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關鍵詞:實驗 大學物理教學 作用
大學物理是高校專業基礎學科,大學物理實驗在物理教學中發揮著重要的作用。在大學物理實驗教學中,學生通過實際的動手操作和親身實踐,能夠激發學生的探索精神和團隊合作意識。本文主要從大學物理實驗教學現狀分析、如何發揮物理實驗教學在培養學生實驗探究能力中的作用以及對教師重視物理實驗教學的重要性和培養學生的實驗能力的建議三個方面來對大學物理教學的重要作用進行了分析。
一、大學物理實驗教學現狀分析
1、在現在的大學物理實驗課上學生們只是形勢的去進行實驗,在實驗之前大多數的學生都以知道所要進行實驗的實驗結果。因此,學生們在做實驗是只是根據老師的做法去機械的完成就可以。這樣就失去了實驗課本身的意義,很難激發出學生們的創新意識和獨立思考的能力。
2、在大學物理的實驗課中還是傳承了傳統的教學模式,老師在上邊講學生在下邊聽。在講課的過程中老師有時會把實驗過程親自演示一遍,這樣的話學生們早就知道了實驗結果對動手操作失去了興趣。失去獨立思考的能力后學生們只能機械的進行實驗操作,有的時候學生們根本不清楚實驗的原理和實驗目的。
3、在實驗結束后老師往往是根據學生的實驗報告來給學生成績,而一些學生為得到高分去竊取他人的實驗結果,而這樣的評分標準并不能反映一個學生的操作能力和探索能力。
4、在試驗的過程中有的學生做不出實驗結果其原因并不是實驗步驟進行錯誤而是實驗儀器損壞。在我國大多數的大學實驗室中的儀器都過于陳舊另外一些學生對儀器不加愛護致使儀器的精確度下降,加上學校的經費有限不能及時的對儀器進行換新。學生們在有限的儀器下只能進行簡單的操作,嚴重的影響到了學生們的創新精神。
二、如何發揮物理實驗教學在培養學生實驗探究能力中的作用
大學物理教師要充分發揮物理實驗在大學物理實驗教學中發揮的作用,積極培養學生的學習興趣和實踐動手能力。大學物理實驗根據其教學方式和目的可以將大學物理實驗分為:教師演示和學生分組實驗,課內外小實驗和家庭實驗的形式。
1、演示實驗具有生動、直觀的優點,能夠充分的激發學生對大學物理實驗的學習興趣和學生學習的積極性。老師在進行實驗演示的過程中要使演示具有啟發性,在演示中讓學生能夠進行問題的思考,將抽象的理論知識轉變為直觀形象的操作。
2、學生分組實驗,是大學物理教學中一重要組成部分,其在為培養學生實踐動手操作能力和探索意識方法發揮著積極的作用,讓學生在分組實驗的過程中發現問題、思考問題和解決問題,在提高學生邏輯思維能力方面具有特殊作用。在物理實驗教學中,教師要采取多種教學手段將學生參與到分組實驗中,教師可以先對學生進行實驗演示,在演示完之后針對每個小組提出不同的實驗要求和任務讓其自主進行實驗操作。
3、在課堂理論教學中可以適當的插入課內小實驗是一極佳選擇。進行課內小實驗之后,將抽象的物理理論知識變的更為具體,加深了學生對其的理解,也營造了一個和諧互動的課堂氛圍,讓學生在學習與實驗的課堂中增加了其對大學物理的學習興趣。
4、課外小實驗和家庭實驗能夠將學生在課堂上學習到的物理知識靈活的應用到實際生活中,對物理理論知識具有鞏固作用。課外小實驗和家庭實驗的實驗材料主要來源于生活中的各種物品,通過一些身邊的材料進行物理實驗,讓學生在心理上具有一種親切感,提高了實驗成功率。
三、對教師重視物理實驗教學的重要性和培養學生的實驗能力的建議
