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1.與中學(xué)物理教學(xué)的銜接
由于中學(xué)物理模塊化處理,學(xué)生學(xué)到的知識(shí)是不完整的,不同學(xué)校選學(xué)的內(nèi)容不一樣,做過的實(shí)驗(yàn)也不一樣。如此一來,有的學(xué)生沒學(xué)習(xí)到熱學(xué)、光學(xué),有的沒學(xué)習(xí)到振動(dòng)和波,有的沒學(xué)習(xí)到動(dòng)量和近代物理知識(shí)。在中學(xué),自習(xí)老師去輔導(dǎo),有問題能及時(shí)得到解決;進(jìn)入大學(xué)之后,物理學(xué)習(xí)更偏向抽象推導(dǎo),依托強(qiáng)大的數(shù)學(xué)工具可以將研究進(jìn)行得更深入,也更精確。在大學(xué),老師對(duì)物理概念講解多,課堂知識(shí)密度大,低年級(jí)學(xué)生很不適應(yīng),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí),在理解實(shí)驗(yàn)原理上感到困難,對(duì)實(shí)驗(yàn)的重要性認(rèn)識(shí)不夠,缺少基本的實(shí)驗(yàn)操作技能,有的甚至連接簡(jiǎn)單的線路都不會(huì),只能是依葫蘆畫瓢地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
2.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課和大學(xué)物理課在課程上的銜接
物理實(shí)驗(yàn)從原來的物理課程中分離出來,形成了一門獨(dú)立的課程后,教學(xué)時(shí)間安排上與大學(xué)物理課不同步,大一下學(xué)期開始上實(shí)驗(yàn)課,力、熱、電、光、近代物理各方面實(shí)驗(yàn)全有。大學(xué)物理課還沒講到的知識(shí)可能在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課中就要用到,所以,在做實(shí)驗(yàn)時(shí)難免會(huì)遇到一些新知識(shí)、新概念。這樣,老師講的就顯得多了,有點(diǎn)不像實(shí)驗(yàn)課,這也導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的不適應(yīng),加大了學(xué)生的認(rèn)知難度,實(shí)驗(yàn)時(shí)困難重重。
二、教學(xué)改進(jìn)的幾點(diǎn)思考
1.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)也要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
其一,通過聯(lián)系生活實(shí)際,將本實(shí)驗(yàn)的重要性告訴學(xué)生,可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教師在備課時(shí)應(yīng)關(guān)注實(shí)驗(yàn)在實(shí)際中的應(yīng)用。比如,“用箱式電位差計(jì)測(cè)量熱電偶的溫差電動(dòng)勢(shì)”,可以告訴學(xué)生,人們家里用的燃?xì)庠?,其中有的電磁閥就是用溫差電動(dòng)勢(shì)原理控制燃?xì)?、及時(shí)報(bào)警的,簡(jiǎn)單地講一下其工作原理。“RLC串聯(lián)電路的暫態(tài)過程研究”,一方面可以聯(lián)系供電設(shè)備中實(shí)際電路,當(dāng)電源接通或斷開后的“瞬間”,這時(shí)電路中的電流或電壓可能出現(xiàn)過電壓或過電流的現(xiàn)象,如果不預(yù)先考慮到暫態(tài)過程中的過渡現(xiàn)象,電路元件便有損傷甚至毀壞的危險(xiǎn);另一方面,通過暫態(tài)過程的研究,還可以控制和利用過渡現(xiàn)象,如提高過渡的速度,可以獲得高電壓、大電流,起到延時(shí)等作用。“全息照相”,可以加進(jìn)白光再現(xiàn)拍照,介紹生活中的全息防偽標(biāo)識(shí)原理。“調(diào)相型磁通門實(shí)驗(yàn)”,可以介紹磁通門測(cè)磁法在第二次世界大戰(zhàn)中被應(yīng)用于探雷、探潛等方面,戰(zhàn)后被廣泛應(yīng)用到地磁研究、地震預(yù)報(bào)研究等。這樣通過聯(lián)系生活實(shí)際進(jìn)行教學(xué)會(huì)收到好的效果的。
其二,實(shí)驗(yàn)課上要精講,多給學(xué)生操做和思考的時(shí)間培養(yǎng)興趣。教師要弄清學(xué)生做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是什么,講解重點(diǎn)是什么。比如,“三線扭擺測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”實(shí)驗(yàn),如果其教學(xué)目的是掌握測(cè)量原理和方法,訓(xùn)練不確定度的計(jì)算,那么,其中公式的推導(dǎo)就不必細(xì)講,不要占用學(xué)生那么多的時(shí)間。如果老師還像教小學(xué)生那樣手把手地教學(xué)生怎么做實(shí)驗(yàn)、怎么算不確定度,那么,學(xué)生只能模仿重復(fù),而不會(huì)被激發(fā)興趣的。“吃人家嚼過的饃不香”,學(xué)生的興趣是在動(dòng)手、動(dòng)腦中培養(yǎng)起來的。
1.注重知識(shí)點(diǎn)的銜接,降低難度
大學(xué)物理與中學(xué)物理教學(xué)的銜接,是高校物理教師在大學(xué)低年級(jí)教學(xué)時(shí)必須面對(duì)的問題。但很多教師更多關(guān)注大學(xué)范圍的物理專題研究,而能夠深入了解中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的不多,對(duì)二者的銜接問題研究則更少。如果我們多一些關(guān)注中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容是可以將二者的銜接問題處理好的。如“霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)原理講解時(shí),洛倫茲力的方向就可以用學(xué)生熟悉的左手定則加安培定則來判斷;“電表的改裝及其校準(zhǔn)”“光電效應(yīng)測(cè)普朗克常量”“受迫振動(dòng)的研究”“惠斯通電橋測(cè)電阻”“示波器的使用”等實(shí)驗(yàn),可以多回顧中學(xué)做的實(shí)驗(yàn)原理,讓學(xué)生感覺到大學(xué)物理與中學(xué)物理知識(shí)的銜接點(diǎn)及不同點(diǎn)。
