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关于大学物理实验教学的几点建议

2012-01-27刘兆周

中国科技信息 2012年20期
关键词:实验报告大学物理实验教学

刘兆周

南方医科大学生物医学工程学院实验中心,广东省广州市 510515

关于大学物理实验教学的几点建议

刘兆周

南方医科大学生物医学工程学院实验中心,广东省广州市 510515

本文从实际出发,浅析大学物理实验的教学现状及存在的问题,并针对问题提出一些改进的措施和建议。

大学物理实验;教学改革;创新;考核体系;建议

大学物理实验是理工科类学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程,它在培养和提高学生的动手能力和研究者必备素质、培养学生严谨的科学思维能力和敢于探索的创新精神、培养学生理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面起着不可替代的重要作用。并且,大学物理实验是理工科学生入学来的第一门实验课,[1]它能为各专业学生学习后续课程和今后从事科技工作打下坚实的基础,在端正学生对实践性要求很强的课程的学习态度上发挥着举足轻重的作用。但是,目前大学物理实验教学中仍存在一些问题,并没有真正实现它的教学初衷,教学效果也并不理想。本文从实际出发,浅析理工科大学物理实验教学存在的一些问题,有针对性地就如何解决这些问题提出几点粗浅的建议。

1 大学物理实验教学中存在的问题

1.1 学生基础参差不齐

受地方经济发展水平及对教育的重视程度等影响,部分中学的实验条件恶劣,实验设备落后,实验器材缺乏,更有中学对物理实验教学持消极态度,只要求学生记住重要实验的要点,并未开展实验操作,导致许多学生无法接受良好的物理实验教学,实验基础薄弱,特别是农村乡镇高中,问题尤为严重。大学的学生来自全国四面八方,接收到的中学教育各不相同,自然就有的学生基础比较好,有的学生基础比较差,这个问题是无法避免的,是亟待解决的。

1.2 大学物理实验教学方法机械,扼杀了学生的学习热情和兴趣

现阶段,较多数大学物理实验的课堂上,老师采用机械式的教学模式:首先很详尽地向学生介绍实验的目的、原理、步骤、注意事项等,然后演示实验过程,最后学生照着现成的实验步骤动几下,得一些数据,计算出结果,实验就算完成了。整节课死气沉沉、枯燥乏味。据了解,学生们普遍不满意这样呆板机械的教学模式。[2]机械的教学模式有悖大学物理实验开展的初衷,更与大学物理实验要求科学创新、充满活力的内涵不符,严重扼杀了学生的学习热情和兴趣,造成学生对实验课持有“走过场”的消极态度。

1.3 学生对大学物理实验的认识有偏差,态度不端正

调查结果表明:很多学生对大学物理实验的认识仍基于对中学物理实验的认识。他们认为,大学物理实验是对大学物理理论课的一个补充,实验只是去验证理论知识,可学可不学。

但是,大学物理实验是一门独立的课程,其内容安排并不完全根据大学物理理论课来设计,两者的开设时间甚至不同步,不正确的认识最终导致了学生不端正的态度。

1.4 实验时间受限制

目前,国内多数高校的大学物理实验课安排都是学生在规定的时间里根据实验课表轮流到指定的实验室上课,[2]其余时间实验室一般是不开放的。如此一来,学生的实验时间就被限制了。科学研究一般需要充裕的时间,每次实验仅靠两三个课时,学生也就只能完成规定实验,严重阻碍了其进一步探索创新性实验的研究。即使学生在课外有心研究,但“巧妇难为无米之炊”,实验室不开放,学生也就没有场地和工具去研究了。

1.5 考核制度不合理

居了解,大多数学校的大学物理实验的考核制度是,仅通过实验操作和实验报告两部分成绩综合评价学生的能力,给出分数。[3]这种考核制度是不合理的。首先,大部分学生的实验报告都是通过抄袭完成的,只要修改部分数据就可以蒙混过关;其次,实验操作设计不严谨,容易让学生产生侥幸心理,平时不认真完成实验,考试可以通过作弊取得高分。因此,这种考核制度不仅不合理,而且对那些通过认真做实验来完成实验报告的同学是不公平的。不合理的考核制度无形中挫败了学生的学习积极性,最终导致大学物理实验成了应付式课程。

