董先達(dá)+金萌+范珍
物理學(xué)是一門理論和實踐并重的基礎(chǔ)科學(xué),其實驗教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分。目前軍隊士官職業(yè)技術(shù)院校開展的物理實驗教學(xué)存在部分問題,具有一定普遍性,其主要表現(xiàn)在一下幾個方面:一是職業(yè)技術(shù)學(xué)校普遍對基礎(chǔ)科學(xué)重視程度不夠,學(xué)時和儀器等客觀條件有限,導(dǎo)致很多基礎(chǔ)實驗教學(xué)不能正常開展。二是教師和學(xué)生普遍對物理實驗重視程度不夠,有重理論輕實驗的現(xiàn)象普遍存在。三是在物理實驗的開展過程中,嚴(yán)格按照書本的規(guī)范流程下進行實驗,學(xué)生對實驗的理解不夠深入。
簡要分析以上問題的產(chǎn)生原因:
1、士官職業(yè)技術(shù)教育院校以專業(yè)訓(xùn)練為主,基礎(chǔ)課學(xué)時較少,而物理學(xué)又是一門最基礎(chǔ)的自然科學(xué)。學(xué)科各部分之間具有很強的關(guān)聯(lián)性和完整性。在有限的學(xué)時和教學(xué)條件下,所能分配到的實驗學(xué)時更是較為有限。教學(xué)場地也存在不夠用的情況,不能保證每個實驗室只做一套物理實驗,對分班教學(xué)更是提出了更高的要求。而士官學(xué)員普遍對自然科學(xué)的熱情很高,課堂氣氛活躍,缺乏對精密儀器的使用常識,使得每學(xué)期的實驗教學(xué)設(shè)備及儀器的完好率難以保障,部分易損易耗儀器配件得不到及時修理或補充。導(dǎo)致不能保證每名學(xué)員都能自己動手完成一套實驗,經(jīng)常要以小組的方式開展進行。
2、一些教師對實驗教學(xué)在認(rèn)識上存在一定的誤區(qū),不愿意開展實驗教學(xué)。主要表現(xiàn)在:(1)重理論輕實驗,認(rèn)為大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容都是以百年以上的經(jīng)典物理學(xué)為主,其實驗也多是驗證性實驗,都是前人做過的,對物理內(nèi)容的理解不起主要作用。而且對于能夠獲得的實驗現(xiàn)象也通常比較簡單,司空見慣,沒有必要開展實驗。所以做實驗不如講實驗或模擬實驗。(2)實驗前對儀器設(shè)備的準(zhǔn)備費時費力,不愿意付出更多的時間。尤其是對于比較年輕的女教師,習(xí)慣于課堂教學(xué),對實驗教學(xué)的開展和儀器故障排查檢修的能力或興趣不足?;蚴遣辉敢忏@研實驗教學(xué),教學(xué)方法手段比較單一,慣性思維比較重,同時害怕學(xué)員損壞儀器設(shè)備,實驗課堂難以管理。
3、學(xué)生方面的原因:大部分學(xué)生沒有養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,好奇心強,但缺乏基本儀器的操作使用常識,缺乏安全用電意識,實驗前不能充分預(yù)習(xí),在實驗中不遵守操作規(guī)則,不按要求做實驗造成儀器損壞,很大程度上影響實驗的正常開展。也有很多學(xué)生認(rèn)為實驗課堂氣氛輕松活躍,當(dāng)成是休息放松,不認(rèn)真對待實驗,只要完成實驗報告就行了,還是對理論課更加重視。不認(rèn)為在實驗學(xué)習(xí)中能夠獲得知識和技能。
可采取的幾點改進措施:
1、高等技術(shù)院校對基礎(chǔ)科學(xué)的教育不容忽視
雖然士官職業(yè)技術(shù)教育院校以技術(shù)修理等專業(yè)為主,但對于基礎(chǔ)科學(xué)的教育也不容忽視。物理學(xué)作為最基礎(chǔ)的自然科學(xué),其科學(xué)研究方法廣泛適用于一切科學(xué)。而且也是最能體現(xiàn)科學(xué)研究方法的學(xué)科。對于高科技人才的培養(yǎng)離不開科學(xué)素養(yǎng)的熏陶,即便在各行各業(yè),也需要具備基本的科學(xué)素養(yǎng)和邏輯思維能力。因此,物理學(xué)教學(xué)不僅是教知識,更主要的是讓學(xué)生學(xué)會一種科學(xué)的思維方法。當(dāng)具備了這種思維方法之后便可以觸類旁通的學(xué)習(xí)任何一門學(xué)科。而科學(xué)的研究是邏輯思維和實踐檢驗兩條路并軌進行的。