物理实践素质教学思索

物理实践素质教学思索

本文作者:裴秋雨 王文芳 单位:河南城建学院数理系

大学物理实验教学过程中要发展学生全面性

科学素质是一个人在认识自然、学习研究科学知识的过程中所表现出来的思维方法、创造力和科学品质.科学素质是在学习研究中形成的,科学素质和学习研究二者密不可分.只有具备了良好科学素养的人才会对科学产生兴趣并渴望探究,能发扬质疑、验证的科学精神,运用自己所掌握的科学知识和科学方法,去发现问题,提出问题,解答问题.同样,经过良好科学素养训练的学生才能够在完成学业后,胜任生活、工作中的各种角色.物理实验作为物理学科的一个重要组成部分,对于学生科学素养的形成具有更大的优势和直接的作用.首先,物理实验的内容,有很多都是非常新奇有趣的,具有形象生动的特点,如果能够适应学生的能力、经验和理解水平,则易于引起学生学习的兴趣.兴趣是最好的老师,虽然对于大学生来说学习更为依赖学生自身的主动性,但是仍不能忽略对他们求知欲的激发.实验过程利于激励学生的好奇心,学生容易受好奇心的驱使,对探究未知的结果表现出兴趣.教师应该以学习兴趣为起点,激发学生的探究欲、创新能力等,使学生自发地形成内在的学习动机.

学生对一些视觉性较强的实验如“弦上的驻波实验”、“偏振现象的观测和分析”、“利用气垫导轨验证弹性碰撞”、“利用示波器观察李萨如图形”等实验表现出非常浓厚的兴趣.所以,教师应该利用学生的这一特点,在物理实验中使“看”、“听”、“动”等多种能力协调发展,更好地提高学生的实验积极性,激发学生挑战自我的欲望.随着科学技术的发展,实验仪器和实验方法也在不断进步,大学生在深入学习后,如果能够充分发挥自己的能力,对实验仪器和实验方法进行改进或对实验内容进行拓展,不仅对所学知识进行了消化,而且对自己的能力也是一大挑战,有利于使学生主动产生学习兴趣.其次,物理实验本身即要求学生具有比较完备的科学素养和能力,否则将不能顺利地完成实验进程,并以此来获得完整准确的结果.实验的过程是学生自己动手探索科学的过程,在这个过程中,学生是一个积极的探究者.实验前预习、实验中操作、实验后的数据处理及实验分析等,每一个环节都要求学生认真对待,而在这些过程中,大部分学生只注重实验操作,对实验前和实验后的工作不够重视.如课前学生缺乏充分地预习,进入实验室后,只知道实验的大概,而不知其细节.

经常是一边翻教材,一边做实验,或者按实验步骤一步一步地照做,遇到一个很小的问题都要找教师,不清楚实验仪器的原理和使用方法,对实验中遇到的物理原理不十分清楚,只是单纯地机械操作、记录数据,缺乏积极性、主动性、探索性,及对实验内容的理解、实验方法的改进和创新,更谈不上对学生创新能力的培养.而对于实验后的工作,也只是敷衍了事,只进行简单的数据处理,而没有详细认真地做实验分析、总结,这将直接影响到下一次实验效果及学习情绪.因此,教师应针对学生的具体情况,在实验操作前,对学生的预习状况进行了解,针对实验操作中的重点、难点、易出现问题的地方,对学生进行简单提问,促使他们重视预习.而对于实验后的工作则要强调学生在实验操作中就要细心观察、及时记录,便于实验后分析、总结,善于对自己的工作做总结,才会有所收获,才能使自己的科学素养和科学能力得到提高.最后,物理实验能够将抽象的科学素养和能力具体化、物质化,在实际教学过程中便于操作,有利于教师的教和学生的学.在实验过程中,学生对实验仪器、实验过程及实验结果都形成大量直观的印象.这能使学生产生丰富的想象,进一步培养直觉思维的能力,激发学生的求知欲.实验将抽象的知识转化为具体可见的实验现象,将灌输的过程转化为学生自己发现创造的过程.在动手实验中,学习过程不再是被动、枯燥的接受过程,而是主动、有趣的吸收过程.在实验中发现掌握知识,更加有利于学生高效直观地掌握物理学的概念、规律,或者将已学的概念、规律应用到实际问题中去.例如,“密立根的油滴实验”让学生能够直观地看到一个个悬浮的带电油滴,这远比空洞地向学生传授“电荷是分立的”更加有说服力;通过测定晶体二极管伏安特性曲线,让学生自己得出了二极管正向导通和反向截止的重要性能;通过外光电效应实验,为学生在学习和理解爱因斯坦的光电效应方程时打下了实验基础.应用波的叠加相消原理和条件,设计汽车、摩托车用的管道消声器等.