在大學物理實驗教學的過程中多應用一些探究式的教學方式來對學生進行實驗教學,在教師的啟發和引導下學生能夠自己發現問題和解決問題。應用這種教學模式教師要針對不同學習能力的學生來進行不同的探究式教學模式,以此來提高學生的實踐動手能力。其主要從培養學生的觀察能力、培養學生的動手操作能力以及培養學生的歸納總結能力來提高學生物理實驗能力。
1、培養學生的觀察能力。物理是一個發現問題并解決問題的過程,所以觀察是發現問題的基礎,是一切物理問題的關鍵所在。因此,教師將探究式教學引入到大學物理實驗教學過程中,要努力培養學生的觀察能力,讓學生在日常生活中善于觀察和發現。在物理實驗結束之后,教師要針對實驗中學生出現的問題及時的進行解決,對實驗中容易出現的問題和易錯點要加倍注意。通過探究式的教學方式,學生能夠在進行實驗的過程中發現問題、思考問題并自主的解決問題,長期堅持下去學生會逐漸養成一個獨立思考、認真謹慎的學習習慣,為學生奠定終身學習的觀念打下堅實的基礎。
2、培養學生的實踐動手能力。大學物理實驗的根本教學目標就是要提高學生的實踐動手操作能力。因此,在大學物理實驗教學的過程中要讓每個學生積極參與到實驗的操作中。在實驗操作前通過教師的講解讓學生對實驗器材的操作和實驗原理有充分的認識,在實驗的操作過程中教師要及時解決學生在實驗操作中出現的問題并對學生出現的不規范操作進行糾正,在實驗之后教師要總結在實驗中出現的問題。通過物理實驗教學在提高學生邏輯思維能力、將物理知識聯系實際生活方面具有極大的作用。
3、歸納能力是整個物理實驗結束之后的一種總結認識能力。物理實驗就是通過一系列的實驗操作來對某個實驗現象進行總結討論。因此,在大學物理實驗操作的過程中,無論最終的實驗現象是什么都要對其進行分析和探討,從而討論出實驗結論,培養學生的實驗歸納能力。在物理實驗實際操作過程中,因為學生缺少實驗經驗往往會出現一些不規范的操作,出現這種情況教師要及時的向學生分析錯誤操作的原因以及糾正錯誤的方法,通過在物理實驗前、實驗過程中以及實驗結束后全過程的實驗操作,才能提高學生的實驗能力和歸納總結的能力。
除此之外,還要進行家庭物理實驗,拓展了大學物理實驗的教學范圍。對于開展家庭物理實驗活動的具體操作步驟為:明確家庭物理實驗的實驗目標,對實驗過程中得到的實驗數據和現象進行統計,最后分析實驗數據和實現現象得出實驗結論。教師要定期對學生的家庭物理實驗記錄進行檢查和評價,對于一些優秀的實驗記錄要給與充分的表揚和認可,對那些不足的實驗記錄要給予一定的糾正措施和鼓勵。同時還要鼓勵學生在日常生活中,針對一些常見的現象來進行相關的實驗操作,真正的讓物理實驗來源于生活最終走向生活中,也為培養學生的探索意識和創新能力發揮積極作用。
四、結語
總而言之,大學物理實驗是大學物理教學的一重要組成部分,在大學物理教學中發揮著重要的作用,其為培養學生的創新能力以及探索意識有積極意義。在大學物理實驗的教學過程中,教師要明確其重要性所在,將探究式教學融入到實驗教學中,不斷提高學生的實驗能力。
參考文獻:
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[關鍵詞]大學物理;實驗;教學;自主探究
[中圖分類號]G642[文獻標志碼]A[文章編號]2096-0603(2015)21-0037-01
2013年9月,“嫦娥三號”衛星和“玉兔號”探測車共同完成了中國航天人首次對月面接觸式探測任務,這是以1976年37年來人類第一個軟著陸月球的探測器。航天事業的飛速發展在很大程度上推動了精密儀器、電子設備、文化產品等行業的蓬勃發展。物理科技的前沿應用,為整個社會生活的變革發展注入了強大的動力。由此看來,從初中階段開啟的物理課程,一直發展到大學階段,都是物理科技發展的奠基石教育。
