張 萍,曲艷玲,陳寶祥,馮志慶,劉 峰,徐輯彥

(大連民族學院,遼寧大連 116600)

適應(yīng)創(chuàng)新教育的“3+1”大學物理實驗教學模式的探索與實踐

張 萍,曲艷玲,陳寶祥,馮志慶,劉 峰,徐輯彥

(大連民族學院,遼寧大連 116600)

分析了我校大學物理實驗教學現(xiàn)狀和民族院校學生特點,提出了針對不同層次、不同專業(yè)學生的“3+1”大學物理實驗教學模式,在實驗教學中注重創(chuàng)新教育,培養(yǎng)學生科學實踐能力和科技創(chuàng)新精神。

大學物理實驗;創(chuàng)新教育;教學模式;人才培養(yǎng)

近幾年來我校大學物理實驗中心本著“以學生為本,重視培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和科學素養(yǎng)”的教學指導方針,結(jié)合我校的特點,有針對性的對大學物理實驗教學模式進行了改革和探索,在原有的三個層次的實驗教學基礎(chǔ)上,增加了設(shè)計性和研究性的大學物理實驗課程,初步構(gòu)建了“3+1”大學物理實驗教學模式。通過實踐證明,新的實驗教學模式有利于學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng),提高了實驗教學質(zhì)量。

1 我校大學物理實驗教學現(xiàn)狀分析

我校目前大學物理實驗教學具體存在以下幾方面的問題:

(1)由于我校屬民族院校,學生來自不同民族,學生進入大學前文化基礎(chǔ)差異很大,千篇一律的教學方式不適應(yīng)不同層次的學生需要;

(2)受應(yīng)試教育的影響,中學階段的實驗基本上靠黑板演練和紙筆來完成實驗,導致學生極少動手實驗。學生依賴性強,遇到問題就找老師,缺乏獨立思考、獨立解決問題的能力;

(3)受傳統(tǒng)實驗教學模式的束縛、教學方法過死,學生只要讀懂教材上寫明的原理、按教材上寫明的步驟去做,就可以成功地測到數(shù)據(jù)、完成實驗。至于為什么要這樣做,這樣做的目的是什么等等,學生很少去思考;

(4)實驗內(nèi)容單調(diào),基本上是測量性、驗證性的,實驗結(jié)果明確,缺乏由學生自己設(shè)計、自己探索和研究的實驗內(nèi)容;

(5)對實驗教學的培養(yǎng)目標缺乏正確認識,把實驗課定位于理論教學中某些定理的驗證,認為實驗課就是教學生使用一般儀器的實驗操作,沒有真正認識到學生實踐能力和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)[1-3]。

2 “3+1”實驗教學模式的構(gòu)建

針對我校大學物理實驗教學存在的問題,結(jié)合民族學院學生的特點,我們在原有“基礎(chǔ)性實驗、提高性實驗和綜合性實驗”三層次、模塊化的大學物理實驗教學的基礎(chǔ)上,為適應(yīng)大學生創(chuàng)新教育,培養(yǎng)學生科學實踐能力和科技創(chuàng)新精神,又增加了“設(shè)計研究性實驗”內(nèi)容,構(gòu)建了面向全校各專業(yè)“3+1”的大學物理實驗教學模式。

2.1 教學目標

通過“3+1”實驗教學模式的有效實施,不僅進一步拓展和優(yōu)化了實驗教學體系。更重要的是有效激發(fā)了學生開展設(shè)計研究性實驗的熱情,為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力創(chuàng)造了條件,也充分發(fā)揮了實驗教學在綜合素質(zhì)教育中的功能。在實驗教學中我們注重以下三點:

2.1.1 注重學生動手能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)

設(shè)計、研究性的實驗教學,給學生實驗的自主性,在實驗過程中主動學習新知識,獨立的進行設(shè)計和研究,極大發(fā)揮學生的學習興趣,增強學生實踐能力,綜合應(yīng)用知識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.1.2 促進學生的個性化發(fā)展

根據(jù)學生的差異和專業(yè)的不同,開設(shè)不同層次和特點的設(shè)計研究性實驗,有利于學生個性發(fā)揮,將所學的物理知識與專業(yè)內(nèi)容結(jié)合起來,對自己所選學的專業(yè)有更新的認識,促進學生個性化發(fā)展。

