探索大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新思路有效激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新活力

譚朝陽

(電子科技大學(xué)中山學(xué)院，廣東 中山　528402)

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探索大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新思路有效激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新活力

譚朝陽

(電子科技大學(xué)中山學(xué)院，廣東 中山528402)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為理工科學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)課，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著極其重要的作用。如何有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新活力，是各高校大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)一直關(guān)注的重要課題。本文介紹了通過加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、建立學(xué)生助課制、與相關(guān)課程融合教學(xué)等新思路，有效提高了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；演示實(shí)驗(yàn)；學(xué)生助課制；課程融合；創(chuàng)新活力

面對(duì)國家經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的需求，高校各個(gè)專業(yè)的人才培養(yǎng)體系和模式都在進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與改革?！皠?chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力”[4]，高等學(xué)校必須打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，以適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程作為理工科學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)課，對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維方式以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著極其重要的作用。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量的高低，直接影響著學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高。

如何有效挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力，是我院大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)一直關(guān)注的課題。通過多年的探索與實(shí)踐，我們摸索出一系列適合我校學(xué)生的教學(xué)方法，從而使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果有了顯著提高。

1　加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn) 鼓勵(lì)提出問題 挖掘創(chuàng)新潛能

一個(gè)成功的演示實(shí)驗(yàn)，不僅要有理想的實(shí)驗(yàn)裝置，更重要的是如何實(shí)施實(shí)驗(yàn)的演示及教學(xué)，以充分發(fā)揮其教育、啟發(fā)功能。例如，在電磁學(xué)中，引入電磁炮、傳感技術(shù)等演示實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生對(duì)一些傳感器、電源、電阻、繼電器、放大電路、比較電路等模塊有初步的認(rèn)識(shí)，后期可以讓學(xué)生自己動(dòng)手組裝光控、溫控、聲控等實(shí)際電路，使學(xué)生真實(shí)的體驗(yàn)到物理規(guī)律的實(shí)際應(yīng)用，以激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，有益于學(xué)生活化知識(shí)、訓(xùn)練思維和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

人人都有潛在的創(chuàng)新能力，而創(chuàng)新能力是通過在不斷地創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題的過程中逐步形成的。提出問題、解決問題的能力是創(chuàng)新能力的一個(gè)重要方面。偉大的物理學(xué)家愛因斯坦說：“提出一個(gè)問題，往往比解決一個(gè)問題更重要”。這是因?yàn)榻鉀Q一個(gè)問題是知識(shí)技能的應(yīng)用，而提出一個(gè)新問題則需要有創(chuàng)造性的思維能力。因此，在加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，要鼓勵(lì)學(xué)生多思考、多提問題，以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的潛力。

我院大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過多方調(diào)研、結(jié)合專業(yè)方向增設(shè)一批物理演示實(shí)驗(yàn)儀器，通過加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生在演示教學(xué)中提出問題，挖掘?qū)W生發(fā)明創(chuàng)造的潛能。另外，團(tuán)隊(duì)教師還積極參與對(duì)現(xiàn)有大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)儀器的整合改造與功能提升，并借助開放實(shí)驗(yàn)室的平臺(tái)使物理實(shí)驗(yàn)從內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、設(shè)備條件、開放程度等方面的改革與創(chuàng)新都形成一定的特色。同時(shí)，還通過鼓勵(lì)課外活動(dòng)小組的學(xué)生自主選題，自己設(shè)計(jì)方案，自己動(dòng)手實(shí)踐，用自己的智慧和雙手實(shí)現(xiàn)物理演示實(shí)驗(yàn)的想法。打破演示實(shí)驗(yàn)在“培養(yǎng)動(dòng)手能力”上的瓶頸，以形成提高創(chuàng)新能力的通道。突出創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以形成具有一定特色的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程新的教學(xué)模式。為相關(guān)專業(yè)的學(xué)生提供一個(gè)以大物理學(xué)為背景的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，成為面向3C學(xué)生課外科技活動(dòng)基地之一，同時(shí)也為學(xué)生進(jìn)行小設(shè)計(jì)、小研究、小發(fā)明、小制作等一系列創(chuàng)新活動(dòng)提供條件，為物理實(shí)驗(yàn)、電子、機(jī)械等設(shè)計(jì)大賽作好準(zhǔn)備工作。

2　推行學(xué)生助課制 促進(jìn)學(xué)生間的互學(xué)互助

“控制學(xué)習(xí)”和“合作學(xué)習(xí)”是當(dāng)今美國流行的兩大教學(xué)法?！翱刂茖W(xué)習(xí)”是一種適應(yīng)學(xué)生差異而單獨(dú)處方的教法，是“因材施教”在課堂上的應(yīng)用。“合作學(xué)習(xí)”則必須遵照一定的合作性原則，合作各方必須具備合作的動(dòng)機(jī)、信息差距和合作的基礎(chǔ)，各方面都能通過合作從對(duì)方獲取有用的信息來填補(bǔ)自身在信息、知識(shí)和能力等方面存在的不足，并得到心理上的滿足、信息上的拓寬、知識(shí)上的增長和能力上的提高。

