独立学院大学物理实验论文

独立学院大学物理实验论文

1改革考核方式,让学生从思想上重视大学物理实验

美籍华人丁肇中在诺贝尔奖的颁奖大会上说:“我希望通过我得到诺贝尔奖能提高中国人对实验的认识。”上世纪,诺贝尔物理获奖项目中69.2%属于实验项目,现今,国内外很多知名前沿研究领域的研究所或高校研究团队都特别重视实验。从某种意义上说,物理实验直接影响整个自然科学的发展。物理实验如此重要,实际上,很多学生在思想上不太重视大学物理实验。当老师原理讲解、演示完毕,很多学生仅机械地重复实验过程,根本没有理解实验原理,谈不上领会该实验过程设计巧妙之处,显然达不到培养应用型人才目标。更不用说借助大学物理实验平台,充分利用实验过程,主动培养自己的科学实验素养等应用型人才应具备的基本素质。仅仅从获取学分的角度对待大学物理实验,使得大学实验教学并没有发挥其应有的重要作用。要扭转这一思想状况,需要改革大学物理实验考核方式。除考核考勤、实验课堂操作表现、实验报告质量外,还应增加实验操作、数据处理单独考试,现场打分,然后给出综合成绩。改革考核制度,从而改变学生的学习态度。只有思想上重视物理实验,才有可能培养学生的科学实验精神及训练实验动手能力。

2自编实验教材

教材不仅是教学的依据,而且是学生学习的依据,其内容应当把培养学生学习及应用知识能力放在极其重要的地位。传统的大学物理实验教材内容追求系统、完整,偏重知识传授。鉴于此,我们针对本地区经济发展特点,结合本校学生的实际情况及专业培养计划,自编了大学物理实验教材。例如根据本地区电子工业比较发达的特点,在利用霍尔效应测量磁场的实验中,我们增加利用霍尔效应判断半导体元件的P型或N型内容。自编实验教材比较灵活。实验内容一般为本校的培养计划量身定做。我们从2005年开始至今,一直使用自编实验教材,教学效果良好。另一方面,自编实验教材因为没有正式出版,故可以根据每一届上课后的教学反馈,对教材的教学方法与教学内容不断进行小修改,直至完善。

3借综合性实验改进教学方法

综合性实验的实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关的知识。这种类型的实验对学生的综合素质要求高,而且培养效果最好。传统的大学物理实验教学内容比较单一,弊端多。如果全部实验内容为验证性实验,不仅实验操作步骤简单,而且验证的原理知识少。因此,从培养应用型人才的目标出发,大学物理实验课程必须面向社会,必须有综合性实验。另一方面,传统的大学物理实验教学方法缺乏创新精神的培养。在教学过程中,有的教师详细地讲解实验目的、原理、注意事项、并且完整演示实验步骤及仪器使用。学生根本不用预习和思考实验中的问题,只需上课时重复老师的操作即可顺利完成实验。这导致有的学生实验数据测完了还不清楚实验原理。这种情形只会导致学生对实验失去兴趣,相应的应用型人才培养目标大打折扣。这与大学实验课程培养科学实验素质、创新能力的初衷相违背,与培养动手能力、解决问题、分析问题能力目标相违背。因此,改进大学物理实验课程教学方法必须要有实际行动。我们的自编实验教材里设置有综合性实验。在教学方法上,我们将大学物理实验课程拆分为大学物理实验I和大学物理实验II,即分2个学期开设。大学物理实验I由于学生刚开始接触实验,实验内容没有设置综合性实验,验证性的居多,教学过程中有讲解仪器使用及步骤演示。大学物理实验II中增加综合性实验。在综合性实验教学中,去掉讲解数据处理、仪器使用及实验步骤演示环节。从实际的教学反馈来看,效果不错。在教学方法上,准备进一步改进。今后准备按计划逐步取消实验课演示环节,对于每一个实验,然后逐步将实验教材中近一半的实验项目略去实验步骤,只有实验仪器介绍、实验原理、实验目的及实验要求。从而激励学生自己查阅文献资料,真正培养学生综合分析、团队协作的能力。从而充分发挥大学物理实验课程培养应用型人才目标的潜力。

4在数据处理上普遍采用不确定度

数据处理计算不确定度,不仅增强学生对误差的深刻认识,而且进一步强化学生应用高等数学知识的意识。加强数学和物理基础是21世纪工程教育改革的大前提。很多同学不会灵活应用高等数学知识。同样的数学问题,换成物理题就不会了,或者比较难理解。数学应用能力比较差,归根结底,是应用的比较少,没有形成用数学思考物理问题的习惯。另一方面,课程改革后,实践、实验课程课时比例上升,物理实验教学的地位提升。与理论课涉及的数学知识相比,大学物理实验涉及的数学一般不难,应用的知识点比较单一。如果要求计算测量数据的不确定度,不仅能通过误差的大小看出本次实验测量结果的质量,而且强化学生应用数学知识的意识,对于后续的专业学习及工作都有重要的意义。

5设置公选课

大学物理实验的公选课内容一般面向对物理实验有浓厚兴趣的物理或电子信息专业类学生,多数设置为设计性实验。设计性实验在给定实验目的要求和实验条件下,由学生自行设计实验方案并加以实现,旨在以学生为中心,培养学生独立思考能力,利用实验平台进行创新性实验。进一步为有兴趣有能力的学生日后参加电子设计、机器人设计等知名全国性大赛做好铺垫。另外,大学物理实验公选课还可以面向其他非对口专业的学生。满足如计算机、化学、生物等专业的学生在物理实验方面的需求。这些专业的学生更多侧重应用,因此可设置一些与近代物理和现代实验技术密切相关的实验课题,或训练在化学、生物等领域应用频率较高的实验技术。大学物理实验公选课的教材要充分体现设计型和独立完成这两大核心思想。教材只有建议的实验研究课题,没有实验步骤,没有实验原理,只有一系列的问题。学生必须独立查阅参考书(教材中列出了必读与选读的参考书目),团队成员必须相互协作、认真研究,与指导老师反复讨论,设计实验方案、反复实践,才能完成实验要求。实验完成后,要进行详细的书面总结,向指导老师口头汇报结果,之后学生每人递交一份论文式的实验总结。

6大学物理实验室管理员可设置勤工俭学岗位

实验室设置多个勤工俭学岗位,让学生有机会参与实验室的管理与维护。我们的大学物理实验室近几年一直有勤工俭学岗位,学生积极申请,效果不错。一方面可以让更多的学生了解实验室管理,更好理解、尊重指导老师和实验员的工作;另一方面,当设备仪器有问题需要修理时,学生有更多机会学习如何维修、维护仪器设备,发挥自己的特长帮助实验员解决问题,学以致用。

7结论

按照现代教学论,教学过程既是一个认识过程,更是一个发展过程。在教学过程不仅要传授科学知识,积极帮助学生完成认识过程,更重要的是促进学生全面发展,培养学生学习、解决问题、与人沟通等综合能力,毕业后更好地适应社会工作。当然,培养这些综合能力不能仅仅通过大学物理实验教学过程短期实现,是一个长期的积累过程。目前,提高大学物理实验教学效果的硬件瓶颈是资金投入不足,实验仪器种类少,仪器设备更新缓慢。这制约了开设综合性或设计型实验的数目,从一定程度上也制约了教材及教学改革的发展。应进一步增加相关投入,整合现有实验资源,推陈出新,让大学物理实验教学这一重要环节能发挥更大的作用。

作者:高玉梅 谭朝阳 刘萍 袁海军 单位:电子科技大学中山学院