物理实验是大学生系统接受实验方法和实验技能训练的开端, 是培养学生“动手能力”的课程, 物理实验教学是大学生实践教学的重要环节, 它对高素质创新人才的培养有着不可替代的作用, 随着科学技术的迅猛发展和社会的不断进步, 物理实验教学必须与时俱进, 以现代教育教学的思想和理念为指导, 进行深入细致的改革与实践, 才能适应社会对人才知识结构和科学素质越来越高的要求。为此, 我们对我校物理实验延袭多年的传统实验教学模式进行了改革与创新, 将传统的教学模式改为梯次推进式教学模式, 实践证明这种梯次推进式教学模式不仅增进了学生对物理实验的学习信心与热情, 开阔了学生的视野更促进了学生综合素质的全面提高, 收到了良好的教学效果。现把我们的改革情况介绍如下:
在物理实验中实施创新教育, 很大程度上取决于实验内容的选择和组织。我们把实验内容体系按循序渐进、由浅入深的认识规律分四阶段进行, 采取梯次推进的教学方式。
1 预备实验采用“启发式”的教学方法
第一阶段为“预备实验”, 包括实验数据处理的基本方法和常用物理量的测量方法及实验室常用仪器介绍;这部分实验着重物理实验的预备知识和技能的训练, 采用“启发式”的教学方法, 如长度的测量, 从米尺、游标卡尺、千分尺、读数显微镜到光杠杆测量微小长度的变化, 就是人们不断创新的例子。对“预备实验”先由教师指导上课, 后一个星期作为开放实验开出。一方面让学生熟悉常用仪器, 为后继实验打好基础;另一方面, 可供实验基础较差的学生选做, 填平补齐, 弥补有的中学阶段“黑板”上的测量, 目的是提高教学起点。
2 基础性实验采用“引导式”教学方式
第二阶段是“基础性实验”, 题目、方法上有代表性、基本性和一定的覆盖面。在实验内容上进行开放, 必做的题目中有选做内容, 如:电位差计与电动势的测定实验中选做自组线式电位差计测量电池的电动势、用电桥法测量电阻实验中选做自行设计利用补偿原理测毫安表等。
采用“引导式”教学方式, 使学生对实验原理、实验设计的指导思想都清楚, 目的是进行基本实验技能和基本测量方法的系统训练。对有些仪器如旋光仪是“黑匣式”仪器, 元件都封闭在内部, 学生很难了解各元件的作用及实验原理。有的教师用相应的元件起偏器、检偏器、半波片 (有的是报废仪器上拆的) 进行组合, 一步一步地讲解原理、观察现象, 并增加了光电池、微电流表进行了改装, 使观察光强的变化改为观察电流的变化。这样一方面把整个旋光仪所涉及的元件和现象都展示到在课堂上通过对真实生动的实际观察, 结合教师的语言讲解, 充分利用了学生的视觉和听觉功能, 进而调动了学生的思维, 课堂气氛十分活跃, 结果学生的感觉是:内容真实可信, 原理分析易于理解和掌握;后来有个学生又将微安表改用微电流倍率表, 使测量更准确。而教师感觉不仅省了时间, 而且教学效果大大提高。另一方面废物利用、光电转换、仪器再组合, 使现象焕然一新, 为后面的“综合性实验”、“设计性实验”奠定了基础。
3 综合性实验采用“讨论式”教学方法
第三阶段是“综合性实验”, 在实验内容上突出综合性、多层次的特点。采用“讨论式”教学方法, 体现多种仪器使用的综合和学科分支知识与实验方法的综合。目的是培养学生综合实验能力和实验设计创新能力, 加强知识的深度和广度, 并与实际接轨。教师能在一定程度上打破低年级学生对书本、对权威的盲从, 启发学生积极思维, 鼓励探索, 增强对创造能力的培养。教师讲对本实验相关理论或技术的不同处理、争鸣与比较, 相关教材的特色或待改进处;讲我们的实验安排或设备中尚存在的问题或矛盾, 问题的主动揭示对学生的学习有特殊的启发作用, 讲问题、讲欠缺不仅不会降低学生学习积极性, 反而会启发他们, 增强探索、研究问题的主动性。综合性与多层次使学生可能在有限的学时内接触到更多的内容, 学到更多的实验知识与技能, 在分析研究问题时逐步养成从传统思维模式向系统思维过渡的习惯。多层次也为不同起点、不同基础、不同进取心的同学提供了灵活教学的条件。
4 设计性实验采用“研究式”教学方法
第四阶段是“设计性实验”, 采用“研究式”教学方法, 由学生独立思考设计, 选择方案, 自行完成实验全过程, 对培养学生科学实验素质和创新能力有重要作用。如非平衡电桥测温仪的设计和应用、在磁滞回线的测定、密立根油滴法测定电子电荷、塞曼效应等实验通过图像采集卡与计算机相连, 学生感到新颖有趣, 非常积极主动。如海洋工程学院的李旭同学在实验中想到铁磁质的相对磁导率μr>>1, 是否在任何条件下都成立呢?他认真做实验, 实验课结束后李旭仍坚持到实验室做实验。他发现铁磁质的磁滞回线、磁化曲线虽对相对磁导率μr>>1这性质有一定反映, 但也是带有一定的约束条件。通过分析得出μr>>1是在一定条件下成立的。并用磁畴的概念给予解释, 写出了“关于铁磁质相对磁导率的几点认识”的小论文。
5 多种教学方式灵活运用
从组织形式的开放过渡到教学内容的开放, 不对实验开放有不同的理解, 有的强调时间开放, 有的注重题目开放自选, 也有人突出设计性、研究性实验内容的开放自主研究。我们认为, 从智能培养目标看开放的实质主要在于实验内容的开放性与设计性。固定内容的实验题目或时间的开放自选也能提高学生的主动性, 这仅是教学组织形式的开放。如能适当增加设计性、研究性、探索性实验的层次与选做内容, 过渡到实验内容的开放, 才较全面, 方能充分发挥学生的学习积极性。
针对不同专业、不同基础的学生, 我们也采用不同的教学模式和方法, 做到因材施教, 调动学生的学习积极性。如对于部分学习成绩好的学生采取单独教学, 为他们讲授更深一层的内容等。在实验课教学中我们将部分实验进行开放式教学, 按实验项目特点选择性地开放一些对学生自主性要求强的实验, 为了培养学生的独立思考能力, 我们在以启发式和导学式为主的同时, 还引入“构想式、质疑式”等多种教学方法。针对不同的实验类型, 采用不同的教学方法, 例如, 对设计性实验就可采用先提出问题, 引导学生思考, 让学生自己设计实验方案, 教师再对其设计方案的内容提出一些问题, 由学生思考, 最后, 再对其方案进行总评, 非常有利于培养学生独立思考与分析解决问题的能力。
摘要：传统的物理实验教学模式已经严重阻碍了创新人才的培养, 为适应新世纪高素质人才培养的要求, 在教学实践中对我校物理实验课程的教学模式进行了改革, 将梯次推进式教学方式引入物理实验教学, 本文介绍了梯次推进式教学方式及其在培养学生综合素质、创新能力、分析解决问题的能力中的所取得的成效。
关键词：物理实验,教学模式,改革
参考文献
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