2.課上多些探討,多些互動(dòng)
關(guān)鍵詞:大學(xué)物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);改革研究;實(shí)踐創(chuàng)新
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是一門獨(dú)立設(shè)置的基礎(chǔ)必修課程,是學(xué)員入校后接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新教育的開端,更是一系列專業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。在培養(yǎng)學(xué)員的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面,是其它理論課程所不能代替的。在高校里接受良好的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,對(duì)于提高學(xué)員的科學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新精神至關(guān)重要。在提倡素質(zhì)教育的今天,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)各大高校全面開設(shè)的必修課,其在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中的重要性顯而易見。然而,多年來該課程的教學(xué)模式卻一直沒有大的改變,其弊端也日益凸顯。
一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題
(一)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)大多數(shù)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少。通常整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程基本是對(duì)實(shí)驗(yàn)講義所述內(nèi)容的重復(fù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果都在意料之中,缺少了進(jìn)一步探究的過程。而且,不少學(xué)員認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過于空洞,與社會(huì)實(shí)用技術(shù)差距較大。因而,對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視不夠,缺乏獨(dú)立思考和參與的過程,很難激發(fā)其自身的創(chuàng)新思維。
(二)在傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師與學(xué)員的任務(wù)分配不均勻。 教師依然是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“主角”,而學(xué)員只是“配角”或者干脆就扮演起了“群眾演員”的角色。在實(shí)驗(yàn)理論和動(dòng)手操作上大部分乃至全部都由教師全權(quán),學(xué)員不愿動(dòng)腦思考或是動(dòng)手操作,甚至不清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康募捌湎嚓P(guān)的理論依據(jù)。
(三)現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法缺乏科學(xué)性。大部分教師僅僅依靠學(xué)員的實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行考核作為該課程成績(jī)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。這樣就無法避免一些學(xué)員為獲取高分而不獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象,無法真實(shí)反映學(xué)員的實(shí)際操作水平和創(chuàng)新能力。
(四)由于部分高校教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足,致使一些實(shí)驗(yàn)儀器過時(shí)陳舊。學(xué)員很難把握儀器的使用尺度,外界的環(huán)境因素也會(huì)對(duì)儀器的精確度造成很大影響。加之部分院校的師資力量水平有限,不免還會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)手段老套單一的現(xiàn)象。
(五)實(shí)驗(yàn)室不完全面向師生開放,學(xué)校教學(xué)自我封閉。由于先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備價(jià)格昂貴、易損壞,有些學(xué)校不愿開放這些實(shí)驗(yàn)室,只是作為裝飾學(xué)校的飾品,只可遠(yuǎn)觀不能近取;還有些學(xué)校自恃有一些優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,不肯與外界交流。
這些問題在不同程度上加大了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)壓力,更加阻礙了學(xué)員自身科學(xué)素質(zhì)和能力的發(fā)展。因此,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢(shì)在必行。
二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
(一)更新觀念,注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)員可以及時(shí)掌握物理學(xué)中的新概念、新技術(shù)和前沿科技的發(fā)展動(dòng)向,提升自身與科學(xué)技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的能力、理論聯(lián)系實(shí)際和創(chuàng)新的能力。在新的教學(xué)改革形勢(shì)下,教師、學(xué)員以及學(xué)校都必須更新其觀念,使理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互促進(jìn)、相互協(xié)作、相互彌補(bǔ)。
