物理實驗課程教學(xué)改革論文

時間:2022-08-22 03:29:03

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物理實驗課程教學(xué)改革論文

1民辦高校大學(xué)物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀

民辦高校近些年逐漸發(fā)展為高等教育的重要組成部分,但是,目前民辦高校大學(xué)物理實驗教學(xué)仍然存在一些亟需改變的問題[1]。

1.1實驗儀器不能滿足教學(xué)需要

適應(yīng)我國高等教育發(fā)展的需要,民辦高校的招生規(guī)模不斷擴(kuò)大,然而,大部分民辦高校受經(jīng)費制約,物理實驗教學(xué)設(shè)施投入嚴(yán)重不足,實驗儀器陳舊、緊缺,很難滿足教學(xué)需要,甚至出現(xiàn)實驗課上多名同學(xué)共用一套儀器的情況。這樣的物理實驗課,已經(jīng)與其初衷背道而馳,無法達(dá)到探究性學(xué)習(xí)的目的,不利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng),嚴(yán)重影響應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。伴隨著教學(xué)設(shè)施資源不足困境的加劇,部分民辦高校中出現(xiàn)了大學(xué)物理以及物理實驗課程教學(xué)課時數(shù)量被一砍再砍的嚴(yán)重局面,更有甚者,個別院系片面強(qiáng)調(diào)專業(yè)課而索性停開物理課,使得部分高校的物理教育被邊緣化,教師教學(xué)積極性受到?jīng)_擊,教學(xué)改革與創(chuàng)新的動力缺失,進(jìn)而產(chǎn)生惡性循環(huán),此種狀況令人擔(dān)憂。

1.2實驗內(nèi)容陳舊單一

據(jù)了解,當(dāng)前河南省民辦高校大學(xué)物理實驗課教學(xué)中采用基礎(chǔ)性實驗教學(xué)模式者居多,分層次教學(xué)還未普遍實施。實驗教學(xué)模式單一,內(nèi)容陳舊,教學(xué)時間限制過死,難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力和解決問題能力方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。部分實驗之間重復(fù)較多,許多基本實驗操作技能在不同的課程中反復(fù)訓(xùn)練,實驗設(shè)計缺少整體觀念。再加上實驗器材的封閉性,學(xué)生一般只能按照老師的講解進(jìn)行重復(fù)性的驗證實驗,不利于學(xué)生個性與創(chuàng)造才能的發(fā)揮,從而抹殺了大學(xué)物理實驗教學(xué)的實質(zhì),不能體現(xiàn)物理實驗應(yīng)當(dāng)具有的探索性精神[2]。上述兩方面的問題具有一定的普遍性,表明部分民辦高校對大學(xué)物理實驗課程和重要性認(rèn)識不足,從而未能將其置于本科教育體系的應(yīng)有地位。同時,上述問題的持續(xù)存在且無明顯改觀跡象的現(xiàn)實,也為從事大學(xué)物理教育教學(xué)工作的教師敲響了警鐘,昭示民辦高校大學(xué)物理實驗課程教學(xué)改革勢在必行。

2民辦高校大學(xué)物理實驗教學(xué)改革的探索

任何形式的教學(xué)改革都要以不同學(xué)校、不同課程、不同受教育對象的具體情況為基礎(chǔ),在教育教學(xué)理論指導(dǎo)下,經(jīng)過不斷修正改革方案,逐步實施。筆者經(jīng)過對任教的鄭州科技學(xué)院(以下簡稱“我?!?具體情況的分析,提出從分層次教學(xué)和信息化兩個方面進(jìn)行課程改革的設(shè)想并進(jìn)行了初步探索。

2.1學(xué)生群體分析

學(xué)生成績存在差異是教學(xué)中客觀存在的普遍現(xiàn)象。目前,民辦高校主要是“三本”院校,位于本科高校錄取的最后一個批次,學(xué)生入學(xué)成績不甚理想,有的學(xué)生偏科嚴(yán)重,有的學(xué)生基礎(chǔ)薄弱,有的學(xué)生屬于高考中發(fā)揮失常??傮w來看,學(xué)生的起點差異性較大,有的學(xué)校理科基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生占到了80%左右,這部分學(xué)生相對來說自我管理能力較差,貪玩厭學(xué),學(xué)習(xí)效率低下,對大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)有一種畏懼心理。但另一方面,這部分學(xué)生普遍較為活躍,對新鮮事物具有強(qiáng)烈的好奇心,在適度的引導(dǎo)下,能夠發(fā)揮他們的優(yōu)勢[3]。分層次教學(xué)就是在承認(rèn)學(xué)生層次差別的基礎(chǔ)上組織實施教學(xué)過程的,這種教學(xué)模式加強(qiáng)了教與學(xué)的針對性,較好地體現(xiàn)了因材施教的教學(xué)原則。如何實施分層次教學(xué),要根據(jù)高校的自身實際情況進(jìn)行考察。

