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        大學(xué)物理課程適應(yīng)四年制高職教育的探索

        2012-03-20 15:33:55高建云
        物理與工程 2012年5期
        關(guān)鍵詞:四年制普通本科折射率

        高建云

        (天津職業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)課部,天津 300410)

        1 問題的提出

        四年制高職是職業(yè)教育中的技術(shù)型本科層次,是社會發(fā)展的需要,其目標(biāo)是培養(yǎng)技術(shù)較為全面、能解決關(guān)鍵疑難問題的工程技術(shù)人員.我校作為天津市四年制高職的試點單位,部分重點專業(yè)將在今年秋季招收四年制高職學(xué)生.與三年制高職相比,四年制高職畢業(yè)生所應(yīng)具備的職業(yè)技能的科技含量更高、技能水平更高、素質(zhì)更全面.所以學(xué)校在課程設(shè)置上,在保持高職特色的同時,加大了基礎(chǔ)課程的比例,以滿足學(xué)生畢業(yè)后從事操作復(fù)雜精密儀器、設(shè)備、機器或者控制復(fù)雜生產(chǎn)程序等工作的需要[1].因此,對作為理工類各專業(yè)通識性必修基礎(chǔ)課的大學(xué)物理,以及作為理工科院校對學(xué)生進行科學(xué)實驗基本訓(xùn)練的物理實驗課程,學(xué)校給予了高度重視.從原來的個別專業(yè)選修變?yōu)槔砉ゎ悓I(yè)必修,課時規(guī)定為大學(xué)物理96學(xué)時,物理實驗課64學(xué)時(個別有特殊需要的專業(yè)除外).然而,大學(xué)物理和物理實驗課程該如何進行改革以適應(yīng)四年制高職學(xué)生的需求是擺在我們面前的十分迫切的任務(wù).

        事實上,在普通本科的物理教學(xué)中普遍存在著重理論輕實驗的現(xiàn)象,理論和實驗獨立開課由不同的老師來教學(xué),大學(xué)物理教研室和物理實驗教研室各自有獨立的人員配置,人為造成了理論和實驗的脫節(jié),這是職業(yè)院校教學(xué)中最忌諱的.著名物理學(xué)家密立根說過:“科學(xué)是用理論和實驗兩條腿走路的”,職業(yè)院校更注重實踐強調(diào)動手能力,所以照搬普通本科的物理教學(xué)是不適合四年制高職學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)的.

        2 改革的方向

        根據(jù)四年制高職的培養(yǎng)目標(biāo)定位和學(xué)生的認(rèn)知特點,筆者認(rèn)為大學(xué)物理對技術(shù)性人才來說,課程主線應(yīng)為:“物理原理是什么—有什么用—怎么用”[2].具體表現(xiàn)為物理的基本概念、基本理論和基本方法是什么,它們在理解技術(shù)原理和技術(shù)參量中有什么作用,怎樣用物理的思想和方法去理解、吸收技術(shù)原理,怎樣用物理的概念去理解技術(shù)參量的物理含義.物理實驗應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生如何根據(jù)儀器說明書正確地使用實驗設(shè)備,如何科學(xué)規(guī)范地記錄實驗數(shù)據(jù),如何使用合適的方法處理實驗數(shù)據(jù),如何使實驗效果達(dá)到儀器設(shè)計的精度要求,從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生動手能力、觀察分析能力及解決實際問題的能力.具體表現(xiàn)為如下方面.

        2.1 注重大學(xué)物理課程的基礎(chǔ)性

        大學(xué)物理中富含生命力的經(jīng)典內(nèi)容不能丟,同時注意微積分在物理上的應(yīng)用,否則會影響學(xué)生基本科學(xué)素質(zhì)的形成和物理知識的遷移能力.但課程的側(cè)重點不在復(fù)雜的推導(dǎo)和解題技巧上,而是強調(diào)物理思想和物理圖像,為學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展打好物理基礎(chǔ).比如,通過洗衣機洗過的衣兜外翻來引入流體力學(xué),用旋轉(zhuǎn)法辨別生雞蛋和熟雞蛋來引入剛體力學(xué),借用如何用冰來取火引入幾何光學(xué)的應(yīng)用等.

        2.2 注重大學(xué)物理的應(yīng)用性

        在授課中特別強調(diào)物理與技術(shù)的關(guān)系,物理是自然科學(xué)的核心,是新技術(shù)的源泉.在課程設(shè)計中針對不同專業(yè)各自加設(shè)了五個專題講座,目的是引導(dǎo)同學(xué)們讀書,進行自主學(xué)習(xí),期望日后可以讀懂與大學(xué)物理難度相當(dāng)?shù)南嚓P(guān)圖書.操作方式是學(xué)生先行查閱資料再講授,同學(xué)提問,老師點評的方式計入平時成績.針對機械制造與自動化專業(yè)設(shè)置的專題講座是:電與傳感器、多普勒效應(yīng)和雷達(dá)測速、光波與顏色、熵、微波與通信.

        2.3 注重理論與實驗相結(jié)合

        理論教學(xué)與實驗教學(xué)保持同步,教學(xué)過程中理論與實驗穿插進行,課堂上講解有關(guān)實驗的原理,實驗的目的等,在實驗中讓學(xué)生體會和注意有關(guān)的實驗現(xiàn)象說明哪些物理規(guī)律,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、思考問題和解決問題的能力,讓理論與實驗起到相輔相成、互相促進的作用.