一、大學物理實驗教學的現狀
(一)教師全身心投入
在對待物理實驗課的教學上,大學物理教師都具有嚴謹認真的教學態度,前期設備采購上會同學校一再協商和爭取,中期實驗儀器調試、實驗內容準備,后期教學總結,每一個環節都能體現教師對科學嚴謹認真的教學態度。在大學物理教師看來,他們所傳遞的物理規律性的基礎知識,對于培養物理領域高端的技術性人才,推動中國前沿科技的發展進步,具有非常重要的意義。但在教學方法上,依然采取“灌輸”“示范”教學的理念和方式,無法激發學生的學習興趣,最終形成一片沉寂的教學課堂氛圍。
(二)學生投入較少
高考結束以后步入大學,學生像脫韁的野馬,對學業的投入力度遠不及高中時期的多。很多大學生在大學課堂上睡覺、游戲、玩耍,對課程內容的講解基本不會仔細去聆聽。物理實驗課程的開展,對多數學生而言,經常會流于形式,實驗報告的互相抄襲也成為教師面臨的教學難題。
二、自主探究式教學方法
(一)學生自主探究
大學生在人格意識上基本完成了蛻變,能夠獨立于他人而發表自己的觀點,也能清楚認知行為上的對錯。因此,讓大學生自主參與到物理實驗教學中來,將班級學生分成若干小組,每組抽取一個物理實驗進行課下準備,并在正式課堂上演示講解給其他學生聽。這種學生自主實驗的方法,一方面,給行為上自由散漫的學生一定的教學壓力,推動其完成必要的教學任務;另一方面,促進其在實驗準備、完成和總結過程中學習和了解到實驗的知識內容框架,完善物理教學知識系統,推動物理實驗教學進程。
(二)教師協助輔導
大學生不同于中小學生,在協助指導上不具備“完全聽從教師安排任務”的能力,因此對大學生的物理實驗自主探究,不能照搬照抄中小學教學方式。既要適當放手讓學生去自我準備、自我試驗和自我研究,但也不能完全自由地放縱學生去學習。針對大學生行為散漫、自我約束能力較差的特點,教師要限定時間,限定任務量,并將實驗效果作為成績評判的依據,用這些條件來約束學生進行自我學習,同時最大限度地協助學生完成理論上的講解任務。教師在實驗過程中扮演著“引導者”和“協助者”的角色,切忌替代學生去講解理論知識,替代學生去解決實操問題,替代學生去完成教學內容,學生獨立探究的關鍵在于發揮他們自己的思維能力,教師可以進行提示指導,但絕非完全意義的“幫助”和“替代”。
(三)課后分享總結
每一堂學生自主探究課程都離不開全面完整的分享和總結環節,大學物理實驗教學同樣如此。學生對于實驗準備階段、實施階段、完成推理階段存在的思維問題和操作障礙,都需要進行科學有效的總結。同時,學生也可以自由談論關于自我教學的所思所想,以及對大學物理教學的另一種認識。已經成年的學生,對課堂教學形式的變化自然有著自己獨特的理解,教師對這些理解和想法進行歸納總結,以便在今后的物理實驗教學過程中進行合理運用。學生需要對自我學習效果進行評判、總結和升華,教師對學生思維創意的總結對于物理科研和學術方面也將會起到積極的促進作用。大學物理知識的空間交互性特點要求實驗教學不拘泥于單一的“示范演練”教學法。教師應充分發揮大學生獨立的主觀能動性,發揮他們在實驗過程中的創造性思維和發散思維,既可以讓學生在課堂上“當家做主、思想解放”,讓他們自我主導自己的學習進程,也可以為教師進行學術研究提供寶貴的教學經驗,為大學物理實驗課程增添不一樣的學術風采。
參考文獻:
[1]單美賢,李藝.虛擬實驗原理與教學應用[M].教育科學出版社,2005.
