大学物理实验教学实践改革

大学物理实验教学实践改革

1现状和问题

1.1学生不重视

在进入大学之前,各位学生已经有5年的学习物理的经历,实验部分都属于课内实验,甚至有些学校由于实验条件非常简陋,把物理实验变成“板书实验”。多年这样的学习经验,造成学生“重理论、轻实验”的思想普遍存在,并且影响相当深远,这也是多年应试教育的结果。这些对物理实验满不在乎或者实验基础相当薄弱的现实情况,使得学生进入大学后,首先不适应大学物理实验单独为一门新课,其次不能充分认识大学物理实验的基础作用,结果就是大部分学生轻视物理实验课,认为该课程可有可无,上课来去自由。

1.2教学内容和方法陈旧

大学物理实验一方面从传统教学内容上看大多是验证性实验,只能使学生掌握简单知识应用和获得基本的技能训练,严重滞后了现今科技的发展对人才的需求。另外实验课程受到学校场地、实验设备、指导老师人数以及各专业的课程教学安排的限制,往往出现实验内容与理论课内容严重不同步的情况,使得大学物理实验教学过程中遇到一系列问题。另一方面传统的教学方法多以“言传身教”为主,在实际教学中,学生基本按照老师的思路走就能完成实验操作。这种“灌输式”的教学方式,使实验操作“程序化”,虽然表面上看上去学生实验操作完成情况比较理想,但是难以调动学生学习的主动性和积极性,达不到物理实验培养学生思考能力、创新能力的教学目的,不利于培养高素质人才。

2大学物理实验教学实践改革与建议

基于以上问题,我校对大学物理实验这门课程作了一个比较全面的调整,目的就是要以应用型人才为培养目标,重新制定出一套适合独立学院学生的实验教学模式。

2.1团队建设

独立学院普遍存在教师“非老即少”的现象,且教师人数相对比较紧张,我校经过几年的发展,也没有彻底扭转这种局面。针对这种实际情况,我校物理教研室打破理论教师和实验教师的界限,所有教师都要兼顾理论与实验两部分的教学,只是每个老师的侧重点不同而已。这样教师就可以把理论与实验有机结合,一定程度上缓解理论与实验相脱节的矛盾,也能更好地发挥课堂上教师的指导作用。课前规范所有任课教师的实验教学过程,包括教学内容和操作过程两部分。教学内容上组织所有教师集体备课,统一教案,对每个实验的基本内容做一个概括,包括一般的实验目的、原理摘要、实验仪器、实验内容等;操作上按照仪器说明书,根据实验目的设计实验流程,通过设备拍摄实验细节,并配备详细解说,最后制作成教学视频。定期召开教师座谈会,完善每一个教学过程,及时反馈教学信息,沟通情况,从而改进教学中存在的不足。同时还分别聘请理论和实验教学经验丰富的老教授作为教学顾问和督导组成员,联合对青年教师进行指导和培养。

2.2大学物理实验教学内容与手段改革

随着现代科技的发展,力、热、电、光等学科已形成相互交叉、相互促进的局面,因而大学物理实验也必须打破原来传统的学科界限进行统筹安排。改革以后的实验包括突出基本技能训练的基础性实验;对至少2个以上的基本技能和方法进行有机结合的综合性、设计性实验。另外针对工科学生在学习阶段和以后很长的工作期间经常需要与不同的仪器接触,而仪器的发展日新月异的情况,我校在保证原来实验顺利完成的同时,还增加一些内容新颖、设计巧妙的选修实验。这种在实验内容安排上通过从低到高、从基础到前沿、从传授知识到培养综合能力的递进式的、分层次的实验训练,既能保证大学物理实验的教学效果,为课程新体系的建设打下基础,也达到了培养学生科学素养与创新能力的目标。除此之外,对于独立学院的学生来讲,遗忘周期短,整理和贯穿前后知识的能力比较薄弱。而大学物理实验覆盖面广,内容多、杂,很多仪器在后续专业实验中都有涉及,所以对相关实验进行前后联系,特别是加强跟专业实验之间的联系尤其重要。在备课过程添加了很多相关知识及拓展内容供学生掌握和了解。比方说现代仪器大量使用传感器,包括温度传感器、压力传感器、速度传感器等等,很多传感器的工作原理及基本使用方法在物理实验中都有过介绍。电阻应变计,它测量应变的原理为惠斯通电桥,这部分内容在温度传感器中就详细介绍过。测振传感器种类繁多,广泛应用于需要振动监测的工业领域,其动力系统的动力特点就是共振,而共振实验在物理实验中要求学生详细测量并记录。建筑结构试验中测量建筑物裂缝宽度用到的测量工具是读数显微镜,这一工具就是牛顿环实验中重点学习的部分。电子电路及其他专业实验中经常要用示波器观察波形、调整波形,所以示波器使用要熟练。而示波器是大学物理实验的重点,涉及几个实验,所以物理实验中就详细介绍了示波器各个旋钮的作用及调节,要求学会显示屏上波形的电压峰峰值、周期的读数,除此之外,还要了解不同型号的示波器的使用,为后续部分专业实验打好基础。类似这样的例子还有很多,这些学科内、学科之间的联系、实验的用途及后续发展等等内容都在多媒体课件中通过文字、图片、动画等方式展示给学生,既使得上课内容丰富,还能在课堂教学上提高学生的关注度,最终就是提高学生的学习兴趣。多媒体课件信息量大,但缺陷是屏幕显示的每页内容有限,导致教师必须频繁操作更换屏幕内容,大多数时间被限制在多媒体演示台上,与学生之间的交流大大减少,学生容易出现疲劳。板书能全面展示出整节课的教学内容及层次关系,有利于学生从整体上对所学内容的把握和回顾。所以在实验教学中,充分发挥多媒体课件的优势,结合板书的特点和功能,优势组合,达到“教学效益第一”的教学目标。

2.3大学物理实验网络教学管理平台的建设

近年来比较流行的慕课是以连通主义理论和开放教育学为基础的大规模网络开放课程。把慕课的部分理念引进大学教育,在网络教学管理平台上,结合课程考核体系,完成每个学生该课程学习情况的总结。网络教学与管理平台是课程改革很重要的一部分。大学物理实验网络教学和管理平台除了传统的通知、课程简介、实验介绍、诺贝尔奖实验专区、现代物理实验技术专栏、成果展示、高校链接等功能之外,可以适当考虑成绩管理部分。把部分资料和信息,比如:实验教学视频、实验延伸与拓展、创新课题研究、模型开发等,放上网络教学平台,一部分作为课前预习和课后复习的必修部分,完成该部分的网上学习后给予一定成绩,获得相应的学分;剩余部分作为选修内容,供学有余力的同学或对物理实验兴趣浓厚的同学深入探讨,他们可以自愿组建创新团队,在老师指导下完成或部分完成课题,最后视完成情况给予创新学分或颁发证书,并把一些优秀的研究成果放在“成果展示”区域供其他学生学习、借鉴,使学生获得荣誉感。这样网络教学管理为教学提供了一个更加广阔、灵活的平台,给学生提供了资源量大、覆盖面广的课程资源库,拓展了学生的学习空间,使实验教学内容得到时间和空间的延伸,这不但实现了教育的多元化,也使教学管理更加公开、科学、规范化。

3总结

大学物理实验是一门独立的学科,有其相对独立的教学环节,提高大学物理实验教学质量任重而道远,需要一线教师在教学实践中不断发现问题,而后不断探索和完善,使应用型人才的培养目标落实到实处。

作者:张明霞 施小靖 单位:同济大学浙江学院