普通物理实验教学改革的几点建议

赵秀英,许 景,周邸冰,白彦魁

(河北师范大学,河北石家庄 050016)

普通物理实验教学改革的几点建议

赵秀英,许 景,周邸冰,白彦魁

(河北师范大学,河北石家庄 050016)

普通物理实验教学是大学物理教学的重要组成部分。针对普通物理实验教学的现状,就其相关的教学内容、教学方法、师资队伍建设、实验室建设和管理等存在的问题,提出相应的解决思路。

普通物理实验;实验教学;现状分析;对策

普通物理实验教学在大学物理教学中起着举足轻重的作用,它包括力学、热学、电磁学及光学实验。普通物理实验分为基础型实验、综合型实验和创新设计型实验,形成了从低到高,从接受知识到培养能力,逐步提高的普通物理实验课程体系。

尽管普通物理实验教学改革进行了多年,但仍然存在以下主要问题:第一,实验内容过于陈旧,整个普通物理实验教学的内容多数是验证性和测量性实验。在实验教材中,每个实验都详尽地列出了实验原理、方法、步骤等;同时,在普通物理实验课上,多数教师还只是单调地讲解实验,学生只要依照教师介绍的实验步骤照葫芦画瓢就能轻而易举地完成实验,然后千篇一律地写出实验报告则大功告成;这样就极大限制了他们做实验的积极性和创新意识;第二,重理论、轻实验的传统意识仍然存在。教好教坏一个样,一些实验教师只注重于应付差事,完成工作量就万事大吉。另外,还有一些实验教师缺乏科研意识,对自己从事的实验教学工作缺乏必要的总结和审视,不进行教育教学问题的探索。另外,学校对实验教学方面科研立项的重视力度不够,致使许多普通物理实验教师科研成果很少,甚至没有;第三,实验仪器不能及时更新,实验室开放时间太少,远远达不到实际需求。

上述问题使得我们的毕业生动手能力差,创新思维能力欠缺。那么,如何改善当前普通物理实验教学的现状,使其更好地适应高校培养人才目标和发展的需要呢?提出如下解决思路:

1 优化实验教学内容

1.1 合理调整课程结构

进行物理实验课程体系改革。将普通物理实验分为基础型实验、综合型实验和创新设计型实验三个层次,对学生的要求也由浅入深,由给学生详细列出实验步骤、数据表格及误差计算公式,过渡到学生自己设计表格、进行误差分析,最后学生自己独立设计、完成实验。“基础型实验”的目的是使学生初步掌握物理实验的一些基本知识,包括:常用仪器仪表的使用、不确定度、数据处理的基本方法等。“综合型实验”主要训练学生灵活运用不同的实验测量方法,使其不断总结,逐步积累、提升自己的综合实验知识和技能。“创新设计型实验”的目的是使学生能够综合运用所学知识独立设计实验方案、科学分析和评价实验结果,培养学生的创新能力。

1.2 不断完善实验项目,改进教学方法,激发实验兴趣

结合实验教学的实际情况,编写适应新时代需求的普通物理实验教材。在保证开设必做实验内容的前提下,设置尽量多的实验项目,供不同专业的学生选做或对实验有特别兴趣的学生多做。将传感器等现代器件的元素巧妙地加入到传统的物理实验中来,变验证性实验为综合性或设计性实验。“兴趣是最好的老师”,可以通过如下教学手段来激发学生的实验兴趣。①录制实验教学录像,供学生课前视频预习。教学录像主要演示实验操作过程,另外还强调仪器操作的注意事项和容易出现的问题及其解决方案。实验前预习教学视频可以使学生在做实验之前就得到了实验过程的整体印象,之后,学生带着疑问、好奇和求知欲去上实验课,很自然地感受到实验操作过程中必须做到操作规范、次序严谨。由盲目被动性实验变成自觉主动性实验,让学生在兴趣中完成实验,享受到物理实验的乐趣。②开放仿真实验项目。仿真实验是真实实验的有力补充,与以往的物理实验相比,实验背景及原理的阐述更全面生动,对实验仪器及实验内容与步骤的介绍,更易被学生理解,对增强实验兴趣,激发学生的学习热情和创造性起着不可忽视的作用。对于具有一定危险性的实验,学生也可以放心大胆地去实验,剖析仪器性能和结构,理解实验的设计思想和测量方法,避免了人员伤害及仪器损坏。此外,仿真实验的更新换代容易,能够保证实验的先进性,也能弥补一些昂贵实验仪器的不足。

