“大学物理实验”课程多元化教学模式的改革与实践

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大学物理实验教学改革模式探讨

大学物理实验教学改革模式探讨
民营科技
2 1 年第 1 期 00 1
文化教 芳 曹 晴 ( 南农 业 大 学理 学院 , 南 郑 州 4 0 0 ) 河 河 5 0 2
摘 要: 大学物理是一 f重要 的必修 基础课 , ] 现以 高素质人才培养的需求为 出发点 , 讨 了大 学物理 实验教 学中存在 的f题 , 出了大学物理 探 - 提 - I 实验 教 学 改革 的一 些 思 路 和 办 法 。
关键词 : 大学物理 ; 实验教 学; 才培养 人
物理学是一门实验科学 , 是理论和实验高度结合的精确科学。它研 23 改进革实验教学方法和手段。先进的教学模式和教学方法是提高 . 究物质的结构 、 性质 、 基本运 动规律及其相互作用 。 物理学 的基本理论和 教学质量的根本保证 。实行以学生为主体的教 学理 念 , 在一些 实验课程 方法 渗透在 自 然科 学的各个领域 ,物理 学对 化学的渗透产生 了物 理化 中采用 “ 目驱动” 项 的教学模式 , 即把教师 和学生选定 的问题或课题作为 学、 量子化学等 ; 物理学对生命科学的渗透产生了分子生物学 、 生物 进行研究 型的教学项 目, 量子 让学生 自主选题 , 自己组织 团队 , 并有 明确分 学等 。物理实验课 程是高等学校各学科各专业 学生开设 的一门重要 的 、 工 , 以解决问题为 目标 , 自主地进行 学习 、 研究 、 设计 、 组织设备和材料 、 必修 的基础课程 ,在高素质人才的培养 中发挥着 不可 替代 的重要作用 。 实施 实验 、 据分析处理 、 数 总结报告 等 , 以培养学 生发现问题 、 分析问题 然 而 ,现 行 实 验教 学 中 的一 些 弊 端 限制 j物理 教 育功 能 的 完全 发挥 , 和解决 问题 的兴趣和能力。 - 从 教学 内容到教学方法都 比较 陈旧 , 走的依然是应试 教育的老路 , 和素质 另外 , 可以采用灵活多样 的实验教学手段。 例如 , 可以组建大学物理 教育 的要求还有很大差距 。因此 , 对现行 的物理实验教学模式进行改革 虚拟实验室 , 在构建物理模 型和数学模型的前提下 , 利用计算机的计算 、 势在必行。 声音 、 图像 、 动画等功能来模拟物理现象 , 诠释物理规律 , 演示运动过程 , 1 现 行 大 学 物 理 实验 教 学方 式 存 在 的 弊 端 并 由此构建学生 自主探索 问题和解决问题的平台。 1 教学模式陈 旧。目前 , . 1 大学物理的实验教学大多仍然采用比较 陈旧 24 扩大实验室开放 。开放性 实验室 可以实现 因人而异的教学方式 , _ 有 的教学模式 , 即老师讲解实验 内容和实验步骤 , 然后学生照本宣科 , 按照 效保护学生 的学 习兴趣 , 使学生 由被动学 习转变为主动学 习 , 为学生 还 规定的内容完成实验 , 撰写实验报告 。这种实验教学方法只是对实验 内 提供 了更多 自己动手做实验 的机会 , 有利于他们根据各 自的专业有 目的 容的~种机械 的重复和验证 , 只是让学生按部就班地学习 了如何使用仪 选择相应的物理实验 。开放实验室的形式可以多种多样 , 可采用兴趣小 器设备 , 仅仅教会了学生实验 的方法 和手段 , 并不能使学 生通过实验真 组的形式 , 学生 自行组织 , 让 自行设计实验内容 , 在老师的指导下进入开 正了解 物理的真谛 , 学会通过实验去探索真理 , 发现真理 。因此 , 这种实 放实验室 ; 也可采用课题 引导的形式 , 教师和学生选定 的问题或课题 将 验教学方法不符合学生创新能力 的培养和高素质人 才培养 的要求。 作为实验项 目, 让学生 自主地进行实验; 还可以采用基本训练的形式 , 让 12 学生实践动手 能力差 。长期 以来 , . 由于受到应试教育 的影 响 , 使得 学生进入 开放实验室 , 熟悉- 些仪器设 备的操作和使用等 。 - 一 学生在学习过程中过 多地注重理论知识的获取 ,对实验 则重视 不足 , 造 除此之外 ,还可以引导学生组建一些类似 于兴趣 小组 的社 团组织 , 成学生理论和实践脱 节, 实验技能差 , 思维滞后后 , 对于实验中存在的问 充分利用 “ 挑战杯” 等大学生科技创新大赛 的平 台, 引导学 生在老师 的指 题缺乏必要的分析 和、 解决的能力。 对实验数据 的分析处理能力差 , 敏 导 下开展一些创新型的实验。 对 感 的实验数据不能及 时发 现 , 对于实验结果缺乏 预见 , 实验报告完成 的 25 实施多样性的实验 考核办法 。从激 发学生实验兴趣 , . 促进实验 能力 质量较差。 培养 目标 出发 , 改革实验考核方 法, 探索实验考核方式 , 建立与实验教学 1 实验教学设备短缺。对于大多数高校来说 , . 3 特别是非物理专业 的学 体 系相适应的实验教学考核方式 。 核方式要能够榆验出学生的学 习情 考 生来讲 , 物理是一 门基础课程 , 不可能像专业课程那样 和科研 紧密结合 , 况 、 映出学生 的实验水平和 实验 素养 , 反 并有助 于提 高学生的学习 主动 因此 , 到教学经费等客观条件的限制 , 受 造成实验教学仪器设备 的短缺 。 性和积极探索精神。例如 , 大学物理实验对课程实验考核按平时成绩和 特别是一些先进 的设备 , 由于价格昂贵 , 再加上连年扩招 , 更是难 以满足 考试成绩按 比例记入 总分 , 平时成绩按实 验预习 、 操作 , 报告 三个方面 , 教学的需要 , 严重影响 了实验教学的效果 。 分别按不同的权重综 合考核 , 记人成绩 ; 实验考试可以是操作考试 , 进行 1 考核方式不科学。目前 , . 4 大多数高校对于学生实验成绩 的考核还都 基本技能实际操作考核 , 考核 的内容可以是所开设的实验题 目中必须掌 停留在对实验报告的批改和实验理论知识的考试上面 , 这种考核方式显 握的基本技能和常用仪器 的使用 。对设计 、 研究型实验 , 可以按选题 、 方 然是不科学的 ,不能全 面反映学生的实践动手能力和创新思维能力 , 也 案设计 、 实验报告或小论文和答辩等方式综 合考核。对于在大学生创新 在一 定 程 度 上 影 响 了 学 生 的学 习积 极 性 。 基地 中的活动 , 以采 用设 计作品或研究报 告综合考查 , 可 计入学生课外 2 大 学物 理 实 验 教 学 模 式 改 革 的 思路 学分 。这样 即保证 了基本的训练 , 又满足了不 同专业 学生 的学习兴趣和 21 改革实验教学体 系。要钳‘ . 对学生的 同层次与个人兴趣 , 进一步改 需 求 。 善实验教学环境和条 件 , 激发学生对探索 未知的兴趣和渴望 , 提高 学生 小 结 的创新思维和从事原始创 新的研究能力 。可以将 物理实验分为基本 实 总之 , 大学物理实验教学改革必须牢 固树立知识 、 能力 、 素质和谐发 验、 提高性实验 、 综合设计性 实验 , 当减少验证性 的基本实验 , 适 加强综 展的教学理念 , 坚持以教师为主导, 以学生 为主体 , 探索激励学生兴趣和 合设计性和研究性实验的项 目, 形成 “ 分层次 、 模块化 ” 的物理实验课程 个性发展 的教学模 式 , 重视学生基本 实验技能 的训 练和培养 , 养成 良好 体系 。 分层次” “ 即根据认识规律和不同层次学生 的特点 , 从低到高 、 从基 的科学实验习惯 , 使学生的实践能力和创新能力得到充分的提高 。 础到前沿, 接受知识型到培养综 合能力型逐级提高 。“ 从 模块化 ” 是根据 参 考 文 献 实验项 目之间的物理思想 、 测量对 象 、 实验手段方法等 内在 的联系 , 将物 [ 1 ]张新友 . 关于高校创新性 实验教 学的思考『 . J 实验室研 究与探 索, 1 2 0 ,4 6 :8 6 . 0 5 2 ( )6 — 9 理实验教学内容有机重组 , 按照物理课程 “ 热 、 光 ” 力、 电、 的教学体系 , 分 成 4 教学模块 , 个 每个模块都有 一组相 应的基本性实验 、 综合设 计性实 『]陈晓林 , 2 王稼军 , 北京大学物理 学本科人才培养模式改革的探 索 等. 验、 研究性实验 。以综合型取代单一型 , 以自主型取代限制型 , 以创新型 II 理 ,0 5 3 ( )8 8 8 0 l J物 2 0 ,3 1 :4 — 5 . 取代验证型 。 李广伟 , 胡留现. 实验教 学改革与创新人才培养的探 索与实践 1 . 实验 22 完善实验教学内容。把先进科学技术溶于物理实验 内容 中, . 以推进 室研 究 与探 索 ,0 8 2 ( ) 10 12 2 0 ,7 9 :1 — 1. 实验技术 和内容的改革 , 现现代化 。 实 例如 : 激光技术 、 光纤技术 、 电子 f]焦桂珍 , 光 4 邵惠芳. 对高校实践教 学的探索Ⅱ. 1 实验室科 学,0 73 :25 . 2 0 ()5- 6 测量技术 、 计算机数 据处 理技术 、 仿真实验 等 , ��

大学物理实验教学改革探索与构建

大学物理实验教学改革探索与构建

大学物理实验教学改革探索与构建摘要:本文针对大学物理实验教学中存在的问题进行了探讨,提出了大学物理实验教学改革的一些措施,构建了新的大学物理实验教学体系并进行了教学实践。

关键词:大学物理实验教学改革构建大学物理实验是高等院校理工专业重要的基础课,是物理理论与技术的结合,也是大学生系统接受科学实验方法和实验技能训练的基础。

其目的是培养学生理论联系实际地分析问题、解决问题的能力,培养学生严谨的思维能力和创新精神,特别是与现代科学技术发展相适应的综合能力。

因此,在实验教学中,根据现有的实验条件,探索更好的教学方法,对培养学生的创新能力有着重要的意义。

1 大学物理实验教学中存在的问题1.1 理论教学与实验教学相互分离大学物理理论课和大学物理实验课基本上是同时开设,大学物理教学按照教学大纲进行授课,而实验课则要根据学校的设备条件、学生人数、实验老师人数以及各专业的课程教学进行安排。

1.2 实验教学模式单一化大学物理理论课侧重对学科认识的系统性和科学性,强调的是对基础理论知识和物理规律的掌握。

实验课侧重对理论知识的理解和应用,强调的是设计和操作。

这两类课程都有各自鲜明的特点,所以教师在教学方法上也应该有所不同。

1.3 验证性实验内容较多大学物理实验开设的实验以验证性实验居多,缺少设计性和综合性实验。

这种验证性的实验基本上有着现成的实验操作步骤,实验方案也基本是一成不变的,结论在实验之前就是已知的,这样的实验很难激起学生的学习兴趣,更不用说提高学生的探究能力了。

1.4 实验仪器智能化随着科技的不断进步,电子产品的开发也突飞猛进。

越来越多的仪器虽然在精确度方面大大提高,但在操作方面也越来越简单,越来越具有智能化。

使用智能化的实验仪器在不知不觉中简化了学生的实验操作,学生在做实验时,只需要进行简单的操作,然后机械地记一些数据,便可得到与理论计算相一致的数据。

这样不仅锻炼不了学生的动手能力,反而使学生对实验产生厌烦情绪。

大学物理实验教学改革措施与实践

大学物理实验教学改革措施与实践
作 不 同实验 项 目上 做 了教 学 尝试 , 因 为物 理 实 验 学时相 对 较 少 , 学 生一学 期作 1 0个 实 验 , 3 O学 时, 2 0 1 2年后 减 为 8个 实 验 , 所 以 我 校 针 对 不 同 专业 , 将大 学物 理实验 课 程在现 有 的三 大平 台 : 基 础实 验 、 综 合实 验 、 设 计 性 实验 基 础 上 , 进 行模 块
基金项目: 河北省教育厅基金项 目( GH1 2 2 O 3 9 )
大学 物理实验教学改革措施 与实践
在相应的“ 专业模块” 内根据 自己的学习兴趣 自主 决 定 选修 内容 。针 对 冶 金 、 资 环 和 材 料 学 院 的学 生做 了尝试 , 如采矿专业 的学生需要根据材料 的 磁导率判断所选矿产的某 种金属含量 , 所 以要求 学 生 必选 铁磁 材 料 磁 导 率 的 测 定 , 冶 金 学 生 要 求 对金属杆 的杨 氏模量的测定 必选 , 等等。同时在 理论 课 上老 师针 对不 同专 业学 生 也会 多介 绍相 关 知识 。经 过一 年 的实验 , 学 生 反映 较好 , 所 以将 继 续 深 化研 究 。为此 申报 了 2 0 1 3年 河 北 省 教 育 厅 教改 项 目—— 大 学物 理 “ 模 块 式” 教学 体 系研究 。
验 的教学 , 给学生提供 了一个更加广阔的平台 , 提高 了学 生的创新 意识 和科 学素养。


词: ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学物理实验课程 ; 教学改革 ; “ 模块式 ” 教学体系
文献标志码 : A
中 图分 类 号 : G 6 3 2 . 0
大学物理实验是高等理工科专业对学生进行 科学实验基本训练 的必修基础课程 , 是本科生接 受系 统实验 和 实验技 能训 练 的开端 。具有 丰 富 的 实验 思 想 、 方法 、 手段 , 同时 能 提供 综 合 性很 强 的 基本 实验技 能训 练 , 是培养 学生 科学 实验 能力 , 提 高科 学素质 和创 新 能 力 的 重 要基 础 , 它 在培 养 学 生严谨 的治学态 度 、 活跃 的创新 意识 、 理论 联 系实 际和适 应科 技发 展 的综 合 应用 能力 等方 面具有 其 他 实 践类课 程不 可替 代 的作用 。在 传统 实验教 学 中, 学 生往 往过 分依赖 教 师指导 , 几 乎所有 实 验都 由教 师安排 内容 、 准 备 仪 器 。教 师 在学 生做 实 验 前 先 讲解 实 验 的 目的 、 原理 、 步骤 并做 演 示 , 学 生 只要按 照现 成 的步 骤 进 行 实 验 , 最后 把 结 果 写 在 统 一设 计好 的记 录实 验数 据 的报 告 纸上 即可 。这 种僵 化 的实 验教 学模 式在 很大 程度 上抑制 了学 生 的积极 性 和主 动性 。要从 根本 上提 高实验 教 学效 果 必 须从 大学 物理 实 验课 程 的教 学 体 系 、 课 堂 教 学、 管 理制 度和 方法 、 考核 等方 面进 行积极 有效 地 改革 。多年 来 , 河 北联 合 大 学 物 理 实验 中心 作 为 省 级 实验教 学示 范 中心 , 对 大 学 物 理实 验 课 程 教 学 改 革提 出 了具 体措施 , 经过初 步 实践 , 收到 了预 期 的效果 _ 1 。 。 j 。

