魏要麗,楊 亮

(海南大學(xué),海南?？?570208)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分層教學(xué)模式的探究

魏要麗,楊 亮

(海南大學(xué),海南?？?570208)

針對(duì)不同專業(yè)學(xué)生大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的差異,從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置和教學(xué)方法出發(fā),建立不同專業(yè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分層教學(xué)模式,經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐過程取得了良好的教學(xué)效果。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn);分層教學(xué);實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后開設(shè)的一門基礎(chǔ)必修課,大部分的理、工、農(nóng)、林等專業(yè)的學(xué)生都要開設(shè)物理實(shí)驗(yàn)課。由于學(xué)生個(gè)人的智力、興趣、性格的差異,思考問題的廣度、深度、靈活性及克服困難的勇氣和毅力的不同,因此大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)就要因材施教,對(duì)不同的專業(yè),采取不同的方法和要求進(jìn)行教學(xué),允許并能采取適當(dāng)?shù)拇胧┐龠M(jìn)拔尖學(xué)生冒出來,對(duì)個(gè)別學(xué)習(xí)困難的學(xué)生也能針對(duì)性的進(jìn)行幫助,即采用分層教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)[1-2]。本文根據(jù)專業(yè)性質(zhì)特點(diǎn),在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置和教學(xué)方法上采用分層教學(xué)模式,使全校學(xué)生通過物理實(shí)驗(yàn)達(dá)到掌握基本實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)科學(xué)作風(fēng),激發(fā)創(chuàng)新精神的目標(biāo);同時(shí)也為熱愛科學(xué)、熱愛物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)、探索、研究、創(chuàng)新的空間,并取得了顯著的教學(xué)效果。

1 根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

分層教學(xué)要求教學(xué)內(nèi)容應(yīng)富有彈性,以滿足不同學(xué)科、不同專業(yè)、不同層次學(xué)生需求。

1.1 農(nóng)林專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的設(shè)置

由于農(nóng)林專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)比較少(32學(xué)時(shí)、48學(xué)時(shí)),要求在有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi),根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,開設(shè)和專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)。由于部分學(xué)生在中學(xué)時(shí)物理實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練較少,動(dòng)手能力差,應(yīng)多開設(shè)一些基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目彌補(bǔ)不足。例如,開設(shè)長(zhǎng)度和密度的測(cè)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、楊氏模量測(cè)量、膨脹系數(shù)的測(cè)量、電橋、磁場(chǎng)的測(cè)量、焦距測(cè)量、牛頓環(huán)等基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。這些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的開設(shè)有助于掌握基本測(cè)量?jī)x器的使用,訓(xùn)練基本的物理實(shí)驗(yàn)技能。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選取上,兼顧力、熱、光、電等有關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,形成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)提高性實(shí)驗(yàn),難易銜接,循序漸進(jìn),逐層提高。

1.2 理、工科專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的設(shè)置

理、工科專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)課有48學(xué)時(shí)、64學(xué)時(shí),學(xué)生物理基礎(chǔ)相對(duì)好一些,可以多開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)技能,掌握科學(xué)的研究方法。例如,液體粘滯系數(shù)的測(cè)定、示波器的使用、聲速的測(cè)量、分光計(jì)的調(diào)整、光柵特性、光電效應(yīng)、夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)、聲光效應(yīng)、熱電偶的定標(biāo)與測(cè)溫等實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用綜合知識(shí)解決問題的能力,例如開發(fā)氣墊導(dǎo)軌上的實(shí)驗(yàn)研究,電表的改裝與校準(zhǔn)、電位差計(jì)的設(shè)計(jì)等。總之,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排既要考慮知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系,又要充分利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備,增強(qiáng)學(xué)生綜合應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)解決物理問題的能力。

