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如何提高大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)效益
如何提高大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)效益
胡建明
�。ㄖ貞c師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院，重慶401331）
摘要：大學(xué)物理實驗課程不僅能鍛煉學(xué)生的實踐操作能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維、科學(xué)的研究方法和嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。教師應(yīng)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法等教學(xué)策略上下功夫，才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，取得令人滿意的教學(xué)效益。
關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實驗課程；教學(xué)策略；教學(xué)效益
作者簡介：胡建明，重慶師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院副教授。
大學(xué)物理實驗課程作為本科院校理工科專業(yè)學(xué)生的一門必修課，不僅能鍛煉學(xué)生的實踐操作能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維、科學(xué)的研究方法和嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。在教學(xué)過程中，若使用傳統(tǒng)的、一成不變的教學(xué)模式，必定會使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，因此，教師應(yīng)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法等教學(xué)策略上下功夫，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以取得令人滿意的學(xué)習(xí)效益。
一、教學(xué)內(nèi)容應(yīng)有側(cè)重點
大學(xué)物理實驗課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容有力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、近代物理實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗。其中，綜合性實驗和設(shè)計性實驗屬于提高型實驗，其余的屬于基礎(chǔ)型實驗。在實際教學(xué)過程中，由于學(xué)生在所學(xué)專業(yè)、掌握的物理知識、動手能力、興趣等方面存在著差異，教師在教學(xué)內(nèi)容上要根據(jù)學(xué)生的具體情況做出選擇，要有側(cè)重點，切忌“大鍋飯”型的教學(xué)模式。例如，對于非物理專業(yè)的學(xué)生，教學(xué)目的主要是普及物理知識、輔助其所學(xué)專業(yè)的學(xué)習(xí)，則基礎(chǔ)型實驗是主要的教學(xué)內(nèi)容。而對于那些物理專業(yè)的學(xué)生，除了掌握基礎(chǔ)型實驗之外，還應(yīng)涉及一些提高型實驗。在物理專業(yè)學(xué)生內(nèi)部，學(xué)生的學(xué)習(xí)水平也參差不齊，因此，提高型實驗中也應(yīng)劃分層次。教學(xué)內(nèi)容要因人而異、要有側(cè)重點，才能有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效益。
二、教學(xué)方法和手段應(yīng)多樣化
1.形成實驗小組和團隊。在科技日新月異的時代，沒有任何一項偉大的科研成果是在個人的單槍匹馬下取得的。目前，高校培養(yǎng)理工科大學(xué)生動手實踐、科研意識和創(chuàng)新能力的重要方式是實驗課，實驗課的教學(xué)效益需要一些傳導(dǎo)機制去激發(fā)，其中，實驗小組和團隊協(xié)作就是實驗教學(xué)的重要組成部分和有效機制之一。促進小組團隊協(xié)作，提高實驗教學(xué)質(zhì)量，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識，還能提高鍛煉學(xué)生的任務(wù)分配和團隊合作能力，為今后能更好地適應(yīng)社會做準(zhǔn)備。因此，在大學(xué)物理實驗課程教學(xué)中，教師可以改變傳統(tǒng)的學(xué)生單獨實驗的模式，把學(xué)生分成小組或團隊，并在實驗團隊中分配任務(wù)和角色，如組長、實驗方案設(shè)計員、實驗步驟操作員、實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計員、數(shù)據(jù)分析員、誤差測量員、實驗報告撰寫人員等，在完成這些角色的過程中，學(xué)生逐漸培養(yǎng)團隊合作意識。當(dāng)然，這些實驗團隊的存在是長期的，課內(nèi)外都要有，才能使學(xué)生們互相幫助、互相監(jiān)督、互相激勵，形成科學(xué)實驗的常態(tài)化。另外，這些實驗團隊的角色應(yīng)根據(jù)不同的實驗內(nèi)容定期更換，讓學(xué)生適應(yīng)各種角色和任務(wù)，熟悉科學(xué)實驗的各個環(huán)節(jié)和步驟。
實驗教學(xué)效益的體現(xiàn)和有效的實驗小組和團隊密不可分。組建有效的實驗團隊，必須從成員的能力構(gòu)成、考評方式等方面對團隊進行精心設(shè)計，最大限度地減少平均分配和吃大鍋飯行為。在組建團隊之前，教師應(yīng)熟悉對學(xué)生的智力、技能、學(xué)習(xí)態(tài)度的情況，把不同的水平層次的學(xué)生組合成若干個實驗小組。各小組在整體學(xué)習(xí)能力上應(yīng)該大致相當(dāng)，這樣彼此才有比較的基礎(chǔ)。小組內(nèi)部成員在學(xué)習(xí)能力、知識水平、性格等方面應(yīng)具有顯著差異性，這樣在將來的學(xué)習(xí)過程中才能體現(xiàn)出互補性和分工合作的必要[1]。確定了小組成員，組長的選擇也非常重要，因為組長能在團隊中、團隊和教師之間起到協(xié)調(diào)和溝通的作用。組長可以小組內(nèi)民主推選。根據(jù)成員的實際情況，組長把實驗任務(wù)進行分解，形成實驗設(shè)計任務(wù)書。教師對任務(wù)書給出反饋意見。小組根據(jù)最終確定的任務(wù)書開展實驗，由團隊成員協(xié)商，對實驗任務(wù)進行合理分工，明確每個成員的職責(zé)。最后，各小組以團隊為單位提交實驗分析結(jié)果報告。這種以小組為單位，合理分工、明確職責(zé)、協(xié)同合作的實驗教學(xué)形式有利于提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)、思考和交流合作的能力。
