物理实验超市

2022-09-12

实验是手、脑并用的实践活动, 物理实验是学生进入大学后较旱遇到的一门系统全面的实验课程, 也是多学科基础训练的基础学科, 它不仅可以加深对理论的理解, 更重要的是使学生获得基本的实验知识, 在实验方法和技能等方面得到较为系统严格的训练。同时, 也是培养创造性人才的必经之路, 在培养科学工作者的良好素质及科学世界观方面, 物理实验也起着潜移默化的作用。

1 物理实验教学的现状

物理实验课是我校理科基础的必修课, 每学期从第一周开始上误差理论每班2学时, 第二周开始至14周上实验课, 每班连续做1 0个实验项目, 再加操作考试就算完成物理实验的全过程。该课程安排属于硬性规定, 不管学生喜恶, 而是像填鸭式的“硬塞”。每次上实验课都是由老师讲解实验的目的及操作过程, 然后由学生在老师的指导下, 按规定的方法, 按规定的时间内完成, 再把实验数据带回去, 按老师指定的方法完成实验报告交给老师。这样的课程安排, 大多数的学生完成实验后, 都不十分清楚实验的内容, 为什么要做这样的实验, 这样做说明什么现象、规律, 证明什么原理, 出现的这些物理现象今后在实践中那里能应用等。总之现状的物理实验教学仅仅是理论教学的一个辅助手段, 缺少独立的教学体系, 这种体制在强调传授知识的观念下能起到巩固理论知识的作用, 但在注重创新的时代已显示出它的弱势, 在这种体制的影响下, 不能发挥以人为本的主导思想, 不能因材施教, 学生的水平、能力本来就存在着差异, 但教学中还是将学生同等对待, 这种教学方法, 使得动手能力强的学生主动性不能充分发挥, 而能力较差者又感到吃力, 不能激发起学生做实验的极积性, 学生的行为都是被动的, 有些设计性较强的实验不能发挥出来, 这样有碍科学人才的培养。因此实验教学不仅仅是验证理论, 传授知识, 更重要的是培养学生理论联系实际, 解决实际问题的能力, 所以不搞好实验教学这一关, 也就不可能培养出独立思考, 勇于创新的高素质人才来。就因为现有的教学体系, 让学生做实验时没有自己的要求, 没有动力, 不知到自己的目的在那里, 于是对物理实验产生一种抵触或不重视的情绪。针对这种现况, 我们需要一种物理实验教学的新体系。

2 以超市模式, 建立物理实验课程新理念

于是提出一种新理念——物理实验超市 (简称为超市) 。一说起超市, 人们常会联想起存在于我们身边的市场泾济型超市, 该超市的特点是按市场经济运行的模式, 根据人们物质、文化生活的需要而设置的, 人们在这种超市中可以自由选择自己喜欢的商品。而我们这里所说的, 物理实验超市也是建立在这种理念上的, 让学生到物理超市去, 按照教学大纲的要求, 选择自己喜欢的及需要弄清楚的实验内容及项目等。而与生活超市不同的是, 物理实验超市是一种教学的行为, 注重学生个性化发展, 让学生自己去获取所需的知识源泉, 而不是获取利润的途径。这个物理实验超市教学能创设学习物理的情境, 能激发学生学习物理的兴趣与求知欲望。以这种超市模式贯穿在教学中。

(1) “超市”有灵活的时间空间。大学生们都有求知探索知识的欲望, 但他们更需要比较宽松、自由支配的时间空间。而物理实验超市新体系, 则可以很好地解决这个问题, 正是因为“超市”自由开放的特点, 在时间上, 有利于学生根据自身的特点以及习惯的需要合理安排, 学生可以根据教学大纲的要求, 灵活地使用时间, 利用较少的时间去完成相对比较简单易懂的实验, 而抽出更多的时间安排学习、研究相对较难不易掌握的实验, 这样科学的时间安排, 既能完成教学大纲的要求, 又能使有充余时间, 学习其他学科知识, 对于当今大学生来说由其重要的, 是大学生个性与追求的体现。

(2) “超市”可以让不同层次、不同专业及不同水平的学生一起做实验。在方法和手段上改变过去的单一模式, 按教学大纲的要求, 同时开出多个项目的实验, 在实验教学上扩大、加深拓展知识面, 让学生根据本专业及兴趣、个性要求来自由选择实验内容, 由学生独立进行学习和研究, 激发学生学习的主动性, 真正做到实验教学以人为本, 由以教为主变为以学为主, 将学习主动权交给学生, 这种体系既能保证学生基础性的实验训练, 又能满足不同能力、不同层次学生的实验需要, 为学生提供更大的学习空间, 达到分层次, 因材施教的目的。

