普通物理實驗教學改革的幾點建議

趙秀英,許 景,周邸冰,白彥魁

(河北師范大學,河北石家莊 050016)

普通物理實驗教學改革的幾點建議

趙秀英,許 景,周邸冰,白彥魁

(河北師范大學,河北石家莊 050016)

普通物理實驗教學是大學物理教學的重要組成部分。針對普通物理實驗教學的現(xiàn)狀,就其相關的教學內(nèi)容、教學方法、師資隊伍建設、實驗室建設和管理等存在的問題,提出相應的解決思路。

普通物理實驗;實驗教學;現(xiàn)狀分析;對策

普通物理實驗教學在大學物理教學中起著舉足輕重的作用,它包括力學、熱學、電磁學及光學實驗。普通物理實驗分為基礎型實驗、綜合型實驗和創(chuàng)新設計型實驗,形成了從低到高,從接受知識到培養(yǎng)能力,逐步提高的普通物理實驗課程體系。

盡管普通物理實驗教學改革進行了多年,但仍然存在以下主要問題:第一,實驗內(nèi)容過于陳舊,整個普通物理實驗教學的內(nèi)容多數(shù)是驗證性和測量性實驗。在實驗教材中,每個實驗都詳盡地列出了實驗原理、方法、步驟等;同時,在普通物理實驗課上,多數(shù)教師還只是單調(diào)地講解實驗,學生只要依照教師介紹的實驗步驟照葫蘆畫瓢就能輕而易舉地完成實驗,然后千篇一律地寫出實驗報告則大功告成;這樣就極大限制了他們做實驗的積極性和創(chuàng)新意識;第二,重理論、輕實驗的傳統(tǒng)意識仍然存在。教好教壞一個樣,一些實驗教師只注重于應付差事,完成工作量就萬事大吉。另外,還有一些實驗教師缺乏科研意識,對自己從事的實驗教學工作缺乏必要的總結和審視,不進行教育教學問題的探索。另外,學校對實驗教學方面科研立項的重視力度不夠,致使許多普通物理實驗教師科研成果很少,甚至沒有;第三,實驗儀器不能及時更新,實驗室開放時間太少,遠遠達不到實際需求。

上述問題使得我們的畢業(yè)生動手能力差,創(chuàng)新思維能力欠缺。那么,如何改善當前普通物理實驗教學的現(xiàn)狀,使其更好地適應高校培養(yǎng)人才目標和發(fā)展的需要呢?提出如下解決思路:

1 優(yōu)化實驗教學內(nèi)容

1.1 合理調(diào)整課程結構

進行物理實驗課程體系改革。將普通物理實驗分為基礎型實驗、綜合型實驗和創(chuàng)新設計型實驗三個層次,對學生的要求也由淺入深,由給學生詳細列出實驗步驟、數(shù)據(jù)表格及誤差計算公式,過渡到學生自己設計表格、進行誤差分析,最后學生自己獨立設計、完成實驗?！盎A型實驗”的目的是使學生初步掌握物理實驗的一些基本知識,包括:常用儀器儀表的使用、不確定度、數(shù)據(jù)處理的基本方法等?！熬C合型實驗”主要訓練學生靈活運用不同的實驗測量方法,使其不斷總結,逐步積累、提升自己的綜合實驗知識和技能?！皠?chuàng)新設計型實驗”的目的是使學生能夠綜合運用所學知識獨立設計實驗方案、科學分析和評價實驗結果,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

1.2 不斷完善實驗項目,改進教學方法,激發(fā)實驗興趣

結合實驗教學的實際情況,編寫適應新時代需求的普通物理實驗教材。在保證開設必做實驗內(nèi)容的前提下,設置盡量多的實驗項目,供不同專業(yè)的學生選做或?qū)嶒炗刑貏e興趣的學生多做。將傳感器等現(xiàn)代器件的元素巧妙地加入到傳統(tǒng)的物理實驗中來,變驗證性實驗為綜合性或設計性實驗?！芭d趣是最好的老師”,可以通過如下教學手段來激發(fā)學生的實驗興趣。①錄制實驗教學錄像,供學生課前視頻預習。教學錄像主要演示實驗操作過程,另外還強調(diào)儀器操作的注意事項和容易出現(xiàn)的問題及其解決方案。實驗前預習教學視頻可以使學生在做實驗之前就得到了實驗過程的整體印象,之后,學生帶著疑問、好奇和求知欲去上實驗課,很自然地感受到實驗操作過程中必須做到操作規(guī)范、次序嚴謹。由盲目被動性實驗變成自覺主動性實驗,讓學生在興趣中完成實驗,享受到物理實驗的樂趣。②開放仿真實驗項目。仿真實驗是真實實驗的有力補充,與以往的物理實驗相比,實驗背景及原理的闡述更全面生動,對實驗儀器及實驗內(nèi)容與步驟的介紹,更易被學生理解,對增強實驗興趣,激發(fā)學生的學習熱情和創(chuàng)造性起著不可忽視的作用。對于具有一定危險性的實驗,學生也可以放心大膽地去實驗,剖析儀器性能和結構,理解實驗的設計思想和測量方法,避免了人員傷害及儀器損壞。此外,仿真實驗的更新?lián)Q代容易,能夠保證實驗的先進性,也能彌補一些昂貴實驗儀器的不足。