2 针对问题提出的建议

2.1 采用教师跟进,学生“一对一”牵手互助的模式

为解决学生基础参差不齐的问题,仅仅从教师的角度出发,通过教师单方面的努力去帮助基础差的学生的做法是不全面的,因为教师的精力有限,很难顾及到所有学生,而且也大量增加了教师的负担,既不经济也没效率。作者认为,采用教师跟进,学生“一对一”牵手互助的方式是较为有效的。具体方式如下:在大学物理实验课程开始之前,教师经调查把学生分成基础较好与较差两类,然后以一个基础好的与一个基础差的配成一组,在以后的每次实验课中,通过基础好的带基础差的学生,形成“一对一”牵手互助的学习氛围。同时,教师要使学生们明白:这种方式对每一位同学都是有益的。基础较好的同学可以在带教过程中不仅可以巩固基础而且可以提高表达能力;而基础较差的同学在这过程中能够更好更快地掌握基础和养成谦虚向学的素质。教师也要积极跟进,时刻了解学生的学习态度和状态。

2.2 引导学生们正确认识大学物理实验,端正学生的学习态度

态度决定动力,教师要引导学生正确认识大学物理实验。实验验证理论固然重要,但是实验并不是对理论的补充,著名物理学家丁肇中教授曾说过:“做实验确实非常重要,因为任何理论缺少实验证明都是没有用的,实验可以推翻理论,理论绝对不能推翻实验”。可见,大学物理实验是一门不可替代的独立课程,必须引导学生们明白实验开设的必要性、重要性和实用性,从而端正学生们的学习态度。

2.3 摒弃机械式教学模式,本着“以学生为本”的原则,坚持“学生自觉学习,敢于创新”的教学目的

首先,大学物理实验是一门实践性非常强的课程,学生是主体,教师是服务者,因此,教师在教学过程中要注意鼓励学生养成不放过任何关键疑点的良好习惯。须知世界上没有“绝对真理”,学生应敢于挑战“真理”,不断创新,因此不仅要按步骤完成基础实验,掌握实验原理和实验方法,更要在此基础上深入进行探索研究。作者建议,对那些提出创新思想学生给予期末加分的奖励,如果学生能坚持深究并有所产出(实物及学术论文),可给予0.5或1个创新学分的奖励。必要的奖励可以激励学生重视物理实验并发挥自主能动性,不断创新。

再者,大学物理实验本是一门充满活力、实用性非常强的课程,但是,如果教师不注意为课程注入新鲜“血液”的话,课堂始终会变为一潭死水。因此,作者建议,采用“教-产-研”一线的教学方式,以教师及学生在平日的研究产出反哺教学,教师在教学过程中应多引用身边成功的例子,因为身边人的成功往往比名人的成功更有感染力。这种方式不仅丰富了教学内容,肯定了物理实验的实用性,更可以激发学生实践的热情和斗志。

2.4 建立科学的考核体系,提出科学合理的实验考核细则

没有压力,就没有动力。考核要求低的课程往往会被学生放在一边。适当地增加考核难度,可以使学生重视物理实验,但是一味地增加考核难度又容易使学生进入“学习就是为了考试”的误区。我们必须注意到考核不是目的,而是一种手段,好的手段才能达到理想的目的,因此科学的考核体系尤为重要。对学生能力的评定应该包括课堂表现、实验报告、实验考试和加分部分,评定要公平公正,奖惩分明。

2.4.1 课堂表现

为了使学生认真对待物理实验,高质量得完成每次实验,笔者认为,首先要相对增加平时分的比例,平时分应由教师根据学生的到课率、学习态度以及课堂回答给出分数,平时分至少要占10%。

