高校物理實驗教學發(fā)展與建議
時間:2022-06-18 03:31:34
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摘要:高校物理實驗教學是培養(yǎng)學生觀察能力、思維能力、動手能力和探索精神的一門基礎性學科,在培育創(chuàng)新型、適用型人才方面的地位和作用越來越明顯。但目前部分高校對物理實驗教學重視不夠、投入不足、模式僵化、主體不活、開放滯后。高校應加大投入,加快實驗室現(xiàn)代化建設步伐;激活主體,創(chuàng)新實驗教學模式;全面開放,適應新工科建設要求。
關鍵詞:高校;物理;實驗教學
高校是培養(yǎng)創(chuàng)新型、適用型人才的主要陣地,特別是高校實驗室作為實驗教學、科學研究、技術開發(fā)和學術交流的重要平臺和主要場所,是高等學校教學體系的重要組成部分。隨著科技、經濟和社會的發(fā)展,新興產業(yè)技術對高校工程教育的要求越來越高,為滿足應用型高校物理實驗室服務社會功能的時代要求,亟待改變傳統(tǒng)的教學模式,加快實驗室建設步伐,開展和完善多樣化教學方法,促進高校物理實驗教學與學生自主實驗的有機結合,增加綜合性和設計性實驗內容,并結合專業(yè)特點開設學生選做的計劃外開放實驗項目,創(chuàng)建以學生為主體的“開放式”實驗教學模式。
一、高校物理實驗教學發(fā)展存在的主要問題
1992年7月4日國家教育部頒布的《關于加強高等學校實驗室工作的意見》對強化高校實驗室功能提出了明確要求,各類高校特別是應用型高校也作了許多有益的探索,邁出了較大步伐。但是實踐中也存在一些不容忽視的問題:
(一)重視不夠
目前,高校普遍對物理實驗教學、提升實驗功能的重要性重視不夠。在傳統(tǒng)思維下,高校物理實驗教學是輔助教學,擠占學校現(xiàn)有資源,增加學校投入和人力負擔,加之考核權重不高,往往致使實驗教學流于形式,難以達到應有的效果。
(二)投入不足
高校物理實驗教學的材料消耗比較大,現(xiàn)有儀器設備的維護和維修費用不斷增加,并且受自身經費所限不得不停止或減少實驗教學的內容和項目,實驗設備的更新滯后,要實現(xiàn)全面開放步履艱難、任重道遠。
(三)模式僵化
部分高校物理實驗教學的教學方法相當落后,一般為教師講解實驗原理、實驗步驟、實驗示范后,學生照本宣科,況且實驗教學模式和實驗成績由學生的實驗報告確定,較少考慮學生專業(yè)的個性化要求和專業(yè)的發(fā)展方向。
(四)主體不活
高校物理實驗教學的主體應該是學生,物理實驗的目的是授人以漁,物化理論教學成果,培養(yǎng)學生的動手能力,讓其更好地理解和掌握物理知識并激發(fā)他們學習物理的興趣,使學生由“被動實踐”變“主動實踐”。同時,實驗教學還能增強學生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)他們的合作精神,為將來步入社會奠定基礎。但由于受傳統(tǒng)教學內容、教學方法和評價的影響,學生對實驗教學熱情不高、參與性不強,高校物理實驗教學的實效并不盡如人意。
(五)開放滯后
高校物理實驗室改革發(fā)展的目標是開放,即對教師開放、對學生開放、對社會開放。但目前的開放水平極低,許多高校認為實驗室開放會擠占學校現(xiàn)有的資源,增加學校的投入和人力負擔,從內心排斥試驗室開放,即便有的高校邁出了開放實驗室的第一步,但實際開放時間和內容相當有限,并人為設置許多條條框框從中作梗,高校物理實驗室開放終致流于形式。
二、對高校物理實驗教學發(fā)展的幾點建議
(一)加大投入,加快高校物理實驗室現(xiàn)代化的建設步伐
應用型高校要適應現(xiàn)代教學需要,不斷加強實驗室建設,有計劃、有步驟地列出專門經費用于物理實驗室的建設。在財力有限的情況下,選購有特色、有方向的物理實驗設備,讓學生從更多層面、更多角度理解物理理論知識與物理現(xiàn)象(如集聲、光、電、磁、力、熱和視覺震撼于一體的激光琴、幻影合成、3D裸眼立體電視、激光成像、流體虛擬演示墻、潮汐發(fā)電等),把傳統(tǒng)物理實驗教學進行現(xiàn)代包裝,變抽象理論為直觀演繹,從而培養(yǎng)學生的學習興趣,拓寬學生的視野。同時,高校應大力促進產學研融合發(fā)展,發(fā)揮自身的優(yōu)勢,主動與企業(yè)掛鉤,共建行業(yè)實驗室,吸納社會資金建設多功能、多學科實驗室,進一步拓展物理實驗室建設資金的來源渠道。
(二)激活主體,創(chuàng)新物理實驗教學模式