大学物理实验教学改革的思路和实践

大学物理实验教学改革的思路和实践

的 迫 切 需 求 , 使 得 实 验课 分 层 次 教 学成 为 可 能 。 还
关 键 词 :物 理 学 实验 ;教 学 模 式 改革 ; 自由选 课 系统 ;模 拟 实 验 室
中 图分 类 号 :G 6 2 4 文献标识码 : A 文章 编 号 : 0 8 9 7 2 0 ) 4 0 0 —0 1 0 —6 2 (0 8 0 4 5 5大学来自理实验教学改 革的思路和 实践
郑 锐 , 孙 茂 珠
( 河子大学 师范学院物理系 , 疆 石河子 820 ) 石 新 3 0 3
摘 要 :大 学 物 理 实 验 是 高 等 院校 的 一 门 重 要 基 础 课 。 然 而 , 于 受 资 金 限 制 , 远 地 区 高校 的 实 验 室硬 件 设 施 通 由 边
物 理学实 验教 学是 高 等院校 的一 门重要 基础 课 , 决 上述 问题 , 必须 改革 现有 的教 学模 式 。本文 提 出建 是学 生接 受 科 学 实 验 能 力 培 养 和 训 练 的 先 期 课 程 。 立 一个模 拟 实验 室 和 自由选 课 系统 , 这不 但可 以缓 解 该课 程 的教学 目的是 : 仅 让学 生受 到严 格 的系统 的 边 远地 区高 校对 实验 室硬件 设施 的迫 切需 求 , 不 还使得 实验技 能 训练 , 握科 学实 验 的基 本 知识 、 掌 方法 和 技 实验 课分 层次 教学 成 为可能 。 巧 , 主要 的是 要培 养学 生严 谨 的科学 思维 能 力和创 更
Thi i g a d p a tc f t e r f r n p y i s e pe i e nk n n r c i e o h e o m o h sc x r m nt
ZHENG i SUN M a — h Ru , oz u

大学物理实验课程教学现状分析与改革思路探索

大学物理实验课程教学现状分析与改革思路探索

培养学生创 新精神 与实践 能力。教学有 法、 教无定法 , 在物理 实验 教学 过程中我们教师要注重教学效 果和反馈 , 让学 生对教 师的教 学过 程进 行评价 , 并在日后的教学过程中根据学生建议不断完善 , 最后形 成一个
统一的教学方案。 四 、 核 体 系 的 改 革 考
础 学科理论 水平难以紧跟时代 步伐。主要体 现于这 几个方面 : 1 教学 () 以往的对大学物理实验考核 大多是 以理论 知识 测试 为主 , 们根 我 模 式仍然 是以教师为主导 , 仅仅以课堂教学 为主 , 缺乏让 学生自主 实验 据时代步伐掌握学生特点 和学生心理 , 注重从学生理论 知识体 系、 实验 的机会 。() 2 部分高校实验仪器和设备有待更新 , 现存的设 备难以满足 操作 技能以及平常实验课程 中的表现等 几个方面进行综合评判 。 现代 物理 实验课 程需 求。( ) 分高校 实验 教学环境 和 内容 陈旧 、 3部 单 缺 乏多元化。( ) 4 没有建立科 学合理 的成绩考 核标准 , 以体现学 难
( 林 学 院 能 源 工程 学 院 榆
陕 西榆 林
7 90 ) 10 0
【 摘 要】 本 文在分析 大学物理实验课程教 学现状 的基础上 , 重点从教 学内容 、 学方 法、 教 考核体 系等 方面探讨 了教 学改革 问题 , 以期提 高大学物理 实验教学质量 , 培养学生的科学素养和创新能力。 【 关键词 】 大学物理 ; 实验课程 ; 现状分析 ; 改革 思路


操作能力和迅速适应 时代 科技发展 的综 合技能。虽然 以往的大学 物理 实验课程在 一定程度上取得 了成绩 , 达到了培养 学 生相关能 力 的目 并 的, 但是 仍存在 受到 教学理念 、 资条件 的限制 , 师 没能 紧跟时代 步伐 和 科技发展水 平进行 改革 , 严重 缩小 了学生的思维发展空 间 , 令学生在学 习过 程中丧 失了对 物理实验课 程学 习的兴趣 , 最终 使得 学生掌 握 的基