針對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中幾個(gè)比較難的實(shí)驗(yàn)(如分光計(jì)、密立根油滴實(shí)驗(yàn)等)，我校大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)以現(xiàn)代教學(xué)理念為指導(dǎo)，將賞識(shí)教育法貫穿到整個(gè)教學(xué)過程中，推行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程學(xué)生助課制。具體實(shí)施過程如下，在保持任課教師各個(gè)正常教學(xué)環(huán)節(jié)的前提下，學(xué)生每2-3個(gè)宿舍組成一個(gè)合作小組。首先在每個(gè)班招募5-8名動(dòng)手能力強(qiáng)、樂意助人的學(xué)生，自愿協(xié)助任課教師組織各小組同學(xué)課前預(yù)習(xí)、討論，搜集匯總實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)過程中的難點(diǎn)、疑問。任課教師授課前先與助課組的同學(xué)進(jìn)行討論、交流，及時(shí)掌握全班學(xué)生預(yù)習(xí)的效果及共性的問題，以便在實(shí)驗(yàn)課的講解中更具有針對(duì)性、有效性。在實(shí)驗(yàn)操作過程中，這些學(xué)生還主動(dòng)幫助老師指導(dǎo)其他同學(xué)。該活動(dòng)的實(shí)施有效激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)、討論的主動(dòng)性，其優(yōu)勢(shì)是“隨時(shí)隨地、方便快捷、不拘一格、溝通順暢”。此方法不僅對(duì)助課組的學(xué)生是一種賞識(shí)，并且直接促進(jìn)他們的學(xué)習(xí)熱情和效果，同時(shí)也間接地帶動(dòng)、影響著其他學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而形成了互幫互學(xué)的良好學(xué)風(fēng)；在一定程度上還增強(qiáng)了班集體的凝聚力，進(jìn)而提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的質(zhì)量。

3　融合計(jì)算機(jī)編程知識(shí) 形成課程間的良性互動(dòng)

信息技術(shù)是最能點(diǎn)播當(dāng)今大學(xué)生興奮點(diǎn)的工具，因此將信息技術(shù)與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程有機(jī)融合起來，可以為新型教學(xué)模式的創(chuàng)建提供一個(gè)獨(dú)特的教學(xué)環(huán)境。信息技術(shù)能夠有效突破傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境的時(shí)空限制，使學(xué)生在模擬現(xiàn)實(shí)的情景中，更能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)、主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的積極性，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、探索學(xué)習(xí)的能力。

我校理工科各專業(yè)，在近幾年新修訂的本科生培養(yǎng)方案中，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、高級(jí)程序語言(MATLAB、C或C++)等信息技術(shù)課程與大學(xué)物理、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)均在大一階段開課。為了讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，我們將大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析與高級(jí)程序語言課程相融合，形成良性互動(dòng)。例如：在電位差計(jì)、霍爾效應(yīng)、光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)用最小二乘法處理并繪圖；密立根油滴實(shí)驗(yàn)用編程數(shù)據(jù)處理、誤差分析；分光計(jì)實(shí)驗(yàn)中用數(shù)值分析法推證最小偏轉(zhuǎn)角與折射率的公式；牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中干涉圖樣的繪制等等。

通過幾屆的教學(xué)改革與實(shí)踐表明，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中恰當(dāng)運(yùn)用所學(xué)的高級(jí)程序語言進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、圖像繪制、模擬仿真等，大大增強(qiáng)了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的生動(dòng)性、直觀性和科學(xué)性。有效激發(fā)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的熱情和學(xué)習(xí)編程的積極性、目的性。學(xué)生探究物理實(shí)驗(yàn)的情趣和效果都有了顯著提高，形成很好的良性互動(dòng)局面。

4　結(jié)　　論

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程作為理工科專業(yè)的主干課之一，在應(yīng)用性本科人才的培養(yǎng)中突顯出了重要的作用。在招生規(guī)模迅速擴(kuò)大的情況下，我校大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極探索新的教學(xué)方法。通過加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、建立學(xué)生助課制、與相關(guān)課程融合教學(xué)等新的教學(xué)模式，有效激起了學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)、主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的熱情，從而培養(yǎng)了學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、探索學(xué)習(xí)和積極創(chuàng)新的能力。不僅使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果有了顯著地提高，同時(shí)也大大增強(qiáng)了教學(xué)團(tuán)隊(duì)的活力，有力保障了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

[1]胡盤新,等.在大學(xué)物理教材中引入計(jì)算機(jī)數(shù)值解的嘗試[J].物理與工程，2006：39-43.

[2]譚朝陽.深化大學(xué)物理教學(xué)改革 有效挖掘?qū)W生潛力[J].科教文匯，ISSN1672-7894，CN34-1274/G，2014(10):51-52.

[3]徐少剛，夏雪琴.Matlab軟件在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法上的創(chuàng)新[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2014(10):33-37.

[4]趙婷婷.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2014,10:44-47.

Stimulating Students' Creativity via ExploringNewIdeasinPhysicalExperiment

TAN Zhao-yang

(University of Electronic Science and Technology of China，Zhongshan Institute,Guangdong Zhongshan 528402)

Physicsexperiment,asanimportantbasiccourseforsciencestudents,playsanimportantroleincultivatingstudents'practicalandinnovativeabilities.Therefore,tostimulatestudents'participationisofgreatsignificanceinteaching.Thispaperintroducesanovelschemefocusingonreinforcingtheroleofexperimentdemonstration,introducingstudentte-achingassistants,andinteractingwithinterrelatedcourses.Thisnewschemeeffectivelyim-provedtheeffectofthiscourse.

physicsexperimentofcollege；demonstrationexperiment；studentteachingassistants；curriculuminteraction；innovationability

2016-02-01

廣東省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目(S-JZG201401)、電子科技大學(xué)中山學(xué)院質(zhì)量工程項(xiàng)目(ZYGX201401)及教學(xué)成果培育項(xiàng)目(Z-XCG201404)

1007-2934(2016)04-0117-03

O642

ADOI：10.14139/j.cnki.cn22-1228.2016.004.035