大學(xué)物理設計性實(shí)驗教學(xué)探討論文

大學(xué)物理設計性實(shí)驗教學(xué)探討論文

　　【摘要】大學(xué)傳統的物理實(shí)驗教學(xué)是教師根據物理課本進(jìn)行實(shí)驗的原理和步驟的基礎知識講解，學(xué)生在記下老師的講解重點(diǎn)后，在老師的帶領(lǐng)下進(jìn)入實(shí)驗室進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗，驗證老師講解內容的正確性。在這一模式中，實(shí)驗過(guò)程比較固定，學(xué)生需要教師的引導甚至是全程參與，沒(méi)有自己的想法，無(wú)法發(fā)揮自身的創(chuàng )造性。因此，本次課題從大學(xué)物理的設計性實(shí)驗教學(xué)角度分析，分別從設計性實(shí)驗教學(xué)概念、原則、問(wèn)題解決等方面探究大學(xué)物理設計性教學(xué)的有效發(fā)展途徑。

　　【關(guān)鍵詞】大學(xué)物理；設計性；實(shí)驗教學(xué)

　　大學(xué)物理是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后的一門(mén)實(shí)驗性較強的學(xué)科，也是學(xué)生通過(guò)實(shí)驗提升動(dòng)手能力、邏輯思維能力以及科學(xué)創(chuàng )新能力的有效途徑，是新時(shí)期素質(zhì)教育的要求。但是，傳統物理實(shí)驗教學(xué)模式的弊端阻礙了大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)發(fā)揮最佳效應，需要相關(guān)教育部門(mén)和機構以及學(xué)生本身不斷改革創(chuàng )新，設計性實(shí)驗教學(xué)就是其中的有效途徑之一。

　　1.設計性實(shí)驗教學(xué)概念

　　設計性實(shí)驗教學(xué)是一種較高層次的物理教學(xué)方法，其地位和科學(xué)實(shí)驗的訓練相近。設計性實(shí)驗教學(xué)的主要形式要求教師對學(xué)生發(fā)揮點(diǎn)播指導的作用，學(xué)生才是實(shí)驗的主體[1]。針對某一特定的實(shí)驗題目，教師引導學(xué)生根據實(shí)驗要求，進(jìn)行實(shí)驗相關(guān)準備資料的查閱，并能根據一定的實(shí)驗原則，科學(xué)合理的制定實(shí)驗方案，并能在眾多設計方案中挑選出其中最佳的實(shí)驗方案，在明確相關(guān)實(shí)驗的條件和操作步驟前提下開(kāi)展實(shí)驗，并記錄出試驗中的主要數據和物理現象。最后能自主的根據所學(xué)知識和實(shí)驗過(guò)程數據記錄的情況進(jìn)行實(shí)驗結果分析，能找出其中存在的問(wèn)題，并能適時(shí)調整好實(shí)驗設置，為下一次實(shí)驗做好鋪墊。這一完整的實(shí)驗過(guò)程就是設計性實(shí)驗過(guò)程，在這一過(guò)程中，學(xué)生的實(shí)驗自主性、創(chuàng )造性，發(fā)現問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得到有效提升，面對實(shí)驗過(guò)程中遇到的疑難問(wèn)題，教師適時(shí)給予點(diǎn)播和指導，促進(jìn)學(xué)生獨立思維和發(fā)散思維的發(fā)展。

　　2.設計性實(shí)驗教學(xué)的原則

　　2.1簡(jiǎn)化性原則物理實(shí)驗的方法一般都不止一種，通過(guò)不同的方法最終能達到同樣的效果，因此，在進(jìn)行設計性實(shí)驗教學(xué)和實(shí)踐中，教師要指導學(xué)生如何在眾多的實(shí)驗方案中挑選出其中過(guò)程最簡(jiǎn)便、實(shí)驗時(shí)間短、實(shí)驗所需材料少的方案進(jìn)行實(shí)驗，在保證實(shí)驗科學(xué)性和可行性的前提下，堅持簡(jiǎn)化性原則，盡可能的簡(jiǎn)化步驟，節省人力財力物力資源。2.2可操作性原則設計性實(shí)驗教學(xué)中，學(xué)生要全面考慮實(shí)驗過(guò)程中所需的一切設備和材料等資源，考慮已具備的條件和不能達到的要求，最終選擇出操作性強的實(shí)驗方案。一般來(lái)說(shuō)，物理實(shí)驗的開(kāi)展要選擇操作性較好的方案，以避免實(shí)驗過(guò)程中一系列不必要的麻煩。

