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大学物理实验分任务教学改革

2019-09-10李蓉任喜梅

学习与科普 2019年18期
关键词:大学物理实验

李蓉 任喜梅

摘 要:本文针对大学物理实验在教学过程中出现的教学模式呆板及学生学习态度消极等问题,进行了分任务教学改革的研究,该改革能有效的提高学生的学习兴趣,培养学生的科学实验能力和科学素养能力,激发学生的创新意识。

关键词:大学物理实验、  分任务教学改革    改革实施的效果

大学物理实验是高等院校理工科学生必修的基础课程,是学生接受系统实验方法和实验技能训练的开端,是后续专业课实验的基础。这门课程对培养学生严谨的科学态度、提高科学实验能力和科学素养能力、激发学生的创新能力有着重要的作用。

但在大学物理实验教学过程中存在着很多的问题,导致学生对大学物理实验课程不感兴趣,根据作者多年的教学经历列出与本课题相关的两点需要改进的问题。

1、教学模式呆板

在实验教学过程中,教师采取先讲实验目的、原理,然后再做实验演示的方式进行教学。在整个实验过程中,学生只需要依葫芦画瓢进行实验,把数据记录在设计好的实验报告册上。这样,导致学生在实验过程中缺乏挑战,极大的抑制了学生的积极性和创造性。

2、学生学习态度消极

理工科院校涉及到做大学物理实验的学生数量很多,学校实验条件有限,在安排实验的时候,不可能满足同一个班级的学生能在同一时间段做同一个实验,一个班级往往会被分成好几个小班被安排在不同的时间段做实验。由于对大学物理实验不感兴趣,或者担心自己在实验室没办法完成实验数据的测量,有些同学就会提前参考已做过该实验同学的数据,携带数据进实验室蒙混过关。这样不但没起到实验的作用,反而对其他同学造成不良的影响。

分任务教学改革

根据这两点问题,本课题结合学校自身的现状和实验室条件,对我校大学物理实验课程进行了分任务教学改革。

我们学校大学物理实验分为大学物理实验Ⅰ和大学物理实验Ⅱ。涉及到的实验包括力学、光学、电学等内容。并按照基础性实验、综合性实验、设计性实验进行分类。本课题主要针对基础性实验进行了分任务教学改革研究。

在具体实验教学过程中,分任务教学是指,在一个小班做实验的时候,学生两人一组自发的组成一个个小组,教师根据实验的基本要求、实验目的及实验特点,有针对性的让不同的小组来测量不同的实验对象或对数据的记录提出不一样的要求。

大学物理Ⅰ开设的实验里,在 “光栅衍射”实验中,我们原来的实验只要求学生对绿光波长进行测量。我们在讲解及演示实验的时候可以以绿光波长的测量为例来讲解,学生在进行分组实验操作的时候,我们分任务到每个小组,因为我们所用的光源是由多种颜色组成的复合光源,所以在实验测量的时候,教师分任务给同学们,一些小组测绿光的波长,一些小组测紫光的波长,一些小组测橙色光的波長。由于每个小组的测量对象不同,这样第一可以有效的杜绝学生参考其他组员的数据;第二可以很好的鞭策学生课前好好预习,老师讲课的时候学生认真听讲,认真对待实验。

再比如,在 “迈克尔逊干涉仪的调节与使用”实验中,我们原来的实验要求是总共测量250级条纹变化对应平面镜移动的距离,要求每隔50级记录一个位置。在实施分任务教学改革时,我们在学生进行分组实验操作的时候,可以在数据记录上做调整,我们分任务到每个小组,一些小组每隔30级记录一个位置,共测210级;一些小组每隔40级记录一个位置,共测280级等。这样,保证在完成实验目的的前提下实验数据记录形式灵活多变,可以开阔学生的思维,激发学生的创造力。

在大学物理Ⅱ开设的实验里,在“示波器的使用”实验中,我们原来的实验是设计好了具体的表格及具体的测量数值的,这样学生的思维被限定在老师设定的模式中。为了打破这种固定模式,开阔学生的思维,在学生进行分组实验时,教师可通过调整测量波形种类及频率来分任务给学生。如原来测300HZ的方形波,50HZ的正弦波、20KHZ的三角波等,我们可调整测量波形的频率,以正弦波为例,如,一些组测50HZ的正弦波,一些组测100HZ的正弦波,一些组测200HZ的正弦波。通过这样的调整,学生发现一个有趣的现象,50HZ的正弦波是闪动的,随着频率的增大,闪动现象逐渐消失。这不仅可以提高学生做物理实验的兴趣,还可激发学生多去分析实验现象的原因。

再比如在“模拟法测绘静电场”实验中,教师可以调整不同组学生测量的电压值来获得不同的等势面。如测平行长直导线的等势线,一些组测2.0、4.0、6.0、8.0V的等势线,一些组测1.0、3.0、5.0、7.0V的等势线。通过这样的调整,学生在完成了实验基本目的的同时,还发现对于不同的测量导体,等势面的形状跟导体的形状及电压值是有关联的。但最后画出来的电场线的形状却是特定的,这样可让学生明白一个道理,有时候我们看待问题需要透过现象看到事物的本质,提高学生的科学素养。

改革实施的效果

在大学物理实验分任务教学改革的过程中,我们在所教的班级中选取了18交通12C组,18电气56C组,18土木34C组,18电气34B组4个试验组进行改革。在实验教学改革中,教师对实验测量要求进行了灵活的处理,使得学生对实验的兴趣得到了极大的提升,同时开阔了学生的思维,激发了学生的创造力。学生课前能够主动预习实验,课堂上学生通过自己的思考能够提出一些很有思想的问题,学生携带实验数据的情况杜绝了。一个学期下来,这4个组的学生做实验的兴趣比其它组明显要高,且学生在动手操作实验的时候比其它组要安静很多,每个同学都在认真测量,实验报告完成的质量也得到提高,绝大部分同学能够拿到A等级及A+等级。

由学生的实验成绩可以看出,分任务教学是大学物理实验进行课程改革行之有效的方法。通过分任务教学,学生发现大学物理实验的内容及操作并不是一层不变的,激发了学生实验的兴趣;通过分任务教学,学生能积极主动的参与到课堂里,提高了课堂教学效果;通过分任务教学,学生在掌握了实验基本原理和实验基本技能后,能够根据需要对实验进行拓展,达到了对学生创新意识的培养。

结束

在大学物理实验分任务教学改革中,教师通过对实验灵活处理,同一个实验有多种的做法,这样可以杜绝学生携带数据进实验室,促使学生提前预习。更好的掌握实验基本原理及操作技能;也极大的激发学生兴趣,开阔学生的思维,激发学生探索的欲望,增强学生的创新意识。因此,分任务教学是大学物理实验进行课程改革行之有效的方法。

参考文献:

[1] 马文蔚.《物理学》[M]北京: 高等教育出版社,2006.

[2] 钟春晓,龚小华.《大学物理实验》[M]北京:北京航空航天大学出版社,2017

基金项目:

华东交通大学理工学院实践教学改革项目

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