2.4.2 实验报告

实验报告是对学生完成质量的检验,必须能体现出学生已认真完成了实验并对该实验有所体会。因此,实验报告应包括实验目的、实验原理、实验内容、数据处理和误差分析、实验体会和实验总结,确保实验报告中有学生自己学到的东西。[4]相对地,应该加强惩罚力度,实验报告是最容易出现抄袭现象的,一旦发现抄袭,应作0分处理。

2.4.3 实验考试

目前,不少理工科院校仍将大学物理实验作为考查性课程,最终考核仅是通过实验操作考查学生的操作方法、仪器使用、数据处理方面是否正确。操作考试在考查学生动手能力,实验掌握程度上有着必不可少的地位,但这种考核是不全面的,容易让学生产生侥幸心理,认为只要按部就班地根据步骤做就能通过,难度不大,因此很难保证学生认真对待每次实验。作者认为,在原有的考核基础上增加理论考试内容可以有效地改善问题。理论考试采取闭卷的形式,由填空题、选择题、简答题和计算题组成,侧重考查实验原理、仪器使用方法、注意事项、误差分析和实验的结果表达等。[4]理论考试可以做到每个实验都有涉及,并且能考查出学生平时的实验完成情况,特别是误差分析和实验结果表达,只有认真独立完成实验的学生才能获得这部分的分数,这对学生来说是增加了学习的压力,但学习负担并没有加重,只要学生珍惜每次实验的机会,认真对待,理论考试是比较容易通过的,因此,理论考试和操作考试相结合的做法是可行的。

2.4.4 加分部分

大学里课程繁重,我们不能单方面地加强大学物理实验的考核强度,要考虑到学生的学习负担。考核强度过强会增加学生的学业负担,容易让其产生抵触心理,形成“为考试而实验”的态度,而不是“为真理而实验”。为了既能施加学生压力,保证其认真对待物理实验,又能不增添过多学习负担,可以增加加分环节。其中,有些院校比较重视预习环节,在实验课开始前教师首先检查学生的预习报告,并根据预习情况给出实验预习分。[4]这种做法有一定的成效,但是仍然存在弊端。作者建议,在每次实验课结束前几分钟安排一个抢答环节,教师根据每次实验事先设计好问题,难度不一,由学生来抢答,答对者可获得加分,如果没有学生抢答,就由教师随机提问学生,抢答加分的做法有几点好处,一则对认真独立完成实验的学生的奖励,二则是一种很好的检验方法,因为每位学生都有可能被提问到,自然每位学生都有压力,从而会促使他们认真对待实验,三则能有效得减轻学生学习负担,四则实现的难度不大。因此,作者认为该抢答加分的做法具有较高的有效性与可行性。

另外,文章前面提到的奖励那些提出创新思想和作品的学生也应纳入加分环节中,课外自主科研活动的产出也可申请加分,如此一来,学生就更有动力去参与课外自主科研活动了。加分环节不仅可以减轻学生的学习负担,更是一种激励措施。

3 结语

大学物理实验对大学生的理解力、动手能力及创新思维等方面起着无法替代的作用,不断得完善大学物理实验课程是有必要的。大学物理实验教学改革是一个系统工程,本文仅仅从教学主体、教学方法和考核方式三个方面入手,提出了自己的一些建议。要真正实现大学物理实验开设的初衷和获得大学物理实验的精髓,需要学校、教师、学生、社会各方面的共同努力。

[1]郑允宝.大学物理实验存在的问题及建议[J].中国科教创新导刊,2009(13):100

[2]阿继凯.大学物理实验教学中存在的问题及解决建议[J].科技信息,2009(22):71

[3]苏剑峰,牛强.大学物理实验教学改革初探[J].中国电力教育,2012(1):101-102

[4]齐磊磊,杨黠.浅议大学物理实验考核方式.科技信息,2012(19):220

G642.0

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.112

刘兆周(1987-),男,学士,助理实验师,主要从事物理实验教学工作。

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