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大学物理实验教学模式改革论文

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21世纪是教育立国、科技兴国的时代,它对人才的培养也提出了更高的要求,物理学在现代社会科技发展中占据着关键地位,而处于新的发展时代,物理学的发展空间也得到进一步扩展。就高校教育而言,大学物理实验是一门十分重要的基础课,是自然科学发展的基础,在提升学生的科学素养,培养学生的科学创造力方面具有十分重要的作用。通过物理实验,学生可以用实践来证明自己的观点,验证自己的理论知识。同时,学生将自己所学的理论知识运用到具体的实践中,进一步锻炼了学生的实践操作能力和动手能力,增强了学生的科学素养和创新能力。当今社会需要的是实践应用型人才,这也为高校的物理实验教学提出了新的挑战。因此,抓住机遇,改革大学物理实验教学模式,培养具有知识型、创新型、复合型的人才成为现阶段发展环境下的一项迫切任务。

一、大学物理实验教学模式改革的必要性

1.教学模式单一。处于当代教育发展环境下,新课程改革进一步深入,高校的教育理念也要进行相应的创新:转变以往单纯的对学生进行知识机械灌输的教学模式,把精力投入到提升学生知识能力的教育过程中。就大学物理实验教学而言,科学创新精神和实践动手能力是其不可或缺的内容。但是在以往的物理实验教学过程中,单纯机械的验证相关理论知识成为高校物理实验中的主要教学内容,大学物理实验教学模式过于机械和单调,学生的创新能力和实践动手能力难以得到有效提高。并且在实践教学过程中,往往是学生被动接受教师的实验安排,制定实验步骤、组织仪器设备等内容都是由教师来准备,实验方法和实验数据的记录也通常是由老师来完成,而学生只是对教师实验过程的一个机械模仿。这样机械化的教学模式严重阻碍了学生动手能力的培养,束缚了学生的创造性思维,不利于学生的科学素养的建立,基于此,改革现有的大学物理实验教学模式,提高学生的实践创新能力成为物理教学中的一项迫切任务。2.教学方法和教学内容落后。传统的物理实验教学方法是“教师统领实验过程,学生机械模仿”,在此过程中,学生只是被动的接受知识,没有充分发挥自身的主观能动性。久而久之,学生会对教师形成一种依赖心理,在具体的实验过程中“会看不会做”,并其怠于思考,使得学生形成一种模仿的思维定式,难以有所突破。学生学习的自觉性受挫,难以主动去发现问题并解决问题,不利于实践创新能力的提高。另外,物理实验教学内容比较落后,没有很好的体现学科之间的共融性。大学物理实验内容也基本是验证性和测量的,利用学生的创新思维,出于学生自己的创造能力来设定的带有研究性的内容相对匮乏。正是在此基础上,与国外培养的物理实验人才相比,中国物理知识方面的人才理论知识可以很丰富,但是具体到实践操作中,却难以有效的将理论知识与实践相结合,而创新精神和独立思考的能力更是缺乏。

二、大学物理实验教学模式改革的优化策略

(一)改革物理实验教学方法

传统的物理实验教学方法中,采取的是教师灌输,学生被动接受的方式。实验操作过程中,教师预先告知学生这次的实验目的,并且在此基础上,教师还会详细的为学生讲解实验原理、实验方法、实验步骤、实验过程中需要用到的仪器及其使用方法,并且还有相关的数据记录、数据处理等信息。更甚者,有的教师为了使学生更加明白本次实验的过程和步骤,在实验开始之前把整个实验过程在学生面前演示一遍。在此基础上,教师在进行物理实验教学之前就没有必要让学生对将要传授的内容进行预习,学生也不需思考,这样就对学生的学习造成了一定的负面影响。学生对教师的实验过程也产生一种依赖性,在教师做完相关的实验后,很多学生沉溺于教师的实验过程中,却难以理解其中涉及到的科学原理。也正是因为此,学生缺乏实践操作的机会,没有一定的实验操作经验,难以促进动手能力和创新能力的提升。即使是在具体的物理实验过程中,教师也是为学生准备好一切,学生也不需要深入思考,只要按照教师给定的步骤加以演示就可以了。这种机械的实验过程严重违背了学生的认知特点和认知发展规律,限制了学生学习的主动性和积极性,不利于提高学生的思维创新能力和实践应用能力。鉴于此,在具体的物理实验教学过程中,教师要充分尊重学生学习的主观能动性,适应现代课程改革的要求,把课堂还给学生。在此基础上,教师要改革物理实验教学方法,可以从以下三方面做起:1.打破传统的教学方式,以“学生预习,自主学习”为主,“教师引导”为辅。教师在物理实验过程中,需要对实验仪器和原理细致的介绍,牵涉到具体的实验步骤和测量方法,教师要利用学生的自主创新能力,激发学生的创新思维,让学生自行设计完;2.将物理实验课以选课的形式出现。物理实验课中会有学生必做的实验,除此之外,教师还可以以学生对实验课的实际需求为依据,结合学校对物理实验课程的安排,在实践发展的基础上为学生开设选做实验项目。既然是选作项目,那么学生就可以根据自身的实际学习情况和实验能力来自主安排,在自己动手的过程在提升动手能力和实践操作能力。教师通过这样的教学安排,一方面可以锻炼学生的基本实验技能,另一方面又可以最大限度的调动学生学习的主观能动性,同时,学生自觉发现和处理相关问题的能力也可以得到进一步提升。3.随着时代的进步,计算机信息技术的应用范围越来越广泛,紧跟时代脚步,高校物理实验教学中也应扩展计算机的应用范围。计算机在高校物理实验中有很高的应用价值,例如利用计算机来操控实验的过程,收集相关的物理量,快速的将实验数据记录下来等,另外,利用计算机实施拟合分析,制作图标等内容也是其应用表现。除此之外,教师利用计算机进行辅助教学,进行计算机管理,也属于计算机在物理实验教学过程中的应用范围。当然,计算机在物理实验中只是一种辅助性手段,它的应用可以方便物理实验的进行,促使学生加深对物理原理的理解以及对实验方法的掌握,在物理实践中的应用仍是十分必要的。

