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《应用物理基础》课程全方位、多角度的考核模式探讨

2022-02-06冯蒙丽胡建伟

产业与科技论坛 2022年8期
关键词:磁场电流物理

□周 娴 冯蒙丽 张 丽 胡建伟

物理是一门以实验为基础的学科,《应用物理基础》作为高职院校工科类专业的基础课程,更加强调物理与生活实践、应用技术的联系,体现应用性、实践性。基于人才培养需求,当前教学模式的改革更加突出任职能力培养,逐渐向实践教学倾斜。教学模式的不断探索和改革同时也迎来了课程考核模式的改革。课程考核的目的在于全面检验学生学习效果,巩固所学内容,及时查漏补缺。但是,传统的考核模式过于注重理论知识的检验,不能充分体现实践操作和应用能力的考察,无法在学生能力提升和创新应用方面起到必要的作用[1~3]。

一、理实融合的教学模式

目前,大部分院校《应用物理基础》课程的教学都包含了理论教学和实验教学。有的院校开展方式是,先进行理论教学,待所有理论内容讲授完毕之后,再进行实验教学内容;也有的院校按照力学、热学、光学、电磁学等专题进行理论和实验教学,比如先讲授力学部分的理论内容,再进行力学部分的实验。但是无论哪种教学方式,学生都是先学理论,然后再进行实验,理论和实验分别进行;这种授课方式导致理论和实验都无法发挥各自的辅助作用。根据多年的教学经验和探索,提出了“以实带理,理实融合”的教学理念,将实验融入到理论教学当中,不分先后顺序,而是按需进行,优势互补,理论和实验融为一体,相辅相成。在讲授物理规律时,同步进行相关的实验演示来观察物理现象,验证物理规律。例如讲授“电流的磁效应”时,让学生同步进行一个“电流磁效应演示实验”;实验中,学生需要自己动手连接简易电路,接通电路时可以观察到电流旁的小磁针发生了摆动,进而体会电流的磁效应。再如,讲授“右手螺旋定则”时,同步开设“右手螺旋定则验证实验”,让学生利用“电流磁场演示仪”,观察直线电流、环形电流和螺旋管电流等磁场的方向,验证右手螺旋定则判断磁场方向的方法。通过实际操作和亲身体会,学生对物理规律的认识更加深刻,记忆更加牢固。此外,还可以结合更加复杂的实验提高学生对物理规律的应用能力,激发创新意识。比如在讲授“磁场对电流的作用时”,插入“简易电动机的制作实验”,学生利用铜丝、电池、磁铁完成一个简易直流电动机,更加深刻地理解了相关物理规律,同时还了解了电动机的基本原理,将理论和应用紧密联系了起来。除了这些验证物理基本原理的实验外,还可以将知识和应用进行拓展,结合实际开展相关的实验项目。比如结合实际中磁场测量的知识拓展,开设“霍尔效应法测量螺线管轴向磁场分布实验”,通过实验,学生能够了解霍尔元件的应用,了解磁场测量的基本方法,并通过分析实验数据,掌握螺线管轴向磁场分布的特点。“以实带理,理实融合”的教学理念,旨在以实验现象引入物理原理,以实验分析剖析物理规律,以实验测量强化知识应用。实现理论和实验的深度融合,相辅相成。

二、全方位、多角度的考核模式

以培养学生任职能力为出发点,在开展教学模式改革的同时,同步进行了考核模式的改革和创新,开展全方位、多角度的考核方式。一方面使测评和考察渗透到教学的各个环节,体现全方位考核;针对每次课,考察学生的课前预习效果、课中理论和实验学习效果、课后作业完成情况。针对每个专题,利用科技创新论文或科技小制作考察学生知识向技能的转化和应用能力。课程结束后,利用理论知识答卷和综合自主设计实验对学生的整体学习效果和技能进行考核;另一方面考核内容涵盖理论知识、实验操作、应用创新等,体现多角度考核。全方位的考核能及时考察学生的学习效果,提高学生在教学各个环节的主动性和参与程度,有利于学生根据测评结果及时查漏补缺,教师也能根据考察结果及时调整教学内容。多角度的考核实现了理论、实践和应用的全面考察,不仅能加强理论知识的巩固,还能在实践中促进知识向能力的转化,提升分析解决问题的能力,激发知识探究和实践创新意识。

本文以“磁学基础”专题为例,讨论考核的具体实施措施。

(一)以考察自主学习能力为主的课前预习效果考核。课前预习是教学中一个重要环节,通过预习能够发现问题,提高教师授课和学生听课的针对性。同时,预习也是学生自主学习的过程,是提高学习主动性和自主学习能力的重要环节。

为了提高预习效率,教师需要在课前以问题形式下发预习要点,以“磁场及磁场对电流的作用”这一讲为例,给出以下问题作为预习要点:举例说明生活中的磁现象;描述磁场的物理量有哪些;电流磁场的方向判断和大小计算;电动机的原理是什么,等。要求学生利用课本、图书馆资料、网络资源等进行自主预习。预习效果的考察是在课堂授课开始的五分钟时间内,利用雨课堂以选择题的形式进行测评。测评的内容主要包含两个方面,一方面考察学生现有的知识储备;另一方面考察学生对即将讲授内容的预习效果。测评结束后,教师给出正确答案。

