大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索論文
一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一
大多數(shù)獨(dú)立學(xué)院教學(xué)模式單一，全是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)課程對理論課程的依附性比較強(qiáng)，各個(gè)實(shí)驗(yàn)題目間沒有聯(lián)系，因而不利于專業(yè)與專業(yè)之間知識的交叉，也不利于實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合。［３］由于出發(fā)點(diǎn)不是發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，現(xiàn)在的很多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方式都不利于學(xué)生各種能力的培養(yǎng)。
二、探索適合自己的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
獨(dú)立學(xué)院近年來發(fā)展迅速，已成為高等教育事業(yè)的一個(gè)重要組成部分，但其畢業(yè)生的就業(yè)問題卻比較嚴(yán)峻，究其原因在于獨(dú)立學(xué)院畢業(yè)生缺乏市場競爭力。因此，獨(dú)立學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)應(yīng)該是培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和創(chuàng)新精神，不管學(xué)生將來從事什么職業(yè)、工作在何種領(lǐng)域，憑借著超強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)、操作能力和創(chuàng)新能力都能夠克服一切困難。［４］基于此，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)必需擯棄傳統(tǒng)的“重理論，輕實(shí)踐”的教學(xué)思想，探索一種與時(shí)代發(fā)展要求相符合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系———三級實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。通過三級實(shí)驗(yàn)教學(xué)可加大對學(xué)生動手能力和實(shí)際工作能力的培養(yǎng)，這一措施如若能夠貫徹于大學(xué)教育的始終，效果更佳。（一）演示性實(shí)驗(yàn)大學(xué)開學(xué)之初，帶學(xué)生參觀一些演示性實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生感受平時(shí)在生活中或以前的學(xué)習(xí)中沒有見過的有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使學(xué)生的感覺、知覺更加豐富，表象更加鮮明，學(xué)習(xí)興趣更加濃厚，學(xué)習(xí)主動性更加強(qiáng)烈。另外，演示實(shí)驗(yàn)可使學(xué)生開闊眼界，擴(kuò)大知識面，同時(shí)感受物理的博大精深。物理演示實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容可以包括很多方面的內(nèi)容，如實(shí)物物理實(shí)驗(yàn)、模擬物理實(shí)驗(yàn)、音像資料和多媒體資料。（二）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)本級的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有兩個(gè)目的：一是讓學(xué)生熟練實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)儀器的工作原理及操作方法；二是讓學(xué)生把實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論教學(xué)中的規(guī)律對比。開設(shè)的實(shí)驗(yàn)主要涉及到基本物理量的測量（如轉(zhuǎn)動慣量的測量和楊氏模量的測量）、基本物理現(xiàn)象的觀察與分析（如固定均勻弦振動的研究）、一些基本儀器的使用（如示波器的使用）、基本實(shí)驗(yàn)測量方法和技能訓(xùn)練、相對不確定度和絕對不確定度的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及誤差的來源等。本級實(shí)驗(yàn)臺階不高，力求學(xué)生快速適應(yīng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程。（三）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)本級實(shí)驗(yàn)是一種較高層次的科研實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，它以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，整個(gè)實(shí)驗(yàn)都是依靠學(xué)生自身來完成。［５］與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)最大的區(qū)別在于：設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)打破了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，學(xué)生可以由被動變成主動，可以自行確定實(shí)驗(yàn)方案，選擇合適儀器，擬定測量方法和步驟。例如：測量毫安表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方法很多，如“伏安法”“半偏法”“替代法”“電橋法”“補(bǔ)償法”等等。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：這些方法都能滿足設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)，但學(xué)生必須找出這些方案中的最佳方案，并按最佳方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要提出所需器材，給出實(shí)驗(yàn)的原理和設(shè)計(jì)步驟。開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不僅可以檢驗(yàn)自己原有的實(shí)驗(yàn)知識和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，而且還可以進(jìn)一步提高自己各方面的能力，為以后的科研或工作打下堅(jiān)實(shí)的'實(shí)踐基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在客觀上為學(xué)生創(chuàng)造了機(jī)會和條件，充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性，學(xué)生通過努力把強(qiáng)烈的自我發(fā)展意識轉(zhuǎn)化為獲取知識和提高能力的實(shí)際行為，創(chuàng)造性地提出了解決問題的方案。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能盲目地照抄照搬，要因時(shí)因地因校和學(xué)生層次水平而定，但可以從比較成功的實(shí)踐案例中汲取營養(yǎng)和精華，尋找適合本學(xué)校實(shí)驗(yàn)改革和發(fā)展的路子。
