李 丹,姜廣軍,付 靜,黃 丹
(吉林建筑大學(xué) 城建學(xué)院 基礎(chǔ)部,吉林 長春 130111)
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是高等院校理工科的一門必修實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)課.理工科學(xué)生通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本訓(xùn)練,它是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后受到系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的良好開端[1].通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),可以訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維,訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力.與此同時(shí),通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),不僅能夠訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手操作能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力,還有助于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高.對于建筑類院校來說,由于很多專業(yè)涉及到的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用都與物理知識(shí)緊密聯(lián)系,在開設(shè)大學(xué)物理課程的同時(shí),還將大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課作為重要的基礎(chǔ)必修課,物理實(shí)驗(yàn)技能在學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)能力結(jié)構(gòu)中占有非常重要的地位.但目前,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)還存在著一些亟待解決的問題.在此,筆者以本學(xué)院的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ),談一談對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的看法,希望能對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有所益助.
對于非物理類專業(yè)的學(xué)生來說,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置的初衷是對學(xué)生進(jìn)行基本的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力,形成良好的科學(xué)素養(yǎng).但對于獨(dú)立院校的學(xué)生來說,很多學(xué)生沒有認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)課的重要性,上實(shí)驗(yàn)課只是為了修學(xué)分;獨(dú)立院校的學(xué)生普遍存在著物理基礎(chǔ)差的問題,因此對實(shí)驗(yàn)課失去學(xué)習(xí)興趣,多是應(yīng)付了事,課前不認(rèn)真預(yù)習(xí),對實(shí)驗(yàn)原理、要求、實(shí)驗(yàn)操作流程多數(shù)是模糊不清的概念,這就直接就導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果受到影響.與此同時(shí),為了在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)操作,教師在課堂上多采用灌輸式教學(xué),教師要講解實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)儀器的使用,實(shí)驗(yàn)流程和操作的注意事項(xiàng),甚至實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,從而導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作實(shí)踐的時(shí)間的縮短.雖然在教師的指導(dǎo)下學(xué)生可以完成實(shí)驗(yàn),但除了極少數(shù)學(xué)生外,大多數(shù)學(xué)生在整個(gè)課堂過程中只是按部就班的跟著指導(dǎo)教師去做,只知其然,不知其所以然.實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后學(xué)生在知識(shí)與技能方面均收效甚微,整體教學(xué)效果不佳.目前來看,大學(xué)物理課程在教學(xué)模式和教學(xué)方法上一直在不斷的改進(jìn)和發(fā)展,但是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式和方法卻很少改變,這方面也存在著需要深思的地方.
當(dāng)今科技發(fā)展趨勢是多學(xué)科相互滲透,尤其尖端科技更不是某一學(xué)科的單打獨(dú)斗.目前實(shí)驗(yàn)室的單一的力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)已無法滿足培養(yǎng)優(yōu)秀應(yīng)用型人才的需要.
這個(gè)是很多大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中存在著的問題,大學(xué)物理理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往存在著各行其道的現(xiàn)象,大學(xué)物理理論教學(xué)落后于實(shí)驗(yàn)教學(xué)甚至實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容在理論教學(xué)時(shí)作為略講或者不講內(nèi)容的現(xiàn)象并不少見.這種情況的存在勢必使得大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課與理論課的脫節(jié),即使學(xué)生在課前能夠做好預(yù)習(xí),但由于所需理論未必熟悉甚至陌生,必然后導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果受到影響,不利于實(shí)驗(yàn)課教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).
本學(xué)院的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的設(shè)置基本采用必做與選作的模式,對于必做實(shí)驗(yàn)所有工科專業(yè)學(xué)生集中在大一下學(xué)期進(jìn)行,選作實(shí)驗(yàn)采取全部學(xué)生從數(shù)個(gè)實(shí)驗(yàn)中選擇幾個(gè)作為大二上學(xué)期必須完成的實(shí)驗(yàn).雖然看似有一定的靈活性,但是在選作實(shí)驗(yàn)中,一方面由于選課系統(tǒng)和選擇內(nèi)容的限制,不能夠滿足出各專業(yè)對實(shí)驗(yàn)課的差異性需求;另一方面由于實(shí)驗(yàn)科目設(shè)置的數(shù)目有限,各專業(yè)學(xué)生為了完成學(xué)分,也是潦草選擇,不能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)課與專業(yè)課的契合.總體來看,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容的設(shè)置與課程的選擇模式上存在著脫離專業(yè)需求的現(xiàn)象.
作為獨(dú)立院校,其建立的初衷和目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的應(yīng)用型技術(shù)人才.這就使得獨(dú)立院校的課程設(shè)置上要以此為基礎(chǔ),在完成課堂教學(xué)的同時(shí),更要注重學(xué)生的工程實(shí)踐能力,將所學(xué)的專業(yè)技術(shù)應(yīng)用到具體的專業(yè)領(lǐng)域中,實(shí)現(xiàn)人才以培養(yǎng)目標(biāo).而目前的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置多是純粹的物理實(shí)驗(yàn),雖然包含范圍甚廣,但是缺少對學(xué)生基本技能的訓(xùn)練及與工程實(shí)際上的結(jié)合.