2.2實驗類型的分析

傳統(tǒng)的物理實驗是按照力、熱、電、光進(jìn)行分類的,分類方式略顯生硬,相互之間較少聯(lián)系。教學(xué)中存在的普遍性問題是基礎(chǔ)型實驗偏多,綜合型、設(shè)計型實驗相對較少。一方面,不同的實驗類型適用于學(xué)生的不同學(xué)習(xí)階段;另一方面,在實驗課程中,分層次開設(shè)不同難度的課程,也有利于不同程度的學(xué)生找到各自的學(xué)習(xí)樂趣。實驗教學(xué)的目的是實現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)、加強(qiáng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。因此,改變單一的傳統(tǒng)的實驗形式,開設(shè)多種層面的實驗項目也是新時期實驗教學(xué)發(fā)展的趨勢,是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵所在,在實驗教學(xué)中開展分層次教學(xué)改革勢在必行[4]。

2.3分層次教學(xué)與信息化的具體實施

根據(jù)物理實驗課程教學(xué)的需要,為進(jìn)行分層次教學(xué)改革,筆者對我校的大學(xué)物理實驗條件進(jìn)行了整合。同時,為了增強(qiáng)分層次教學(xué)的效果,我們在教學(xué)過程中借助了信息化手段,以進(jìn)一步完善我校大學(xué)物理實驗的教學(xué)體系。

2.2.1完善實驗內(nèi)容

根據(jù)我校實際情況,在現(xiàn)有實驗教學(xué)資源條件下,我們整合、精選了一批有代表性的實驗,根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)以及學(xué)生的物理基礎(chǔ),結(jié)合物理理論課的開設(shè)情況,在物理實驗教學(xué)中采取分層次多模塊教學(xué)的策略。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)實驗教學(xué)資源,我們整合并精選了實驗項目。通過開發(fā)實驗項目、建立學(xué)生助管機(jī)制、大力推介實驗室建設(shè)成果等措施,在確?;A(chǔ)性實驗體系能夠保障基本教學(xué)需要前提下,我們按照學(xué)科進(jìn)行模塊化設(shè)置,建設(shè)與之相適應(yīng)的實驗室平臺。目前,我校大學(xué)物理實驗課所開設(shè)的實驗中,基礎(chǔ)性實驗約占總題目的60%,綜合性實驗題目約占總題目的30%,模擬實驗約占總題目的10%。通過分層次地開設(shè)實驗項目,加強(qiáng)了實驗的針對性,由易到難,讓學(xué)生更好地掌握試驗方法,給予其進(jìn)步的空間,增加學(xué)生學(xué)習(xí)的動力,同時也提高了實驗資源的利用率,取得了不錯的效果。綜合型、設(shè)計型實驗的選取原則是開闊學(xué)生的視野,提高其對實驗和技術(shù)的綜合運用能力,培養(yǎng)其創(chuàng)新精神、理論聯(lián)系實踐能力、獨立實驗?zāi)芰瓦\用所學(xué)知識解決給定問題的能力,使學(xué)生了解科學(xué)實驗的全過程、逐步掌握科學(xué)方法,使不同層次的學(xué)生都能夠?qū)W有所得。

2.2.2加大實驗室開放程度,拓展書本知識

在保證完成物理實驗基本課堂教學(xué)任務(wù)的同時,我們也在嘗試提高實驗室的開放性,允許學(xué)生在課外時間進(jìn)入實驗室進(jìn)行實驗。我們采取此項措施的初衷,主要是基于以下兩點:一是由于課堂時間有限,學(xué)生在課堂上可能會遺留一些沒有解決的疑點難點,課后經(jīng)過思考討論后再到實驗室嘗試一遍,效果會更加明顯;二是在課堂實驗的基礎(chǔ)上,對實驗內(nèi)容進(jìn)行改良或者拓展,通過實驗結(jié)果的對比,加深學(xué)生對于物理知識的理解,提高學(xué)習(xí)興趣。這類實驗通常并沒有具體的課本指導(dǎo),需要學(xué)生自行翻閱資料進(jìn)行思考,或者是與課堂實驗內(nèi)容進(jìn)行對比來尋找合適的實驗方法。在開放性實驗過程中,由于沒有固定的實驗套路,遇到問題師生雙方進(jìn)行探討,因而師生都得到了提高,效果非常顯著。我們還幫助學(xué)生將實驗原理拓展到生活實際之中,結(jié)合生活需要完成一些有實用價值的科技小制作,如利用熱敏電阻與電橋法制作溫度計,制作目前非常流行的VR眼鏡等。這些活動由于貼近學(xué)生生活,富有較強(qiáng)的趣味性,因而學(xué)生參與的積極性很高。實踐表明,這些活動既鍛煉了學(xué)生的動手能力,又加深了他們對物理知識的理解,在大學(xué)物理實驗課程教學(xué)中適度運用這些方法,會取得較好的教學(xué)效果。

