大學物理實驗模式改革與創新實踐論文

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1實驗模式的改革

大學物理實驗模式改革與創新實踐論文

1.1創新型實驗室

創新型實驗室是根據學生不同的認知水平,對其開展相應型別的實驗,包括驗證型、探索型與設計型實驗,不同的實驗型別進行相應的實驗,逐步提高學生的操作能力與思維能力。通過採取科學的方法,鼓勵學生對將要操作的實驗結果進行大膽的猜想並分析產生這個結果的可能原因。這種實驗遵循科學的方法,即學生從實驗開始到實驗結束的分析過程中,可以初步掌握研究問題的基本方法,並提高學生實踐能力、發現與處理問題的能力及綜合分析的能力,更重要的是會使得學生迸發出創造性思維,為學生個性化的培養提供良好的實驗平臺。

1.2如何建設創新型實驗室

建立創新型實驗室以學生為研究物件,從內、外兩個方面入手。從內入手:主要包括8個方面的內容。

(1)教學方法要“開放”:包括兩個內容:一、教學方法要有靈活性。教師通過問卷調查和座談會等形式與學生交流,並找到一種最適合學生學習的教學方法,即一個實驗配套一種教學方法。二、學生要有自主選擇性。對於所有的開放實驗,由專人列出其內容並公佈出來。學生根據自己的實驗需求,選擇適合的實驗專案,自己選擇指導教師。促使學生自主學習,提高他們的學習興趣。

(2)實驗教材的變革:以往的實驗指導書,從實驗目的、原理到實驗過程都寫得十分詳細,學生自己不需要思考,按照教材的步驟即可完成實驗,這極大地束縛了學生的思維能力。因此,新的實驗指導書上面只寫實驗目的,實驗器材和實驗意義即可,從根本上迫使學生挖掘自己的潛力和提升思維能力,自主設計實驗過程。

(3)教學方式的改變:如果學生想做的一些實驗專案沒法在現有的實驗室完成,就必須到其它的地方完成實驗。因此新的實驗教學平臺的建立顯得十分必要。在《類比電子技術》這門課的一些電路圖是可以在網上利用專門的軟體進行實驗,學生自己設計的電路圖,可以利用相應的軟體來檢測其是否正確。所以,在校內建立專門的網路平臺,來解決實驗室中解決不了的器材問題是非常必要的。

(4)教學組織變化:一、學生可以先進行基礎性實驗,再進行探索與設計性實驗。二、教師也可以根據學生自身專業的不同,選擇不同的科目進行教學,比如電氣工程與自動化專業的學生,可以專門做力學與電磁學的實驗,而光學與熱學的實驗可以選做。

(5)教學內容的聯絡:在創新型實驗教學中,教師可以引入《物理學史》的相關內容,即講述前人做經典實驗的過程以及做這個實驗的歷史背景等等。通常學生不理解為什麼要做這個實驗,有什麼具體意義,不同的實驗內容彼此有什麼聯絡等問題。在加入《物理學史》的內容後,不僅可以增加了物理實驗的趣味性,同時也可以使得學生從前人的實驗過程中借鑑他們的實驗思路、實驗方法以及感受前人的智慧火花,更重要的是學生明白了這個實驗的歷史意義,即科學與社會的發展息息相關,使學生懂得獲得的知識要服務於社會。

(6)教學時空上的調整:以教學與實驗同步進行為準,如《電路》實驗課程中戴維南定理的驗證實驗,可以將教學內容與實驗過程同步進行。

(7)教學科目的必修與選修:必修實驗課包括學生在學習文化知識後,進行實驗研究,即對書本當中剛學過的定理進行批判性的研究。選修實驗課包括對全新領域進行新實驗課題的研究。

(8)教學儀器的改革:鼓勵學生進行實驗探究,只要學生能完成實驗,達到實驗目的,學生就完全可以根據自己實驗所需的儀器,自主選擇實驗器材或者在網上購買實驗元件並進行組裝,來完成相關實驗。從外入手:包括兩個方面的內容。

(1)引入心理學基礎:對學生的學習引入心理學的理論,啟發與誘導學生喜歡學習,愛鑽研知識。老師要學會“放手”,給學生營造一種寬鬆、適宜的.學習環境;根據學生的認知水平,教師選擇相應的實驗題目。對於剛進入大學的學生來說,實驗是第一門課程,應該嚴格要求,比如對實驗資料的處理方法、實驗的操作過程等等,以培養出嚴謹、求實的科學精神。