1.3 開設(shè)開放式選做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

實(shí)驗(yàn)室除規(guī)定各學(xué)科的學(xué)生要完成的必做實(shí)驗(yàn)外,還應(yīng)開出一定數(shù)量的選做實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和專業(yè)需要自由選做[3]。這類實(shí)驗(yàn)以開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主,即學(xué)生網(wǎng)上自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間,自主地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),使學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性、積極性得到了充分的發(fā)揮[4]。我校根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),選取一部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作為開放式選做實(shí)驗(yàn),例如,土壤水勢(shì)的測(cè)定、攝影與暗室技術(shù)、RLC串聯(lián)電路暫態(tài)過程的研究,“PN”結(jié)溫度傳感器、霍爾傳感器、數(shù)字信號(hào)光纖傳輸技術(shù)等,這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性,積極性,能夠讓學(xué)生體會(huì)到物理實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)代工程技術(shù)中應(yīng)用廣泛,提高學(xué)習(xí)興趣,自覺主動(dòng)變“要我做實(shí)驗(yàn)”為“我要做實(shí)驗(yàn)”。同時(shí)這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式做到了時(shí)間上、儀器設(shè)備上、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上的開放,有利于因材施教,有利于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展[5]。

1.4 學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)

對(duì)物理實(shí)驗(yàn)特別感興趣的同學(xué),我們開展物理實(shí)驗(yàn)的第二課堂,即學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng),作為物理實(shí)驗(yàn)的課外補(bǔ)充及提高。這部分實(shí)驗(yàn)可以加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力,提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn),科技創(chuàng)新活動(dòng)可以找一些比較新穎,比較貼近生活實(shí)際的實(shí)驗(yàn)。例如,太陽能電池基本特性研究。此活動(dòng)的主要目的是創(chuàng)造條件,模擬科學(xué)研究工作的過程,讓學(xué)生按照預(yù)定的要求自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)。它能較好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)和技能進(jìn)行創(chuàng)造性思維的能力,從而使學(xué)生得到初步的綜合運(yùn)用知識(shí)的訓(xùn)練,提高分析問題、解決問題的能力。

2 教學(xué)方法上采用分層教學(xué)

由于各個(gè)層次實(shí)驗(yàn)的教學(xué)側(cè)重點(diǎn)各不相同,這就要求實(shí)驗(yàn)教師在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)所采用的教學(xué)方法也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

2.1 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要是加強(qiáng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行基本實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。講授法是此階段最基本的教學(xué)方法,即以教為主,充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,在實(shí)驗(yàn)課上講清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康?原理,儀器的使用,實(shí)驗(yàn)步驟,注意事項(xiàng),演示實(shí)驗(yàn)過程等,學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)課本上的步驟逐步完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹＿@種教學(xué)方法主要針對(duì)物理基礎(chǔ)薄弱的農(nóng)林專業(yè)的學(xué)生,在這個(gè)階段,要特別注重學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能與方法的訓(xùn)練,包括:原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄、數(shù)據(jù)分析與誤差處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范化表述等等。在教師的指導(dǎo)上,采取集中講解和個(gè)別指導(dǎo)相結(jié)合,同時(shí),利用多媒體,配合可視化的影音材料供學(xué)生參考學(xué)習(xí),加強(qiáng)教學(xué)效果;而對(duì)于理工科專業(yè)物理基礎(chǔ)拔尖的學(xué)生,主要通過此種教學(xué)方式訓(xùn)練基本實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)素養(yǎng)。

2.2 綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法

綜合性實(shí)驗(yàn)重在學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),此時(shí)的教學(xué)方法應(yīng)以啟發(fā)式為主,教師發(fā)揮著啟發(fā)引導(dǎo)的作用。此階段學(xué)生以學(xué)習(xí)的主人身份,采取自主式的學(xué)習(xí)方式,主動(dòng)獲取知識(shí),大膽探索,用自己所學(xué)的知識(shí),分析、解決問題,使自己學(xué)會(huì)掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法,為終身學(xué)習(xí)和今后工作奠定良好基礎(chǔ)。教師在制作綜合性實(shí)驗(yàn)的電子教案中,適當(dāng)插入實(shí)驗(yàn)操作的錄像片段或動(dòng)畫文稿,并加以語言解說,強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng),為學(xué)生創(chuàng)設(shè)愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境,調(diào)動(dòng)學(xué)生感官的綜合參與,增加學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣,將“實(shí)驗(yàn)”轉(zhuǎn)化為“試驗(yàn)”,將填鴨式教學(xué)改為師生互動(dòng)的討論式教學(xué),促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)過程中,將學(xué)生分為2~3人一組,讓學(xué)生在小組或團(tuán)隊(duì)中合作學(xué)習(xí),交流討論。

