大學(xué)物理實驗分層教學(xué)模式的探究

魏要麗,楊 亮

(海南大學(xué),海南?？?570208)

大學(xué)物理實驗分層教學(xué)模式的探究

魏要麗,楊 亮

(海南大學(xué),海南?？?570208)

針對不同專業(yè)學(xué)生大學(xué)物理實驗基礎(chǔ)的差異,從實驗內(nèi)容的設(shè)置和教學(xué)方法出發(fā),建立不同專業(yè)大學(xué)物理實驗分層教學(xué)模式,經(jīng)過教學(xué)實踐過程取得了良好的教學(xué)效果。

大學(xué)物理實驗;分層教學(xué);實驗內(nèi)容

大學(xué)物理實驗是學(xué)生進入大學(xué)后開設(shè)的一門基礎(chǔ)必修課,大部分的理、工、農(nóng)、林等專業(yè)的學(xué)生都要開設(shè)物理實驗課。由于學(xué)生個人的智力、興趣、性格的差異,思考問題的廣度、深度、靈活性及克服困難的勇氣和毅力的不同,因此大學(xué)物理實驗教學(xué)就要因材施教,對不同的專業(yè),采取不同的方法和要求進行教學(xué),允許并能采取適當(dāng)?shù)拇胧┐龠M拔尖學(xué)生冒出來,對個別學(xué)習(xí)困難的學(xué)生也能針對性的進行幫助,即采用分層教學(xué)模式進行教學(xué)[1-2]。本文根據(jù)專業(yè)性質(zhì)特點,在實驗項目設(shè)置和教學(xué)方法上采用分層教學(xué)模式,使全校學(xué)生通過物理實驗達到掌握基本實驗技能,培養(yǎng)科學(xué)作風(fēng),激發(fā)創(chuàng)新精神的目標(biāo);同時也為熱愛科學(xué)、熱愛物理實驗的學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)、探索、研究、創(chuàng)新的空間,并取得了顯著的教學(xué)效果。

1 根據(jù)專業(yè)特點設(shè)置實驗內(nèi)容

分層教學(xué)要求教學(xué)內(nèi)容應(yīng)富有彈性,以滿足不同學(xué)科、不同專業(yè)、不同層次學(xué)生需求。

1.1 農(nóng)林專業(yè)物理實驗課程內(nèi)容的設(shè)置

由于農(nóng)林專業(yè)物理實驗課時比較少(32學(xué)時、48學(xué)時),要求在有限的實驗時間內(nèi),根據(jù)專業(yè)特點,精選實驗內(nèi)容,開設(shè)和專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)物理實驗。由于部分學(xué)生在中學(xué)時物理實驗訓(xùn)練較少,動手能力差,應(yīng)多開設(shè)一些基本實驗項目彌補不足。例如,開設(shè)長度和密度的測量、轉(zhuǎn)動慣量、楊氏模量測量、膨脹系數(shù)的測量、電橋、磁場的測量、焦距測量、牛頓環(huán)等基礎(chǔ)性實驗。這些基礎(chǔ)實驗的開設(shè)有助于掌握基本測量儀器的使用,訓(xùn)練基本的物理實驗技能。在實驗內(nèi)容的選取上,兼顧力、熱、光、電等有關(guān)的實驗內(nèi)容,形成基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗、設(shè)計提高性實驗,難易銜接,循序漸進,逐層提高。

1.2 理、工科專業(yè)物理實驗課程內(nèi)容的設(shè)置

理、工科專業(yè)物理實驗課有48學(xué)時、64學(xué)時,學(xué)生物理基礎(chǔ)相對好一些,可以多開設(shè)綜合性實驗、設(shè)計性實驗項目。綜合性實驗項目可以提高學(xué)生的綜合實驗技能,掌握科學(xué)的研究方法。例如,液體粘滯系數(shù)的測定、示波器的使用、聲速的測量、分光計的調(diào)整、光柵特性、光電效應(yīng)、夫蘭克-赫茲實驗、聲光效應(yīng)、熱電偶的定標(biāo)與測溫等實驗。設(shè)計性實驗項目可以訓(xùn)練學(xué)生運用綜合知識解決問題的能力,例如開發(fā)氣墊導(dǎo)軌上的實驗研究,電表的改裝與校準(zhǔn)、電位差計的設(shè)計等?？傊?實驗內(nèi)容的安排既要考慮知識的內(nèi)在聯(lián)系,又要充分利用現(xiàn)有實驗設(shè)備,增強學(xué)生綜合應(yīng)用物理實驗解決物理問題的能力。

