李蓉 任喜梅 王錦麗 鐘春曉 華東交通大學(xué)理工學(xué)院
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是高等理工科專業(yè)對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程,是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開始,是后續(xù)各類專業(yè)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和動(dòng)手能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力起著其他課程不可替代的作用。因此,如何進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體制改革,提高教學(xué)水平和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,一直是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教師必須要研究的課題。
首先,教師和學(xué)生在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中,在很大程度上是不斷地重復(fù)和驗(yàn)證教材上已有的定理和定律。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難免會(huì)感覺枯燥和沒有挑戰(zhàn)性;其次,學(xué)生在進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)之前并沒有認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn),對實(shí)驗(yàn)的基本理論知識(shí)沒有弄清楚。這樣,在做實(shí)驗(yàn)過程中沒有清晰的條理,連貫的邏輯思維性,不僅瞎摸瞎撞浪費(fèi)時(shí)間,而且很難在規(guī)定時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)。第三,在觀察實(shí)驗(yàn)和記錄數(shù)據(jù)上,學(xué)生總是按照現(xiàn)有的模板,思維被規(guī)定在老師設(shè)定的模式中,難有創(chuàng)新。這是目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中一直存在的普遍現(xiàn)象。
目前,絕大部分高校的大學(xué)物理課程為必修課程,沒有選修,有些實(shí)驗(yàn)可能部分學(xué)生高中就做過,比如基本測量實(shí)驗(yàn)里面的游標(biāo)卡尺、螺旋測微計(jì)的使用,很多同學(xué)在高中的時(shí)候就用過,到大學(xué)再來重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn),學(xué)生覺得沒有意思,極大的打擊了學(xué)生對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的興趣。
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容變化不大,與當(dāng)今科技的進(jìn)步容易脫節(jié),如簡單的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多,綜合性的實(shí)驗(yàn)少;經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)多,新型實(shí)驗(yàn)少;驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)多,創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)少。實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊,實(shí)驗(yàn)方法固定,實(shí)驗(yàn)步驟重復(fù)等。實(shí)驗(yàn)沒有充分體現(xiàn)出與現(xiàn)有科技的聯(lián)系,這樣就降低了學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)課的興趣和積極性。
在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,教師采取的教學(xué)方法一般為:教師在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)前先講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?,然后做詳?xì)的實(shí)驗(yàn)演示,接著,學(xué)生只需按照老師講解的步驟依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn),再把數(shù)據(jù)記錄在統(tǒng)一設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊上。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)覺得沒有挑戰(zhàn)性,很大程度的抑制了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。
目前,我們學(xué)校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程考核的方式主要為平時(shí)成績+考試成績。其中平時(shí)成績占70%,考試成績占30%。平時(shí)成績主要包括考勤,課堂表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的處理情況。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的模式是完全相同的,很多同學(xué)為了應(yīng)付老師的檢查,直接拿其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告參考,所以,實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績并不能完全顯示實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的動(dòng)手操作能力和對具體實(shí)驗(yàn)的掌握情況。因此,這樣的實(shí)驗(yàn)考核方式顯得呆板,不能激發(fā)學(xué)生的積極性。
全國己有不少高等院校對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)進(jìn)行了改革,針對這種形勢,本課題結(jié)合學(xué)校自身的現(xiàn)狀和實(shí)驗(yàn)室條件,對我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行教學(xué)改革。我們學(xué)校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)Ⅰ和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)Ⅱ。涉及到的實(shí)驗(yàn)包括力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等內(nèi)容。并按照基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類,突出的體現(xiàn)了學(xué)科的系統(tǒng)性及學(xué)科之間的兼容互補(bǔ)性,加強(qiáng)了對學(xué)生科思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是按力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等內(nèi)容進(jìn)行劃分,并分別形成各自的封閉體系,這種封閉體系突出了學(xué)科的系統(tǒng)性,但忽視了學(xué)科之間的兼容互補(bǔ)性,限制了學(xué)生跨學(xué)科思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
結(jié)合我校的具體情況,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)Ⅰ和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)Ⅱ。涉及到的實(shí)驗(yàn)包括力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等內(nèi)容。并按照基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類。將基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)作為“通用模塊”,全體學(xué)生必修;將綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)細(xì)化成相應(yīng)的“專業(yè)模塊”。不同專業(yè)的學(xué)生可在相應(yīng)的“專業(yè)模塊”內(nèi)根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣自主決定選修內(nèi)容。在教學(xué)改革中,土木建筑分院的學(xué)生主要選修“導(dǎo)體電阻率的測量”這個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn);而電信分院的學(xué)生則主要選修“歐姆表的制作”這個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的過程中,我們注重學(xué)生預(yù)習(xí)報(bào)告的處理,目的在于要求學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候,對自己在實(shí)驗(yàn)室要做什么心中有數(shù)。教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示操作的時(shí)候,增加了提問的環(huán)節(jié),激發(fā)學(xué)生開動(dòng)腦筋思考問題。比如,在做“光柵衍射”實(shí)驗(yàn)時(shí),在擺放凸透鏡的時(shí)候,提問學(xué)生凸透鏡要遠(yuǎn)離狹縫還是靠近狹縫。為什么要靠近,原因是什么,等等。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)過程中,可以讓學(xué)生自由分組,每組兩個(gè)人。同組學(xué)生可以相互討論,但每位學(xué)生必須要有一份獨(dú)立的數(shù)據(jù)。這樣做,就可以防止一些學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室混時(shí)間。
學(xué)校規(guī)定每個(gè)學(xué)生必須完成多少實(shí)驗(yàn)數(shù)量,包括必修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和選修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。但考核的形式不局限于提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告為最終形式。提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告占總成績的50%,綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)占總成績的30%,其他占總成績的20%進(jìn)行劃分。多渠道的評價(jià)模式為學(xué)生展示能力提供了更廣闊的空間,能夠更人程度調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。
在應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)模式下,高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新性思維培養(yǎng)方面確實(shí)起到了積極作用。根據(jù)社會(huì)和企業(yè)對應(yīng)用型人才提出的新要求,必須從實(shí)踐教育自身的特點(diǎn)出發(fā),以應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)需求為指導(dǎo),通過完善課程設(shè)置,調(diào)整實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,改革教學(xué)及考核評價(jià)模式等,增強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的針對性和實(shí)效性,真正發(fā)揮大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中的作用。