物理實(shí)驗(yàn)同其他課程一樣,學(xué)生能否對其感興趣是其學(xué)好這一門課的重要因素.實(shí)驗(yàn)課堂上傳統(tǒng)式的灌輸式教學(xué)模式已不適應(yīng)當(dāng)今的課堂教學(xué).這就要求我們轉(zhuǎn)變教學(xué)方法,比如實(shí)行“以學(xué)生為主;教師為輔”的教學(xué)模式[2]和多層次教學(xué)模式[3],教師在課上采用啟發(fā)式教學(xué),起到補(bǔ)充不足,指導(dǎo)遺漏與錯(cuò)誤的方式,增加實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生的作用.在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上,增加創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,也可聯(lián)系生活實(shí)際,設(shè)計(jì)開放性實(shí)驗(yàn)作業(yè),提升學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的興趣.
由于物理學(xué)知識(shí)內(nèi)容豐富,涵蓋廣泛,不僅包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等內(nèi)容,還包括原子物理學(xué),量子力學(xué)和核物理學(xué)的現(xiàn)代物理學(xué)內(nèi)容.而且物理學(xué)的內(nèi)容中的各個(gè)領(lǐng)域在自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域與其他學(xué)科互相滲透,物理學(xué)的研究方法和成果應(yīng)用于理工科專業(yè)的各個(gè)方面,促進(jìn)著整個(gè)現(xiàn)代科技的發(fā)展.物理學(xué)以上的特點(diǎn)就要求對于非物理專業(yè)的學(xué)生在設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容時(shí),即要考慮經(jīng)典的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,同時(shí)還要兼顧大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)與當(dāng)今科技發(fā)展的聯(lián)系,盡可能引進(jìn)新技術(shù)和新的實(shí)驗(yàn)手段,在有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)中,適當(dāng)拓展大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容,提升實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵,拓展學(xué)生視野.
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)獨(dú)立于大學(xué)物理課成為一門專門的課程之后,二者在教學(xué)的安排上必然出現(xiàn)不同步的現(xiàn)象,但是若理論課落后于實(shí)驗(yàn)課的話,必然對兩門課的教學(xué)效果產(chǎn)生不良的影響.因此在教學(xué)安排上實(shí)驗(yàn)課教師要與理論課教師在教學(xué)安排上多做溝通,一方面是時(shí)間前后的安排,做到理論課先于實(shí)驗(yàn)課;另一方面盡量保證實(shí)驗(yàn)的相應(yīng)理論內(nèi)容在理論課上講到.這樣可以實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相輔相成,達(dá)到理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的共同優(yōu)化.
對于不同專業(yè)的學(xué)生來說,對物理知識(shí)及實(shí)驗(yàn)課的需要是有區(qū)別的,例如:對于土木工程系中的專業(yè)多側(cè)重于力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),那么在實(shí)驗(yàn)課的設(shè)置上也要偏向于這方面;對于市政環(huán)境系的專業(yè)則在力學(xué)知識(shí)上涉及較少,而在熱學(xué)與光學(xué)知識(shí)上有所需求;而建筑學(xué)方面的學(xué)生在聲學(xué)、力學(xué)、光學(xué)的物理知識(shí)都有要求.因此針對不同專業(yè)的學(xué)生都采取相同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置顯然是不符合學(xué)生的專業(yè)發(fā)展需要的.這就要求在實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容設(shè)置上,即要求有針對所有專業(yè)通識(shí)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,還要針對不同的專業(yè)需求,設(shè)置模塊化實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置,不同專業(yè)的學(xué)生在做選擇性實(shí)驗(yàn)上,針對專業(yè)需求在不同的內(nèi)容模塊上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的選擇.這樣即可以實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、科學(xué)驗(yàn)證思想及科學(xué)素養(yǎng)的目的,也滿足了不同的專業(yè)的需求,到達(dá)教學(xué)效果的多方位立體化實(shí)現(xiàn).
培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用技術(shù)能力是獨(dú)立院校教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分,使學(xué)生獲得良好的知識(shí)駕馭能力,創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)觀察力,以及使學(xué)生具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力是獨(dú)立院校培養(yǎng)人才的目的之一.這就要求大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程在設(shè)置上要考慮實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)踐性、綜合性需求.因此,在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置上要增加開放性、綜合性的實(shí)驗(yàn)比重.這就要求實(shí)驗(yàn)課教師要學(xué)習(xí)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段、關(guān)注大學(xué)物理與前沿科技的發(fā)展與聯(lián)系、設(shè)計(jì)具有此類特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn);在成績考核模式上,也要增加這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的權(quán)重,提高學(xué)生對這類實(shí)驗(yàn)的重視.
獨(dú)立院校作為我國高等教育中重要的組成部分,在培養(yǎng)應(yīng)用型人才上發(fā)揮著越來越重要的作用.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課在理工科類專業(yè)中起著實(shí)驗(yàn)啟蒙的基礎(chǔ)作用,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果也從一個(gè)側(cè)面反映了獨(dú)立院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的能力.正因如此,獨(dú)立院校也越來越重視大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué).對于獨(dú)立院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題,筆者從幾個(gè)方面進(jìn)行了分析并提出了幾點(diǎn)改進(jìn)措施供同行參考,其中存在的偏頗和不足,望大家批評指正.希望通過我們的共同堅(jiān)持和不懈努力,能夠進(jìn)一步改進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué).
〔1〕張曉鵬,韓仁學(xué),孫揚(yáng).大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2015,28(3):114-116.
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