首先,要強化高校物理實驗教學以“學生為本”的理念,有步驟地把傳統(tǒng)的“灌輸式”教學向“引導式”“互動式”教學的轉變,充分調動學生的學習積極性,培養(yǎng)和增強他們的學習興趣,把提高動手能力和解決實際問題的能力擺在更加突出的位置。[1]要簡化和減少物理實驗教學中的理論及操作提示部分,引導學生獨立進行實驗課程設計和操作,培養(yǎng)他們的實驗興趣和創(chuàng)新意識,充分調動學生投入實驗課程的積極性,教育學生在設計實驗方案和提高實驗效率中求創(chuàng)新。其次,要增加設計綜合性的物理實驗教學內容,鼓勵學生運用所學知識和技能進行相關課程的知識實驗,提高學生的思維方式和科研能力。在這方面,可通過教師的指導和啟發(fā),讓學生自主選題、獨立思考,廣泛查閱資料,深鉆細研,力爭獨立完成物理實驗,并對實驗結果做出分析。第三,增設學生選做的有關物理實驗項目。高校應結合專業(yè)特點開設學生選做的計劃之外的開放實驗項目。一是由學生自擬實驗項目、自擬實驗方案(包括實驗方法、實驗步驟、實驗使用儀器設備),在實驗室完成實驗。二是讓學生參與教師科研項目的研究,在實驗室完成教師科研課題中的實驗。三是對面向學生立項的有關科技活動提供相應的實驗場所和設備、用材,必要時指派教師進行實驗指導,激發(fā)學生參與物理實驗的潛能,培養(yǎng)對社會有用的人才。第四,充分利用現(xiàn)代化手段,提高開放高校物理實驗教學的高效化、集約化水平。高校應運用計算機和通信技術及信息與現(xiàn)代教育技術手段,利用校園局域網、計算機仿真技術,促進物理實驗教學資源的共享,對實驗方案和實驗線路的設計進行論證和推演,使學生能夠不受實驗場地的限制,隨時隨地進行學習。這樣既保護了儀器儀表減少了受損率,也保護了實驗者的人身安全,從而提高了物理實驗教學的效率。第五,改革考核方式,增加學生實驗課程的學分權重。在實驗講解前,檢查學生預習報告(實驗目的、實驗儀器、實驗步驟和實驗原理),進行預習提問,根據(jù)學生回答情況給定預習成績,對不及格者進行必要的懲戒,杜絕物理實驗課偷懶抄數(shù)據(jù)現(xiàn)象,逐步改變傳統(tǒng)的給分方式,全面考查學生數(shù)據(jù)處理步驟是否完善、單位是否正確、分析問題是否詳細全面、實驗報告是否規(guī)范整潔、結果誤差等等,使學生逐步形成良好的實驗習慣和學習風氣。[2]
(三)全面開放,適應新工科建設要求
高校物理實驗室開放的對象主要有三個。一是高校教師。教師在實驗教學活動之外,可利用實驗室進行教學準備和開展自主課題研究。在實驗室開放運行中,教師發(fā)揮充分的知識儲備和實驗技能營造具有創(chuàng)新意識的濃厚教學氛圍,通過一次次實踐經驗的積累,增強創(chuàng)新思維,提高教學科研水平。二是學生。學生可利用選修課或是企業(yè)委托的研究課題的方式,根據(jù)自身的知識能力,自主選擇課題,在專業(yè)人員的技術指導下拓展思路,自擬實驗方案,通過查閱資料,設計實驗步驟,單獨或共同協(xié)作完成實驗任務。三是社會單位及個人。高校在滿足學校教學和科研的前提下可開放實驗室用于校外單位的各種實驗活動,包括職業(yè)檢測、分析、培訓等。對于一些企業(yè)的課題和項目,在條件允許的情況下鼓勵學生積極參與,這樣既可為其他單位和人員節(jié)約經費和成本,又可實現(xiàn)產學研的結合,創(chuàng)造更多的價值,以促進知識、能力、技術的有機融合。高校物理實驗室的開放有兩種形式。一是時間開放,主要指由作為實驗主體的學生自選實驗時間,按物理實驗教學要求完成培養(yǎng)計劃以及實驗教學大綱中規(guī)定的實驗項目和內容。二是內容開放,主要指自主設計性實驗、綜合性實驗和研究性實驗。實驗室在完成學生必做的教學實驗項目外,可開設選做和計劃外開放的實驗項目。學生也可自主選擇指定開放實驗項目、自擬實驗項目、教師科研項目、學生科研項目和開展學科競賽項目,按制訂的學習計劃進行科學實驗活動。總之,高校物理實驗教學要根據(jù)“新工科”建設要求,從教學理念、教學模式、教學內容、考核方式、開放程度等方面積極探索,提升高校素質教育的質量和水平,使學生由“被動實踐”變?yōu)椤爸鲃訉嵺`”,提高學生理解掌握專業(yè)理論知識和實驗基本技能以及對實踐問題的分析和解決能力,培養(yǎng)和提升學生的創(chuàng)新意識、合作精神,充分體現(xiàn)應用型高校培養(yǎng)人才的辦學特色,更好地實現(xiàn)服務經濟社會發(fā)展的辦學目標。
參考文獻
[1]陳莎,李少斌,李利.PBL教學法在生物數(shù)碼顯微形態(tài)實驗教學中的應用探索[J].中國教育技術裝備,2020(14):119-121.
[2]袁賢,何玉平,聶招秀,劉寧.基于“新工科”建設的大學物理實驗教學改革思考[J].教育教學論壇,2019(18):144-145.
作者:王勤 單位:晉中學院數(shù)學系
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