2.1.3 提倡嚴謹?shù)目茖W精神

在設(shè)計研究性實驗過程中,從實驗的設(shè)計到整個實驗的完成,遇到問題和失敗是常有的事,因此,要求學生不輕易放棄,養(yǎng)成勇于面對,積極探索,實事求是的科學態(tài)度,這種態(tài)度的養(yǎng)成,學生將終生受益。

2.2 教學實施

我?！?+1”大學物理實驗教學的具體實施方案包括:

(1)第一層次的基礎(chǔ)性實驗開設(shè)11個實驗題目,安排12學時,面向全校新生選修?；A(chǔ)訓練實驗,其目的是使學生能夠掌握物理實驗通用儀器的操作和使用,提高后續(xù)課程的起點。實驗中心特別為這門課配備了新的通用儀器,這部分實驗很受學生歡迎,每年選修人數(shù)超過1500名。

(2)第二層次的提高性實驗開設(shè)16個實驗題目,安排21學時,面向全校理工科必修。這部分實驗訓練,注重基本實驗技能培養(yǎng),學習基本物理量的觀測方法和測量技術(shù),及其正確的實驗數(shù)據(jù)記錄、分析處理、實驗結(jié)果的準確描述和規(guī)范實驗報告。

(3)第三層次的綜合性實驗開設(shè)13個實驗題目,安排12學時,面向全校理工科必修。這部分實驗是大學物理實驗的主體,內(nèi)容涵蓋了力、熱、光、電。學生必須綜合運用所學的一門課程的多個知識點,甚至多門課程的知識點進行分析和解決問題,對學生靈活運用知識解決實際問題是一種很好的訓練,對其實踐能力和創(chuàng)新意識的進一步提高具有明顯的作用。

(4)設(shè)計研究性實驗開設(shè)5～6個專題實驗,實驗內(nèi)容涉及到力、熱、電、光等技術(shù)的綜合應(yīng)用,培養(yǎng)學生綜合思維及綜合應(yīng)用知識和技術(shù)的能力.在實驗方法上,強調(diào)設(shè)計性實驗.由以前教師排好實驗、準備好儀器、學生來做實驗的狀態(tài),過渡到學生在教師指導下,自己設(shè)計方案來完成實驗。

這部分實驗面向全校高年級,實驗成績優(yōu)秀,并對物理實驗感興趣的大學生開設(shè),學生在完成了上面三個層次的實驗后,進入設(shè)計研究性實驗階段。學生根據(jù)自己的興趣及專業(yè)特長,由教師確立實驗課題,或引導學生自主提出科學、合理和可行的課題,進行論證,結(jié)合實驗室本身條件,對方案提出修改、優(yōu)化。實驗方案經(jīng)過優(yōu)化改進后,學生到實驗室進行實驗訓練。確定研究課題后,學生可以自行組成課題研究小組。實驗結(jié)束后,選一個最滿意的項目以論文的形式寫出實驗報告或完整的科學實驗報告,由教師和學生共同評選出本期的最佳實驗方案,并根據(jù)實驗方案、實驗技能、實驗效果評定成績。完成教學任務(wù)的學生可獲得一定的創(chuàng)新學分,以鼓勵學生在實驗過程中表現(xiàn)出積極性、主動性和創(chuàng)新性。

3 “3+1”實驗教學的效果

“3+1”大學物理實驗教學模式由淺入深,循性漸進,由簡單到復雜,由被動模仿到主動設(shè)計以及綜合運用,逐漸加深學習內(nèi)容的深度、廣度和綜合程度,符合認識規(guī)律和教學規(guī)律,經(jīng)過幾年來的教學實踐取得了良好的教學效果。