(二)创新物理实验教学内容

就现在很多大学开设的物理实验课程而言,验证性实验是其最主要的表现内容。而相对应的,以学生的实际发展需要为基础,集科学性和设计性为一体的实验内容则比较少。基于现代的经济发展环境,这样的设置体系会妨碍高校对实践应用型人才的培养,学生进行实践创新的发展空间也被缩小,而学生通过实验也难以提高自己分析问题和解决问题的能力。在一些高校中,受到学校生源条件的限制,在具体的物理实验过程中,学生和实验仪器一对一的现象并不少见。在此发展条件下,教师通过引导,使学生自己动手做实验,来进一步提高学生的动手能力和实践操作能力,同时也间接的加强了学生分析和解决实际问题的能力。但是在有些高校中,受到学生人数的限制,物理实验课基本上是两到三个学生共同做一个实验,这样的分配会在一定程度上激发少数学生的惰性思维。因此,他们在物理实验中只是机械的记录相关数据,而没有主动动手和主动思考的习惯,这样的话,这些学生就难以在具体的物理实验过程中得到锻炼,有些学生甚至对此感到厌烦。另外,如果高校设置的实验项目有限,而其中的学生人数却过多,那么物理实验就难以适应学生的发展需求,也不能有效做到与物理理论知识课的同步。鉴于此,高校在开设物理实验课的时候,要充分结合院校学生的实际水平和发展需要,以现有的物理实验仪器为载体,调动学院教师的力量,以本院校中的物理实验教学为基础,科学编写相关知识的物理实验讲义,其中涉及到的内容要充分体现物理实验的实用性,并且在其中详细阐明某项实验在某些专业中的应用。以此物理讲义为标准,学生在做某项实验时,就不会产生这项实验与所学专业有何关系的疑问。另外,为了适应社会对人才的需求,迎合现代科技发展的需要,同时也为了适应社会对实践应用型人才的需求,高校的物理实验课程中可适当融入一些富于实践操作性的实验项目,例如自行车及钟表的拆装等内容。社会在不断发展,高校中的物理实验也要与时俱进,为了进一步与社会科技发展接轨,高校要根据自身的实际发展情况和学生对自身能力的需求,适时改革物理实验讲义,使得物理实验讲义为学生提供实验参考的同时,也能跟上时代发展的步伐。高校为了加强物理实验教学的影响力,也可以迎合学生的对物理实验的兴趣,举办物理实验设计大赛,使得高校学生更好地适应现代科技的发展。

(三)定量考核与定性考核相结合

物理实验过程中,物理实验的考核体系对科学判断学生的实验能力和评价学生的实验成绩具有重要的影响。物理实验不同于理论知识学科,在它的评定过程中,物理实验成绩占据重要地位。正是鉴于这种学科的特殊性,其考核体系才更加需要完备。对物理实验成绩进行评定的过程中,教师往往以实验报告的形式来加强对学生的考察,但是在具体的操作过程中,这种考察形式具有一定的弊端,实验报告是以纸质的形式出现的,教师看到的只是学生实验的结果,而难以看到学生实验的整个过程。并且在这种考察形式中,即使学生不做实验,也可以提交一份完整的实验报告,因为学生可以抄袭其他学生的实验数据实验记录。鉴于实验的准确性和科学性,教师又很难发现实验报告中的这些弊端。因此,教师在实际的物理实验评定过程中,一定要创新实验考核机制。在此,笔者建议利用定量考核与定性考核相结合的方式。在具体的考核过程中,教师要充分考虑到学生各方面的能力,考察的内容不能过于单一化,学生对实验方法和技能的掌握,学生对待实验和相关实验问题的态度等内容都要纳入考核体系,教师都要加以科学化的考察。从一定程度上说,这种全方位的考察,也是对学生学习积极性和学习主观能动性的一种激发,让学生充分重视物理实验的过程,也让他们明白物理实验考察不只是一种简单的成绩判定,更是一种实践能力和动手能力的考察。同时,也充分体现了评定的科学性和公正性。此外,口试、笔试以及现场操作等方式也可以被应用到成绩考核中,为学生营造良好的实验考核氛围,加强学生对物理实验的兴趣,力争考核标准更加科学,能全方位、公正地对学生进行实验考核。

综合来说,高校物理实验不仅能提高学生的实践应用能力,考察学生对理论知识的运用能力,还能培养学生独立分析和解决问题的能力,强化学生创新思维能力。结合现代的经济发展环境,社会对人才的培养也提出了更高的要求,实践应用型人才受到社会的普遍关注。而高校中的物理实验则着重培养学生的动手能力和观察能力,迎合了社会对人才的需求趋势。在此基础上,高校要进一步适应现代经济社会的发展,明确大学物理实验教学中存在的问题,从物理实验教学方法、物理实验教学内容和物理成绩考核体系三方面来改革大学的物理实验教学模式,在此基础上有效促进大学物理实验教学效率的提高。

作者:薛禹 单位:北华大学物理学院

参考文献:

[1]朱婷,王春霞,韩财宝.独立院校大学物理实验教学模式改革初探[J].物理与工程,2014(S2).

[2]魏艳玲.大学物理实验教学模式改革探索[J].吉林工程技术师范学院学报,2013,29(09):54-55.

[3]郭晓霞.大学物理实验教学模式改革研究[J].赤峰学院学报:自然科学版,2014(08):195-196.

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