(3) “超市”更能促进师生的互动性。教师在“超市”的作用应根据不同能力的学生, 适当调整教学方法。根据不同的学生, 实施不同的教学方法, 不再充当“充填手”而是引导、指导学生如何做好实验。例如, 选择以基本能力训练为主的学生, 为加速技能的培养, 老师应精心选择验证性实验内容, 使学生可以在较短的时间内用较少的精力获取尽可能多的知识和能力, 同时使学生在中学产生的思维有了定势的转变。对选择偏向综合性实验的学生, 老师应采用启式的教学模式, 引导学生去解决实验中出现的问题, 并提示分析问题和解决问题的观点与方法, 组织学生相互讨论解决问题。对选择设计、科研性实验的学生, 老师只充当指导者, 应充分发挥学生的主体地位, 偏重于学生自己选题, 结合老师的科研或面向具体的问题, 独立完成实验。这几个层次与教学目标和内容结合起来, 才能培养出适应现代发展需要的各类型合格人才。

3 物理实验超市的组成

新实验课程的组成分为基本实验、综合性实验、设计性实验、科学小实验、实验服务部等。形成从低到高、从基础到前沿、从接受知识到培养综合能力, 逐级提高的一、二、三级基础物理实验课程新体系。每一级物理实验大致用一个学期的时间完成, 不同的级别标志着不同实验技能和科学思维水平。这样, 基础物理实验课不再是课堂教学内容的简单重复和验证, 也不再是把力、电、光、近代物理等独立学科的实验简单地串联起来。使学生从较高起点上进入大学物理实验, 逐级走向科学的高峰。

(1) 一级物理实验为普及性实验, 主要包括基本物理量的测量、基本实验仪器的使用基本实验技能的训练和基本测量方法与误差分析等。涉及到力、热、电、光、近代物理各个学科, 适合于理、工、文、商、农学院各专业学生的学习和基本训练。

(2) 二、三级物理实验逐步增加综合性实验和设计性实验的比例及难度, 有利于激发学生的学习热情, 使他们变被动学习为主动学习。以前由教师排好实验、准备好仪器、学生做现成实验的做法, 变为在教师引导下学生自己设计方案完成实验, 从而达到培养学生的综合思维和创造能力的目的。通过做设计实验, 学生从成功与失败中受到训练, 素质得到提高。

(3) 四级物理实验以科学小实践方式, 围绕基础物理实验组织若干课题, 以科研方式进行实验, 培养学生的研究、开发应用能力。在课程安排上, 一级物理实验面向全校各学科专业学生开课, 二、三级物理实验对理工类专业开课, 四级物理实验为物理类各专业学生必修课、理科非物理类各专业学生选修课。

(4) 实验服务部是把物理实验与现代科学技术接轨, 使现代科技成果渗透到传统的典型课程内容之中, 它不仅在时间上对学生开放, 而且在实验内容上也对学生开放, 实验的项目有:光谱技术、真空技术、磁共振技术、核物理技术、X光衍射的技术、光纤技术、传感器技术、光学信息处理技术、摆的运动规律及应用研究、电学仪器的设计与制作、光学仪器的设计与制作、波的特性研究、教学软件的设计与开发等在开放服务实验部中, 学生根据实验的特点和复杂性, 可利用实验超市提供的设备自己设立题目, 教师只是指导和审核学生提出的实验方案与题目, 最后学生以小论文的形式在Seminar课中宣讲, 讨论和总结成功和失败的原因、自己的创新点等。通过多种教学方式完成各种物理实验。

4 结语

物理实验超市新体系, 牢固树立以学生为本的教学理念, 保证实验教学各环节处于良性循环状态, 能通过多样化的教学方式, 帮助学生学习物理知识、技能, 培养其科学探究能力, 使其逐步形成科学态度与科学精神, 是一个让学生积极参与于探究、勇于实验、勤于思考的场所, 也是全面提高学生科学素养的重要途径, 保证物理实验教学质量及培养创造性人才具有极其重要的作用, 同时可段炼实验师资队伍, 也为学校出科研成果、走出校门、服务社会准备了各方面的条件。

摘要：怎样在新形势下, 把传统学科物理实验, 在进一步解放思想中推进科学发展, 以超市的模式及理念做活、做强, 让物理实验更好地为其他学科服务。

关键词：物理实验,解放思想,超市,模式,理念