這一點在物理實驗教學(xué)中體現(xiàn)的尤為明顯。因此在開展物理實驗教學(xué)中,應(yīng)該注重對科學(xué)研究方法的培養(yǎng)和鍛煉。在課程設(shè)置、經(jīng)費投入、師資調(diào)配和其他相關(guān)方面充分考慮物理實驗教學(xué)的實際需要,在一定程度上對實驗教學(xué)給予保證。教師要樹立以學(xué)生為主體、發(fā)展為中心的教學(xué)觀,把物理實驗教學(xué)作為物理教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生的能力,認(rèn)真改進實驗教學(xué),把實驗教學(xué)的重心真正轉(zhuǎn)移到以實驗為基礎(chǔ)上來。
2、增加靈活的實驗教學(xué)手段
在條件允許的情況下,學(xué)校可以設(shè)置專門的實驗指導(dǎo)教員,開放實驗室,購置一些基本的研究性實驗器材。讓實驗室成為學(xué)生實驗探究的陣地。在實驗教員的指導(dǎo)下,學(xué)生可以利用實驗室的資源,做一些探究性實驗,和設(shè)計性實驗,彌補學(xué)時上的限制。
合理開發(fā)虛擬仿真實驗。充分利用多媒體信息技術(shù),對一些因教學(xué)條件、實驗場地等客觀因素?zé)o法開展的實驗,可以借助計算機編程來模擬實驗現(xiàn)象,營造仿真的實驗環(huán)境氛圍。學(xué)員可以通過人機交互,自主地調(diào)整實驗的各種參數(shù),觀察變化,認(rèn)識現(xiàn)象,構(gòu)建知識。制作好的仿真實驗軟件,即可作為教員課堂教學(xué)的輔助動畫素材,又可拓展到實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中,創(chuàng)建讓學(xué)員探究性學(xué)習(xí)的環(huán)境,極大的豐富傳統(tǒng)的課堂內(nèi)容和形式,解決因教學(xué)手段單一,學(xué)員學(xué)習(xí)興趣不足的矛盾。仿真實驗操作方便安全,可以快速提高學(xué)員的動手能力和學(xué)習(xí)效率,解決因?qū)W時不足而造成的很多實驗不能開展的矛盾。通過虛擬房展,可以讓學(xué)員動手去操作實際具有危險性的實驗,解決了很多易損儀器和貴重儀器學(xué)員難于動手操作的矛盾。逼真的3D動畫效果迎合學(xué)員心理,能夠激發(fā)學(xué)員對科學(xué)探索的熱情,從而提高教學(xué)效果。打破傳統(tǒng)的教學(xué)手段,在課堂教學(xué)中,利用實驗環(huán)節(jié)直接作用于理論檢驗,更加注重知識的遷移和應(yīng)用,使理論和實踐更完美的融合。在有限的學(xué)時范圍內(nèi)可以適當(dāng)調(diào)整課程設(shè)計,增加虛擬實驗教學(xué)時間。仿真實驗人機交互性強,操作自由度高,沒有下一步、下一頁這些預(yù)先設(shè)計好的操作流程,各種參數(shù)的調(diào)整和儀器的組合都交給學(xué)員自主操作,突出以學(xué)生為主體,創(chuàng)建探究性學(xué)習(xí)的環(huán)境,讓學(xué)生自主的去觀察變化,認(rèn)識現(xiàn)象,構(gòu)建知識。游戲化的界面迎合學(xué)生心理,大大激發(fā)了他們對自然科學(xué)的學(xué)習(xí)渴望,使學(xué)員在娛樂中構(gòu)建科學(xué)的思維方法,鍛煉動手能力,培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)和探索精神,體現(xiàn)了物理學(xué)這門學(xué)科的重要實踐意義。突破客觀條件的限制,利用仿真實驗學(xué)員可以靈活的控制過程,再現(xiàn)一些轉(zhuǎn)瞬即逝的實驗現(xiàn)象和及其緩慢的實驗過程,以及不可逆的實驗過程,從而給學(xué)員一個細(xì)致觀察,發(fā)現(xiàn)規(guī)律的機會,實現(xiàn)傳統(tǒng)實驗由無法掩飾的宏觀、微觀的變化過程,將這些變化過程展現(xiàn)于學(xué)員眼前。總之,多媒體技術(shù)可以對物理實驗室內(nèi)所無法完成的實驗進行逼真地模擬,靈活地放大或縮小物理場景,將物理過程生動形象地展現(xiàn)在學(xué)生眼前,會使學(xué)生理解透徹。因此,要使多媒體技術(shù)成為物理實驗教學(xué)的重要補充手段。endprint