数据的报告纸上即可。这种僵化的实验教学模式在很大程度上抑制了学生的积极性和主动性。要从根本上提高实验教学效果必须从大学物理实验课程的教学内容、教学方法和手段、管理制度和方法等方面进行积极有效地改革。3年来,淮阴工学院作为省级实验教学示范中心建设点,对大学物理实验课程教学改革提出了具体措施,并且进行了初步实践,并收到了预期的效果。

一、大学物理实验教学体系改革

传统的大学物理实验内容是按力学、热学、光学、电学等内容进行划分,并分别形成各自的封闭体系,这种封闭体系突出了学科的系统性,但忽视了学科之间的兼容互补性,各学科相互独立,限制了学生跨学科思维能力和创新能力的培养。因此,淮阴工学院从2000年开始就使用自己编写的大学物理实验教材,截至2005年,先后进行了两次修订。其中,最大的修订在2006年,淮阴工学院根据学生的实际水平和需要,结合其现有物理实验仪器的具体情况以及教学大纲,编写并公开出版了适合该校学生使用的《大学物理实验》(赵亚林、周在进主编)教材。依据大纲要求和以往的教学经验,该院的实验项目打破了按照力学、电磁学和近代光学的顺序,而是按照基础实验、综合实验、设计性实验进行分类,确定了适合我院学生的实验项目。这种安排虽然打破了力、热、光、电顺序,但是在具体操作上还是实现了与物理理论课的同步。这样的实验安排打破了各部分的封闭体系,突出的体现了学科的系统性、学科之间的兼容互补性,同时也打破了各学科之间的相互独立,加强了对学生跨学科思维能力和创新能力的培养。这种新的实验内容结构体系由易到难、由浅入深、由低到高、循序渐进,既吸收传统实验的精华,又突出现代实验的特点,通过对各类实验进行有机结合,整体优化,在突出基本方法、基本技能训练的同时,加强综合性、设计性和研究性实验力度,从而达到学生素质和能力的提高。这种结构的安排,既培养了学生的创造能力和实验技能,又能使学生在实验研究方法、实验设计思想等科学素质方面得到锻炼和提高。实验教材经学生试用,已经取得了预期的效果——给学生的专业实验打下了良好的基础。

二、实验课堂教学与管理改革

在以前的实验课堂教学过程中,教师要将实验目的、实验原理以及实验注意事项告诉学生,还要详细地讲解实验原理、方法、步骤、仪器使用、数据记录、数据处理等等,甚至老师还要在学生做实验之前把实验从头到尾的演示,让学生看得清清楚楚、明明白白,因此学生就完全不用预习实验,也不用思考问题,只要将上课时老师讲的内容记下即可完成思考题,这样就造成了实验课堂收效甚微。有的学生实验数据都测完了还不知道仪器用的是什么原理,就更谈不上提高他们的动手能力和创新能力了。

基于改变这种现象的考虑,淮阴工学院大学物理实验中心从2006-2007学年第1学期开始对实验课的教学内容进行了试探性改革:在完成普通物理实验的基础上增加了设计性实验,设计性实验的过程,主要是由教师提出设计性实验题目和要求以及实验室所能提供的仪器,对于一些实验技术参数以及涉及到的实验原理知识则由学生自己根据提供的实验目的和实验仪器进行资料查询。有些教材上一般只提出设计性实验的目的、仪器及简单的方法提示,为了完成预习报告,要求学生按照实验要求,自己设计出合理的实验方案或电路,拟出可行的实验步骤及实验中的注意事项;要求学生自己查阅资料,并对资料进行理解、分析、选择,设计出完整的预习报告。因此,设计性实验对学生技能的提高,思考问题方法的训练,知识的综合运用起到很大的促进作用,同时还能有效地提高和培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。如在测量薄纸厚度的实验中,学生就给出了光杠杆法、劈尖法、螺旋测微器测量法等多种方法。这样通过设计性实验,增强了学生的学习兴趣,加深了学生的理解能力,激发了学生独立思考和不断创新的精神。又如在测量不规则物体密度的实验中,几组同学分别从不同角度利用排水法对不规则物体的体积进行测量,方法新颖,学生思维活跃开阔,学习气氛浓厚。

另外,实验教学体系、内容、方法等的革新与调整也对教学管理提出了新的、更高的要求。淮阴工学院从2005-2006学年第2学期开始实现计算机网络化管理,学生可以在网上选择实验项目、实验时间、实验教师,在网上预习实验内容、与教师讨论实验问题等。教师也可以在网上批改实验报告、公布实验成绩等。为了使开放式实验教学管理更加科学、规范、合理。在校园网上向学生公布大学物理实验课程的教学模式和教学要求以及考核办法,使学生全面了解物理实验的教学过程;要求学生每次课前必须写预习报告,弄清实验时要完成数据的测量和处理方法,在实验开始前交给老师检查,使教师能够及时对学生进行指导和更正,使得实验课更具实效性和完整性。

三、实验考核方法改革

改进实验考核方法,旨在提高教与学两方面的积极性,目前该校物理实验考核由两大部分构成,即平时成绩与期末考试成绩。平时成绩包括实验报告和出勤率以及实验课堂上的表现占60%,期末考试成绩占40%。实验课程考核的内容,主要包括学生对实验原理、实验方法、操作过程、数据处理方法等的掌握。

为了进一步保证实验课的教学质量,提高学生的动手操作能力,培养学生创新意识的想法,淮阴工学院对2005级的学生的期末考试采用了操作考核的方法。每位学生抽签决定其考试项目和内容,并单人进行操作,教师对照评分标准当场给出操作成绩,取得了明显效果。自改革以来,由于实施了期末单人操作考试,学生的平时实验态度与以往相比发生了很大变化,由只注重实验结果转向注重平时每个实验的操作步骤及实验报告,实验态度积极认真,也改变了以前有的学生在做完物理实验以后进行专业课实验时,连基本物理仪器都不会使用的尴尬情况。

四、小结

改革后的课程体系和教学内容,真正以学生为主体,激发了学生的学习积极性和主动性,培养了学生对物理实验的兴趣,更好地锻炼了学生应用理论知识、掌握实验原理、正确选择与操作仪器、确定测量条件等方面的能力。同时,大学物理教学改革还能进一步给学生一个更加广阔的思考空间和选择余地,激发他们的想象力,增强其创新意识,培养其坚忍不拔的思想品质、实事求是的科学态度、相互帮助的协作精神,使其将来更好地服务于社会。

参考文献:

1、赵亚林,周在进.大学物理实验[M].南京大学出版社,2006(3).

2、徐曼等.大学物理实验教学改革的初步实践[J].石家庄联合技术职业学院学术研究,2007(3).

3、赵宗淑.论大学物理实验体系建设与教学改革[J].高校实验室工作研究,2006(6).

4、刘力斌.大学物理实验考试改革初探[J].大学物理实验,2003(3).

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