2.3 設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法

設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)以學(xué)生獨(dú)立自主實(shí)驗(yàn)為主,教師輔助指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)為輔,教師采用啟發(fā)、引導(dǎo)或借助計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種教學(xué)方法和手段,將教學(xué)的重點(diǎn)放在物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想、物理方法、儀器的設(shè)計(jì)原理和技巧上,針對(duì)學(xué)生個(gè)體和不同專業(yè),不拘一格的實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程。

由于設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和要求明確,但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和具體實(shí)現(xiàn)方案,必須由學(xué)生進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和安排,因此,這類實(shí)驗(yàn)一般每組由2 ~4個(gè)學(xué)生組成,采取合作研究式的學(xué)習(xí)方式,共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,規(guī)劃實(shí)驗(yàn)步驟,教師在實(shí)驗(yàn)過程中,給予必要的指導(dǎo),實(shí)驗(yàn)結(jié)果由實(shí)驗(yàn)小組協(xié)同完成。有的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)還采用學(xué)生講解、教師提問的答辯方式對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)判。此時(shí)要加強(qiáng)師生互動(dòng),給學(xué)生更多的發(fā)言權(quán),鼓勵(lì)學(xué)生大膽發(fā)表意見,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考,以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力,同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)背景知識(shí)及相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展作進(jìn)一步了解。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)是對(duì)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能和理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用的檢測(cè),能夠體現(xiàn)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)和綜合解決問題的能力[6]。

3 結(jié) 論

時(shí)代的發(fā)展要求我們必須轉(zhuǎn)變教育觀念,不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,不同專業(yè)分層次大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的建立,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)出現(xiàn)良性循環(huán)狀態(tài),基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)補(bǔ)齊提高,拔尖的同學(xué)有“用武之地”,實(shí)現(xiàn)了“個(gè)性化”的教學(xué),激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性;同時(shí)建立以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,形成以自主式、合作式、研究式為主的學(xué)習(xí)方式;實(shí)驗(yàn)內(nèi)容逐層加深,難度逐層加大,并且不同的教學(xué)層次對(duì)應(yīng)不同的教學(xué)方法,主動(dòng)適應(yīng)了學(xué)生的接受能力,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中主動(dòng)提高,符合循序漸進(jìn)的教學(xué)原則。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上,采用多樣化的教學(xué)手段,融合多種方式輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué),這些措施都最大限度的實(shí)現(xiàn)了即要使學(xué)生掌握物理實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容,又給學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的空間,讓學(xué)生在精彩的課堂中深刻地掌握所學(xué)知識(shí),達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

[1] 孫立紅,崔敬花.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分層教學(xué)法[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2012,25(2):91-93.

[2] 劉克蘭.現(xiàn)代教學(xué)論[M].重慶:西南師范大學(xué)出版社,1998:41-44.

[3] 孫臘珍,張?jiān)雒?研究型大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的實(shí)踐與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2008,25 (10):18-20.

[4] 趙愛清,楊大鵬,溫隨群.開放型大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探討[J].物理通報(bào),2011(2):45-46.

[5] 李末,陳小玲,何玉平.工科院校大學(xué)物理開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探討與實(shí)踐[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2011,24 (4):97-98.

[6] 漆建軍,肖化.設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)在大學(xué)生智力開發(fā)中的積極效應(yīng)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2003(2): 130-132.

Exploring the Leveled Teaching M ode of the College Physical Experiment

WEIYao-li,YANG Liang
(Hainan University,Hainan Haikou 570228)

According to the different basis of college physical experiment for the different professional students,from the setting of the experiment content and the teaching method,established the leveled teaching mode of the college physical experiment,after teaching practice,thismode obtained good results.

college physical experiment;leveled teaching;experiment content

G 642.4

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.005.035

1007-2934(2015)05-0126-03

2015-06-11