關鍵詞:物理實驗 分析能力 總結能力
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)05(b)-0175-02
學生參與大學物理實驗的學習,不僅可以幫助學生加深理解物理學概念、現象和規律,而且通過實踐動手鍛煉獲得親身感受,培養和提高了學生的觀察能力、動手能力、觀察現象分析問題能力、撰寫實驗報告以及理論與實踐相聯系的能力。同時,也為學生的研究能力、開拓能力、創新意識等綜合科學素質的培養提供了較好途徑。大學物理實驗的重要性獲得了一致認同,作為工科院校的必修課,也是一門實踐性和應用性較強的實驗課程。為了更好的提升大學物理實驗課程的教學質量和學生的實踐能力,國內幾乎所有開設大學物理實驗課程的高校都進行了實驗的教學改革,改革內容涉及增加綜合性、設計性和創新性實驗[1],增加仿真實驗[2],優化教學體系[3],建立物理實驗教學示范中心[4],教學設備的更新[5],管理制度和方法[6]等眾多方面,在教學質量和學生實踐能力等培養確實取得了較好的效果。
物理實驗課通常分成三個教學環節,課前預習、課堂實踐、課后總結。其中,課后總結通常要求學生對實驗數據進行數據處理,然后對實驗結果進行分析并寫總結。筆者在教學中常常遇到學生不重視或者不知道如何去分析實驗結果,不懂得如何概括和歸納,從而書寫出實驗的總結。而這種能力的培養惠及研究生培養或后續的工作中,不能只培養會做實驗而不會分析實驗結果和撰寫總結的學生。針對結果分析和報告總結,筆者提出個人的見解。
1 問題的挖掘
在物理實驗教學中,批改學生的總結報告時,常常遇到學生不重視或者不知道如何去分析實驗結果,不懂得如何概括和歸納,從而書寫出實驗的總結。極端情況是根本不分析,問其原因是不懂如何分析。或者有分析時,只談誤差,將所有可能的誤差及其根源全部列出,把普適性的理論用于具體的實驗,沒有針對具體的實驗進行誤差的分析。更為重要的是沒有挖掘出實驗結果所反映的規律、問題等,嚴重違背了分析問題能力培養的要求。在書寫總結時,有將教材中每項實驗后的注意事項抄入,或者書寫“通過某某實驗,認識了某某實驗,使自己的動手能力獲得了提高”之類的空話。
2 問題的討論與改進措施
實驗中的分析與討論就是從實驗中觀察到的現象和結果進行分析推理,逐步推導出結論,不可離開實驗結果去空談理論,實驗中如果得不到預期結果或與別組實驗結果不一致,則應仔細分析其原因。分析能力就是把一個看似復雜的問題,經過理性思維的梳理,變得簡單化、規律化,從而輕松、順暢地解答出來。著名哲學家路德維格?維特根斯坦感慨地說:“從邏輯的角度來看,沒有任何事情是值得奇怪的。”通常看似復雜的問題,經過理性思維的梳理后,會變得簡單化、規律化,從而輕松、順暢地被解答出來,這就是分析能力的魅力,也是現在的學習、生活、工作都特別強調分析能力的原因。
為了提高學生對實驗結果的分析與討論,提出以下建議。
(1)向學生傳授分析與討論的意義與重要性。筆者所在單位的第一次物理實驗課為緒論課,除了講授實驗的基本知識外,在課堂上還向學生講授分析與討論的意義,以及對學生能力培養的重要性。對實驗結果的分析其實就是洞察實驗中所獲得的數據、表、圖和照片等信息,能迅速有效地發現并掌握有價值的信息,善于從微不足道、毫無價值的信息中發現信息的隱含意義和價值,善于將實驗的信息、現象與物理常識、規律和理論等迅速聯系起來,并善于用信息解決實際問題。學生做物理實驗與以后做專業課實驗,或者研究生階段從事科學研究實驗,甚至工作中或者生活中的問題,這種對問題分析與討論的能力其本質是一樣的,其實就是一種洞察力。這種洞察能力是創新能力、創造能力、創意能力、創作能力等的基礎。而這種分析與討論問題的能力培養,在基礎物理實驗一個學年的學習中是可以獲得初步認識和提高的,關鍵在于是否能夠重視和把握物理實驗課程的學習。
