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物理實驗教學改革的探索
物理實驗教學改革的探索1
論述了肇慶學院在提高物理實驗教學質(zhì)量的5個方面進行的改革探索,實驗教學人員的實驗技能和理論素質(zhì)得到提高,培養(yǎng)了學生理論聯(lián)系實驗的良好學風,大大地提高了學生實驗操作能力,分析和解決問題的能力及計算機操作能力,教學水平取得顯著提高.
物理實驗教學改革的探索2
一、實驗教學模式單一
大多數(shù)獨立學院教學模式單一，全是驗證性實驗。實驗課程對理論課程的依附性比較強，各個實驗題目間沒有聯(lián)系，因而不利于專業(yè)與專業(yè)之間知識的交叉，也不利于實踐教學內(nèi)容的有機結(jié)合。［３］由于出發(fā)點不是發(fā)揮學生主觀能動性，現(xiàn)在的很多實驗內(nèi)容和實驗方式都不利于學生各種能力的培養(yǎng)。
二、探索適合自己的實驗教學體系
獨立學院近年來發(fā)展迅速，已成為高等教育事業(yè)的一個重要組成部分，但其畢業(yè)生的就業(yè)問題卻比較嚴峻，究其原因在于獨立學院畢業(yè)生缺乏市場競爭力。因此，獨立學院實驗教學的目標應該是培養(yǎng)學生的基本技能和創(chuàng)新精神，不管學生將來從事什么職業(yè)、工作在何種領(lǐng)域，憑借著超強的實驗素養(yǎng)、操作能力和創(chuàng)新能力都能夠克服一切困難。［４］基于此，大學物理實驗必需擯棄傳統(tǒng)的“重理論，輕實踐”的教學思想，探索一種與時代發(fā)展要求相符合的實驗教學體系———三級實驗教學體系。通過三級實驗教學可加大對學生動手能力和實際工作能力的培養(yǎng)，這一措施如若能夠貫徹于大學教育的始終，效果更佳。（一）演示性實驗大學開學之初，帶學生參觀一些演示性實驗室，讓學生感受平時在生活中或以前的學習中沒有見過的有趣的實驗現(xiàn)象，使學生的感覺、知覺更加豐富，表象更加鮮明，學習興趣更加濃厚，學習主動性更加強烈。另外，演示實驗可使學生開闊眼界，擴大知識面，同時感受物理的博大精深。物理演示實驗的內(nèi)容可以包括很多方面的內(nèi)容，如實物物理實驗、模擬物理實驗、音像資料和多媒體資料。（二）驗證性實驗本級的實驗教學有兩個目的：一是讓學生熟練實驗設備和實驗儀器的工作原理及操作方法；二是讓學生把實驗結(jié)果與理論教學中的規(guī)律對比。開設的實驗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）、基本實驗測量方法和技能訓練、相對不確定度和絕對不確定度的計算、實驗數(shù)據(jù)處理方法、實驗結(jié)果分析及誤差的來源等。本級實驗臺階不高，力求學生快速適應大學物理實驗課程。（三）設計性實驗本級實驗是一種較高層次的科研實驗訓練，它以學生為主體，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，整個實驗都是依靠學生自身來完成。［５］與驗證性實驗最大的區(qū)別在于：設計性實驗打破了傳統(tǒng)的實驗教學模式，學生可以由被動變成主動，可以自行確定實驗方案，選擇合適儀器，擬定測量方法和步驟。例如：測量毫安表內(nèi)阻的實驗方法很多，如“伏安法”“半偏法”“替代法”“電橋法”“補償法”等等。經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)：這些方法都能滿足設計的性能指標，但學生必須找出這些方案中的最佳方案，并按最佳方案進行實驗。學生根據(jù)實驗需要提出所需器材，給出實驗的原理和設計步驟。開展設計性實驗不僅可以檢驗自己原有的實驗知識和實驗能力，而且還可以進一步提高自己各方面的能力，為以后的科研或工作打下堅實的實踐基礎(chǔ)。設計性實驗在客觀上為學生創(chuàng)造了機會和條件，充分調(diào)動了學生的主觀能動性，學生通過努力把強烈的自我發(fā)展意識轉(zhuǎn)化為獲取知識和提高能力的實際行為，創(chuàng)造性地提出了解決問題的方案。設計性實驗教學不能盲目地照抄照搬，要因時因地因校和學生層次水平而定，但可以從比較成功的實踐案例中汲取營養(yǎng)和精華，尋找適合本學校實驗改革和發(fā)展的路子。
三、方案的具體實施
我校大一新生在開學之初，由學院統(tǒng)一組織參觀演示實驗室。參觀過程中實驗教師給到訪的學生詳細講解并當場演示部分實驗，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，讓學生感到新奇不已。此次參觀開闊學生眼界，令學生受益匪淺，為將來大學物理理論課和大學物理實驗課的學習起到了很好的促進作用。通過本次觀察，對學生提出以下基本要求：查閱資料，詳細解釋其中一個演示實驗的基本原理；閱讀科普資料，自己設計一項物理演示實驗，并同實驗老師交流。學生進入大二時，開展驗證性實驗，內(nèi)容涵蓋力、光、電磁等，側(cè)重于實驗方法、儀器設備的使用、常用物理量的測量等方面的訓練。驗證性實驗主要采取“告知規(guī)律－實驗驗證－實際應用”的模式，少量的驗證性實驗可以激發(fā)學生的`好奇心，培養(yǎng)科學探究能力。在驗證性實驗階段，對學生提出以下基本要求：實驗前，做好預習，熟練掌握實驗原理及實驗步驟；實驗中，熟悉儀器的操作；實驗后，能夠獨立處理數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進行科學分析。第三級實驗教學難度較大，大二下學期開設。由傳統(tǒng)實驗教學模式直接過渡到設計性實驗教學，跨度較大，學生有點難以適應，很多情況下設計性實驗的設計部分往往需要教師幫助完成，這與學生人才培養(yǎng)的宗旨相悖，不利于學生創(chuàng)新能力的提高。針對這種情況，我校物理實驗中心把設計性實驗分三個層次：第一個層次是原理比較簡單的實驗（如“電阻的測量”），教師給出實驗的目的、原理和儀器的使用說明，學生主要用來設計實驗方案；第二個層次與前者相比有所提高，教師給出實驗目的和儀器的使用說明，學生通過查閱相關(guān)文獻，總結(jié)文獻資料，給出實驗的原理；前兩個層次的訓練讓學生掌握了設計性實驗的基本概念和基本要求，到了第三個層次時，學生已經(jīng)接受這種模式，實驗教師給出幾個實驗題目，由學生選擇其中一個、通過查詢資料寫出實驗原理、確定所需實驗儀器、整理出實驗方案并付諸實施，最后提交一份實驗課程總結(jié)和心得體會。
四、方案的實施效果和總結(jié)
�。ㄒ唬┓旨墝嶒灲虒W有利于學生掌握實驗理論和提高實驗技能。由于遵循了漸進性的原則，我校物理實驗教學取得了良好的教學效果，得到了學生的認可。（二）獨立學院三級實驗教學，既有基本驗證性實驗進行技能訓練，又要有演示性實驗開闊視野，還開設有設計性物理實驗來培養(yǎng)學生獨立思考的能力。（三）三級實驗教學既符合時代和科技發(fā)展的要求，又能提高學生的科學實驗素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力，增強社會對獨立學院人才培養(yǎng)水平及學生能力水平的認可度。
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