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        應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題及對(duì)策

        2021-02-11 13:46:06金遠(yuǎn)偉王婭冰伊兆廣許生慧
        科技視界 2021年36期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)報(bào)告大學(xué)物理應(yīng)用型

        金遠(yuǎn)偉 王婭冰 伊兆廣 許生慧

        (1.南京工程學(xué)院數(shù)理部,江蘇 南京211167;2.中國科學(xué)院上海天文臺(tái),上海200030)

        0 引言

        大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為一門高等學(xué)校必修的基礎(chǔ)課程,旨在鞏固學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論理解的同時(shí),提高學(xué)生動(dòng)手操作能力、數(shù)據(jù)處理能力、自主發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力、創(chuàng)新等能力,亦可在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、刻苦鉆研、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)等基本的科學(xué)素養(yǎng)。物理實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)研究的先驅(qū),其思想、方法及手段等是各學(xué)科實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),其重要性在應(yīng)用型本科院校中不言而喻。

        1 應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的現(xiàn)狀

        1.1 大班物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

        近年來,為配合社會(huì)的生產(chǎn)需要,應(yīng)用型人才成為國內(nèi)許多應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)的目標(biāo)?;诖四康?,應(yīng)用型高校幾乎所有理工科專業(yè)在大學(xué)一年級(jí)會(huì)開設(shè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)這門課程。隨著近十年本科學(xué)生的擴(kuò)招,高校的規(guī)模不斷擴(kuò)大,但實(shí)驗(yàn)教師及實(shí)驗(yàn)室設(shè)備無法及時(shí)實(shí)現(xiàn)同期增長。受限于當(dāng)前師資及實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件,南京工程學(xué)院每個(gè)實(shí)驗(yàn)班均達(dá)35人以上,嚴(yán)重超過了實(shí)踐類課程教學(xué)所能容納的最佳人數(shù)。同時(shí),每一學(xué)期各個(gè)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目輪換的對(duì)象接近130個(gè)班級(jí),嚴(yán)重超出了現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的載荷。超負(fù)荷的使用使得實(shí)驗(yàn)室儀器的損壞率提高,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)室維護(hù)上花費(fèi)更多的時(shí)間,而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的時(shí)間就更加捉襟見肘。在現(xiàn)有的困境下,如何合理安排物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),保證物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量是擺在眼前的首要問題。

        1.2 大班物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性

        第一,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂主要沿用“教師為主,學(xué)生為輔”的講解模式。教師詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器使用、注意事項(xiàng)并詳盡的演示實(shí)驗(yàn)[1]。這樣使得學(xué)生在課堂上只是模仿操作,缺乏自己思考,同時(shí)物理理論知識(shí)掌握不牢靠[2],這兩個(gè)因素導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏興趣,甚至產(chǎn)生排斥心理,這些畏難的負(fù)面情緒無形中大大削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。

        第二,大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)帶有功利性,對(duì)物理實(shí)驗(yàn)不像專業(yè)課那樣重視,最直觀的體現(xiàn)是實(shí)驗(yàn)報(bào)告封皮上的姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)、實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)日期等填寫不完整。同時(shí),在預(yù)習(xí)報(bào)告的書寫中缺乏自己的主觀能動(dòng)性(歸納、總結(jié)等能力),只是照搬原文,缺乏思考,導(dǎo)致學(xué)生未能在課前充分了解相關(guān)實(shí)驗(yàn)的基本原理、相關(guān)儀器的基本操作方法等,上課按部就班地操作,遇到問題完全依賴?yán)蠋煛?/p>

        第三,大班教學(xué)使得老師在課堂上不能顧及每一個(gè)學(xué)生,部分同學(xué)疏于動(dòng)手,敷衍了事,抄襲他人數(shù)據(jù),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課達(dá)不到預(yù)計(jì)的教學(xué)目的。

        1.3 考核方式過于單一

        以南京工程學(xué)院為例,每個(gè)實(shí)驗(yàn)一份紙質(zhì)報(bào)告,報(bào)告按預(yù)習(xí)報(bào)告占20%,實(shí)驗(yàn)操作占30%,數(shù)據(jù)處理占40%,問題討論占10%進(jìn)行評(píng)分,期末成績由所有實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績?nèi)【?。這種評(píng)分方式使得學(xué)生更加注重?cái)?shù)據(jù)和結(jié)果,忽略了對(duì)實(shí)際操作過程中動(dòng)手能力,自主發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力的鍛煉,而這部分能力卻是新時(shí)代應(yīng)用型人才所必需的,長此以往,還會(huì)使學(xué)生滋生造數(shù)據(jù)和抄襲的惡習(xí)。所以,一套優(yōu)秀的成績?cè)u(píng)定體系對(duì)提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)質(zhì)量至關(guān)重要。

        2 提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)大班教學(xué)效果的建議

        2.1 教學(xué)過程改革

        2.1.1 課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)