1.3 变废为宝,设立创新实验室

多年来,好多仪器虽然购置年限久远,但因依据新的教学大纲要求已无配套实验,使这些仪器长期闲置;也有些仪器由于损坏严重、缺乏配件而无法修复直至报废。其实,有些闲置或报废的仪器,虽然其性能有所降低,但还有一定的使用价值或者其上一些零部件(尤其是市场上不能买到的、厂家也因仪器更新改造不再生产的)可拆下来挪作他用。那么,如何利用好这些仪器及其上零部件,将其变废为宝,则成为一个值得关注的问题。因此,有必要将学院所有报废的实验仪器集中到一起,设立一个“综合开放性实验室”,对师生完全开放。本着“拆坏无过,修好有功,创新有奖”的原则,鼓励广大师生积极参与。在综合开放性实验室,学生可以充分利用废旧仪器,大胆地拆、装、创。教师则可帮助学生理解仪器的内部结构、工作原理以及测量方法,使学生能够彻底地放开手脚、拓展思维,做自己想做的实验,争取利用废旧仪器制作出科技小作品或开发出一些设计性实验作为将来的教学实验。这样既激发了学生的实验潜能与创新精神,又修旧利废,充分利用了我们闲置的实验室资源。

2 提升物理实验教师的素质

物理实验教学的改革和创新要求实验教师必须具备多方面的能力,包括:教学科研常用仪器的使用、维护和保养能力;实验室建设和管理能力;新实验项目和自制教具的设计能力;编写实验讲义与撰写实验技术论文的能力;处理实验过程中突发事件的能力;熟练掌握现代化的多媒体辅助教学技术,充分利用 Internet上的信息资源,汇集普通物理学知识,在网络上搭建普通物理实验教学平台,为学生提供交流观点、设计实验、发表评论的更为广泛的学习空间。总之,实验教师应该具有很强的设计、创新能力,这样才能调动起学生的积极性和创造性,要想给学生一杯水,教师自己必须有一桶水才行。

在这方面,学校特别鼓励和支持实验教师和技术人员自己动手设计实验仪器和改进实验方法。做到对简单的实验仪器能够自制、自改,对需要改造和更新的复杂仪器设备,要组织专业人员联合攻关,做到把引进和创新有机地结合起来。通过建设“精品实验项目”、创建“实验教学示范中心”等途径,鼓励实验教师不断开发综合性、设计性、创新性实验;鼓励他们不断学习现代教育教学理论,探索如何最大限度地提高学生做实验的兴趣。使学生由“要我做实验”变为“我要做实验”。

3 建立完善的普通物理实验教学配套措施

3.1 改革实验室管理体制,规范实验教学管理

首先要综合考虑实验室的设置和归并工作,使实验室的建设和管理科学化、规范化,充分发挥实验室的效能。其次,对仪器设备,做到统一调配和管理,杜绝实验仪器的重复购置。另外,选择实验仪器时不仅要考察其质量,更要考虑它是否有利于启迪学生的思维。特别是对于经费投入较多的实验仪器,还应考虑它是否有利于实验内容的更新。因此,可以任意拆装的“组合式”教学仪器、可以看到内部结构的“敞开式”教学仪器、可以“一机多用”完成多项实验内容的教学仪器,应是仪器采购的最佳选择。

3.2 开放实验室,利用现代教育技术手段进行开放式实验教学

确立以学生为中心的教学理念,坚持以学生为主体,教师为主导,采用交互式及课堂探讨式教学方法,采用多种途径和方式开放实验室。开放实验室包含两层含义:第一,实验室时间上的开放,学生随时可以进入实验室做实验;第二,学生做实验的时间时数开放,也就是每项实验在时间长短上没有限制,具体地说,学生可以到实验室进行预习,实验技能较差的学生可以反复操作;实验结果不理想的学生可以重作实验;实验能力强的学生可以深入进行实验探索研究。

3.3 立足现有设备,进行教学内容更新

充分利用现有的仪器设备,对普通物理实验教学内容进行更新或改造,最大限度地提高仪器设备的利用率。在普通物理实验中,有的仪器设备可以“一机多用”,有的仪器设备是多个实验的平台。我们可以利用原有实验仪器开发、设计新实验,也可以利用现代新技术改造旧实验。

3 结 语

普通物理实验教学改革是一项长期而又艰巨的工程,只有经过不断地探索和实践,才能进一步提高实验教学质量,希望我们的提法能给普通物理实验教学一些有益的启示。

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Some Suggestions on Teaching Reform of Physical Experiment

ZHAOXiu-ying,XU Jing-zhou,DI Bing,BAI Yan-kui

(Hebei Normal University,Shijiazhuang 050016)

College Physical Experiment Teaching is an important part of College Physics Teaching.This paper probes intOthe problems in current physics experiment teaching by analyzing several aspects,including teaching content,teaching methods,cultivation of teaching staff,laboratory construction and management,and puts forward the corresponding solutions.Hopefully,solutions in this paper could be of help tOcolleagues in this field.

physical experiment;experimental teaching;current situation analysis;countermeasure

G642

A

1007-2934(2010)06-0093-03

2010-06-11

校级第十批教学改革项目