農(nóng)業(yè)院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新探索

劉景鋒　呂紅英　李凌燕

摘要：針對(duì)在農(nóng)業(yè)院校中，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)陳舊教學(xué)模式不能激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性與主動(dòng)性，提出了發(fā)明創(chuàng)造式，問(wèn)題解決式，利用理論分析現(xiàn)象式，學(xué)生主講式，聯(lián)系實(shí)際式等多種教學(xué)模式，并聯(lián)系具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了分析，可以有效激發(fā)學(xué)生主動(dòng)實(shí)驗(yàn)的積極性。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（b）-0169-02

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為大學(xué)生進(jìn)校后的第一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課[1]，其教學(xué)目的不僅是讓學(xué)生受到嚴(yán)格的、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，掌握進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、方法和技巧，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力，理論聯(lián)系實(shí)際分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，特別是與科學(xué)技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的綜合能力和創(chuàng)新精神。

但是長(zhǎng)期以來(lái)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在著教學(xué)模式老化[2]，教學(xué)方法呆板無(wú)趣的問(wèn)題。幾乎所有的實(shí)驗(yàn)都是由教師安排好實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)儀器，上課時(shí)講解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、擬定出實(shí)驗(yàn)步驟，甚至還設(shè)計(jì)好記錄數(shù)據(jù)需要的表格。學(xué)生不用動(dòng)腦思考，只需要按照設(shè)計(jì)好的步驟去做實(shí)驗(yàn)，課后交上實(shí)驗(yàn)報(bào)告了事。這樣使物理實(shí)驗(yàn)課失去了應(yīng)有的作用，課堂枯燥無(wú)味，難以激發(fā)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，更談不上創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。尤其是對(duì)于農(nóng)科專業(yè)的學(xué)生，普遍對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課重視不夠，認(rèn)為做這些實(shí)驗(yàn)沒有什么用處。

所以，實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須轉(zhuǎn)變思想，自覺地把學(xué)生置于實(shí)驗(yàn)的主體地位上，認(rèn)識(shí)到學(xué)生既是認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)的主體，又是實(shí)踐實(shí)驗(yàn)的主體，而教師只是起主導(dǎo)作用，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)給學(xué)生自己發(fā)揮的空間，對(duì)于特定的實(shí)驗(yàn)，引入該實(shí)驗(yàn)在農(nóng)學(xué)、生物學(xué)方面的應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)到物理學(xué)在農(nóng)學(xué)和生物學(xué)中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革勢(shì)在必行[3]。

1教學(xué)模式改革創(chuàng)新

根據(jù)目前我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的開設(shè)情況，可以分以下幾種模式進(jìn)行課堂教學(xué)改革。

1.1 發(fā)明創(chuàng)造式

如在“溫差電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)”中，教師給出這樣一段引言“如果利用今天的實(shí)驗(yàn)器材，讓你測(cè)量一只小麻雀的體溫，你能做到嗎？”學(xué)生立刻表現(xiàn)出好奇心。在進(jìn)行說(shuō)明后，教師宣布實(shí)驗(yàn)方式：“把桌上的實(shí)驗(yàn)器材變成一個(gè)熱電偶溫度計(jì)，進(jìn)行定標(biāo)后就可以使用了?！比缓箢A(yù)留10分鐘時(shí)間，按照教師事先提供的討論提綱，讓學(xué)生分組討論實(shí)驗(yàn)儀器的使用，定標(biāo)的方法，測(cè)量小動(dòng)物體溫的方法，然后隨機(jī)抽取一名學(xué)生，向大家介紹實(shí)驗(yàn)的方法，講解不周到的部分再由其他學(xué)生進(jìn)行補(bǔ)充。最后由教師介紹溫差電動(dòng)勢(shì)的成因和實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。這種方式能夠極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生上物理實(shí)驗(yàn)課的積極性，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的使用印象也更深刻。

1.2 問(wèn)題解決式

在“示波器的使用實(shí)驗(yàn)”中，學(xué)生經(jīng)常會(huì)問(wèn)：“做這個(gè)實(shí)驗(yàn)有什么用??？”因?yàn)橄啾绕渌鼘?shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)沒有明確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師可以把實(shí)驗(yàn)過(guò)程分為兩個(gè)需要解決的問(wèn)題，一是教師把1臺(tái)示波器的旋鈕調(diào)亂，然后從四組學(xué)生中每組隨機(jī)抽取一名學(xué)生進(jìn)行“修復(fù)”，調(diào)出波形；二是利用目前實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)淘汰不用但功能正常的信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生未知的信號(hào)，向?qū)W生征求有幾種方法可以測(cè)出這個(gè)未知信號(hào)的頻率和電壓？學(xué)生需要完成的內(nèi)容變得有挑戰(zhàn)性，激發(fā)了學(xué)生的好勝心，雖然學(xué)生還是需要把課本需要完成的內(nèi)容全部弄懂才能解決問(wèn)題，但是相比直接告訴學(xué)生逐個(gè)旋鈕的用法，顯然這種方式更能讓學(xué)生真正明白示波器的使用方法和作用，而且實(shí)驗(yàn)過(guò)程也由無(wú)趣變得活躍，能夠極大地激發(fā)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課的熱情，很好地培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，體會(huì)到科學(xué)研究過(guò)程中的艱辛和樂(lè)趣。

