民族高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

邱學(xué)軍，沈　健

(中南民族大學(xué)　電子信息工程學(xué)院，武漢　430074)

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民族高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

邱學(xué)軍，沈健

(中南民族大學(xué)電子信息工程學(xué)院，武漢430074)

摘要大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是面向理工科專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的重要基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，民族高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有其特殊性。結(jié)合中南民族大學(xué)的實(shí)際，分析了當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，提出了解決問(wèn)題的具體思路。通過(guò)合理安排實(shí)驗(yàn)難度，分層次教學(xué)，以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，建立多元化的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系，提高了民族學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)素質(zhì)。

關(guān)鍵詞民族高校；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；建議

當(dāng)今信息化的高速發(fā)展，對(duì)高等院校的人才培養(yǎng)提出了巨大的挑戰(zhàn)。國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)指出未來(lái)人才培養(yǎng)的明確目標(biāo)是：努力培養(yǎng)造就數(shù)以億計(jì)的高素質(zhì)勞動(dòng)者、數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的專門(mén)人才和一大批拔尖創(chuàng)新人才。目前，一些“985”和“211”高校正扮演著精英化教育的角色。而民族高等教育是我國(guó)高等教育的一個(gè)特殊層次和重要組成部分。民族高等教育在培養(yǎng)少數(shù)民族干部和各類人才，提高少數(shù)民族人民群眾的科學(xué)文化素質(zhì)，促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展和進(jìn)步等方面發(fā)揮著巨大的作用。為使民族高等教育適應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求，本文結(jié)合中南民族大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際，探討提高民族學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的思路。

1大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的重要性

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是面向理工科專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的重要基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，是學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)系統(tǒng)學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法和研究手段的開(kāi)端，在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)以及提高各方面的能力過(guò)程中起到了重要的作用。學(xué)生通過(guò)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，不僅可以直觀地認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，掌握物理知識(shí)，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力[1-3]，幫助學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，做到真正的學(xué)以致用。

2民族院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

2.1學(xué)生學(xué)的問(wèn)題

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)全校理工科的學(xué)生展開(kāi)，包括電子信息、通信工程、化學(xué)材料、計(jì)算機(jī)和藥學(xué)等各個(gè)專業(yè)的學(xué)生，不同專業(yè)的學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)態(tài)度、熱情和基礎(chǔ)條件各不相同。例如，電信、通信等專業(yè)的學(xué)生基礎(chǔ)較好，而且大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的成績(jī)直接與他們的評(píng)優(yōu)、畢業(yè)和未來(lái)的擇業(yè)掛鉤，因此他們對(duì)這門(mén)課程非常重視。

2.2教師教的問(wèn)題

一方面，民族院校目前主要采用的是“以教師為中心”的教學(xué)模式。每次實(shí)驗(yàn)課教師都要花相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、儀器、內(nèi)容、數(shù)據(jù)采集和處理進(jìn)行詳細(xì)的介紹，學(xué)生被動(dòng)地接收老師所教授的知識(shí)和方法，按照教師的演示步驟逐步“模仿”完成實(shí)驗(yàn)，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這樣，學(xué)生剛做完實(shí)驗(yàn)就忘得一干二凈，教學(xué)效果甚微。另一方面，從教學(xué)內(nèi)容上來(lái)說(shuō)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)壳鞍?0多個(gè)實(shí)驗(yàn)，其內(nèi)容大都只是對(duì)已有的基本物理規(guī)律、定律的簡(jiǎn)單重復(fù)和驗(yàn)證。這些實(shí)驗(yàn)雖然是物理學(xué)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，在歷史上具有開(kāi)創(chuàng)性的意義，但大多誕生于18—19世紀(jì)。當(dāng)代大學(xué)生多是“90后”，甚至“00后”，他們正接收著來(lái)自信息時(shí)代各種高科技產(chǎn)品的洗禮，對(duì)老師口中所說(shuō)的這些創(chuàng)造性的成果通常倍感枯燥。究其原因，是因?yàn)樗麄冊(cè)诋?dāng)今社會(huì)找不到這些成果原型。因此，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容如果不與當(dāng)今先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展聯(lián)系起來(lái)，將嚴(yán)重阻礙學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性以及創(chuàng)造性。

3民族院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新的幾點(diǎn)建議

3.1合理安排實(shí)驗(yàn)難度，分層次進(jìn)行教學(xué)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是根據(jù)大學(xué)物理學(xué)的內(nèi)容設(shè)置實(shí)驗(yàn)，主要涵蓋剛體力學(xué)、機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波、熱學(xué)、光學(xué)和電磁學(xué)等內(nèi)容。針對(duì)各民族學(xué)生學(xué)習(xí)層次和不同專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和態(tài)度上的差異，必須合理地安排實(shí)驗(yàn)難度，分層次教學(xué)。我們將實(shí)驗(yàn)主要分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、提高性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容主要是基本物理量的測(cè)量，例如，剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、電子比荷、氣體絕熱指數(shù)等?；緝x器的使用，例如，示波器，傳感器，分光計(jì)等。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)可以幫助基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器，掌握物理規(guī)律，培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力和基本實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。

