開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的研究

趙彩敏,劉國(guó)紅

(許昌學(xué)院 電氣機(jī)電工程學(xué)院，河南 許昌 461000)

考慮時(shí)代發(fā)展的需要，社會(huì)的人才需求及大學(xué)生就業(yè)嚴(yán)峻性的問題，迫切促使高校進(jìn)行教育改革，作為理工科院校要有責(zé)任培養(yǎng)出合格的社會(huì)性人才.高校教育改革要求培養(yǎng)應(yīng)用型和實(shí)踐型人才，所以教師在平時(shí)教學(xué)過程中，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生了解當(dāng)今社會(huì)的新技術(shù)和新科技，訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手操作和實(shí)踐的能力.而大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是理工科學(xué)生普及實(shí)驗(yàn)課程，是學(xué)生第一次進(jìn)行科學(xué)性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的開始[1-6].中學(xué)教學(xué)模式主要以應(yīng)試教育為主，這就造成了剛步入大學(xué)的學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的意識(shí)不夠強(qiáng)，創(chuàng)新能力薄弱[7-10].

針對(duì)大一新生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的態(tài)度的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力非常差.例如力學(xué)實(shí)驗(yàn)中“拉伸法測(cè)金屬絲楊氏模量”，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)不予講解，發(fā)現(xiàn)82%的學(xué)生無法獨(dú)立完成該實(shí)驗(yàn)，其中有47%的學(xué)生需要老師指導(dǎo)1～2次才可以完成，35%的學(xué)生需要老師指導(dǎo)3次以上才可以完成該實(shí)驗(yàn).在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，需要指導(dǎo)老師幫助解決的問題中，據(jù)統(tǒng)計(jì)約37%的問題是電源沒打開或接頭松動(dòng)等非常簡(jiǎn)單的問題[11].

傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案沒有自己的思路和想法，抄襲網(wǎng)絡(luò)上已有的實(shí)驗(yàn)方案老套路而缺少自己的想法.而實(shí)驗(yàn)老師如果還繼續(xù)按照以前的教學(xué)模式，那么大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)就只能局限于技能的訓(xùn)練和知識(shí)的傳授，而缺乏自我探究問題的思想和能力的培養(yǎng).因此有必要對(duì)現(xiàn)有的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行改革.

本文提出了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的開放式教學(xué)，開展第二課堂教學(xué)活動(dòng)，應(yīng)用自主探究教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力，動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，?duì)于我們培養(yǎng)實(shí)踐型創(chuàng)新型人才起著非常積極的作用，打下很好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ).大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路和具體實(shí)施方案如圖1所示.

1 開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第二課堂教學(xué)活動(dòng)的建立

開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第二課堂的展開，對(duì)學(xué)生激發(fā)創(chuàng)新思維，培養(yǎng)實(shí)踐能力等方面起著非常重要的作用.為了促使開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第二課堂發(fā)揮很好的作用，需要學(xué)生自學(xué)能力的提高和第二課堂的相關(guān)管理工作.

1.1 培養(yǎng)大學(xué)生自學(xué)能力

自學(xué)能力是大學(xué)生自我學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，是創(chuàng)新能力發(fā)掘的基礎(chǔ)，也是大學(xué)生適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要.大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提高是開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第二課堂教學(xué)活動(dòng)有效展開的有力保障.反過來，第二課堂教學(xué)活動(dòng)的開展又最終培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，創(chuàng)新能力.那如何培養(yǎng)大學(xué)生的自學(xué)能力，是第二課堂教學(xué)活動(dòng)面臨的第一個(gè)問題.

如何培養(yǎng)大學(xué)生的自學(xué)能力，首先是改變師生之間的角色.以往教師在上大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程時(shí)，不僅實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)方法等講解很多，而且實(shí)驗(yàn)操作步驟解釋很清楚，甚至操作步驟演示一遍，學(xué)生對(duì)教師的依賴性很強(qiáng)，以老師講解，演示操作為主，教師這種填鴨式教學(xué)方法，使得大學(xué)生感覺實(shí)驗(yàn)課程的枯燥乏味，消極應(yīng)付.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中參與很少，只是機(jī)械的重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生思想被禁錮.長(zhǎng)此以往，教師的主體地位和大學(xué)生的被動(dòng)消極狀態(tài)，導(dǎo)致大學(xué)生沒有自學(xué)能力.怎樣使大學(xué)生積極主動(dòng)參與其中，興趣很重要，興趣是最好的老師，教師在教學(xué)過程要激發(fā)大學(xué)生的好奇心，把大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)帶入我們的生活中，強(qiáng)調(diào)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用性.大學(xué)生逐漸培養(yǎng)興趣才可以激發(fā)強(qiáng)烈的求知欲，學(xué)生才會(huì)樂學(xué)和愛學(xué)，學(xué)生積極主動(dòng)，自愿自學(xué)的發(fā)揮個(gè)人的能力，就會(huì)逐漸發(fā)揮自己的主體作用.