影响实验教学过程的因素非常多,原理、方法和操作中的任意一个微小错误都将导致结果的错误.而对错误的结果或有问题的数据,学生更倾向将原因归咎于实验仪器和客观因素,不从主观上找原因,表现为很浮躁和急于求成.更有甚者,编凑数据,敷衍了事.这些都反映出学生的科技道德意识淡薄以及心理素质不成熟,作为教师应认真、耐心地处理好这类问题,引导学生正确对待错误.“错误本身并不可怕,可怕的是错误的态度”,帮助学生对错误的数据进行认真的分析,找出出错的原因或证实其错误性.教师应该努力培养学生对待实验严肃认真的科学态度,如实记录实验数据的科学方法,并把实事求是的作风带到平时的学习和生活中去.

大学物理实验能充分发展学生的主体性

主体性是指对自我的理性认识和合理把握,对客观事物的主动选择与能力适应,对现实存在的自觉超越与积极创新.学生的主体性在教育活动中,具体表现为学生的能动性、独立性和创造性.一般学科的教学环境只有课堂这个唯一的教学平台,而实验则为学生提供了另一个更广阔的延伸.大学物理实验中的设计性实验作为实验教学的高级形式和阶段,是学生实验能力真正生成的重要标志,更有利于充分发挥学生的主观能动性和创造性.在设计性实验中,首先要选择合适的课题.选好课题是整个设计性实验的关键所在.它关系到能否达到预期的实验目的,以及能否保证实验教学的质量.由教师提出选题原则和要求,推荐部分题目,也可由学生自由选题.学生根据自己的兴趣、爱好和能力,通过仔细检索、广泛查阅文献资料与工具书,选定教师推荐的题目或自选符合要求的题目.这一阶段培养学生确定明确的学习目标和自觉积极的学习态度,根据需要选择学习内容及学习进度,根据自己的基础选择课题.在选题过程中,充分尊重学生的主体地位,因人而异、因材施教.#p#分页标题#e#

教师给出的课题原则是根据教学大纲,以学生已经掌握的基本知识为基础,可适当高于所学知识,有利于学生将已学过的知识系统化和实用化,有利于启发学生探究学科理论.如果课题面选择过小或过于简单便失去了设计性实验的意义,难以达到培养学生创新能力的目的;而课题选择过大或实验指标过高,会使学生无从下手、望而生畏,从而丧失信心和勇气,也不能达到设计性实验的目的.在有了明确的课题后,学生根据题目的具体要求,在查阅资料的基础上,应用所学知识拟定和完善实验方案,论证初步方案的可行性,分析实验中可能出现的各种问题.如在“微小长度测量”实验中,学生根据所学过的知识,提出诸如霍耳效应法、光纤传感法、等厚干涉法、光衍射法、等体积转换法等各种实验方法.而上述每一种方法又会因实验条件、实验器材等方面的不同,可能衍生出许多种各具特色的测量方法.在确定实验方案的过程中,教师主要考查设计方案的物理思想及可行性,用启发式提问,引导学生自己修改方案的缺陷.学生经过反复探索、论证、比较,最后根据实验目的、实验条件及个人的特长、爱好等因素来确定最终的实验方案.在这个过程中,学生的探索能力、分析能力、创造性思维能力得到很大的发展.

在设计好实验方案并通过教师论证后,要通过反复实验发现和解决问题,完善实验方案,实现预期目标.在整个实验过程中,学生是主体,作为指导教师,对学生的设计和实验不宜过多干涉,要注意培养学生的独立思维和创造能力,鼓励学生大胆尝试多种实验方法,提出新观点和新思路,充分调动学生的积极性、能动性和创造性.即使学生的设计中有明显的错误,只要没有安全问题,就应该允许学生进行尝试,在实验中发现错误并改正.对学生在实验、探究的过程中出现的偶然失误要持宽容的态度,采取引导的方式改正;对其中的智慧闪光点、创造性的火花等及时地加以肯定,赞美学生,使他们焕发出更高的学习热情和更强的自信心,并且产生一种强大的内在驱动力,使他们自觉自愿地投入到学习中去,极大地提高学生学习的自主性.通过设计性实验的研究,让学生在实验设计的过程中结合实验方法的创新、实验装置的改进、实验仪器的调试和修理,既动手又动脑,在实践中促进创造性思维能力的发展,给学生自主学习、独立思维、创新设计的空间,使学生的主体性得到最大发展.素质教育的价值取向是培养学生的创新能力,大学物理实验课程是高校实施创新人才培养的重要基础课程之一.如何在大学物理实验课中实施素质教育,是教师应该认真探讨的问题.