2.2.3開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)資源,豐富教學(xué)手段

高校學(xué)生網(wǎng)絡(luò)利用率極高,根據(jù)調(diào)查,每天上網(wǎng)時間在3-5小時的大學(xué)生約占76%?;ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,不僅打開了大學(xué)校園的圍墻,而且打破了大學(xué)教室的四壁,大學(xué)教育迎來前所未有的變化。共享是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)存在的核心價值,網(wǎng)絡(luò)上大量的優(yōu)質(zhì)資源對我們的教學(xué)是一個巨大的補(bǔ)充。電磁學(xué)是經(jīng)典物理的一部分,現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展很多都得益于電磁學(xué)的研究成果。然而,電磁學(xué)理論抽象、枯燥,學(xué)生的學(xué)習(xí)難度很大。很多電磁學(xué)現(xiàn)象,受安全因素、成本因素及物理現(xiàn)象的可視化因素制約,往往無法通過簡單的實驗呈現(xiàn)出來,很多教師對此深感困惑,不斷探索改進(jìn)教學(xué)的方法。我們利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),獲取了豐富的網(wǎng)上資源,為我們的教學(xué)改革提供借鑒。例如美國麻省理工學(xué)院應(yīng)用JAVA語言,結(jié)合電磁學(xué)理論開發(fā)出一套操作便利、可視化程度極高的遠(yuǎn)程模擬實驗程序,經(jīng)過我校教師的實際體驗,認(rèn)為效果良好。目前,我校已經(jīng)運用這一遠(yuǎn)程模擬實驗程序輔助教學(xué),幫助學(xué)生深刻理解各種電磁學(xué)經(jīng)典問題,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了常規(guī)教學(xué)方法所達(dá)到的效果。

2.2.4利用“手機(jī)+”,拓寬第二課堂

智能手機(jī)的普及帶來了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)革命性的突破,更是引起網(wǎng)絡(luò)資源量爆發(fā)式的增長,極大豐富人們生活的同時,也對大學(xué)生的學(xué)習(xí)方式產(chǎn)生了極大的影響,隨時隨地獲取信息、隨時隨地進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實。對于大學(xué)生群體來說,他們普遍具有較強(qiáng)的接受新生事物的能力,這是他們借助移動終端獲取學(xué)習(xí)資源的有利條件。但是,他們往往自控能力較差,稍有放松就極易沉溺于虛擬世界,這方面的例子不勝枚舉,很多同學(xué)每天除了睡覺時間,手機(jī)從不離手,嚴(yán)重影響其身心健康及學(xué)習(xí)效率。對于手機(jī)的這個負(fù)面影響,我們不容小覷。我們要認(rèn)識到智能手機(jī)的正負(fù)兩面性,化不利因素為有利因素,合理利用學(xué)生每天在手機(jī)上花費大量時間的習(xí)慣,將智能手機(jī)打造成網(wǎng)絡(luò)教育的平臺,引導(dǎo)他們正確使用手機(jī)。隨著我校校園無線網(wǎng)的成功覆蓋,利用無線網(wǎng)絡(luò)開展教學(xué)活動成為現(xiàn)實。我們借助于手機(jī)開始嘗試第二課堂教學(xué),組織師生錄制一些短小精悍的教學(xué)視頻并上傳至校園網(wǎng)平臺以及微信公眾號平臺,通過二維碼的方式在學(xué)生群體中傳播。學(xué)生只要利用手機(jī)掃描二維碼,就可以打開校園網(wǎng)上的教學(xué)視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)。他們可以在課前提前了解實驗內(nèi)容,思考老師提出的問題,為課堂教學(xué)的打下良好的基礎(chǔ)。最重要的是,通過這種方式,能夠逐漸引導(dǎo)學(xué)生正確的使用手機(jī)、利用網(wǎng)絡(luò)。而在微信平臺下,學(xué)生可以隨時和老師進(jìn)行交流,大大拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間。

3結(jié)語

實施分層次教學(xué)是新形勢下一種新的教學(xué)改革嘗試,是克服傳統(tǒng)授課方法中學(xué)生基礎(chǔ)“良莠不齊”而采取的一種有效的教學(xué)手段,有利于解決學(xué)生成績兩極分化等問題。同時,信息化教學(xué)的輔助,能夠大大增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)教學(xué)效果。我校近幾年在大學(xué)物理實驗教學(xué)中采取分層次教學(xué),使得學(xué)生的學(xué)習(xí)目的性更加明確,學(xué)習(xí)興趣更加濃厚,提高了教學(xué)質(zhì)量,是一種有益的探索。同時結(jié)合使用信息化教學(xué)手段,延展了教學(xué)的空間與時間,為學(xué)生打造了一個時時可學(xué)、處處能學(xué)的學(xué)習(xí)平臺。如何進(jìn)一步完善分層次教學(xué),挖掘信息化教學(xué)資源,實現(xiàn)有效的教學(xué)管理,更好的對學(xué)生、對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分層,建立更加合理的教學(xué)結(jié)構(gòu)還需要廣大教育工作者的不斷探索。

作者:蘇明 單位:鄭州科技學(xué)院

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