如何培養(yǎng)大學(xué)生的自學(xué)能力，我們還要有一定的目標(biāo)計(jì)劃，正如“山高有攀頭，路遠(yuǎn)有奔頭”.大學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)不能盲目的制定，虛無縹緲的目標(biāo)不能培養(yǎng)大學(xué)生自學(xué)能力，反而對(duì)大學(xué)生的自信心有沉重的打擊.目標(biāo)的確定是有階段性的，學(xué)習(xí)目標(biāo)一定是短時(shí)間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)的，可以使學(xué)生享受成功的快樂，增強(qiáng)學(xué)生的自信心.學(xué)習(xí)目標(biāo)還要有大小，遠(yuǎn)近目標(biāo)的結(jié)合，人的潛力其實(shí)很大的，小目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)就會(huì)激發(fā)人的動(dòng)力，那么大目標(biāo)就會(huì)可能實(shí)現(xiàn).制定正確的學(xué)習(xí)目標(biāo)是成功培養(yǎng)大學(xué)生自學(xué)能力的方法之一.

大學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)可以逐漸發(fā)揮學(xué)生的主體地位，是以學(xué)生的發(fā)展為中心，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力有很大的幫助.

1.2 開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第二課堂的管理工作

第二課堂大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的順利進(jìn)行，還需要很好的管理工作.首先，第二課堂要充分利用大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的資源，教師做好的電子課件，視頻就作為我們第二課堂教學(xué)使用資源.其次，第二課堂要有合適的時(shí)間和地點(diǎn)，學(xué)生要有相應(yīng)的學(xué)習(xí)計(jì)劃和學(xué)習(xí)目標(biāo).最后，輔導(dǎo)員和學(xué)生干部都能發(fā)揮很好的作用，積極指導(dǎo)學(xué)生完成第二課堂的學(xué)習(xí)內(nèi)容.

第二課堂可以開展大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)社團(tuán)，輔導(dǎo)員做好思想工作，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，激發(fā)學(xué)生熱情.學(xué)生干部負(fù)責(zé)第二課堂大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，通過教師做好的電子課件，視頻，要確保學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理，技術(shù)和方法有過預(yù)習(xí)，有過了解.這樣才能保證我們實(shí)驗(yàn)課堂的高效進(jìn)行.對(duì)于表現(xiàn)好的學(xué)生，我們可以給予精神上或者物質(zhì)上的獎(jiǎng)勵(lì)，學(xué)生有了信心，才會(huì)表現(xiàn)更好，進(jìn)而有個(gè)很好的良性循環(huán).第二課堂上學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理技術(shù)方法有了一定的了解，教師在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)操作講解，實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，節(jié)省了大量時(shí)間，提高了效率.那么教師可以同時(shí)進(jìn)行幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的展開，解決了學(xué)生多，實(shí)驗(yàn)器材少，不能保證每個(gè)學(xué)生都能操作的難題.

開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第二課堂的管理工作有效的提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，避免了學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上“不知所措”的狀態(tài)，節(jié)省了大量時(shí)間，提高了儀器的利用率，人才資源得到充分的利用，更有利于培養(yǎng)優(yōu)秀的大學(xué)生.

2 改革大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

2.1 教學(xué)內(nèi)容的改革

現(xiàn)開設(shè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程很多是基礎(chǔ)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)和經(jīng)典的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，比如長(zhǎng)度的測(cè)量，密度的測(cè)量，伏安法測(cè)電阻，薄透鏡焦距的測(cè)定等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)對(duì)于大學(xué)生來說簡(jiǎn)單，多數(shù)都是學(xué)生初高中接觸過的，導(dǎo)致學(xué)生缺乏興趣，沒有動(dòng)力；還有三線擺測(cè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理經(jīng)典老套，冗長(zhǎng)繁瑣，學(xué)生不易理解，實(shí)驗(yàn)方法落后，沒有實(shí)用性，這樣就導(dǎo)致學(xué)生厭煩，沒有興趣.

傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容已不能滿足學(xué)生的需求，所以陳舊的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容需要更新，需要添加新元素，新科技，來豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容.而且教材上很多實(shí)驗(yàn)利用率不高，實(shí)驗(yàn)原理部分冗長(zhǎng)繁瑣，學(xué)生不易理解.所以教師有必要編寫適合自己學(xué)生的實(shí)驗(yàn)資料.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)在采用多媒體教學(xué)，使用電子課件和小視頻，向?qū)W生展示相關(guān)知識(shí).所以教師制作電子課件時(shí)，原理部分要一目了然，力求刪減復(fù)雜的公式推導(dǎo)，增加一些文字性的介紹；實(shí)驗(yàn)方法要與時(shí)俱進(jìn)，現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)方法單一落后，可以引入多種實(shí)驗(yàn)方法并加以討論，實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，這樣就可以提高學(xué)生的積極性.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課件制作中，利用聲音，圖片，視頻等展現(xiàn)枯燥的物理知識(shí)，生動(dòng)形象的展現(xiàn)給學(xué)生，起到了很好的教學(xué)效果.利用網(wǎng)絡(luò)把電子課件與視頻及其他資料發(fā)送給學(xué)生，是學(xué)生展開第二課堂的首要條件，這就要求教師制作課件與視頻要精簡(jiǎn)，有趣和易懂.

教學(xué)內(nèi)容的豐富和廣泛，不僅傳授了學(xué)生知識(shí)和方法，更重要的是學(xué)生情感態(tài)度的培養(yǎng)，興趣的激發(fā).

2.2 教學(xué)方式的改革

現(xiàn)在的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一，學(xué)生課前預(yù)習(xí)﹑課上教師講授和示范演示等教學(xué)方式忽視了學(xué)生的主體地位，學(xué)生過分依賴?yán)蠋?，并不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力.為了激發(fā)學(xué)生的能力，教師應(yīng)采用自主探究式教學(xué)，使教師從講授者到引導(dǎo)者轉(zhuǎn)移，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，學(xué)生發(fā)揮主導(dǎo)作用，培養(yǎng)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣，學(xué)生動(dòng)手能力也得到提高.

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式限制了大學(xué)生的主體地位，需要自主探究的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式來培養(yǎng)大學(xué)生的自學(xué)能力，探究能力和解決問題的能力.所以有些工作還是需要學(xué)生自己去完成，查資料了解規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，學(xué)習(xí)其中的物理探究方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家的探究科學(xué)的精神；學(xué)生也必須設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)方案，確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)操作方法，怎樣處理數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題后及時(shí)解決問題.學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，拓展了知識(shí)面，培養(yǎng)了學(xué)習(xí)能力.

傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法，測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這樣學(xué)生只了解怎樣去測(cè)量，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解不深.自主探究的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，利用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中總結(jié)分析實(shí)驗(yàn)規(guī)律，這樣學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理了解透徹.自主探究的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)把傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理作為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，而把?shí)驗(yàn)?zāi)康挠脕硖骄繉?shí)驗(yàn)規(guī)律，打破傳統(tǒng)的測(cè)量和驗(yàn)證模式.

下面以單擺為例展示自主設(shè)計(jì)教學(xué)案例和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例的區(qū)別見表1.

表1 單擺實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)自主探究的教學(xué)方式是很有意義和挑戰(zhàn)性的，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度起到很大的作用，其目的就是培養(yǎng)大學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段.

3 結(jié)語

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是勢(shì)在必行的，開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)展開第二課堂教學(xué)活動(dòng)，實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，采用自主探究教學(xué)方式，調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)生的自主探究能力，創(chuàng)新能力，學(xué)生才會(huì)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要.目前開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革還有欠缺和不足的地方，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革更好的發(fā)展是大學(xué)生能夠自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制作簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器，仍需要繼續(xù)努力探究，不斷改善教學(xué)方法，加強(qiáng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)操作.所以，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革任務(wù)重，需要繼續(xù)努力.

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