1.3 開設(shè)開放式選做實驗項目

實驗室除規(guī)定各學(xué)科的學(xué)生要完成的必做實驗外,還應(yīng)開出一定數(shù)量的選做實驗,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和專業(yè)需要自由選做[3]。這類實驗以開放式實驗教學(xué)為主,即學(xué)生網(wǎng)上自選實驗項目、預(yù)約實驗時間,自主地進行實驗,使學(xué)生實驗的主動性、積極性得到了充分的發(fā)揮[4]。我校根據(jù)專業(yè)特點,選取一部分實驗項目作為開放式選做實驗,例如,土壤水勢的測定、攝影與暗室技術(shù)、RLC串聯(lián)電路暫態(tài)過程的研究,“PN”結(jié)溫度傳感器、霍爾傳感器、數(shù)字信號光纖傳輸技術(shù)等,這些實驗項目的開設(shè)有利于調(diào)動學(xué)生實驗的主動性,積極性,能夠讓學(xué)生體會到物理實驗在現(xiàn)代工程技術(shù)中應(yīng)用廣泛,提高學(xué)習(xí)興趣,自覺主動變“要我做實驗”為“我要做實驗”。同時這種實驗教學(xué)模式做到了時間上、儀器設(shè)備上、實驗內(nèi)容上的開放,有利于因材施教,有利于學(xué)生的個性發(fā)展[5]。

1.4 學(xué)生科技創(chuàng)新活動

對物理實驗特別感興趣的同學(xué),我們開展物理實驗的第二課堂,即學(xué)生科技創(chuàng)新活動,作為物理實驗的課外補充及提高。這部分實驗可以加強學(xué)生的動手能力,提高學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點,科技創(chuàng)新活動可以找一些比較新穎,比較貼近生活實際的實驗。例如,太陽能電池基本特性研究。此活動的主要目的是創(chuàng)造條件,模擬科學(xué)研究工作的過程,讓學(xué)生按照預(yù)定的要求自行設(shè)計實驗方案并完成實驗。它能較好地調(diào)動學(xué)生的積極性,培養(yǎng)學(xué)生靈活運用知識和技能進行創(chuàng)造性思維的能力,從而使學(xué)生得到初步的綜合運用知識的訓(xùn)練,提高分析問題、解決問題的能力。

2 教學(xué)方法上采用分層教學(xué)

由于各個層次實驗的教學(xué)側(cè)重點各不相同,這就要求實驗教師在指導(dǎo)學(xué)生實驗時所采用的教學(xué)方法也應(yīng)進行相應(yīng)調(diào)整。

2.1 基礎(chǔ)性實驗的教學(xué)方法

基礎(chǔ)性實驗主要是加強對學(xué)生進行基本實驗素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。講授法是此階段最基本的教學(xué)方法,即以教為主,充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,在實驗課上講清楚實驗?zāi)康?原理,儀器的使用,實驗步驟,注意事項,演示實驗過程等,學(xué)生按照實驗課本上的步驟逐步完成實驗項目,達到實驗?zāi)康摹＿@種教學(xué)方法主要針對物理基礎(chǔ)薄弱的農(nóng)林專業(yè)的學(xué)生,在這個階段,要特別注重學(xué)生的基本實驗技能與方法的訓(xùn)練,包括:原始實驗數(shù)據(jù)的記錄、數(shù)據(jù)分析與誤差處理、實驗報告的規(guī)范化表述等等。在教師的指導(dǎo)上,采取集中講解和個別指導(dǎo)相結(jié)合,同時,利用多媒體,配合可視化的影音材料供學(xué)生參考學(xué)習(xí),加強教學(xué)效果;而對于理工科專業(yè)物理基礎(chǔ)拔尖的學(xué)生,主要通過此種教學(xué)方式訓(xùn)練基本實驗技能,培養(yǎng)實事求是的科學(xué)素養(yǎng)。

2.2 綜合性實驗的教學(xué)方法

綜合性實驗重在學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),此時的教學(xué)方法應(yīng)以啟發(fā)式為主,教師發(fā)揮著啟發(fā)引導(dǎo)的作用。此階段學(xué)生以學(xué)習(xí)的主人身份,采取自主式的學(xué)習(xí)方式,主動獲取知識,大膽探索,用自己所學(xué)的知識,分析、解決問題,使自己學(xué)會掌握科學(xué)的實驗方法,為終身學(xué)習(xí)和今后工作奠定良好基礎(chǔ)。教師在制作綜合性實驗的電子教案中,適當(dāng)插入實驗操作的錄像片段或動畫文稿,并加以語言解說,強調(diào)實驗操作要點和注意事項,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境,調(diào)動學(xué)生感官的綜合參與,增加學(xué)生做實驗的興趣,將“實驗”轉(zhuǎn)化為“試驗”,將填鴨式教學(xué)改為師生互動的討論式教學(xué),促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)。在實驗過程中,將學(xué)生分為2~3人一組,讓學(xué)生在小組或團隊中合作學(xué)習(xí),交流討論。