2.采用學(xué)生主導(dǎo)型教學(xué)。傳統(tǒng)的大學(xué)物理實驗教學(xué)過程以教師為主導(dǎo)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下按部就班地進行實驗，學(xué)生在教學(xué)中失去主動性，從而妨礙其創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。(m.htc668.com)大學(xué)物理實驗課程的主要目的是教會學(xué)生使用各種儀器設(shè)備，在掌握實驗方法和手段的基礎(chǔ)上，通過實踐真正領(lǐng)會物理規(guī)律，學(xué)會用實驗方法去驗證理論[2]。因此，在大學(xué)物理實驗教學(xué)過程中，教師應(yīng)該鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會自己去設(shè)計實驗方案、在實驗過程中分析問題和解決問題。
激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和動手能力，就應(yīng)拋棄傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)型教學(xué)方式，形成學(xué)生全面參與，積極發(fā)揮學(xué)生主觀能動性的討論式教學(xué)模式。討論式教學(xué)法是指在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)主動學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，解決問題，通過學(xué)生與學(xué)生之間，教師與學(xué)生之間的相互交流，共同探討、展示結(jié)果，使學(xué)生主動地獲得知識，提高能力的方法[3]。
3.改變單一的評價模式。大學(xué)課程的考核方式向來比較單一，期末理論知識考核是主要的評價模式，存在著“一錘定音”、片面的弊端。除了期末理論知識考核、實驗操作考核之外，大學(xué)物理實驗課程的評價方式應(yīng)該朝著多樣化發(fā)展。如以上提到的實驗小組和團隊的合作效果、課堂討論的效果、課外實踐的成果、比賽獲獎的成果等都可以納入考核的項目。這樣，才能對學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)做出客觀公正的評價，從而進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力，有效提高學(xué)習(xí)效益。由此可見，學(xué)習(xí)和評價是相互聯(lián)系、互為動因的。
此外，應(yīng)將實驗成績的評定由原來的個人實驗分析報告向團隊綜合表現(xiàn)轉(zhuǎn)移。我們應(yīng)注重考查學(xué)生的實際知識掌握能力和運用情況，不僅要考查學(xué)生的個人能力，更要考查團隊的整體實力。同時，盡可能讓學(xué)生也參與到考評中來，以此提高考評的透明度和公正性。
4.堅持科研與教學(xué)相結(jié)合�？蒲性从诮虒W(xué)，科研促進教學(xué)[4]�？蒲信c教學(xué)的互動是本科院校的重要特征�？蒲惺切轮R和新技術(shù)的源泉，是高校提高教育質(zhì)量的推進器。只有不斷地進行科學(xué)研究，才能豐富學(xué)科內(nèi)涵，拓展學(xué)科知識，提高教學(xué)水平。教師應(yīng)加強自身的理論和實驗基礎(chǔ)，及時了解和掌握物理學(xué)方向的最新動態(tài)，與時俱進，不斷地研究科學(xué)的教學(xué)方法，在努力培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才，形成常態(tài)化的科學(xué)的育人機制的同時，提升自己的教學(xué)和科研水平。
其次，學(xué)校應(yīng)加強科研設(shè)施對改善實驗教學(xué)的支持力度。加強科研經(jīng)費對改善實驗教學(xué)條件的支持力度。保證在科研中改善教學(xué)條件在教學(xué)中促進科研，做到教學(xué)和科研的一體化，使其相互促進，相得益彰。為提高學(xué)生實驗教學(xué)和科研的積極性，學(xué)校也可以在科研經(jīng)費預(yù)算中設(shè)立大學(xué)生科研創(chuàng)新基金預(yù)算項目，用于支持學(xué)生的實驗創(chuàng)新和科學(xué)研究。組織具有科研潛力的學(xué)生結(jié)合專業(yè)學(xué)習(xí)確立或參加教師科研課題研究，開展學(xué)生結(jié)合專業(yè)學(xué)習(xí)進行科研立項活動。對學(xué)生提出的科研課題經(jīng)院專家評審?fù)ㄟ^就可以獲得大學(xué)生創(chuàng)新基金支持，并在教師指導(dǎo)下完成課題研究，指導(dǎo)教師由負責(zé)課題的學(xué)生自行聘請。同時要求教師在確立課題時要吸收部分學(xué)生參加課題的研究過程，要讓學(xué)生在課題研究過程中了解科研，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。給學(xué)生創(chuàng)造機會，讓學(xué)生參與大型的學(xué)術(shù)科研交流活動，拓寬學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。
這樣，實驗教學(xué)才能常態(tài)化，實驗教學(xué)的效益才能最大化，最終為科研服務(wù)。
三、結(jié)語
安排合理的教學(xué)內(nèi)容，運用有效的教學(xué)方法手段，才能切實地激發(fā)學(xué)生對大學(xué)物理實驗課程的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效益。在實際教學(xué)中，應(yīng)注意理論和實踐相結(jié)合，根據(jù)具體情況，不斷改進教學(xué)策略。
參考文獻：
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