        利用最小偏向角法測量棱鏡的折射率是一個典型的光學(xué)實驗,學(xué)生做完了這個實驗只知道用分光計可以測量棱鏡的折射率,而對折射率測量的意義、常見測量方法知之甚少.因此,如果可以在課堂上講清折射率是光學(xué)玻璃的重要特性參數(shù),在生產(chǎn)實際中常需要測量它,測量方法又分為兩類:一類是幾何光學(xué)法如最小偏向角法、掠射法、全反射法和位移法等,其中最小偏向角法測量最精確;另一類是物理光學(xué)方法,如布儒斯特角法、干涉法、橢圓法等.通過這樣的介紹使學(xué)生對折射率測量有了一個較為全面的認(rèn)識,也會帶著問題去學(xué)干涉和偏振內(nèi)容.

        為了使學(xué)生對折射率的測定有一個更全面的認(rèn)識和拓展,可以進一步介紹折射率是有機化合物最重要的物理常數(shù)之一,它能精確而方便地測定出來,作為液體物質(zhì)純度的標(biāo)準(zhǔn)折射率比沸點更可靠.折射率也用于確定液體混合物的組成,通常用阿貝折光儀來測定,如果沒有阿貝折光儀也可通過對牛頓環(huán)和邁克耳孫干涉儀的改造來實現(xiàn)液體折射率的測定[3,4].經(jīng)過這樣的引導(dǎo),學(xué)生在做牛頓環(huán)和邁克耳孫干涉儀實驗時,會思考如何去改造實驗,當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)知識欠缺是構(gòu)成解決問題的障礙時,就會變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”,此時的學(xué)習(xí)是出于學(xué)生的內(nèi)在需要,會極大地提高學(xué)習(xí)的效率[5].

        2.4 注重手腦結(jié)合

        教育家陶行知說過:“在用腦的時候,同時用手去實驗;用手的時候,同時用腦去思考”,非常注重手腦的結(jié)合.對學(xué)生來說,每一個實驗都是一項具體的工作,包括理解原理、掌握方法、調(diào)整儀器、觀察現(xiàn)象、測量記錄數(shù)據(jù)、進行數(shù)據(jù)處理和誤差分析、最后形成實驗報告.在實驗課中所訓(xùn)練的動手能力、觀察分析的能力、現(xiàn)場解決實驗中所遇到問題的能力是職業(yè)院校非??粗氐哪芰?而這些在普通本科物理實驗中往往由于每一個實驗的時間所限,訓(xùn)練得不夠充分,沒有充分發(fā)揮物理實驗在培養(yǎng)學(xué)生這方面能力時應(yīng)有的作用.

        為了更好地實踐動手和動腦的結(jié)合,自制物理演示實驗裝置是個不錯的選擇;形式為三人一組,利用課余時間,自由選擇演示題目、自行設(shè)計、自備材料、自己制作和調(diào)試.考核時同學(xué)邊演示現(xiàn)象邊解釋原理,老師提問并打分;激勵方式是每組的成績相同,在大學(xué)物理和物理實驗課總評成績中各占10%[6].自制物理演示實驗裝置也是在課程中滲透溝通能力、合作能力和交流能力的有效舉措.

        3 小結(jié)

        物理是一門集哲學(xué)的概括性和抽象性、數(shù)學(xué)的嚴(yán)密性和邏輯性、實驗的實踐性和操作性于一身的科學(xué).職業(yè)教育更強調(diào)其實踐性和操作性,這恰恰又是目前國內(nèi)普通本科教育所欠缺的地方,普通本科的大學(xué)物理課程必須經(jīng)過改革才可以適應(yīng)四年制高職教育的需求,改革的重點應(yīng)該體現(xiàn)在理論和實踐的結(jié)合上,體現(xiàn)在物理與技術(shù)的關(guān)系上,體現(xiàn)在如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的源動力上.本文提出的注重基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、理論和實驗同步、手腦結(jié)合的大學(xué)物理課程的改革適合了職業(yè)類學(xué)生的認(rèn)知特點和以后的事業(yè)發(fā)展,有一定的借鑒意義.

        [1]陳寶華.關(guān)于試辦四年制高職教育的思考[J].廣東教育學(xué)院學(xué)報,2002,22(1):15~18

        [2]王超,李均.在四年制高職專業(yè)設(shè)置“技術(shù)專業(yè)學(xué)位”的初步思考[J].高等工程教育研究,2005,(4):98~100

        [3]關(guān)小泉.論牛頓環(huán)干涉法測定液體折射率[J].五邑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2000,14(3):72~77

        [4]金恩培,趙海發(fā),薛洪福.用邁克耳孫干涉儀測定液體的折射率[J].計量技術(shù),1995,(1):17

        [5]張健.應(yīng)該提“做學(xué)教合一”[J].職教通訊,2011,8

        [6]郭力,石少波.演示實驗制作促進動手動腦的大學(xué)物理探索式學(xué)習(xí)的改革嘗試[J].大學(xué)物理,2010,29(3):50~52

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