对大学物理实验课程改革的探讨

对大学物理实验课程改革的探讨
引力 。 3增 强 开 放 力 度 , 立 多 元 化 实 验 空 间 . 建

有 别 于 传 统 的实 验 教 学 模 式 ,建 立 开 放 式 实 验 教 学 是 大 学 物 理 实 验 改 革 的 一 个 重 要 课 题 。 开 放 式 实 验 教 学不 仅 指 时 间 和 空 间上 的 开 放 , 且 是 思 想 观 念 、 学 内 容 、 学 方 法 的 而 教 教 开 放 。同传 统 的实 验 教 学 相 比 , 更 能 调 动 学 生 的 积 极 性 和 主 它 动 性 。 统 的 实 验 教 学 注 重 的是 共 性 发 展 , 有 的 学 生 做 的 实 传 所 验都是相同的 , 这样 就 束 缚 了创 新 思 维 的 发 展 , 重 抑 制 了 学 严 生 的 实验 兴趣 ;而 开 放 式 实 验 教 学 从 根 本 上 考 虑 学 生 的个 性 发 展 , 利 于 培 养 学 生 独 立 思 考 问题 、 决 问题 的 能 力 , 分 有 解 充 调 动学 生 的积 极 性 、 主动 性 和 参 与 性 . 利 于 学 生 个 体 能力 的 有 提 高 发展 和创 新 精 神 的 培 养 。 利 用 虚 拟 实 验 软 件 , 校 园 网 上 开 设 大 学 物理 虚 拟 实 验 . 在 是 开 放 实 验 教 学 的 一 种 模 式 。学 生 可 以 不 受 时 间 和 空 间 的 限 制 , 据 自 己的 时 间 自主 地 进 行 学 习 . 能 满 足 不 同层 次 学 生 根 这
对 大 学 物 理 实 验 课 程 改 革 的 探 讨
张 晴 袁晓梅 杨 桂 考
( 州 空 军 学 院 航 空 弹 药 系 物 理 教 研 室 , 苏 徐 州 2 1 0 ) 徐 江 2 0 0 摘 要 : 了 更好 地 配 合 大 学 物 理 教 学 的 理 论 和 机 制 的 为 改革 . 更好 地适 应创 新 能 力 培 养 的要 求 , 大 学 物 理 实验 课 的 对 改 革 势 在 必 行 。 文 主 要 对 大 学物 理 实验 现 状 、 本 实验 改 革 内容 和 方 法 等 问 题 进 行探 讨 , 以进 一 步推 动 教 学 改 革 。 关键 词 : 学物 理 实验教 学 改 革模 式 开放 式 实验 教 学 大 大学 物 理 是 一 门 独 立 的学 科 . 同 时 也 是 大 学 理 工 科 的 必 修 课 ,其 科 学 性 和应 用 性 在 当今 的科 学 技 术 中 占有 很 高 的 基 础 地位 。 别 是 为 了适 应 当 代 人 才 培 养 的需 要 , 便 更 好 地 培 特 以 养 学 生 严 谨 的科 学 思 维 能 力 和 创 新 精 神 ,培 养 学 生 理 论 联 系 实 际 的 能力 、 决 问 题 的能 力 和创 新 能 力 , 物 理 教 学 和实 验 解 对 的 改革 也 正 在 相 应 地 进 行 。 大 学 物 理 实 验 教 学 的 现 状 及 存 在 问题 目前 , 分 高 校 对 物 理 实 验 课 不 够 重 视 . 为 物 理 实 验 课 部 认 已经 发 展得 相 对 完 善 …; 时 受 应 试 教 育 的 影 响 , 现 了 重 理 同 出 论 、 实 验 的 思 想 。物 理 实 验 课 的模 式 千 篇 一 律 — — 教 师 中 轻 心 地 位 , 生 客 体地 位 。 师 只 是 一 味 地 把 实 验 以理 论 的形 式 学 教 讲 授 出 来 , 没 有 让 学 生 亲 自去 做 , 思 考 “ 什 么 这 样 做 ” 并 去 为 , 也 就 没 有 充 分 调 动 学 生 的 积极 性 和 主 动 性 。 即使 学 生 参 与 到 实 验 中来 , 是 在 教 师 的 主 导 下 完 成 的 , 生 只 是 被 动 、 械 也 学 机 地 重 复 着 实 验 步 骤 , 录 实 验 现 象 和数 据 , 至 根 本 不 明 白为 记 甚 什么做这个 实验 , 什么要 这样做 , 这个实 验能干 什么 , 为 做 这 就 扼 杀 了学 生 的 创 造 性 思 维 。 同 时 , 些 实 验 仪 器 、 备 相 对 陈 旧 . 现 现 代 科 学 技 术 一 设 体 的 模 拟 实验 设 备 相 对 缺 乏 , 验 内 容 单 一 , 新 性 实 验 、 放 实 创 开 性 实 验 、 计 性 实 验 、 合 性 实 验 相 对 较 少 , 学 生 没 有 足 够 设 综 对 的 吸 引 力 [。 二 、 学 物 理 实 验 教 学改 革 模 式 大 1改 革 实验 在 物理 教 学 中辅 助地 位 的 思 想 。 . 物 理 学 的 发 展 史 其 实 是 各 种 学 说 相 互 斗 争 、各 种 理 论 不 断 完 善 的 过 程 .某 些 理 论 的得 出是 建 立 在 大 量 的实 验 基 础 上 的 。 实 验 课 的 开 展 , 仅 能 帮 助 学 生 巩 固 已 学 内 容 , 且 能 提 不 而 高他 们 的 动手 能力 。 此 , 理 教 师 应 使 实验 课 程 成 为 学 生 获 因 物 取学 位 的 必修 课 , 好 实 验 课 与 理 论 课 的统 筹 安 排 , 实验 课 . 做 使 与理 论课 的关 系既 密切 配 合 , 相 互 独 立 。 又 此 外 , 师 要 改 变 实 验 中教 师 主 体 、 生 客 体 的 地 位 . 教 学 要 充分 调 动 学 生 的 主 观 能 动性 , 励学 生 多 观察 、 鼓 多思 考 , 时要 同 把所 学 理 论 学 以 致 用 , 计 实 验 , 加 学 习 物 理 的浓 厚 兴 趣 。 设 增 仪 器 和 设 备 ,多 开 些 与 近 代 物 理 知 识 相 关 的实 验 项 目 ,让 他 们 在 实 验 中体 会 科 技 的 飞 速 发 展 和物 理 学 的奇 妙 。 师 还 可 以 有 层 次 地 把 他 们 分 组 , 别 进 行 基 础 性 教 分 实验 、 综合 性 实 验 、 计 性 实 验 和 开 放 性 实 验 。因 为 实 验 的 目 设 的 本 身 在 于 培 养 锻 炼 学生 的 动 手 实 践 能力 , 养 他 们 的创 新 、 培 发 散 思 维 . 以 应 该 以基 础 性 实验 为 主 . 而 向 外 扩 展 其 他 实 所 继 验 。 样 . 能 使 物 理 实 验 具 有 知 识 性 、 代性 , 时又 不 乏 趣 这 既 时 同 味 性 , 高 学 生 的 实 验 兴 趣 , 强 大 学 物 理 实 验课 对 学 生 的 吸 提 增