(2)引導學生對實驗結果進行分析與討論。模仿是人類一切學習的開端,然后才是創新,最后是你的自主。學生在分析與討論能力方面的培養也應該遵循這個過程。除了在緒論課中講授分析與討論的意義和重要性外,還需在后續的幾個實驗中給出參考,進行引導和指導,一步步進行能力的訓練與強化。筆者在所教授的“螺線管內磁場的測量”與“半導體磁阻效應”實驗中,經常與學生交流和討論這個問題。首先向學生舉例說明如何進行分析,然后用圖1和圖2詢問學生,從圖中的結果來看,反映什么問題,與物理理論是否吻合?圖1是長直螺線管內軸線上的磁場分布,它反映了其內部接近勻強磁場,端口處磁場快速降低,而且沖擊法測量結果與理論值非常一致,誤差較小。圖2是InSb半導體元件的磁阻變化曲線,它反映了弱磁場時是非線性變化,與B2接近正比關系,強磁場時呈線性變化,與磁場B成正比,其實驗結果與理論一致。通過簡單的引導和指導,學生對分析與討論有了較深的認識,對后續其他實驗的分析與討論奠定了基礎。
實驗的總結是從實驗結果歸納整理而得的概括性判斷,應與實驗目的相對應。要結合學過的理論聯系實驗的結果。要求文字簡練明確、嚴謹,不可超出本實驗結果去說明問題,不得臆想和武斷。同時,個人認為總結的寫法還可以擴展,包括實驗的難點、重點,儀器調節技巧,對實驗的體會,團隊合作的認識等。
為了提高學生的總結能力,提出以下建議:
(1)給出參考實例,讓學生模仿。筆者所在實驗室會將往屆學生的優秀保證粘貼在墻上,供學生參考該項實驗的總結應該如何去寫。同時,也開始將其他大學的本科生發表的關于物理實驗的學術論文進行展示及供學生模仿,如復旦大學何益鑫關于“Franck-Hertz實驗的物理過程”的論文[7],無論是分析與討論,還是使用的總結上,都非常具有參考價值。因此,在今年的物理實驗教學中,將此論文作為結論寫法的案例向學生進行介紹。
(2)總結能力的繼續強化和深化。為了達到給學生做示范,又不能給予學生過多的示范。在開始進行的兩項實驗中,第一次會比較詳細的介紹,第二次就會弱化,其后不在給予提示。在后續的實驗中,主要是根據學生書寫報告的情況,給予指導。通過逐步提高的方式,將書寫總結的能力慢慢在學生的思維中內化,不在是模仿,而是開始能夠獨立的進行進行概括和總結。
3 結語
隨著大學物理實驗教學改革的不斷深化,物理實驗從實驗內容、實驗技術、教學手段、開放程度都在不斷更新變化。不僅要在硬件條件上給予大力支持,而且也要在軟件條件上挖掘可能,只有不斷地向其深度和廣度進軍,才持續地激發學生的學習熱情,使學生掌握知識寶庫的鑰匙,獲得索取新知識的能力。本文通過對當前大學物理實驗教學的課后總結環節中出現的問題進行分析和探討,提出了改進的措施和建議,旨在提高大學物理實驗教學質量,提升學生分析和總結能力,使物理實驗更好的為學生的后續學習和工作打基礎。
參考文獻
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一、探究式教學的特征
探究式教學能培養學生的學習能動性,強化學生的創新思維,激發他們對學習內容的興趣。當中師生可以一起創設問題情境、對問題進行設想和假設、交流和協作等學習活動,讓學生獨自對問題進行調研,充分培養學生的實踐能力。在大學物理實驗教學中應用探究式教學可以對學習的自由性、開放性等進行強調,讓學生在探究式教學中獲得物理學習樂趣。
二、探究式教學在大學物理實驗課程中的運用
根據課前預習、課堂教導、課后總結可將探究式教學分成三部分,這三部分可以起到承前轉后的相輔作用。在這當中,課堂教導是中心部分,課前預習可以為課堂教導起到打下基礎的作用,課后總結的作用是對前兩個學習階段有歸納效果,是學生將知識歸為己用的主要方法。
探究式教學主要從對問題設置開始,之后再對問題進行情境教學。在這個過程中讓教師準確找到教材里的難點與重點知識內容,并對學生提出邏輯分明、啟發性好、難度適當的教學問題,進而激發學生的學習興趣。還可以在情境教學中將問題引導至學生能夠找到的地方,并獨立將問題完美解決。并且要根據學生感性不足,但有強烈探知欲的心態,將物理學習建立在以信息技術為主的情境教學基礎上,將物理思想活動完整地表現出來。如學生學習熱學循環時,教師可以運用計算機將熱學實驗展示出來,對學生詳細講解熱機與制冷機等機器的運作原理,充分激發學生的學習樂趣,之后開展自由提問:循環過程指的是什么?它的功率怎么樣?能不能利用循環過程將熱能利用起來等問題,接著可以讓學生分組討論。這一教學方式可以慢慢培養學生發現問題與解決問題的能力,為探究式教學在大學物理實驗課程的應用打下基礎。