提高性實(shí)驗(yàn)通常較為復(fù)雜。例如，組裝式直流雙臂電橋測(cè)量低電阻、電表的改裝和校準(zhǔn)等，這些實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ趯?duì)物理概念有一定理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。此類實(shí)驗(yàn)適合藥學(xué)、計(jì)算機(jī)、化學(xué)等非物理專業(yè)學(xué)生選做。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是要求學(xué)生自己給出設(shè)計(jì)方案，選擇實(shí)驗(yàn)儀器，確定實(shí)驗(yàn)條件和參數(shù)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，此類實(shí)驗(yàn)適合物理、電信、通信等專業(yè)學(xué)生選做。

3.2以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

教師的教學(xué)過(guò)程必須逐步從“以教師為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為中心”[7]。合理地控制好講授時(shí)間，在有限的時(shí)間內(nèi)將實(shí)驗(yàn)原理講明了。弱化理論和公式推導(dǎo)，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的使用和注意事項(xiàng)要做詳細(xì)的介紹。在實(shí)驗(yàn)的講授過(guò)程中，教師要多從學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，充分調(diào)研資料、理論聯(lián)系身邊的實(shí)際，通過(guò)他們的經(jīng)驗(yàn)例子提出問(wèn)題，吸引學(xué)生、激發(fā)學(xué)生的求知欲望，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)已有的實(shí)驗(yàn)儀器分析解決問(wèn)題。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容只有與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成果緊密相連，才能體現(xiàn)出長(zhǎng)久的生命力，因此，要不斷豐富我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在原有經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，要不斷添加這些實(shí)驗(yàn)在科技應(yīng)用上的實(shí)用案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)出適應(yīng)時(shí)代發(fā)展所需的應(yīng)用型人才。例如，在講示波器的使用、用示波器測(cè)量動(dòng)態(tài)磁滯回線、RLC串聯(lián)電路的幅頻特性和相頻特性的研究等實(shí)驗(yàn)中，我們都使用到了數(shù)字示波器。數(shù)字示波器比模擬示波器，功能更多，而學(xué)生相對(duì)陌生，使用起來(lái)積極性不高且感覺(jué)非常吃力。在實(shí)驗(yàn)講授過(guò)程中，我們把數(shù)字示波器與當(dāng)今的激光技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)以及光電子技術(shù)等結(jié)合起來(lái)講授，讓學(xué)生把示波器聯(lián)想為一部功能眾多的“手機(jī)”，激發(fā)學(xué)生的求知熱情。然后著重介紹示波器的基本功能，在電壓測(cè)量和相位測(cè)量，尤其是在相位測(cè)量中，我們可以直接輸入兩路信號(hào)，利用示波器的Y-T工作模式應(yīng)用指針功能直接測(cè)量。避開(kāi)了書(shū)本介紹的較難懂的X-Y模式下的李莎茹圖形測(cè)量，取得了較好的教學(xué)效果。

3.3建立多元化的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系

原有的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)由學(xué)生的各個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)相加取平均分。有些學(xué)生做實(shí)驗(yàn)前就直接把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)抄好，或者是做實(shí)驗(yàn)過(guò)程中抄襲別人的數(shù)據(jù)。這樣即使沒(méi)有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作也可以獲得一個(gè)較高的分?jǐn)?shù)。

4結(jié)束語(yǔ)

為提高民族大學(xué)生總體科學(xué)素質(zhì)，使其順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，民族大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要不斷改革與創(chuàng)新。結(jié)合本校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)現(xiàn)狀，從教學(xué)形式、方法、內(nèi)容以及考核評(píng)價(jià)形式等幾個(gè)方面提出了改革和創(chuàng)新的幾點(diǎn)建議。實(shí)際中對(duì)不同差異的學(xué)生進(jìn)行分層次教學(xué)。始終堅(jiān)持以學(xué)生為中心，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。建立多元化的評(píng)價(jià)體系，提高民族學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)素質(zhì)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]胡燕萍，習(xí)媛.培養(yǎng)高校大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2013，11(6)：329-331.

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[7]梅蕓，楊華山.以學(xué)生為中心的互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2014，12(2)：111-113.

收稿日期:2015-01-30；修改日期: 2015-03-27

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(11404411)，中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(CZQ14004)；中南民族大學(xué)教研項(xiàng)目(JYX11031)。

作者簡(jiǎn)介：邱學(xué)軍(1985-)，男，博士，講師，主要從事大學(xué)物理理論及大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)方面的教學(xué)工作。

中圖分類號(hào)G642.423；O6-33

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.03.046

Teaching Reformation in College Physics Experiment for National University

QIU Xuejun，SHEN Jian

(School of Electronics and Information，South-Central University for Nationalities，Wuhan 430074，China)

AbstractCollege physics experiment is an important basic experiment course for students of science and engineering.This course is especial for students in national university.We analyzed the current problems about the teaching and studying combined with the reality of college physics experiment in our school，the specific thinkings to solve these problems are provided.These thinkings are to control the level of experiment through hierarchical teaching，take students as the centre during the teaching processes to stimulate their motivation and establish a diversified experimental evaluation system.Finally，these measurements have important role in improving students’ manipulative ability and science quality.

Key wordsnational university;college physics experiment;reformation;suggestions