大学物理教学的改革与实践

大学物理教学的改革与实践

第10卷第12期南阳师范学院学报Vol.10No.122011年12月Journal of Nanyang Normal University Dec.2011收稿日期:2011-07-20基金项目:2010年河南省理论力学精品课程项目资助;南阳师范学院教研项目“大学物理教学改革的研究”课题资助作者简介:宋海珍(1963-),女,河南南阳人,教授,主要从事理论物理的教学与研究.大学物理教学的改革与实践宋海珍,姬晓旭,卢成(南阳师范学院物理与电子工程学院,河南南阳473061)摘要:从提高大学物理教学质量入手,分析了大学物理教学现状,对大学物理教学的改革与实践进行了探讨.研究内容包括三个方面:教师综合素质的提高、立体化教学资源的建设、教学模式的实践和教学评价体系的改进.关键词:大学物理;教学资源;教学模式;评价体系中图分类号:G 434文献标识码:A文章编号:1671-6132(2011)12-0108-04大学物理是研究物质结构、相互作用和运动基本规律的一门学科,它的基本理论渗透在自然科学的各个领域,应用于生产技术的许多部门,是其他自然科学和工程技术的基础[1].不仅如此,该课程还具有培养理工科素质能力的基本元素,其中很多原理本身就带有研究和推导创新的痕迹,有利于学生创新意识和探索精神的培养.因此,大学物理一直是理、工、农、医等非物理学专业必修的公共基础课,并且随着科学技术的发展,大学物理必将越来越受到理工科各专业的重视[2].进一步深化大学物理的教学改革,是培养大学生科学素质,提高创新能力的关键.1大学物理教学现状当前,大学物理的教学现状不容乐观,其教学理念、教学内容、教学模式和评价体系都存在诸多弊端,已远远不能适应新形势下对学生能力培养的需要.大学物理教学主要存在以下问题[3-4]:第一,对大学物理课程重视不够.由于种种原因,工科和非物理类专业理科对大学物理无限度地压缩课时,而课程内容却不断增多.学生迫于就业压力,把英语和计算机等学习放于首位,在一定程度上对大学物理的重视度普遍下降.第二,教学内容需要整合.面向21世纪的大学物理教材,尽管体现了经典和近代的结合,但内容较多,与学生原有的知识衔接也不是很好.在讲授时,怎样在有限的时间内合理地整合知识,以整合的知识为载体,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新能力,是当前大学物理教学中亟待解决的问题.第三,传统的讲授性教学模式仍然是大学物理教学的主要教学模式,这种教学模式不能高质量地激发学生对物理学的兴趣,不能实现创造性地自主学习.第四,大学物理传统的评价体系是为了保证考试的通过率和期望值的实现,一般都是以试卷成绩作为评价学生的重要标准,学生追逐已成熟的书本知识,不能顾及科学发展的现状和发现自己的兴趣,死记硬背成灾.2提高教师综合素质编制多元化教学大纲教学改革的核心就是要全面提高学生的综合素质,包括非智力素质、智力素质以及身体素质.作为教学改革的实施者,教师首先要具备很高的综合素质,教师综合素质的高低,是教学改革成败的关键[5].在提高教师素质方面,首先,通过定期举行科研交流会,提高教师的科研水平.课题组的每一位教师都有自己的科研,定期地相互讨论、交流,可以共同提高,将科研作为教学过程的先导,把自己源源不断的学术思想、研究经验及研究方法融入教学中,大学物理课的教学改革就充满了活力.其次,通过组织有针对性的教学研究活动,提高教师的教学水平.如怎样对某个知识点整合,对课程的整体怎样安排,如何将科研融入教学,如何激发学生学习物理学的兴趣,如何驾驭讨论课的教学等等都是我们教学研究活动的课题.充分考虑各个专业方向不同和所需物理课学时的差异,对教学内容进行调整和侧重,编制多元化教学大纲[6].对电子信息工程、电子科学技术、通信工程、自动化专业总学时为132学时,需要全面理解和掌握物理学中力学、热学、电磁学、光学和第12期宋海珍等:大学物理教学的改革与实践近代物理等几个方面的基本概念、理论和方法,尤其是电磁学方面的基础理论和工程应用知识.对数学、化学、生物、计算机和土建专业总学时为90学时,在不影响知识系统的前提下,对不同的专业也有不同的知识侧重点.譬如:对化学专业,把力学、电磁学、光学和量子力学基础作为侧重点;对生物专业,应以流体力学、电磁学、光学、量子力学基础作为侧重点;计算机专业应以力学、电磁学、相对论和量子力学为侧重点;土木建筑工程专业应以质点力学、刚体力学、弹性力学、近代物理基础为侧重点.物理学是一门建立在实验基础上的学科,我们以进一步加深对物理知识的理解、掌握基本实验技能、激发创新精神为目标,编制大学物理实验教学大纲.全部实验项目可分为基础性必做项目、提高性选修项目和综合性设计项目三种类型,总计63学时.其中基础性项目10个,需要36学时,占总学时的57.1%;提高性项目3个,需要18学时,占总学时的28.6%;综合性项目1个,需要9学时,占总学时的14.3%.基础性项目是传授基本实验方法和基本实验技能的,要求学生全做,通过提高性项目和综合性项目来满足不同专业不同兴趣爱好学生的需要.3构建立体化教学资源激发学习兴趣大学物理立体化教学资源包括教学大纲、考试大纲、主要参考文献(图书资料、期刊)、精品课程网站、部分专题讲座、学习指导、考试指导、资料库、习题库、试题库.在创建这些资源时,把大学物理的教学目标定位于基础理论教育和科学素质教育并重,对教学内容进行大胆改革.具体做法如下:3.1以人为本寓学于乐大学物理课程的对象是刚从中学进入大学的非物理专业低年级学生,他们不愿意花费很多时间和精力去深究物理规律,繁多的定律和枯燥的公式会使学生望而生畏讨厌物理,因此,在教学内容遴选时,内容可以不深,范围一定要广,每次课都有一个主题,意在传给学生一个明确的信息,即物理学就在你的身边.大学物理可分为五个知识单元,即力学与相对论、热学、电磁学、波动与光学、量子物理,在每个知识单元开始,对本单元涉及物理内容的历史背景及其理论和技术的发展轨迹作一简略回顾,对现代知识的框架进行介绍,对未解决的问题及思路作一展望.尤其是对充满哲理的科学故事、启迪睿智的物理学家生平轶事以及科学家卓越的思想历程作精辟介绍和点评,科学家思维的缜密、漂亮的推导常使学生惊叹,学生感受到了物理学巨大的魅力.例如,力学部分,从亚里士多德到牛顿,F→=m a→结束了物体的混乱,成功地预言了物体的运动,但牛顿力学在高速、微观、非线性运动中完全失效,这些问题的解决出现了相对论、量子论和混沌论.这三大理论都是对牛顿、拉普拉斯决定论的某种否定,相对论否定时间、空间的绝对性,解决高速运动问题;量子论否定粒子和波的绝对性,解决微观运动问题;混沌论则否定可预见的绝对性,解决非线性运动问题.物理学的发展从混乱到决定论占统治地位,走向由决定论、随机论、混沌论三分天下的局面,体现了人类对自然规律认识的飞跃.3.2精简经典厚重基础对教学中与高中重复的经典物理内容要进行充分精简,提高学习兴趣.如:力、功、电场强度等基本概念及牛顿定律、热力学第一定律等基本规律,教学中点到为止,提醒学生注意几个问题就可以了.对中学中没讲或不可能讲清的基本知识,要从现代物理学的观点重新审视和提炼,精讲细讲,强化理论体系.如:角动量定理及守恒律、刚体定轴转动、电场叠加原理的应用、量子力学的基本概念等.3.3渗透近代扩大视野在科学技术飞速发展的今天,对于知识的更新提出了更多的要求,同时日益丰富的物理知识逐渐和各学科进行整合,产生了许多交叉学科和领域,这就要求教学内容在保证经典内容的基础上加强近代内容,渗透科研前沿和介绍物理学在实践中的应用.具体做法:将以玻尔理论为基础的原子物理学改为以量子力学为基础的量子物理学,力学中增加时空观,热学中增加熵的内容,电磁学中增加电磁场的相对论变换,量子物理学中增加粒子物理学的内容.为保证教学效果,可在大学物理精品课程网站上建立素材库,素材库包括物理学家传记、最近诺贝尔物理学奖获得者资料、电视新闻报道相关的科技知识、科技报刊、科学期刊、专题讲座等搜集到的资料,拓展教学内容,方便学生自学.3.4理论联系实际注重介绍物理理论在工程技术中的应用,反映工程技术和社会对物理学知识的迫切需要,使学生初步树立工程意识,逐渐学会将物理学的原理和方法运用于工程技术之中去解决实际问题的方法.在每一部分知识学习后,进行一次知识综述和应用分析.如力学部分讲解结束后,介绍牛顿力学及狭义相对论在各种工程技术中的应用,利用相关物理知识进行分析和探讨,增设同步卫星姿态稳定性与潮汐讲座内容.电磁学方面重点立足于电磁场基本规·901·南阳师范学院学报第10卷律的内容,为电信工程和电气工程技术奠定理论基础,分析电磁炮、磁悬浮列车等的原理,加强超声波技术、静电技术、红外探测技术等在课程中的介绍.实验方面,通过选修和设计实验,引导学生探索新方法,熟悉先进仪器,拓宽知识面.4实践研究性教学培养创新能力研究性教学是将科学领域的研究引入课堂,使学生通过类似科学家的研究过程理解科学概念和科学研究的本质,培养科学研究能力的一种教学方法[7].