(一)深入問題,鼓勵學生對問題進行設想與驗證。
設想是對問題解答的一種解釋,是引導學生進行創新的主要方法。雖然學生問題設想有可能錯誤,但是教師要對學生進行一定的鼓勵,讓他們按照學習知識充分設想和假設,如可以按照上文的熱能循環例子,讓學生提出結論,使學生在對熱量、熱動能等進行回憶時,提出相關理論。在這個學習過程里,教師熟悉學生對知識的了解狀況,進而對學生學習進程進行掌握。
學生對問題的假設只有在驗證之后才可以知曉假設是否準確,所以在學生物理學習過程中,將問題設計成實驗對猜想進行驗證是其中的關鍵環節。在對問題進行設想與驗證時,可以把學生分組,以學習內容為中心參考相關學習資料,并且按照目前條件對試驗方法進行設計,并且提前將試驗計劃規劃出來。再由教師對學生進行引導,得出制冷機與熱機的運作原理與計算功率方式。
(二)對問題進行總結歸納與擴展。
在將問題進行實驗驗證以后,要讓教師輔導學生分析實驗結論,并最終得到科學合理、表達清楚的實驗結論。而且教師要與學生共同將實驗過程中產生的問題進行探討驗證,歸納經驗。學生對問題進行總結時,可以利用回憶探究進程將思想能力擴展開來,并且培養學生歸納總結學習的能力。因為學習物理的目標是進行開闊創新,把理論知識應用在實際學習中。所以,教師應該在學習最后再向學生闡述所學物理知識在實踐生活中的使用實例,如汽油機、汽車發動機、電風扇等,強化學生在大學物理實驗課程中的掌握力度,并通過在實際生活中對所學物理知識的應用,對學生學習物理時的創造能力與科學素養進行培養。
關鍵詞 大學物理實驗 學生現狀 銜接 實驗教學 思考
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
《大學物理實驗》和《大學物理》兩門課程具有同等的重要地位。物理實驗課將使學生得到系統實驗方法和實驗技能的訓練,了解科學實驗的主要過程和基本方法,為日后的科學實驗活動奠定初步基礎。①可是,學生對實驗并沒有給予足夠的重視。筆者對該問題進行分析,總結其原因,提出實驗課教學的幾點看法。
1 學生對實驗沒有興趣的原因分析
1.1 學生的興趣習慣養成
在中學,由于物理不是主科,課時很少,尤其是在高一階段,力學分析本身就難,可是每周只有兩三節課上物理,可以說每上一節課時前面講了什么都忘光了,老師上課既要做好復習又要追趕教學進度,每節課對老師來說那是相當的金貴,為了高考,做實驗的機會就很少了(因為做實驗不如講實驗見效快),本來學生很喜歡物理,但經過一年的高中學習感覺物理越來越難學了,這樣就導致學生懼怕物理,動手能力當然得不到鍛煉。中學的學習是憑自己的感覺、興趣學習或被強迫學習。進入大學后缺少老師、家長的強迫,自己就不知所措了,迷茫了,沒有養成良好的學習習慣,缺少學習動力。大一、大二的學生還沒有完全適應大學的學習生活,還處在中學生思維習慣中。體現在上課注意力不集中,老師講實驗原理、電路連接技巧、數據處理及注意事項時,學生在下面并沒有認真地聽,動手做實驗時出現了許多問題。
1.2 大學物理與中學物理教學的銜接
中學物理重點介紹了經典物理學的基本概念和基本規律,并對近代物理學的基本思想進行了簡單介紹,同時對教材內容進行模塊化處理,方便學生進行選擇。②由于中學物理模塊化處理,學生的學到的知識是不完整的,不同地方的學校選學的內容是不一樣的(高中教材選修3-3、3-4、3-5高考只要求選其一),做過的實驗也不一樣,有的實驗條件好的學校做的實驗多些,有的學校則很少做實驗,為了高考也只好講實驗。這樣一來,有的學生沒學到熱學、光學,有的沒學到振動和波、有的沒學到動量和近代物理知識。