        為了提升課前預(yù)習(xí)效果,南京工程學(xué)院和超星網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行合作,搭建了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)平臺(tái),將實(shí)驗(yàn)室所有實(shí)驗(yàn)的課程預(yù)習(xí)內(nèi)容(視頻、文檔資料以及考核題庫)提供給學(xué)生[4]。學(xué)生在課前必須觀看視頻,同時(shí)閱讀教學(xué)文檔加深對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。建立一套與所有實(shí)驗(yàn)配套的預(yù)習(xí)考核題庫,以填空、判斷、選擇題為主,學(xué)生在完成預(yù)習(xí)內(nèi)容后必須進(jìn)行測(cè)試且合格后才能進(jìn)行本次實(shí)驗(yàn)。最終將觀看視頻、閱讀文檔的時(shí)長和預(yù)習(xí)測(cè)試的最高分綜合在一起得到學(xué)生每個(gè)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的成績。

        2.1.2 課堂環(huán)節(jié)

        在課堂上,將實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)逐條通過微課的形式錄制,在微信公眾號(hào)上進(jìn)行推送,并將二維碼張貼在實(shí)驗(yàn)桌上。學(xué)生可以自主探究,如遇問題可以通過手機(jī)掃描二維碼自主尋找答案。這樣在課堂上老師的時(shí)間更加充足,可以緊扣實(shí)驗(yàn)原理和操作細(xì)節(jié),進(jìn)行提問交流,打出學(xué)生課堂操作成績,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和自主學(xué)習(xí)能力。

        2.1.3 課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告

        所有實(shí)驗(yàn)報(bào)告編撰成冊(cè),將實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟以填空的形式讓學(xué)生完成。這樣減少學(xué)生課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫量,花更多的時(shí)間在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過程上,同時(shí)提升實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫的規(guī)范性,也方便老師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告,將老師的批改重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到學(xué)生數(shù)據(jù)處理過程上。

        2.2 考核方式改革

        考核體系決定了學(xué)生對(duì)課程的重視程度,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門注重過程的課程,所以,在課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)、課堂環(huán)節(jié)、課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告環(huán)節(jié)都有統(tǒng)一評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。但在實(shí)施過程中很難在每一個(gè)環(huán)節(jié)做到精細(xì)判斷打分,而學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績?nèi)∷袑?shí)驗(yàn)成績的平均值,因此,現(xiàn)有的考核方式還需改善。在現(xiàn)有的考核基礎(chǔ)上,在期末,增加隨機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作考試,主要針對(duì)平時(shí)分不及格的學(xué)生,對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)成績不滿意的學(xué)生,以及部分系統(tǒng)隨機(jī)抽取的學(xué)生。這樣一方面可以促使所有學(xué)生重視平時(shí)的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí),另一方面也可以讓部分平時(shí)分較低的學(xué)生有機(jī)會(huì)展現(xiàn)自己實(shí)驗(yàn)水平。

        2.3 教學(xué)模式改革——線上線下混合教學(xué)模式

        為解決線下大班物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)所面臨的問題,提高課堂教學(xué)質(zhì)量,引進(jìn)科大奧銳虛擬仿真實(shí)驗(yàn)云平臺(tái),形成“線下實(shí)驗(yàn)為主,線上實(shí)驗(yàn)為輔”的混合教學(xué)模式。線上實(shí)驗(yàn)時(shí)間靈活,學(xué)生只要配備電腦,學(xué)校網(wǎng)絡(luò)可以隨時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所以,線上實(shí)驗(yàn)可以作為線下實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),提前完成了線上實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)后再進(jìn)行線下實(shí)驗(yàn)操作,這樣比單純地模仿教師的實(shí)驗(yàn)操作效果要好。其次,線上實(shí)驗(yàn)也可以作為每學(xué)期大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的一部分,這樣可以降低線下實(shí)驗(yàn)室使用率高,解決實(shí)驗(yàn)儀器損壞率高,難維護(hù)的問題。再者,線上實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較為全面,可以作為線下實(shí)驗(yàn)的有益補(bǔ)充,也可以同步大學(xué)物理課程學(xué)習(xí),提升學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解,方便學(xué)生備戰(zhàn)物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽。最后,線上實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能和自主批閱功能為教師教學(xué)工作提供了極大的便利,提高教師的辦公效率。對(duì)教師和學(xué)生來說混合教學(xué)模式的起步具有一定的挑戰(zhàn),但一旦建立這種教學(xué)模式,就可以在有限條件內(nèi)最大限度地發(fā)揮教學(xué)效益,對(duì)后屆學(xué)生的教學(xué)將會(huì)一勞永逸。

        3 結(jié)語

        隨著我國科技與經(jīng)濟(jì)日新月異的發(fā)展,應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革勢(shì)在必行。作為萬千應(yīng)用型高校之一,我校規(guī)模不斷擴(kuò)大,物理實(shí)驗(yàn)課人數(shù)眾多,不論是在教學(xué)和管理上均對(duì)實(shí)驗(yàn)室工作者提出了更大的挑戰(zhàn)。應(yīng)用型本科院校中大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)大班教學(xué)存在的問題日益突出,筆者結(jié)合自己日常的教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn),提出自己的看法:通過教學(xué)過程、考核方式和教學(xué)模式的改革,將有望進(jìn)一步提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果,從而使得學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新能力得到更好地培養(yǎng)。

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