3.1 有效提高了學生的科學實踐能力和創(chuàng)新精神

以學生為本,靈活易行,結(jié)構(gòu)合理的教學模式是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的保障,近年來我們從簡單做起,結(jié)合民族院校學生的特點,充分挖掘內(nèi)部潛力,利用現(xiàn)有人力和設(shè)備資源,在學校沒有任何投入的情況下,開發(fā)了5項設(shè)計性、研究性專題實驗,并開展了靈活多樣的教學。實踐證明,由此培養(yǎng)的學生既有扎實的理論知識又有熟練的實驗綜合動手能力,近年我校多次組織學生參加全國大學生電子設(shè)計大賽,大學生數(shù)學建模大賽等,屢創(chuàng)佳績,這些成績的取得除了我校創(chuàng)新中心的科學組織外,學生在學習的第一門實驗科學—-大學物理實驗階段受到的科學作風,基礎(chǔ)實驗技能,實踐綜合能力和科學思維諸方面的優(yōu)良素質(zhì)也起到了明顯的基礎(chǔ)作用。這些反應(yīng)實驗教學成果的全國大學生競賽活動,從一個側(cè)面反映了加強設(shè)計性與研究性實驗教學環(huán)節(jié)有效提高了學生的科學實踐能力和創(chuàng)新意識。

3.2 促進了教與學的相互提高,實驗室建設(shè)全面發(fā)展

“3+1”實驗教學模式的多元化,激勵師生“教”“學”互動,共同探索教學改革新途徑,學生既是受教育者又是實驗教學改革的參與者。吸納學生積極參與實驗教學儀器的改進、教學網(wǎng)站建設(shè)和專題討論,不僅可以提高學生自身分析問題和解決問題的能力、獨立進行實驗研究的能力,還可鍛煉學生的組織與協(xié)調(diào)能力以及演講能力,培養(yǎng)學生合作與團隊精神,提高其綜合素質(zhì),同時,對刺激教學改革的持續(xù)發(fā)展也是一個源動力。加大設(shè)計性與研究性實驗對大學物理實驗教學方式方法及實驗內(nèi)容提出了更高、更深層次的要求,作為指導教師必須不斷地調(diào)整自身的知識結(jié)構(gòu),不斷提高自身的教學水平,促進了教學相長。近年來教師共研制開發(fā)設(shè)計性、研究性實驗儀器2項36套,完成“精品實驗建設(shè)項目”7項,研發(fā)設(shè)計性、研究性實驗項目5項,已形成內(nèi)部試用實驗指導書,對課程體系、教學計劃、教學內(nèi)容和評測方法等方面進行了全方位的改進和整合。實驗室的建設(shè)得到了全面的發(fā)展,我校大學物理實驗中心于2009年被評為遼寧省省級物理實驗示范中心。

4 結(jié)束語

不斷探索適合創(chuàng)新教育的大學物理實驗教學模式,是新時期大學物理實驗教學改革所面臨的共同的主題?！?+1”的大學物理實驗教學模式,不僅是解決我校實驗教學存在的具體問題,更重要的是促進了我校大學物理實驗教學內(nèi)容的拓展和優(yōu)化。

當然,學生創(chuàng)新能力和意識的培養(yǎng)不是通過一門課、一個教學環(huán)節(jié)就能徹底解決的,今后我們將繼續(xù)努力,在教學實踐中不斷完善實驗教學的體系和運行機制,進一步增強學生在實驗過程中的主動性和創(chuàng)造性,探索最佳的教學模式,以培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。

[1]秦艷芬.開設(shè)自主設(shè)計性實驗培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力[J].教學建設(shè)與改革,2003.

[2]鄭桂容,孟桂菊.改革物理實驗教學提高大學生實驗能力[J].高等函授學報,2007.

[3]王秀杰.通過評估看大學物理實驗的改革與發(fā)展[J].職業(yè)教育,2007.

[4]沈元華.設(shè)計性、研究性物理實驗介紹[J].物理實驗,2004,24(2):33-37.

Study and Practice on the“3+1Teaching Mode in University Physical Experiment Suitable for the Innovation Training

ZHANG Ping,QU Yan-ling,CHEN Bao-xiang,FENG Zhi-qing,LIU Feng,XU Ji-yan

(Dalian Nationalities University,Dalian 116600)

This work analyzed the current state of physical experiment teaching in Dalian University of Nationalities,and the characteristics of students in nationalities universities,and put forward the“3+1”experimental teaching mode,with the emphasis on invention education,bringing up the abilities and the innovation spirits for the students in scientific practices.

university physical experiments;innovation education;teaching mode;training talent students

G640

A

1007-2934(2010)06-0108-03

2010-08-30