2.3 設(shè)計研究性實驗的教學(xué)方法

設(shè)計研究性實驗以學(xué)生獨立自主實驗為主,教師輔助指導(dǎo)實驗為輔,教師采用啟發(fā)、引導(dǎo)或借助計算機技術(shù)等多種教學(xué)方法和手段,將教學(xué)的重點放在物理實驗的設(shè)計思想、物理方法、儀器的設(shè)計原理和技巧上,針對學(xué)生個體和不同專業(yè),不拘一格的實施實驗教學(xué)過程。

由于設(shè)計研究性實驗項目的實驗?zāi)繕?biāo)和要求明確,但實驗內(nèi)容和具體實現(xiàn)方案,必須由學(xué)生進行精心設(shè)計和安排,因此,這類實驗一般每組由2 ~4個學(xué)生組成,采取合作研究式的學(xué)習(xí)方式,共同設(shè)計實驗方案,規(guī)劃實驗步驟,教師在實驗過程中,給予必要的指導(dǎo),實驗結(jié)果由實驗小組協(xié)同完成。有的設(shè)計性實驗還采用學(xué)生講解、教師提問的答辯方式對實驗結(jié)果進行評判。此時要加強師生互動,給學(xué)生更多的發(fā)言權(quán),鼓勵學(xué)生大膽發(fā)表意見,引導(dǎo)學(xué)生主動思考,以培養(yǎng)學(xué)生對實驗結(jié)果的分析能力,同時對實驗背景知識及相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展作進一步了解。設(shè)計性實驗項目的開設(shè)是對學(xué)生掌握實驗技能和理論知識進行綜合應(yīng)用的檢測,能夠體現(xiàn)學(xué)生綜合應(yīng)用知識和綜合解決問題的能力[6]。

3 結(jié) 論

時代的發(fā)展要求我們必須轉(zhuǎn)變教育觀念,不斷改進實驗教學(xué)方法,不同專業(yè)分層次大學(xué)物理實驗教學(xué)模式的建立,使實驗教學(xué)出現(xiàn)良性循環(huán)狀態(tài),基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)補齊提高,拔尖的同學(xué)有“用武之地”,實現(xiàn)了“個性化”的教學(xué),激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性;同時建立以學(xué)生為中心的實驗教學(xué)方式,形成以自主式、合作式、研究式為主的學(xué)習(xí)方式;實驗內(nèi)容逐層加深,難度逐層加大,并且不同的教學(xué)層次對應(yīng)不同的教學(xué)方法,主動適應(yīng)了學(xué)生的接受能力,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中主動提高,符合循序漸進的教學(xué)原則。在實驗教學(xué)方法上,采用多樣化的教學(xué)手段,融合多種方式輔助實驗教學(xué),這些措施都最大限度的實現(xiàn)了即要使學(xué)生掌握物理實驗的基本內(nèi)容,又給學(xué)生個性化發(fā)展的空間,讓學(xué)生在精彩的課堂中深刻地掌握所學(xué)知識,達到了良好的教學(xué)效果。

[1] 孫立紅,崔敬花.大學(xué)物理實驗分層教學(xué)法[J].大學(xué)物理實驗,2012,25(2):91-93.

[2] 劉克蘭.現(xiàn)代教學(xué)論[M].重慶:西南師范大學(xué)出版社,1998:41-44.

[3] 孫臘珍,張增明.研究型大學(xué)物理實驗教學(xué)平臺建設(shè)的實踐與探索[J].實驗技術(shù)與管理,2008,25 (10):18-20.

[4] 趙愛清,楊大鵬,溫隨群.開放型大學(xué)物理實驗教學(xué)的探討[J].物理通報,2011(2):45-46.

[5] 李末,陳小玲,何玉平.工科院校大學(xué)物理開放實驗教學(xué)模式探討與實踐[J].大學(xué)物理實驗,2011,24 (4):97-98.

[6] 漆建軍,肖化.設(shè)計性物理實驗在大學(xué)生智力開發(fā)中的積極效應(yīng)[J].實驗技術(shù)與管理,2003(2): 130-132.

Exploring the Leveled Teaching M ode of the College Physical Experiment

WEIYao-li,YANG Liang
(Hainan University,Hainan Haikou 570228)

According to the different basis of college physical experiment for the different professional students,from the setting of the experiment content and the teaching method,established the leveled teaching mode of the college physical experiment,after teaching practice,thismode obtained good results.

college physical experiment;leveled teaching;experiment content

G 642.4

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.005.035

1007-2934(2015)05-0126-03

2015-06-11