三、方案的具體實(shí)施
我校大一新生在開學(xué)之初，由學(xué)院統(tǒng)一組織參觀演示實(shí)驗(yàn)室。參觀過程中實(shí)驗(yàn)教師給到訪的學(xué)生詳細(xì)講解并當(dāng)場演示部分實(shí)驗(yàn)，如激光琴、幻影成像、水滴發(fā)電、靜電跳球演示儀、共振演示儀等，讓學(xué)生感到新奇不已。此次參觀開闊學(xué)生眼界，令學(xué)生受益匪淺，為將來大學(xué)物理理論課和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)起到了很好的促進(jìn)作用。通過本次觀察，對學(xué)生提出以下基本要求：查閱資料，詳細(xì)解釋其中一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的基本原理；閱讀科普資料，自己設(shè)計(jì)一項(xiàng)物理演示實(shí)驗(yàn)，并同實(shí)驗(yàn)老師交流。學(xué)生進(jìn)入大二時(shí)，開展驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容涵蓋力、光、電磁等，側(cè)重于實(shí)驗(yàn)方法、儀器設(shè)備的使用、常用物理量的測量等方面的訓(xùn)練。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要采取“告知規(guī)律－實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證－實(shí)際應(yīng)用”的模式，少量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)階段，對學(xué)生提出以下基本要求：實(shí)驗(yàn)前，做好預(yù)習(xí)，熟練掌握實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)步驟；實(shí)驗(yàn)中，熟悉儀器的操作；實(shí)驗(yàn)后，能夠獨(dú)立處理數(shù)據(jù)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析。第三級實(shí)驗(yàn)教學(xué)難度較大，大二下學(xué)期開設(shè)。由傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式直接過渡到設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，跨度較大，學(xué)生有點(diǎn)難以適應(yīng)，很多情況下設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)部分往往需要教師幫助完成，這與學(xué)生人才培養(yǎng)的宗旨相悖，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。針對這種情況，我校物理實(shí)驗(yàn)中心把設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)分三個(gè)層次：第一個(gè)層次是原理比較簡單的實(shí)驗(yàn)（如“電阻的測量”），教師給出實(shí)驗(yàn)的目的、原理和儀器的使用說明，學(xué)生主要用來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；第二個(gè)層次與前者相比有所提高，教師給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢x器的使用說明，學(xué)生通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)文獻(xiàn)資料，給出實(shí)驗(yàn)的原理；前兩個(gè)層次的訓(xùn)練讓學(xué)生掌握了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基本概念和基本要求，到了第三個(gè)層次時(shí)，學(xué)生已經(jīng)接受這種模式，實(shí)驗(yàn)教師給出幾個(gè)實(shí)驗(yàn)題目，由學(xué)生選擇其中一個(gè)、通過查詢資料寫出實(shí)驗(yàn)原理、確定所需實(shí)驗(yàn)儀器、整理出實(shí)驗(yàn)方案并付諸實(shí)施，最后提交一份實(shí)驗(yàn)課程總結(jié)和心得體會。
四、方案的實(shí)施效果和總結(jié)
�。ㄒ唬┓旨墝�(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)理論和提高實(shí)驗(yàn)技能。由于遵循了漸進(jìn)性的原則，我校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得了良好的教學(xué)效果，得到了學(xué)生的認(rèn)可。（二）獨(dú)立學(xué)院三級實(shí)驗(yàn)教學(xué)，既有基本驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行技能訓(xùn)練，又要有演示性實(shí)驗(yàn)開闊視野，還開設(shè)有設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)來培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。（三）三級實(shí)驗(yàn)教學(xué)既符合時(shí)代和科技發(fā)展的要求，又能提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力，增強(qiáng)社會對獨(dú)立學(xué)院人才培養(yǎng)水平及學(xué)生能力水平的認(rèn)可度。
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