(2)加入教育學的思想:樹立學生的教育主體及終生學習的思想,明白教育的意義,培養與提高自身的創新水平,掌握科學的研究方法和研究過程。

2實驗模式的實施

新的實驗模式會帶來很大的好處,一方面它可以營造激發學生興趣的教學氛圍,學生身處其中會時時刻刻感受到自己是教育主體。另一方面,它也可以逐步調整學生的學習狀態,從不重視實驗到參與實驗,最後到親自動手實踐。與此同時,它也會帶來一些挑戰,正所謂一個硬幣有正面也會有反面。首當其衝的是實驗器材的維修與保養。學生持續不斷地做實驗,器材也會受到損傷,維修費用也成了一個大的問題。其次,人員的安排上,教師不可能每時每刻都在實驗室等著學生做實驗。最後,學生是否會長期堅持下去。針對上述提出的問題,我們必須找到行之有效的方法才能保證新的實驗模式順利實施。根據長期實驗室的教學工作經驗,主要採取五方面的措施,以保障其創新型實驗室的順利建設。

(1)管理制度:一旦新型實驗室建立成功,隨後的問題也會接踵而至,比如實驗室的器材、安全以及實驗指導教師的工作量的增加等問題。因此,要根據教師與學生以及實驗室的具體情況,制定最為適宜的日常管理制度,妥善安排好教師的人員分配、儀器使用等問題。只有解決了這些問題,才能讓創新型實驗室更好的服務學生。

(2)教學開放平臺:前一段時間,遇到一個學生,他想做關於電解的實驗,但不知道在哪裡可以做實驗。因此,建立教學資訊公開化平臺,在全校網站等相關的地方說明實驗樓各樓層的實驗研究內容。這樣就可以保障學生一有想法,就可以到相應的實驗室去做實驗。同時與其他高校架設起資源共享的橋樑,使得教師與學生利用這個教學資源,同外校的師生交流和相互學習,同時,根據不同實驗專案的難易程度和參與學生人數的多少,設定不同級別的學科型別,真正的形成有一定規模效益的創新實驗教學平臺。

(3)自主選擇性:學校可以把所有實驗教師的個人資料(包括照片、所教科目、研究方向)全部整理出來,同時張貼在實驗室教師公佈欄中。學生自己探索或者設計的實驗,以紙質版的形式,粘到相關教師的邊框中,表明學生想讓這位老師指導。學生選定的老師應及時檢視實驗的可行性。一旦實驗可行,在約定的時間內,由老師指導學生完成實驗。

(4)教學簽到制與學分管理制:教學簽到制指的並不是學生上必修課的簽到,而是學生自選實驗課簽到的次數。這樣從“制度”上保證了建立新型實驗室的必要性。要是沒有必要的“強制”措施,只有與學生良性互動的主觀願望和教師的滿腔熱情,而不考慮做實驗的關鍵———學生,就很難讓學生參與其中,激發他們的積極性。因此,開放的實驗專案必須要實行學分制度,一旦學生開放的實驗學分未修滿,則要求他們重修,直到修夠學分為止。

(5)教師隊伍:配備優秀的教師隊伍,一個完善的創新實驗室不僅僅體現在它的裝置與環境上,更重要的還要體現在它的師資隊伍以及其它軟體的建設方面,這是作為建設創新型實驗室的關鍵步驟。教師隊伍的建設必須優先考慮建設內容,對於老師教學能力的高低與教師結構的合理搭配,將直接影響創新型實驗室效能的發揮。

3結束語

通過對新實驗模式的改革與創新實踐的研究,其中包括課程安排、教材內容和教學方法的革新以及學生學習心理等方面,最後發現它可以極大地調動學生的積極性和主動性,充分挖掘學生的探究能力和科研創新能力。例如通過對11級物理學採用新模式實驗教學,發現學生對實驗有了比較大的態度轉變,無論是從做實驗的積極性還是興趣等方面,都有大的改變,特別是課外實驗:設計噴霧裝置,學生自己設計實驗,準備器材,完成實驗。新實驗模式對大學物理實驗的教學起著關鍵的作用,特別是對學生的創新能力與動手實踐能力都有著推進作用,為我校舉辦各種大型比賽提供重要保證。