西部高校大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐

蔣愛華　邵紅娟　肖劍榮　王志勇

[摘 要]大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)在大學(xué)物理教學(xué)中具有重要地位，要解決大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中現(xiàn)存的主要問題，必須整體優(yōu)化大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系，力求實(shí)現(xiàn)其形式多元化與系統(tǒng)管理方法體系，充分利用多媒體及校園網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

[關(guān)鍵詞]西部高校 大學(xué)物理 演示實(shí)驗(yàn) 教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)] G424.31[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 2095—3437（2012）09—0104—02

物理學(xué)是一門實(shí)踐性相當(dāng)強(qiáng)的學(xué)科，縱觀物理學(xué)的發(fā)展歷程，絕大部分新理論的產(chǎn)生均經(jīng)過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)才得以正式確立。在大學(xué)物理的理論教學(xué)過程中，借助實(shí)驗(yàn)來再現(xiàn)物理過程及現(xiàn)象、驗(yàn)證物理規(guī)律是不可或缺的教學(xué)手段。在大學(xué)物理教學(xué)中，這種以輔助理論課堂教學(xué)、幫助學(xué)生深入理解理論知識(shí)為最初目的的實(shí)驗(yàn)被稱為演示實(shí)驗(yàn)。通過這種演示實(shí)驗(yàn)，可以將某一物理過程形象、生動(dòng)地展示出來，使學(xué)生對(duì)物理過程的內(nèi)容本身有更透徹的理解、更深刻的記憶，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)大學(xué)物理的濃厚興趣，甚至吸引一批學(xué)生從此投身于物理學(xué)的探索與研究中。

一、大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

教育部在最新頒布的“非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求”中明確指出：大學(xué)物理課程的主要內(nèi)容都應(yīng)有演示實(shí)驗(yàn)（實(shí)物演示和多媒體仿真演示），其中實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的數(shù)目不應(yīng)少于40個(gè)。[1]物理演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中占有十分重要的地位。目前，國(guó)外許多大學(xué)有專門的多功能物理教學(xué)演示教室，大學(xué)物理教學(xué)就在這里進(jìn)行，一邊演示一邊講授，利用演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生觀察物理現(xiàn)象，增加感性知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理學(xué)的興趣。

目前，我國(guó)大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在較多問題，主要體現(xiàn)在：第一，對(duì)大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)重視不夠，演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)的課時(shí)中所占的比重太小，有的學(xué)校幾乎沒有，設(shè)備更新很少，且演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和手段長(zhǎng)期不變，沒有緊跟科學(xué)技術(shù)的發(fā)展；第二，教學(xué)模式單一，真正的只是在“演示”實(shí)驗(yàn)，這使得學(xué)生對(duì)大多演示實(shí)驗(yàn)本質(zhì)內(nèi)容探究不深、對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)關(guān)注不夠，沒有足夠的時(shí)間對(duì)物理本質(zhì)規(guī)律進(jìn)行思考，并且在實(shí)驗(yàn)過程中缺乏討論和交流，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解不到位；[2]第三，由于擴(kuò)招造成資源緊缺，很多高校大學(xué)物理演示教學(xué)沒有緊跟教育的發(fā)展步伐，進(jìn)行合理的利用與擴(kuò)建，大部分教學(xué)與建設(shè)停滯不前，有的甚至閑置不用。

二、改革方法

教學(xué)改革采用“研究”與“行動(dòng)”相結(jié)合的方法。在本校選取幾個(gè)有代表性的專業(yè)作為試點(diǎn)，根據(jù)課題研究的不同階段的特點(diǎn)和所要解決的問題，有效地運(yùn)用調(diào)查研究法，行動(dòng)研究法及個(gè)案研究法開展研究。隨著研究的深入，有計(jì)劃、有步驟地推廣成功經(jīng)驗(yàn)，并采用宏觀分析和微觀分析相結(jié)合的方法，從宏觀層面把握廣西區(qū)高校大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的階段性，從微觀分析的層面剖析當(dāng)前廣西區(qū)高校大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題和不足，解決實(shí)際問題。