1.3 利用理論分析現(xiàn)象式

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要部分是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，目的是為了加深對(duì)理論知識(shí)的理解和培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)技能，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和初步創(chuàng)新能力的絕佳途徑。在一些和理論知識(shí)聯(lián)系密切的實(shí)驗(yàn)中，就要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用理論課上學(xué)到的知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象。如在“空氣比熱容比的測(cè)量實(shí)驗(yàn)”中，引導(dǎo)學(xué)生思考每一步操作對(duì)應(yīng)的物理過(guò)程是什么？讓理論課上枯燥的過(guò)程分析轉(zhuǎn)變?yōu)檠矍吧鷦?dòng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，也讓眼前的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變得更有深意。在“利用霍耳傳感器測(cè)量圓線圈和亥姆霍茲線圈的磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)”時(shí)，結(jié)合理論課上“‘畢奧-薩伐爾定律的正確性可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)值和理論計(jì)算值相一致而得到驗(yàn)證”，讓學(xué)生來(lái)看下“畢奧-薩伐爾定律”是正確的嗎？另外，教師列出探索提綱讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行探索，并讓學(xué)生根據(jù)霍耳效應(yīng)的原理，自己分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因，例如，讓霍耳探頭扭轉(zhuǎn)90°放置，并也保證傳感器正對(duì)待測(cè)點(diǎn)，這時(shí)測(cè)量的磁感應(yīng)強(qiáng)度值有什么變化？如果霍耳探頭扭轉(zhuǎn)180°放置，又有什么不同？讓學(xué)生把探索的現(xiàn)象和原因分析寫下來(lái)，做為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分。

1.4 學(xué)生主講式

將全班同學(xué)根據(jù)能夠進(jìn)行學(xué)生主講式教學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分組，每組負(fù)責(zé)主講一個(gè)實(shí)驗(yàn)。課前預(yù)留一定時(shí)間讓大家熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，然后隨機(jī)抽取組內(nèi)一名成員，上臺(tái)為大家講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)儀器的使用，實(shí)驗(yàn)步驟，數(shù)據(jù)處理方法。這種實(shí)驗(yàn)方式要求課下學(xué)生要自己通過(guò)查閱資料及相互討論弄懂實(shí)驗(yàn)原理等內(nèi)容，對(duì)于書上沒有講到的內(nèi)容，讓學(xué)生充分利用圖書資料和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行查找。如“霍耳效應(yīng)實(shí)驗(yàn)”中，就需要小組查找并為大家講解清楚什么叫做對(duì)稱測(cè)量法以及對(duì)稱測(cè)量法是如何巧妙消除實(shí)驗(yàn)誤差的。采用這種方式，每一次實(shí)驗(yàn)學(xué)生都可受到類似于科學(xué)研究的訓(xùn)練，并鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力，培養(yǎng)了合作意識(shí)。

1.5 聯(lián)系實(shí)際式

針對(duì)某個(gè)具體實(shí)驗(yàn)，介紹物理學(xué)史上有關(guān)的趣事，實(shí)驗(yàn)的首做者，或者介紹該實(shí)驗(yàn)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有關(guān)的前沿科學(xué)的發(fā)展等，可以使學(xué)生了解更多知識(shí)，擴(kuò)展應(yīng)用面，吸引學(xué)生的注意力，尤其是與學(xué)生日常生活相關(guān)的知識(shí)介紹，會(huì)使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生親近感。如在“邁克耳遜干涉儀測(cè)量激光波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)”中，向?qū)W生介紹這是一個(gè)與諾貝爾獎(jiǎng)有關(guān)的儀器，這個(gè)儀器在物理學(xué)史上起到過(guò)的重要作用。又如在“液體的表面張力實(shí)驗(yàn)”中，讓學(xué)生利用這種方法測(cè)量牛奶是否變質(zhì)，這與學(xué)生的專業(yè)息息相關(guān)，從而可以激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，并領(lǐng)悟到物理學(xué)原理在實(shí)際中的應(yīng)用價(jià)值，意識(shí)到當(dāng)前做的物理實(shí)驗(yàn)的思想、原理、方法和手段，對(duì)自己今后的工作生活會(huì)帶來(lái)啟發(fā)和幫助，從而認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)充滿生機(jī)和樂(lè)趣。

2結(jié)語(yǔ)

以上幾種教學(xué)方式可以根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)，結(jié)合使用。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定上，在注重結(jié)果的同時(shí)也注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核，即注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)?？梢越o積極上臺(tái)講解實(shí)驗(yàn)的學(xué)生適當(dāng)加分，給積極發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探索問(wèn)題的學(xué)生酌情加分。使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革激發(fā)學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的熱情，使學(xué)生牢固掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，受到科學(xué)研究方法的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力，認(rèn)識(shí)到物理學(xué)和物理實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)代科技和現(xiàn)代農(nóng)學(xué)、生物學(xué)中的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 王宙斐，等.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)[M].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2011.

[2] 孫建.對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考[J].西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，16（S2）：157-159.

[3] 薛同蓮，等.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索[J].科技資訊，2011（14）：203.