在中學,自習老師去輔導,有問題能及時得到解決,中學的老師更貼近學生的學習生活。進入大學之后物理學習更偏向抽象推導,依托強大的數學工具可以將研究進行得更深入也更精確。在大學,老師對物理概念講解多,課堂知識密度大,低年級的學生很不適應,他們更留戀高中的學習生活。由于這些銜接問題,導致實驗時,在理解實驗原理上感到困難,對實驗的重要性認識不夠,缺少基本的實驗操作技能,有的甚至連接簡單的線路都不會,只能是依葫蘆畫瓢的完成實驗報告。
1.3 大學物理實驗和大學物理兩門課程的銜接
物理實驗從原來的物理課程中分離出來,形成了一門獨立的課程后,教學時間安排上與大學物理不同步,大一下學期開始上實驗課,力、熱、電、光、近代物理各方面實驗全有。大學物理還沒講到的知識可能在大學物理實驗中就要用到,所以在做實驗時難免會遇到些新知識、新概念,這樣,老師講的就顯得多了,有點不像實驗課,這也導致學生對實驗課的不適應,加大了學生的認知難度,實驗時困難重重。
1.4 現在的大學生有相當一部分是在混學歷
這些沒有明確的學習目標、沒有責任感、沒有一個遠大的理想的人不知道自己應該怎樣度過大學時光,當然對學習知識不會產生興趣。
2 實驗課教學改進的幾點思考
2.1 興趣是最好的老師,大學物理實驗也要激發學生的學習興趣
(1)通過聯系生活實際,將本實驗的重要性告訴學生,可以激發學習興趣。教師在備課時應關注實驗在實際中的應用。如《用箱式電位差計測量熱電偶的溫差電動勢》可以告訴學生我們家里用的燃氣灶有的電磁閥就是用溫差電動勢原理控制燃氣、及時報警的,簡單地講一下其工作原理;《RLC串聯電路的暫態過程研究》可以聯系供電設備中實際電路。當電源接通或斷開后的“瞬間”,這時電路中的電流或電壓可能出現過電壓或過電流的現象,如果不預先考慮到暫態過程中的過渡現象,電路元件便有損傷甚至毀壞的危險。另一方面,通過暫態過程的研究,還可以控制和利用過渡現象,如提高過渡的速度,可以獲得高電壓、大電流,起到延時等作用;《全息照相》可以加進白光再現拍照,介紹生活中的全息防偽標識原理;《調相型磁通門實驗》可以介紹磁通門測磁法在第二次世界大戰中被應用于探雷、探潛等方面,戰后被廣泛應用到地磁研究、地震預報研究等等。這樣通過聯系生活實際進行教學會收到好的效果的。
(2)實驗課上要精講,多給學生操作和思考的時間培養興趣。我們老師要弄清學生做這個實驗的目的是什么,講解重點是什么。如《三線扭擺測轉動慣量》實驗目的是掌握測量原理和方法,訓練不確定度的計算,那公式的推導就不必細講, 不要占用學生那么多的時間。如果老師還像教小學生那樣手把手地教怎么做實驗、怎么算不確定度,學生只是模仿重復,學生是不會被激發興趣的。吃人家嚼過的饃不香,學生的興趣是在動手動腦中培養起來的。
2.2 注重大學物理與中學物理知識的銜接,降低難度
大學物理與中學物理教學的銜接,是高校物理教師在大學低年級教學時必須面對的問題。但很多老師更多關注大學范圍的物理專題研究,而能夠深入了解中學物理教學內容的不多,對二者的銜接問題研究則更少。③如果我們多一些關注中學物理教學內容,是可以將二者的銜接問題處理好的。如《霍爾效應及其應用》實驗原理講解時洛倫茲力的方向就可以用學生熟悉的左手定則加安培定則來判斷;《電表的改裝及其校準》《光電效應測普朗克常量》《受迫振動的研究》《惠斯通電橋測電阻》《示波器的使用》等的實驗可以多回顧中學做的實驗的原理,讓學生感覺到大學物理與中學物理知識的銜接點及不同點。
2.3 課上多些探討,多些互動
大學物理實驗的目的要求我們能發現、提出、解決問題,提升實驗能力。《用電子式沖擊電流計測互感》讀數不費時,可以在電路連接上下文章,搞點小動作,如設置一條導線斷路等;《邁克爾遜干涉儀的調節和使用》、《分光儀的調節使用》《示波器的使用》可以搞個小競賽看誰先按要求調試成功,分出等級。這樣讓大家討論互動,課堂也就不會死板,還能鍛煉學生的動手動腦能力,解決一些實際問題。
注釋
① 張旭峰等.大學物理實驗.張旭峰,王志斌,王秉仁,編.機械工業出版社,2003.8.