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大学物理实验教学对比分析

大学物理实验是理工科学生进入大学后首先要接受的系统实验方法和实验技能训练。[1-2]通过大学物理实验课程的学习,不仅可以使学生了解实验现象,理解实验原理,掌握物理概念和规律,而且可以使学生掌握基础的实验方法,培养提高学生的动手能力、观察能力、创新思维能力、联系实际分析问题和解决问题的能力,使学生从而完成从事科学研究的基本训练,同时为下一步专业课学习打下坚实的基础。基于此,如何利用好有限的课堂讲授时间,提高大学物理实验教学质量,并借此促进提高大学生其它课程的学习效率和学习质量,成为大学物理实验教师需要认真思考的问题。本文从本校的物理实验教学实际出发,结合目前高等院校的物理实验教学安排和具体过程,将几种常用的物理实验教学方法进行对比分析,目的是选择更加适合本校学生的物理实验教学手段,提高现存的物理实验教学能力,同时为其他院校提供可参考的物理实验教学方法。

1常用实验教学方法

目前,针对大学物理实验的教学,常见的实验方法有:自主学习法、理论讲授法、实物演示法、PPT教学、微课等模式。所谓自主学习法,就是老师将实验的重点和主要内容及注意事项等写于黑板上,学生参照黑板独立完成实验。理论讲授法(A),是指实验教师利用课堂30分钟的时间,对学生进行理论指导,讲述其实验原理、实验目的,实验内容及注意事项。实物演示法(B):是教师在讲授其理论的基础上,将实验仪器放置讲台,对照实验步骤进行现场的描述和讲解。PPT教学(C)是将授课内容制作成PPT课件,进行多媒体授课;微课[3-5](D)是以视频为主要载体,教师围绕某个知识点有针对性地进行内容设计,将其呈现在学生面前。

2实验教学方法的对比研究

针对高校常见的大学物理实验教授方法,本文选择2016级10个班的学生,每两个班为一组,共分为5组,以未做过的“电位差计校准微安表”实验为例,进行对比分析。由于大学物理实验课程大都是针对刚入学的一年级新生,很多仪器没有接触过,让其独立完成难度系数较大,考虑到学生人身安全和可能导致的仪器高损坏率,本文没有将“自主学习法”列为分析对象。对于其它四种方法,以实验的完成率为研究对比对象,其结果如表1所示。其中,微课是根据“电位差计校准微安表”的实验内容和要求,结合实验仪器和学生情况,内容包括电位差计的基本原理,校准微安表的方法,仪器介绍和实验过程的注意事项等,将其录制成10~20分钟的微课课件,提供给学生,要求其在实验之前对电位差计的知识有系统的理解,课上老师在针对其实验重点和注意事项进行简单介绍,之后进行实验。

3结果的分析与讨论

从学生的实验完成情况来看,将现代化的信息手段应用到物理实验教学中能明显提高学生的学习效率。单纯的理论讲授(A)学生的完成率最低,主要原因是,实验教师的教学过程一般分为三步,首先是理论知识的讲解,其次是实验的内容及要求,最后是实验的具体步骤及注意事项。在很大程度上理论的讲解是不断地重复和验证教材上已有的定理和定律,哪怕老师讲得再好,学生在学习过程中难免会觉得枯燥和没有挑战性,导致学生注意力分散不集中。一般来讲,大学学生的注意力集中在一件事情上的时间在15分钟左右,长时间地学习很容易让学生感到疲劳从而失去耐心。在这种情况下,当讲到实验的具体操作情况时,学生没能引起足够的注意,造成讲课时没有听、实验时瞎摸瞎撞浪费时间,从而很难在规定时间完成实验。当老师讲电位差计搬到讲台进行实物演示时,能够再次集中学生的注意力,促使学生认真听课,但是由于仪器大小有限以及讲台距离的限制,尤其后排的学生很难看到完整的演示内容并理解其实验具体步骤,导致实物演示后完成率提高的幅度不大。相对来讲,利用PPT制作课件应用于大学物理实验,通过大屏幕将实验的目的、原理以及内容展示给学生,一方面可以节约授课时间,在课堂上拓展知识量,例如增添实验仪器的实际应用内容,拓展学生的知识面,激发学生的学习兴趣,提高注意力,另一方面,对于大型的不方便课堂演示的仪器,可以通过实物照片或视频的形式放映在课件上,增强学生的理解力,又有效地照顾到了后排学生,从而提高了整体教学质量。微课以视频的形式将实验内容呈现给大家,可以说是让教学内容变得更加直观形象,生动有趣,易于学生接受。但是在本次测试中并没有取得更好的效果,分析认为其主要原因是学生的重视程度不够,作为基础性的实验课程,很难让学生有对待专业课一样的态度去认真学习大学物理实验。从其预习的程度来看,很多学生只是把实验讲义上的内容照抄到报告上,以应付教师的检查,敷衍了事。所以,在课前认真去学习微课内容的人不多。但是,以微课的形式进行课前预习,本文认为还是有必要进行下去。因为对于对实验感兴趣、喜欢琢磨研究的学生,可以根据自己的需要有选择性地进行学习,提高学习效率,从而对学生达到优中选优的效果。因此,本文认为综合上述授课方法,大学物理实验要取得最优效果,应是课前预习和课堂讲述的结合,充分利用现代信息技术,将实验内容做成微课放在校网上供学生课前预习,同时课堂以PPT课件的形式将内容展示给学生,达到更为有效的教学效果。

4小结

针对大学物理实验常采用的教学方法,本文选择基础性实验“电位差计校准微安表”,对学生的学习情况进行了对比分析研究,从其实验完成率上来看,PPT课件的应用能有效地提高学生的学习效率,其原因在于其让教学内容变得形象直观,图文并茂,易于被学生接受。考虑到微课的优势,本文认为课前以微课形式预习和课上利用PPT课件讲授相结合的方式,能更有效地提高大学物理实验的教学效果。

参考文献

[1]肖立娟.大学物理实验教学的现状与教学改革的探究[J].大学物理实验,2015(6):114-116.

[2]涂亚芳,吴铁山.应用型本科院校大学物理实验教学改革探讨[J].大学物理实验,2013(2):142-144.

[3]唐艳妮,徐军,罗积军,赵云芳.微课在大学物理实验教学中的应用探索[J].物理与工程,2014(7):57-59.

[4]胡铁生.区域性优质微课资源的开发与思考[J].中小学信息技术,2013(4):19-2.

[5]李玉平.微课程:走向简单的学习[J].中国信息技术教育,2012(11):15-19.

作者:闫淑卿 马珊珊 郑 锐 单位:华北水利水电大学数学与统计学院

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