1.3 變廢為寶,設立創(chuàng)新實驗室

多年來,好多儀器雖然購置年限久遠,但因依據(jù)新的教學大綱要求已無配套實驗,使這些儀器長期閑置;也有些儀器由于損壞嚴重、缺乏配件而無法修復直至報廢。其實,有些閑置或報廢的儀器,雖然其性能有所降低,但還有一定的使用價值或者其上一些零部件(尤其是市場上不能買到的、廠家也因儀器更新改造不再生產(chǎn)的)可拆下來挪作他用。那么,如何利用好這些儀器及其上零部件,將其變廢為寶,則成為一個值得關注的問題。因此,有必要將學院所有報廢的實驗儀器集中到一起,設立一個“綜合開放性實驗室”,對師生完全開放。本著“拆壞無過,修好有功,創(chuàng)新有獎”的原則,鼓勵廣大師生積極參與。在綜合開放性實驗室,學生可以充分利用廢舊儀器,大膽地拆、裝、創(chuàng)。教師則可幫助學生理解儀器的內(nèi)部結構、工作原理以及測量方法,使學生能夠徹底地放開手腳、拓展思維,做自己想做的實驗,爭取利用廢舊儀器制作出科技小作品或開發(fā)出一些設計性實驗作為將來的教學實驗。這樣既激發(fā)了學生的實驗潛能與創(chuàng)新精神,又修舊利廢,充分利用了我們閑置的實驗室資源。

2 提升物理實驗教師的素質(zhì)

物理實驗教學的改革和創(chuàng)新要求實驗教師必須具備多方面的能力,包括:教學科研常用儀器的使用、維護和保養(yǎng)能力;實驗室建設和管理能力;新實驗項目和自制教具的設計能力;編寫實驗講義與撰寫實驗技術論文的能力;處理實驗過程中突發(fā)事件的能力;熟練掌握現(xiàn)代化的多媒體輔助教學技術,充分利用 Internet上的信息資源,匯集普通物理學知識,在網(wǎng)絡上搭建普通物理實驗教學平臺,為學生提供交流觀點、設計實驗、發(fā)表評論的更為廣泛的學習空間?？傊?實驗教師應該具有很強的設計、創(chuàng)新能力,這樣才能調(diào)動起學生的積極性和創(chuàng)造性,要想給學生一杯水,教師自己必須有一桶水才行。

在這方面,學校特別鼓勵和支持實驗教師和技術人員自己動手設計實驗儀器和改進實驗方法。做到對簡單的實驗儀器能夠自制、自改,對需要改造和更新的復雜儀器設備,要組織專業(yè)人員聯(lián)合攻關,做到把引進和創(chuàng)新有機地結合起來。通過建設“精品實驗項目”、創(chuàng)建“實驗教學示范中心”等途徑,鼓勵實驗教師不斷開發(fā)綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗;鼓勵他們不斷學習現(xiàn)代教育教學理論,探索如何最大限度地提高學生做實驗的興趣。使學生由“要我做實驗”變?yōu)椤拔乙鰧嶒灐薄?/p>

3 建立完善的普通物理實驗教學配套措施

3.1 改革實驗室管理體制,規(guī)范實驗教學管理

首先要綜合考慮實驗室的設置和歸并工作,使實驗室的建設和管理科學化、規(guī)范化,充分發(fā)揮實驗室的效能。其次,對儀器設備,做到統(tǒng)一調(diào)配和管理,杜絕實驗儀器的重復購置。另外,選擇實驗儀器時不僅要考察其質(zhì)量,更要考慮它是否有利于啟迪學生的思維。特別是對于經(jīng)費投入較多的實驗儀器,還應考慮它是否有利于實驗內(nèi)容的更新。因此,可以任意拆裝的“組合式”教學儀器、可以看到內(nèi)部結構的“敞開式”教學儀器、可以“一機多用”完成多項實驗內(nèi)容的教學儀器,應是儀器采購的最佳選擇。

3.2 開放實驗室,利用現(xiàn)代教育技術手段進行開放式實驗教學

確立以學生為中心的教學理念,堅持以學生為主體,教師為主導,采用交互式及課堂探討式教學方法,采用多種途徑和方式開放實驗室。開放實驗室包含兩層含義:第一,實驗室時間上的開放,學生隨時可以進入實驗室做實驗;第二,學生做實驗的時間時數(shù)開放,也就是每項實驗在時間長短上沒有限制,具體地說,學生可以到實驗室進行預習,實驗技能較差的學生可以反復操作;實驗結果不理想的學生可以重作實驗;實驗能力強的學生可以深入進行實驗探索研究。

3.3 立足現(xiàn)有設備,進行教學內(nèi)容更新

充分利用現(xiàn)有的儀器設備,對普通物理實驗教學內(nèi)容進行更新或改造,最大限度地提高儀器設備的利用率。在普通物理實驗中,有的儀器設備可以“一機多用”,有的儀器設備是多個實驗的平臺。我們可以利用原有實驗儀器開發(fā)、設計新實驗,也可以利用現(xiàn)代新技術改造舊實驗。

3 結 語

普通物理實驗教學改革是一項長期而又艱巨的工程,只有經(jīng)過不斷地探索和實踐,才能進一步提高實驗教學質(zhì)量,希望我們的提法能給普通物理實驗教學一些有益的啟示。

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Some Suggestions on Teaching Reform of Physical Experiment

ZHAOXiu-ying,XU Jing-zhou,DI Bing,BAI Yan-kui

(Hebei Normal University,Shijiazhuang 050016)

College Physical Experiment Teaching is an important part of College Physics Teaching.This paper probes intOthe problems in current physics experiment teaching by analyzing several aspects,including teaching content,teaching methods,cultivation of teaching staff,laboratory construction and management,and puts forward the corresponding solutions.Hopefully,solutions in this paper could be of help tOcolleagues in this field.

physical experiment;experimental teaching;current situation analysis;countermeasure

G642

A

1007-2934(2010)06-0093-03

2010-06-11

校級第十批教學改革項目