　　3.設計性實(shí)驗教學(xué)的有效途徑

　　開(kāi)設實(shí)驗是大學(xué)物理課程不斷推進(jìn)“大學(xué)物理實(shí)驗”課程教學(xué)改革、加大人才培養力度的一個(gè)重要舉措。我們在分析國內外大學(xué)物理實(shí)驗課程發(fā)展現狀的基礎上，認為目前我國大學(xué)物理實(shí)驗課程還存在著(zhù)教學(xué)內容更新落后于當代科技的發(fā)展、實(shí)驗教學(xué)模式單一、學(xué)生主動(dòng)性和能動(dòng)性難以充分發(fā)揮等問(wèn)題。針對這些物理實(shí)驗教學(xué)存在的問(wèn)題，大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)應不斷創(chuàng )新教學(xué)模式，以激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性為目標。學(xué)�？蓪υ�有的“分層次的大學(xué)物理實(shí)驗開(kāi)放式教學(xué)”做進(jìn)一步完善，通過(guò)在“基礎性實(shí)驗、設計性實(shí)驗和近代綜合性實(shí)驗”3個(gè)層次實(shí)驗類(lèi)型的基礎上，增加一個(gè)“DIY課題研究性”實(shí)驗層次等形式實(shí)現課程教學(xué)的創(chuàng )新。通過(guò)確定DIY實(shí)驗題目，形成學(xué)生們統一的認識，注重物理實(shí)驗內容新穎、物理內涵豐富、與實(shí)際應用聯(lián)系緊密效果的發(fā)揮，從而實(shí)現學(xué)生能動(dòng)性和素質(zhì)的提高。手動(dòng)課題研究是設計性實(shí)驗教學(xué)的最直接有效的途徑，所選項目一定要有挑戰性，要能引起學(xué)生們的強烈興趣，要讓學(xué)生最大限度地參與到儀器制作、調試的全過(guò)程，并且要與已學(xué)過(guò)的實(shí)驗內容有銜接。在這一方面，哈爾濱理工大學(xué)物理專(zhuān)業(yè)師生從最開(kāi)始的忐忑到實(shí)驗原理的摸索、焊接電路到調試系統，最終看到裝有永磁鐵的物體懸浮在空中，進(jìn)行該項實(shí)驗研究的同學(xué)們感嘆這是他們所做過(guò)的最有意思、最有意義、最有成就感的一次實(shí)驗。這次實(shí)驗如同一座橋梁，拉近了學(xué)生們與電子制作的距離。做完物理實(shí)驗“DIY制作電磁混合磁懸浮實(shí)驗系統”后，大部分同學(xué)都有類(lèi)似的感想。該實(shí)驗項目是物理實(shí)驗中心經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的精心準備、在本學(xué)期的大學(xué)物理實(shí)驗課為大二同學(xué)開(kāi)設的一個(gè)全新的實(shí)驗選修項目。為了做好該實(shí)驗項目，他們做了充分預案，撰寫(xiě)了實(shí)驗指導書(shū)、實(shí)驗講義，并研制了10余套和實(shí)驗配合的新儀器。在實(shí)驗過(guò)程中，實(shí)驗中心提供基本的儀器、元部件。學(xué)生要深入了解實(shí)驗原理，自行設計實(shí)驗方案，自己動(dòng)手組裝儀器并根據實(shí)驗進(jìn)行參數調試。這一新的實(shí)驗受到學(xué)生的歡迎，目前已有400余人參加了該實(shí)驗項目。此外，要保證設計性實(shí)驗教學(xué)的成效提升，還要不斷完善學(xué)校的物理實(shí)驗基礎設施建設，完善師資隊伍配置，不斷提升師資水平，給予學(xué)生以高標準的引導，不斷提升學(xué)生實(shí)驗水平和科學(xué)素養。

　　結論

　　設計性實(shí)驗教學(xué)在開(kāi)發(fā)學(xué)生思維、提升創(chuàng )造力、增強學(xué)生實(shí)踐能力、促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養提升等方面意義重大，大學(xué)物理相關(guān)教職人員和學(xué)生要認識到設計性教學(xué)的重要性作用和原則，通過(guò)創(chuàng )新實(shí)驗方式實(shí)現實(shí)驗教學(xué)水平和效果的提升。

　　參考文獻：

　　[1]安利民.分層次、開(kāi)放性、團隊化的實(shí)驗教學(xué)模式構建——以黑龍江大學(xué)物理基礎實(shí)驗中心為例[J].黑龍江教育(高教研究與評估),2014,07:3-4.

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