我們?cè)诰唧w實(shí)施過程中，首先從廣西區(qū)高校大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)情入手，對(duì)演示實(shí)驗(yàn)資源配備、管理與運(yùn)行機(jī)制以及教學(xué)效果等進(jìn)行考察、調(diào)研。其次，從教學(xué)效果、學(xué)生能力等績(jī)效考評(píng)的角度剖析當(dāng)前大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)與運(yùn)行機(jī)制的現(xiàn)狀和不足，提出實(shí)現(xiàn)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建和運(yùn)行機(jī)制的目標(biāo)。最后，根據(jù)改革目標(biāo)從教學(xué)內(nèi)容體系建設(shè)、教學(xué)形式改革、大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)運(yùn)行與管理等方面進(jìn)行探索與研究。

三、實(shí)施改革內(nèi)容

（一）整體優(yōu)化大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系

在有限的資源配置和保證基礎(chǔ)教學(xué)的前提下，更新內(nèi)容，提高起點(diǎn)，減少簡(jiǎn)單驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例。通過調(diào)整實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，按實(shí)驗(yàn)的難易程度和綜合知識(shí)量將實(shí)驗(yàn)劃分成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)四個(gè)模塊，并結(jié)合力、熱、電、光、近代物理等五個(gè)板塊綜合考慮。結(jié)合理工科學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)，合理設(shè)置創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，使演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由淺入深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由被動(dòng)模仿到主動(dòng)設(shè)計(jì)以及綜合運(yùn)用，逐漸加深學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度、廣度和綜合程度，符合認(rèn)識(shí)規(guī)律和教學(xué)規(guī)律，使演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和手段更好地適應(yīng)知識(shí)的更新、適應(yīng)專業(yè)發(fā)展所提出的新需求。

（二）力求實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式多元化與系統(tǒng)管理方法體系

按學(xué)生的專業(yè)需求與能力，實(shí)行開放式教學(xué)模式，不僅時(shí)間上對(duì)學(xué)生開放，而且在教學(xué)內(nèi)容上也全面開放，并且對(duì)大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)開放式的管理。充分滿足學(xué)生求知、探索和創(chuàng)新的欲望，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與能力。探索網(wǎng)絡(luò)化管理、教師與學(xué)生管理相結(jié)合、教師演示和學(xué)生動(dòng)手相結(jié)合等一系列行之有效的方法。

（三）充分利用多媒體及校園網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)

利用計(jì)算機(jī)仿真來實(shí)現(xiàn)演示，可以克服實(shí)際演示教學(xué)中某些難以處理的問題。因此，我們借助現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段，發(fā)揮計(jì)算機(jī)模擬演示教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)課件演示實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)微觀的、宏觀的、極快的、極慢的物理實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行逼真的模擬，減少了學(xué)生因缺乏感性認(rèn)識(shí)而對(duì)物理理論難以理解的困難，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的了解和認(rèn)知。同時(shí)，充分利用校園網(wǎng)的物理學(xué)習(xí)平臺(tái)，把物理演示實(shí)驗(yàn)課件放置于校園網(wǎng)上。

四、改革效果

首先，明確了演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師與學(xué)生的地位與作用。在傳統(tǒng)的大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，基本上是教師演示學(xué)生看，學(xué)生很少參與及討論。而我們強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的主體作用，充分考慮了教學(xué)過程中學(xué)生的作用和地位。

其次，增強(qiáng)了大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)在“四種能力”培養(yǎng)中的作用。通過改革大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系，建立合理的運(yùn)行機(jī)制，緊隨知識(shí)更新與專業(yè)發(fā)展的需要，著眼于學(xué)生“科學(xué)思維”和“創(chuàng)新能力”的培養(yǎng)。將多媒體和模擬仿真技術(shù)引入演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增設(shè)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，吸納學(xué)生參與教師科研實(shí)踐，充分發(fā)揮基礎(chǔ)課的實(shí)踐作用，為學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)，提高了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

另外，教師的教學(xué)水平和管理能力得到了很大提高。教學(xué)內(nèi)容的改革和完善是以教師知識(shí)的更新和提高為基礎(chǔ)的，教師通過調(diào)研、培訓(xùn)和科研等來提升自身素質(zhì)，同時(shí)也使教師整體結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化。

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[責(zé)任編輯：陳明]