课前预习测评有利于教师及时掌握学生现有的知识储备,从而有针对性地进行授课;同时也能使学生及时发现自己的知识漏洞,带着疑问进入听课环节,在求知欲的驱使下主动学习,实现更好的学习效果。此外,学生通过课前自主预习还能够锻炼获取、提炼和归纳总结知识的能力,以及独立思考和分析解决问题的能力。

(二)理论知识和实验技能的随堂考核。基于教学模式改革中“理实融合”的教学理念,在理论授课阶段会穿插学生动手实践环节,并在理论授课后开设相关的实验项目。以“磁学基础”专题为例,针对“磁场对电流的作用”这部分教学内容,穿插“简易电动机的制作”动手实践环节,并开设“霍尔效应法测量螺线管磁场”实验。因此,课堂授课环节的考核分为理论考核和实验考核两部分。针对理论授课内容,可在授课过程中或者授课结束后利用雨课堂进行小测试,目的是检验学生对理论知识的理解和掌握情况,并通过测试强化和巩固所学内容,找出知识掌握的漏洞加以补充。实验考核部分主要从学生对物理原理的理解和运用、实验仪器的使用、动手操作的规范性、实验数据的准确性、数据处理和误差分析等方面进行测评,目的是考察学生动手操作技能和运用所学知识解决实际问题的能力。如通过“简易电动机的制作”,能够考察学生对“安培力方向和磁场对载流线圈作用力矩判断”等知识点的理解和运用情况。通过“霍尔效应法测量螺线管磁场”实验,考察学生对霍尔效应现象的理解和应用、螺线管轴向磁场分布特点等知识的掌握情况,以及磁场测量、负效应消除等实验方法的理解和运用能力。实验考核环节通过借助考核的导向性作用,促进学生知识向技能的转化,提高知识运用能力,加强实践操作的训练,逐步提高学生的科学素质。

(三)考察知识运用和实践创新能力的课后考核环节。课后教学活动不仅对教学内容的复习和巩固至关重要,还是实现应用拓展和实践创新的重要环节。课后测评分为每次课的课后作业考察和每个专题教学结束后的科学实践技能考察。每个专题教学结束后,要求学生将所学物理原理应用于实践创新,撰写一篇小论文或完成一个科技小制作。以“磁学基础”专题为例,可以引导学生针对“电流磁效应”、“磁场对电流的作用”等知识点的应用进行实践创新活动。通过实践创新的考核,激发学生对实践创新活动的积极性,不仅能够达到巩固理论知识,促进知识向技能的转化的目的,还能够激发学生的探究意识,通过科学研究的训练,提高创新能力。

(四)课终考核。课终考核分为理论考核和实验考核。理论考核以闭卷形式考察学生对整门课程理论知识的掌握程度。实验考核要求学生根据实验要求和给定的实验设备,运用所学物理原理,自主设计并完成一个实验项目。考核项目由学生从教师提供的若干项目中自主选择,并利用考前一周时间自主进行实验方案的设计,考核时在规定时间内完成实验数据测量和实验报告填写。自主设计实验考核主要考察学生对物理原理的综合运用能力和动手实践能力,分别从实验方案的设计、实验仪器的使用、实验操作的规范性、数据处理和误差分析等方面进行测评。课程的总成绩由平时考核成绩和课终考核成绩组成。平时成绩占总成绩的30%,包括课前预习考核、随堂考核、课后作业和实践活动考核。课终考核由试卷成绩和自主设计实验成绩组成,分别占总成绩的40%和30%。

三、结语

与传统考核模式相比,全方位、多角度的考核模式在提高教学效果上优势突出。一是新的考核模式渗透到课程教学的各个环节,贯穿整个教学过程,促使学生从课程学习的开始直到结束,始终能够保持积极主动的学习态度,避免了传统考试模式下,学生平时不学,而只在期末突击的现象。二是考核模式改革增大了实践操作的比重,更加强调学生对知识运用能力的考察,体现知识向技能的转化,以及理论对应用的指导意义,符合高职院校对人才培养的要求。三是考核对教学具有导向性作用,实践考核比重的增大,将教学重点由理论向实践偏移,使学生充分认识到实践教学的重要性,体会到物理规律的应用性。能够纠正学生的一些错误观点,如认为物理学作为基础理论课程在实际工作中没有实用价值。通过充分认识物理学对工作和生活的意义,提高了学生学习的积极性和主动性。四是“理实融合”的教学模式和全方位、多角度的考核模式,相辅相成,互为一体,使深奥的理论变得生动鲜活、形象具体,能够改变学生学习物理学的畏难情绪和消极态度,提高学习效果。不仅为后续专业课程打下坚实基础,还对提升学生的任职能力和实践创新能力发挥了重要作用。

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