任何一门学科总是围绕一些研究领域和问题进行理论的阐述和建立模型,并不断深化完善模型使之更接近客观的规律,这就需要科学的思维方式和研究解决问题的方法.采用研究性教学,可使学生始终保持在研究、探索、分析和解决问题的兴奋点上,培养学生的探索精神和能力[8].在理论课教学中,将大学物理分成三个模块,即基础知识、前沿知识、理论应用.对于基础知识,采用研究性教学模式.如力学中,提出质点模型后,要解决质点运动的描述,建立运动学;要解决质点运动状态变化的原因,建立动力学;质点力学建立后,有辉煌的成就也有不足的地方,就需要深化完善模型,建立刚体力学.整个教学过程中,鼓励学生积极提出问题和参与讨论,以激发学生的主动性和创造性,实现师生共同建立知识构架.对于前沿知识,开展专题讲座.老师提前告诉学生报告的题目,让学生利用图书、网络资源等查阅相关内容,课堂上利用多媒体课件,提出问题,介绍当前解决问题的办法以及研究进展,课后鼓励进一步讨论.如开展的部分专题讲座有走马观花看物理、时间和空间、熵与信息、新型材料与物理、混沌简介、同步卫星姿态稳定性与潮汐、Maple在大学物理中的应用、分析力学的近代进展、地球自转的动力学效应等.对于理论应用,成立科学研究小组,开展科技创新活动.题目可以是理论的、实验的,也可以是具体的软件应用,教师给定一部分课题,学生也可以自选课题,选题后展开研究,最后提交课题报告.对于较好的课题,鼓励参加张衡杯、挑战杯等各种大赛活动.在实验课教学中,将研究性教学贯穿于基础性、提高性和综合性三种类型实验的始终.对于基础性教学,可隐去部分实验原理,利用学生原有的知识,通过直接提出问题,让学生通过实验探究解决问题并得出实验原理.例如,对于“二极管伏安特性的测量”,实验前,给学生提供一些常用的电磁学实验仪器,要求测量二极管的伏安特性,并说明所测的电流和电压满足什么关系.学生在了解问题后,由于他们已经有过伏安法测线性电阻的经验,在教师的引导下,一般都能测出正向电流和电压的数据.在学生得出数据后,教师引导学生对数据之间的关系提出自己的观点并给出解释,持不同观点的小组,可以相互质疑与解答,最后得出正向电流与电压的指数关系.教师进一步引导学生思考二极管反向电流与电压的关系,它在工程技术上有什么应用来拓展实验.对于提高性实验,在教学过程中注重让学生学习如何剖析问题,制订实验方案,解决具体问题,以开阔学生视野,促进自我创新意识.例如在“等厚干涉现象的研究”中,方案一通过改变牛顿环的形状,测量相邻亮环的半径,求出组合透镜的焦距.方案二用液体薄膜代替空气薄膜,测量液体的折射率或溶液浓度.方案三在光源改变时测定光波的波长.方案四利用该实验测量头发丝的直径、纸屑的厚度等微小长度.对于综合性实验,只给出实验题目和要求,由学生自己完成查阅资料、设计方案、选择仪器、实验操作和结果分析的整个过程,其目的是培养学生运用知识、独立动手和创新的能力.例如“声速的测量”,教学过程可分为:(1)课前预习.通过查阅文献资料,初步了解该实验技术的基本原理、发展现状和应用前景,了解实验目的、内容和重点要关注的问题,制定初步实验方案,提交预习报告.(2)第一次进实验室试做实验.(3)课外查阅文献,解决预做实验时的问题,修改并确定方案.(4)第二次进实验室完成实验,部分学生进行拓展实验.(5)提交实验报告册.报告册包括预习报告、原始记录、正式报告、文献综述、问题分析和方法改进六部分内容.5应用现代教育技术提高信息处理能力多媒体教学以其视听结合、形声合一的特点,使课堂教学更为直观、形象、生动、逼真,能较好地调动学生的积极性,但也存在信息量过大,不利于逻辑的理论推导等缺陷[9].传统的教学条理性强,重点突出,思路清晰,但比较呆板.在大学物理教学中,应采用传统教学与多媒体相结合的办法,效果较好.多媒体教学垄断课堂是不足取的,因为它不能体现大学物理在提高学生思维方面的作用,理论推理是大学物理课程教学的重要特点之一,正是这许许多多的理论推理过程,才能培养提高学生的思维能力.多媒体课件虽也能实现逐步呈现,但和教师与学生交流、感染、互动后再板书的效果是远远不能相比的.实践证明,对于理论推理较多的内容,采用传统教学.对于难以想象的过程和图像,以及专题讲座,采用多媒体教学.另外,建立大学物理精·011·第12期宋海珍等:大学物理教学的改革与实践品课程网站,学生可随时随地运用网络资源学习,突破时间和空间的限制,自主学习能力和信息处理能力显著提高.6改进教学评价体系课程考核是进行教学质量监控的重要一环,对于检查课程的教学实施效果,检验教学质量有着重要的意义.对于理论课成绩的评定,传统的考试形式基本上是平时成绩(作业和期中考试)占20%,期末成绩占80%.期中和期末采用闭卷考试,每套试题40个小题,这种考试形式不能鼓励学生进行创造性的学习.在兼顾公平和效率的原则下,逐步降低闭卷考试在评价体系中的权重,在考试形式和内容上,注重考查学生平时的学习状况,加大课程论文、课程章节小结、课堂讨论和开卷考试的比例,尝试将经典物理列为闭卷内容,近代物理列为灵活的开卷内容,通过考试培养学生的思维能力、分析能力、查阅书刊资料的自学能力、综合知识的能力、解决问题的能力.具体做法是:课堂讨论和到课情况占10%,课程论文占15%,章节小结占5%,科技创新报告占10%,笔试成绩约占60%,对每一类型的评价程序制定相应的评价细则.对于实验成绩的评定,由于过去主要依赖实验报告的优劣,导致学生不重视实验过程,严重制约了综合素质的培养.现在考核实验,是综合评定一个学生的实验态度、基本方法和技能的掌握程度、实验过程中独立思考的能力和发现分析解决问题的能力等多方面的成绩,特别是提高性和综合性项目教学环节更具科学性,涉及的知识面更广,要求的能力更高,学生和教师都付出了更多的精力和时间,成绩评定时权重相应就比较大.一般来说,一个提高性实验的得分是一个基础性实验的2倍,一个综合性实验的得分是一个基础性实验的3倍.7结语总之,通过对大学物理全方位的教学改革,课题组教师的综合素质不断提高,教学内容和方法不断创新,学生不仅学到了物理知识,更重要的是学到了物理学的科学思维和研究方法,分析解决实际问题的能力显著提高,为今后的专业课学习和生产实践活动奠定了坚实的基础.学生普遍反映,原来物理学并不难学,还很有趣,物理学就在我们身边.参考文献[1]陆果.基础物理学教程[M ].2版.北京:高等教育出版社,2006.[2]金桂,姚敏,黄家敏,蒋纯志.工科大学物理的教学改革与实践[J ].湘南学院学报,2010,31(2):43-45.[3]秦炎福,姜广志,孙志国,官邦贵.大学物理教学改革探讨[J ].四川教育学院学报,2010,26(7):104-106.[4]赵纯.关于大学物理教学改革的若干想法[J ].中山大学学报论丛,2005,25(3):35-37.[5]杨中服.浅谈“大学物理”教学改革[J ].广东工业大学学报:社会科学版,2005(增刊).[6]周一平,杨兵初,罗益民.对工科物理教学改革的思考和实践[J ].物理与工程,2005,15(3):44-45.[7]张富生.解读卢德馨研究性教学[J ].中国大学教学,2007(3):41-45.[8]杨宏伟.物理教学中提高学生主动学习的措施[J ].实验室研究与探索,2010,29(3):124-126.[9]宋海珍,宋海明.现代教育技术在精品课程中的应用[J ].南阳师范学院学报,2010(6):119-121.The reform and practice of the university physics teachingSONG Hai-zhen ,JI Xiao-xu ,LU Cheng(School of Physics and Electronic Engineering ,Nanyang Normal University ,Nanyang 473061,China )Abstract :Starting from the improving of the teaching quality for university physics ,the reform and practice of the university physics teaching have been explored by analyzing the actual state of the university physics teaching.The research content includes three aspects.They are the improving of the teachers ’qualities ,the building the three-dimensional of teaching resources and the improvement of the practice for teaching mode and evaluation system.Key words :university physics ;teaching resources ;teaching modes ;evaluation system·111·。

