魏要丽,杨 亮

(海南大学,海南海口 570208)

大学物理实验分层教学模式的探究

魏要丽,杨 亮

(海南大学,海南海口 570208)

针对不同专业学生大学物理实验基础的差异,从实验内容的设置和教学方法出发,建立不同专业大学物理实验分层教学模式,经过教学实践过程取得了良好的教学效果。

大学物理实验;分层教学;实验内容

大学物理实验是学生进入大学后开设的一门基础必修课,大部分的理、工、农、林等专业的学生都要开设物理实验课。由于学生个人的智力、兴趣、性格的差异,思考问题的广度、深度、灵活性及克服困难的勇气和毅力的不同,因此大学物理实验教学就要因材施教,对不同的专业,采取不同的方法和要求进行教学,允许并能采取适当的措施促进拔尖学生冒出来,对个别学习困难的学生也能针对性的进行帮助,即采用分层教学模式进行教学[1-2]。本文根据专业性质特点,在实验项目设置和教学方法上采用分层教学模式,使全校学生通过物理实验达到掌握基本实验技能,培养科学作风,激发创新精神的目标;同时也为热爱科学、热爱物理实验的学生提供了自主学习、探索、研究、创新的空间,并取得了显著的教学效果。

1 根据专业特点设置实验内容

分层教学要求教学内容应富有弹性,以满足不同学科、不同专业、不同层次学生需求。

1.1 农林专业物理实验课程内容的设置

由于农林专业物理实验课时比较少(32学时、48学时),要求在有限的实验时间内,根据专业特点,精选实验内容,开设和专业相关的基础物理实验。由于部分学生在中学时物理实验训练较少,动手能力差,应多开设一些基本实验项目弥补不足。例如,开设长度和密度的测量、转动惯量、杨氏模量测量、膨胀系数的测量、电桥、磁场的测量、焦距测量、牛顿环等基础性实验。这些基础实验的开设有助于掌握基本测量仪器的使用,训练基本的物理实验技能。在实验内容的选取上,兼顾力、热、光、电等有关的实验内容,形成基础实验、综合性实验、设计提高性实验,难易衔接,循序渐进,逐层提高。

1.2 理、工科专业物理实验课程内容的设置

理、工科专业物理实验课有48学时、64学时,学生物理基础相对好一些,可以多开设综合性实验、设计性实验项目。综合性实验项目可以提高学生的综合实验技能,掌握科学的研究方法。例如,液体粘滞系数的测定、示波器的使用、声速的测量、分光计的调整、光栅特性、光电效应、夫兰克-赫兹实验、声光效应、热电偶的定标与测温等实验。设计性实验项目可以训练学生运用综合知识解决问题的能力,例如开发气垫导轨上的实验研究,电表的改装与校准、电位差计的设计等。总之,实验内容的安排既要考虑知识的内在联系,又要充分利用现有实验设备,增强学生综合应用物理实验解决物理问题的能力。

1.3 开设开放式选做实验项目

实验室除规定各学科的学生要完成的必做实验外,还应开出一定数量的选做实验,学生可以根据自己的兴趣和专业需要自由选做[3]。这类实验以开放式实验教学为主,即学生网上自选实验项目、预约实验时间,自主地进行实验,使学生实验的主动性、积极性得到了充分的发挥[4]。我校根据专业特点,选取一部分实验项目作为开放式选做实验,例如,土壤水势的测定、摄影与暗室技术、RLC串联电路暂态过程的研究,“PN”结温度传感器、霍尔传感器、数字信号光纤传输技术等,这些实验项目的开设有利于调动学生实验的主动性,积极性,能够让学生体会到物理实验在现代工程技术中应用广泛,提高学习兴趣,自觉主动变“要我做实验”为“我要做实验”。同时这种实验教学模式做到了时间上、仪器设备上、实验内容上的开放,有利于因材施教,有利于学生的个性发展[5]。

1.4 学生科技创新活动

对物理实验特别感兴趣的同学,我们开展物理实验的第二课堂,即学生科技创新活动,作为物理实验的课外补充及提高。这部分实验可以加强学生的动手能力,提高学生创新意识和创新能力。根据学生的专业特点,科技创新活动可以找一些比较新颖,比较贴近生活实际的实验。例如,太阳能电池基本特性研究。此活动的主要目的是创造条件,模拟科学研究工作的过程,让学生按照预定的要求自行设计实验方案并完成实验。它能较好地调动学生的积极性,培养学生灵活运用知识和技能进行创造性思维的能力,从而使学生得到初步的综合运用知识的训练,提高分析问题、解决问题的能力。

