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加强大学物理实验教学改革 促进应用型创新人才培养
2017年04月23日     (点击: )



作者:王德法

大学物理实验课是大学中理、工、医、农等各科最基本的实验课之一,是培养学生创新能力、实践能力,提高学生科学素质的极其重要的教学内容和环节。我校是一所拥有二十多个理工科专业的综合性本科院校,大学物理实验是许多专业必修的一门实验课程。它在培养学生综合实验技能,提高学生观察分析实验现象的能力,培养学生实事求是、严肃认真的态度等方面是其它课程难以替代的。
一、根据应用型人才培养要求,提高实验课程的地位
长期以来,基础实验课程系数低,上课时间多安排在晚上和双休日。重理论轻实验导致的另一结果就是资金投入少,设备更新慢,实验内容旧、教学方法和手段单一等等。要加强大学物理实验的教学改革,首先就要从根本上改变重理论轻实验的错误观念。
用理论课的评价标准来评价实验课,这从根本上混淆了理论课和实验课的教学目的;对实验课追求与理论课同样的教学手段和课堂效果,是没有搞清楚实验课和理论课课程性质上的区别。理论课是要求老师穷尽一切教学方法尽可能快、尽可能多地把理论知识传授给学生;实验课是要求学生在老师的指导下独立的、不拘一格的完成实验。一堂实验课的效果,不能仅用学生会不会操作、能不能做出来结果评价;更忌讳实验老师对整个实验过程先做示范,后让学生照抄老师的操做过程。有一位教育名家曾经说过:中国高校教育的悲哀就在于“千校一格,万人一面”。
二、根据实际情况,挖掘设备潜力,改革教学方法和内容
当前,大学物理实验的大部分实验内容都属于验证性实验。教师在上实验课时,一般都是按照实验教材按部就班的给学生讲解实验目的、实验原理、实验内容、实验步骤、介绍仪器使用及注意事项等。这就导致了大多数学生在实验中被动地按已制定好的实验步骤和方法去操作,这种不需自主思维和自我发挥,机械地来完成实验过程的教学,不利于激发学生学习的积极性、主动性,不利于培养学生的创新意识,达不到培养学生的实践能力和创新能力的要求。从效果上看,学生虽然完成了实验,但并没有理解和掌握实验方法,甚至不会正确使用仪器,更谈不上独立处理实验中出现的实际问题。因此,我们必须要打破传统的教学模式,改革实验教学的方法。
首先,要变老师按着实验教材按部就班的给学生讲解实验目的、实验原理、实验内容、实验步骤、介绍仪器使用及注意事项,为老师提出针对性的问题引导学生自己去看实验课本,而后让学生根据自己的理解来进行实验。在学生进行实验的过程中,老师一定要认真仔细观察学生的操作,发现问题及时给予提示性指导,必要时可以提醒学生应该怎么做,激发学生学习的主动性。
其次,在条件可行的情况下,利用现有的实验设备,把某些原来的验证性实验项目变成设计性实验项目。原来的验证性实验项目是在实验课本上给出了具体详细的实验目的、实验原理、实验仪器和实验步骤。我们可以把它改成让学生根据实验目的(比方说要测出物质的密度)和原理,来自行选择实验仪器、设计实验过程(实验步骤),在老师的指导下独立完成实验并对实验结果进行分析和处理。这就是改验证性实验为设计性实验。设计性实验介于基础实验与科学实验之间,是一种对科学实验全过程进行初步训练的教学实验,它能够激发学生学习兴趣、开发学生学习潜能、培养学生的实践技能和应用创新能力。
实验教学改革的重要内容之一是改革实验教学的内容。通常情况下,实验教学内容的弃旧图新,主要依赖于实验设备的更新。当我们的实验设备得不到及时更新的时候,我们可以充分利用现有的实验设备进行重新搭配组合,构建出新的实验项目。比如用现有的电阻箱、滑线变阻器、灵敏检流计等,可以构建出新的实验项目“惠斯通电桥的搭建与电阻的测量”;用现有的光电门、定滑轮、细线、砝码和自制挡光片等,可以构建出新的实验项目“牛顿第二定律的验证和加速度的测量”等等。
三、加强实验教学队伍建设
无论是实验教学方法的改革,还是实验教学内容的改革,都要不断推陈出新,及时充实新内容,以保持实验教学的先进性、趣味性、创新性及有效性。另外,改验证性实验为设计性实验,要求实验教师能够正确回应学生所提出的各种方案,能够清楚地解答学生在实验中出现的各种问题。实验中,教师不仅要启发学生积极思维,传授分析问题和解决问题的方法,还要善于总结、思考,不断提高实验课效果。这就要求实验教师应具备扎实的理论基础和较丰富的实验工作经验,知识面宽、思维想象力丰富、富有实践能力和创新精神,能够从事独立的教学研究。因此,必须建设一支学历、职称层次和年龄结构合理,实验教学和理论教学能力兼备,教学、科研和实验技术相兼容,核心骨干相对稳定的实验教师队伍。
四、改革实验教材,充实新的内容
实验教材是实验过程中必不可少的指导材料。改革了的实验教学方法和实验教学内容,还必须要有与之相适应的实验教材。2006年8月,我校物理实验中心编写了由北京科学出版社出版的高等教育“十一五”规划教材《基础物理实验》第一版。经过几年的使用,结合我校大学物理实验教学的实际情况,于2011年3月对其进行了修订,再由北京科学出版社出版了高等教育“十二五”规划教材《基础物理实验》第二版。该教材内容详略得当,重点突出,接近生活,趣味性强,同时加入部分物理资料。借着这次应用型人才培养改革的契机,我们将继续充实、更新实验教材的内容,为培养应用型创新人才做出积极的贡献。

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