大学物理实验的改革与实践

大学物理实验的改革与实践

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教 育与 现 代化
20 0 2年 第 3期 [ 第 6 总 4期 ]
・2 7・
真 研 究 了 我 国 当 前 高 等 教 育 改 革 的 趋 势 以 及 验教 学进 行 了 系统 的改 革 , 取 得 了初 步 成 并
教 学 方 法 存 在 的 主要 弊 端 的基 础 上 , 物 理 实 果 。 对
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王 晓 蒲 ・大 学物 理 实验 的 改 革 与 实践
文 章 编 号 :1 0 — 0 1 2 0 ) 3 0 2 — 3 0 7 3 5 ( 0 2 0 —0 60

大 学 物 理 实 验 的 改 革 与 实 践
王 晓 蒲
( 国 科 学 技 术 大 学 天 文 与 应 用 系 , 徽 合 肥 2 0 2 ) 中 安 3 0 6

种 适 合 当 代 科 技 发 展 、 利 于 多 元 化 的 有 改 形
的基 础 知 识 的 创 造 性 人 才 的 教 学 新 体 系 。教 教 学 环 境 , 发 学 生 学 习 的主 动 性 。 激 学 内容 应 反 映 当 代 教 育 思 想 和 高 科 技 成 果 , 教

要 : 培养 具备 现 代科 技 素 质 的高质 量 高层 次创新 人 才 , 理 实验 教 学必 须 在教 学 内 为 物
容 、 学方 法 、 学 手段 和教 学的 环 境 条 件 等 各 个 方 面展 开全 方位 的 改革 实 践 , 立一 种 教 教 建
适 合 当代 科 技 发展 的教 学新 体 系, 满足 各层 次 学 生 学 习需要 , 以 并达 到 激发 学 生 学 习积 极
性 、 动性 的 目的 。 主
关 键 词 : 学 教 学 ; 理 实验 ; 革 实践 大 物 改 中图分 类 号 : 2. 1 G4 4 3 文 献标 识码 : A
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“大学物理实验”课程多元化教学模式的改革与实践作者:杨铁柱周帅来源:《黑龙江教育·理论与实践》2022年第07期摘要:文章以应用型人才培养为出发点,以学生为中心、以产出为导向,持续改进。

围绕“学生能力本位”的教学理念,结合当前应用型本科院校教学中师生角色的新特点,探索实施了“四层次、三环节、两体验”的多元化课程教学模式,以期给应用型本科院校的课程改革提供一些建议。

关键词:应用型人才;“大学物理实验”课程;教学模式改革中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2022)07-0088-03在我国高等教育大众化的背景下,应用型地方本科院校已经成为为地方发展培养高级应用型人才的主体,承担着培养服务地方经济和社会发展高级技能人才的重任。

然而,近年来有关媒体不断报道:高校毕业生大量走向社会,而用人单位亟需的应用型人才却不能顺利招到,这无疑给高校的人才培养提出了思考。

作为具有鲜明特色的地方应用型本科院校如何做好“专业对接就业、课程对接岗位、教学凸显实践”等工作就显得特别重要。

“理实一体化”的多元化课程教学模式改革必将成为地方应用型高校在人才培养模式改革、专业课程建设和教师教学模式深刻变革的重要方向,并将成为有力推动应用型本科人才培养改革的关键点[1-4]。

“大学物理实验”课程是面向理工科学生开设的一门重要基础实践课,不仅能使学生在实验方法与实验技能方面得到系统的训练,更重要的是培养了学生的观察、思考、动手、分析和解决问题的能力,在培养高级应用型人才的科学实验素质与素养方面有着十分重要的作用,而传统的实验教学明显不能满足当今社会对应用型人才培养的需求。

因此,作为应用型人才基本环节的课程教学改革已经引起了广大教育工作者的重视[5-9]。

文章在前期物理实验课程建设成果的基础上,主要针对“大学物理实验”课程教学模式改革与实践进行阐述。

一、正确面对“大学物理实验”教学中师生的特点针对当前教学中教师抱怨学生不爱学、课堂玩手机,学生抱怨教师授课内容陈旧、教学方法单一、授课没有吸引力等现象,以广西科技师范学院为例,分析当前教师和学生的特点。

(一)教师的特点教师队伍以青年教师为主,多数是毕业于综合性大学的研究生,普遍存在理论基础强、实践环节弱的现象;课堂上,部分教师仍沿袭传统教学方法,备课材料只用教材。

值得欣慰的是,在高校大力实施应用型人才培养课程改革的基础上,部分教师利用现代技术大胆进行了课程教育教学方法的改革,受到学生的普遍欢迎。

如有的教师尝试用自制演示实验说明抽象的概念和理论;有的采用师生角色互换的翻转课堂教学方式激发学生的学习兴趣。

(二)学生的特点目前高校大学生多为95后,他(她)们个性鲜明,能熟练使用智能手机、Ipad等移动终端设备,在生活中也普遍沉浸于智能手机带来的愉悦体验。

大多数学生学习倾向于快速、非线性和碎片化,多依赖移动设备获取信息、开展社交和合作交流,乐于并善于迅速处理各种信息,对所学课程的专业针对性要求高、对授课教师要求高,但缺乏包容性。

这些情况的出现给传统的教学带来巨大的压力和挑战。

二、实施“大学物理实验”课程的教学改革与实践(一)教改理念围绕应用型人才培养目标,坚持“学生能力本位”教学理念。

赵炬明教授在《论新三中心:概念与历史——美国SC本科教学改革研究之一》中提到的3个核心内容:以学生发展为中心、以学生学习为中心、以学习效果为中心[10],诠释了以学生为中心的教学改革。

教师教学的目的是学,而不是教,教学中要充分体现学生是学习的主体,培养学生善于观察、独立思考和质疑归纳的能力,通过引导学生自主提出问题、全面分析问题和动手解决问题,进而培养学生的创新能力,让学生具有主动学习、自主学习,最终具有终身学习的能力。