2 教学方法上采用分层教学

由于各个层次实验的教学侧重点各不相同,这就要求实验教师在指导学生实验时所采用的教学方法也应进行相应调整。

2.1 基础性实验的教学方法

基础性实验主要是加强对学生进行基本实验素质和能力的培养。讲授法是此阶段最基本的教学方法,即以教为主,充分发挥教师的主导作用,在实验课上讲清楚实验目的,原理,仪器的使用,实验步骤,注意事项,演示实验过程等,学生按照实验课本上的步骤逐步完成实验项目,达到实验目的。这种教学方法主要针对物理基础薄弱的农林专业的学生,在这个阶段,要特别注重学生的基本实验技能与方法的训练,包括:原始实验数据的记录、数据分析与误差处理、实验报告的规范化表述等等。在教师的指导上,采取集中讲解和个别指导相结合,同时,利用多媒体,配合可视化的影音材料供学生参考学习,加强教学效果;而对于理工科专业物理基础拔尖的学生,主要通过此种教学方式训练基本实验技能,培养实事求是的科学素养。

2.2 综合性实验的教学方法

综合性实验重在学生综合实验能力的培养,此时的教学方法应以启发式为主,教师发挥着启发引导的作用。此阶段学生以学习的主人身份,采取自主式的学习方式,主动获取知识,大胆探索,用自己所学的知识,分析、解决问题,使自己学会掌握科学的实验方法,为终身学习和今后工作奠定良好基础。教师在制作综合性实验的电子教案中,适当插入实验操作的录像片段或动画文稿,并加以语言解说,强调实验操作要点和注意事项,为学生创设愉悦的学习环境,调动学生感官的综合参与,增加学生做实验的兴趣,将“实验”转化为“试验”,将填鸭式教学改为师生互动的讨论式教学,促进学生主动学习。在实验过程中,将学生分为2~3人一组,让学生在小组或团队中合作学习,交流讨论。

2.3 设计研究性实验的教学方法

设计研究性实验以学生独立自主实验为主,教师辅助指导实验为辅,教师采用启发、引导或借助计算机技术等多种教学方法和手段,将教学的重点放在物理实验的设计思想、物理方法、仪器的设计原理和技巧上,针对学生个体和不同专业,不拘一格的实施实验教学过程。

由于设计研究性实验项目的实验目标和要求明确,但实验内容和具体实现方案,必须由学生进行精心设计和安排,因此,这类实验一般每组由2 ~4个学生组成,采取合作研究式的学习方式,共同设计实验方案,规划实验步骤,教师在实验过程中,给予必要的指导,实验结果由实验小组协同完成。有的设计性实验还采用学生讲解、教师提问的答辩方式对实验结果进行评判。此时要加强师生互动,给学生更多的发言权,鼓励学生大胆发表意见,引导学生主动思考,以培养学生对实验结果的分析能力,同时对实验背景知识及相关领域内的发展作进一步了解。设计性实验项目的开设是对学生掌握实验技能和理论知识进行综合应用的检测,能够体现学生综合应用知识和综合解决问题的能力[6]。

3 结 论

时代的发展要求我们必须转变教育观念,不断改进实验教学方法,不同专业分层次大学物理实验教学模式的建立,使实验教学出现良性循环状态,基础薄弱的同学补齐提高,拔尖的同学有“用武之地”,实现了“个性化”的教学,激发了学生学习的积极性和主动性;同时建立以学生为中心的实验教学方式,形成以自主式、合作式、研究式为主的学习方式;实验内容逐层加深,难度逐层加大,并且不同的教学层次对应不同的教学方法,主动适应了学生的接受能力,使学生在学习中主动提高,符合循序渐进的教学原则。在实验教学方法上,采用多样化的教学手段,融合多种方式辅助实验教学,这些措施都最大限度的实现了即要使学生掌握物理实验的基本内容,又给学生个性化发展的空间,让学生在精彩的课堂中深刻地掌握所学知识,达到了良好的教学效果。

[1] 孙立红,崔敬花.大学物理实验分层教学法[J].大学物理实验,2012,25(2):91-93.

[2] 刘克兰.现代教学论[M].重庆:西南师范大学出版社,1998:41-44.

[3] 孙腊珍,张增明.研究型大学物理实验教学平台建设的实践与探索[J].实验技术与管理,2008,25 (10):18-20.

[4] 赵爱清,杨大鹏,温随群.开放型大学物理实验教学的探讨[J].物理通报,2011(2):45-46.

[5] 李末,陈小玲,何玉平.工科院校大学物理开放实验教学模式探讨与实践[J].大学物理实验,2011,24 (4):97-98.

[6] 漆建军,肖化.设计性物理实验在大学生智力开发中的积极效应[J].实验技术与管理,2003(2): 130-132.

Exploring the Leveled Teaching M ode of the College Physical Experiment

WEIYao-li,YANG Liang
(Hainan University,Hainan Haikou 570228)

According to the different basis of college physical experiment for the different professional students,from the setting of the experiment content and the teaching method,established the leveled teaching mode of the college physical experiment,after teaching practice,thismode obtained good results.

college physical experiment;leveled teaching;experiment content

G 642.4

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.005.035

1007-2934(2015)05-0126-03

2015-06-11