1、教師應(yīng)改進(jìn)教學(xué)方法,調(diào)整教學(xué)目標(biāo)。教師是學(xué)員的引導(dǎo)者和指導(dǎo)者,要調(diào)整教學(xué)目標(biāo),不斷改變其教學(xué)角色、教學(xué)作用和教學(xué)方法。學(xué)生始終是中心體,教師應(yīng)確立“為學(xué)而教”的教學(xué)思想,不應(yīng)一味地甘做“雷鋒”、“父母”角色。應(yīng)當(dāng)創(chuàng)設(shè)不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情景,引導(dǎo)學(xué)員獨(dú)立思考問題并完成物理實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)員的創(chuàng)新思維,幫助其形成濃厚的學(xué)習(xí)興趣。另外,教師還要不斷更新自身的創(chuàng)新教學(xué)能力,不斷增加自身的知識(shí)儲(chǔ)備,并保持這些知識(shí)內(nèi)容具有與時(shí)俱進(jìn)的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的優(yōu)化性。
2、引導(dǎo)學(xué)員調(diào)正自身的學(xué)習(xí)態(tài)度,提高學(xué)習(xí)積極性。學(xué)員是學(xué)習(xí)的主體,是知識(shí)的汲取者。在日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)循循善誘,不妨讓學(xué)員嘗試自己動(dòng)手做一些富有創(chuàng)造性、研究性的實(shí)驗(yàn)器材,培養(yǎng)其對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣,使其主動(dòng)端正學(xué)習(xí)態(tài)度,提高學(xué)習(xí)積極性。還要引導(dǎo)其主動(dòng)獲取實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所教授的理論知識(shí),積極思考這些知識(shí)在實(shí)驗(yàn)中所起到的作用,不斷激發(fā)其自我拓展延伸的科研創(chuàng)新能力。
(二)改革課程體系,實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的現(xiàn)代化。在21世紀(jì)的知識(shí)體系中,多學(xué)科之間相互滲透、相互結(jié)合。單一的力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)已無法滿足培養(yǎng)優(yōu)秀人才所必需的條件。因此,要有機(jī)地將其他物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)融合在一起,可以有條件、有目的地增設(shè)一些與前沿科技密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn),如低溫超導(dǎo)體、液晶技術(shù)、光纖技術(shù)、激光全息照相等。真正使學(xué)員做到與時(shí)俱進(jìn),成為新世紀(jì)新形勢(shì)下的全新全能人才。
(三)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材,先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,全面面向?qū)W員開放實(shí)驗(yàn)室。基于實(shí)驗(yàn)器材老化、實(shí)驗(yàn)設(shè)備破舊落后、先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室封閉的現(xiàn)象,學(xué)校應(yīng)該積極為師生配備一些新的、先進(jìn)的、符合當(dāng)今實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)儀器,全面開放實(shí)驗(yàn)室。教師和學(xué)員也要盡量避免損壞實(shí)驗(yàn)器材,真正做到規(guī)范使用、操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備,愛護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
(四)派遣實(shí)驗(yàn)先進(jìn)小組去往兄弟院校、企業(yè)單位、科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)交流。通過與其他科研單位實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方面的交流,不僅可以及時(shí)更新知識(shí)信息,還可以加快學(xué)習(xí)先進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的步伐,適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)。因此,高校應(yīng)積極與外界進(jìn)行學(xué)術(shù)交流,在學(xué)習(xí)體會(huì)之余,也可以將各校富有特色、優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式傳授給他人學(xué)習(xí)與借鑒,這樣有助于更多學(xué)員在畢業(yè)后能更好的發(fā)揮才能、服務(wù)社會(huì)。
(五)科學(xué)使用師資力量,完善實(shí)驗(yàn)考核方法。在理論和實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中,盡可能做到由同一教師進(jìn)行講授和指導(dǎo)。若條件限制時(shí),一定要關(guān)注理論教師與實(shí)驗(yàn)教師之間的交流,使彼此在教學(xué)上相輔相成,真正做到“理論服務(wù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)證明理論”。在實(shí)驗(yàn)考核方面,應(yīng)把考核重點(diǎn)放在學(xué)員自主創(chuàng)新、動(dòng)手操作以及思維拓展等方面,從實(shí)質(zhì)根本上鍛煉學(xué)員實(shí)際聯(lián)系實(shí)驗(yàn)的能力,提高學(xué)員的科學(xué)素養(yǎng)。