(二)相互补充的多元化教学模式1.四层次第一个教学层次是引导性实验,主要培养学生学习物理实验的兴趣,介绍、演示贴近生活的实验,让学生觉得“实验真有趣”;第二个层次是基础性实验,这类实验的内容主要是应用物理知识,能够培养学生掌握基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能和基本测量方法、误差与不确定度及数据处理的理论与方法等,并使学生养成良好的观察、思考和动手的实验习惯;第三个层次为综合性实验,即综合应用多种方法和技术的实验,目的在于提高学生综合运用实验方法和实验技术的能力;第四个层次是探究性实验,实验过程主要在材料物理与仿真创新实验室完成,在教师的指导下进行物理问题的探究,使学生了解科学实验的过程和方法,培养学生的独立实验能力和创新能力(如图1所示)。

2.三环节第一,建设网络在线资源(如图2所示)。

通过手机、平板和PC三合一实验教学综合平台发布教学资源。

第二,建設支持鼠标屏幕交互的虚拟仿真实验(如图3所示),实验项目可以从实验教学综合平台中见到,方便学生学习。

虚拟仿真实验以培养学生理论联系实际的思维方式和实践能力为目标,将优质的虚拟实验教学资源通过实验教学综合平台共享,虚拟实验和真实实验相结合、互补,建立虚实结合的信息化教学机制。

第三,建立“物理教学”微信公众号(如图4所示),推送教学图文信息和微视频,目的在于创设“处处能学,时时可学”的学习环境。

通过微信平台,学生可以在课前、课中和课后进行学习,与虚拟仿真实验配合可以达到更理想的学习效果。

3.两体验第一个动手体验是课堂上学生使用智能手机,自己录制实验视频(如图5所示),体现了学生是学习的主体,其目的是充分发挥学生学习的积极性和主动性。

课后学生普遍反映喜欢这样的教学方式,通过录制自己的实验操作视频(有的学生还配有声音),虽然存在许多瑕疵,但是对自己尝试录制的“处女作”仍然很有成就感,更重要的是自己动手体验的实验课记忆牢固。

教师发现,课堂上很多学生在与别人交流后发现自己缺点时会反复操作,以求达到更好的效果,从而培养了学生精益求精的科学态度。

第二个动手体验是科技制作,主要在课后完成。

科技制作在培养学生自主探究方面有着重要作用,通过引导学生自主提出问题、分析问题、解决问题,进而培养学生的创新能力。

科技制作主要分为两个方面。

一是让学生根据课堂上学习的实验原理和观察到的实验现象,进行课后制作。

如学完非平衡电桥后,制作温度计[如图6(a)所示]。

二是让学生参与到教师的科研中。

如以授权发明专利为基础,让学生根据图纸,制作出3D数字模型[如图6(b)所示]和实物模型,在制作过程中针对细节,学生会不断完善,并提出意见和建议,实现学生和教师的深入交流,真正体现了教学相长。

三、“大学物理实验”课程教学改革与实践取得的教学效果“大学物理实验”课程的教学改革模式已在广西科技师范学院3届学生中试用,深受学生的喜爱和欢迎,取得了良好的教学效果。

主要表现为学生上课积极性提高,上课出勤率在95%以上;由于越来越多的学生慢慢喜欢上了课堂交流和体验,借助教师提供的多元化学习资源,主动参与课前预习的学生达80%以上;课堂上学生之间的交流更加频繁,提出的均为思考或讨论后还存在疑问的问题;实验操作更加主动,由于教师鼓励学生通过实验仪器验证自己的想法,因此,课堂上常常可以看到许多新奇的实验现象;课后,学生会主动与教师交流心得和感想,其中较多的学生表示,“老师的新教学模式是提出问题、讲解理论后,让我们动手实验,这样同学们会更用心地去思考和完成实验”“老师提出问题,讲明实验原理后让我们动手操作,开始觉得很简单,但真正操作时,问题接二连三发生,虽然最终用的时间比较长,不过还是完成了,老师的这种教学方式,不仅培养了我们的动手能力,还提高了我们的思考能力和创新能力”。

四、“大学物理实验”课程教学模式改革的设想虽然“大学物理实验”课程教学已经做了一些有效尝试,但课程教学改革是一项长期的、系统的,需要更多人共同努力的复杂而艰难的工程,在改进和提升应用型人才质量的大环境下,实验课教师在之后的教学中要做到以下几点。

(一)课程教学团队建设以师德模范、学术造诣高和能够深入教学一线的学术带头人为核心,凸显引领效应,优化团队学员年龄和职称结构,提高团队凝聚力。

创新团队教学管理方式,提高团队成员的协作精神,建设一支乐于奉献、服务学生、德艺双馨的教学团队。

(二)教材建设一方面,借鉴国内外知名大学的“大学物理实验”教学特点,提高教材的信息化程度,开发建设具有图文、声像和超链接的电子教材;另一方面,围绕应用型人才应具备扎实的理论基础和较强的实践能力情况,在教学实践中不断完善理论知识和实验知识的交替循环,为学生掌握理论知识和提高动手能力发挥作用。

(三)多元化的课程考核和评价针对教学过程中存在“平时不学习、临时抱佛脚”的现象,深入研究课程考核和评价方式,注重学习过程和实践考核,通过引入虚拟仿真实验和学生互评等多元化的考核方式,用简捷、易操作的方式体现学习过程,易于高效组织实施的操作考试,真正发挥考试导向應用实践的作用,改变课程考核方法单一的问题,有效提高应用型实验课程教育教学质量。

(四)课程教学模式顺应信息化的发展,大力促进课程教学包的电子资源建设[11]。

既要引导学生利用网络上丰富的教学资源,又要鼓励教师针对学生学情,创新设计教学内容、教学方法、教学手段和教学工具,这样可以节省学生从种类繁杂的网络资源中选取和甄别的时间,还可以有针对性地因材施教,使课程教学包的资源建设为教学互动提供资源保障。

参考文献:[1] 张改清,蔡婷婷.基于应用型本科生创新能力培养的教学改革研究[J].化学教育(中英文),2021,42(6): 26.[2] 李锡均,程敏熙,江敏丽.数字传感器新载体——智能手机在物理实验中的应用综述[J].大学物理,2018,37(2):55.[3] 薛玉香,王占仁.地方高校应用型人才培养特色研究[J].高等工程教育研究,2016(1):149.[4] 宋金璠,郭新峰,石明吉,等.翻转课堂在大学物理实验教学中的应用[J].实验技术与管理,2015,32(3):34.[5] 潘懋元,周群英.从高校分类的视角看应用型本科课程建设[J].中国大学教学,2009(3):6.[6] 鲍德松,郑远,王业伍.适合物理拔尖人才培养的物理实验教学模式探索[J].实验技术与管理,2020,37(12): 241.[7] 张应强,蒋华林.关于地方本科高校转型发展若干问题的思考[J].现代大学教育,2014(6):6.[8] 黄信瑜,宋思根,刘平.大学课堂教学改革创新需实现“四化”[J].江苏高教,2015(1):72.[9] 涂亚芳,吴铁山.应用型本科院校大学物理实验教学改革探讨[J].大学物理实验,2013,26(2):116.[10] 赵炬明.论新三中心:概念与历史——美国SC本科教学改革研究之一[J].高等工程教育研究,2016(3):36.[11] 张晓明,李显萍,庞英智.立体化教学包研究[J].现代情报,2005(10):191.编辑∕丁俊玲收稿日期:2021-06-12 修回日期:2021-07-01作者简介:杨铁柱(1980—),男,河南兰考人,广西科技师范学院机械与电气工程学院副教授,研究方向:物理教学及电子陶瓷材料研究。

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