摘要:针对大学物理实验教学现状,在大学物理实验教学实验课程教材建设、科学方法教
育、现代技术引入、能力培养等方面如何提高学生科学素质,提出了实施途径。
关键词:物理实验 科学素质 实验能力
引言: 物理实验是高等院校理工科进行科学研究的基础和方法, 对于培养学生的创新能力和全面综合素质起着重要的作用,发挥着其它教学环节不可替代的作用。学习物理实验的过程也是科学素质和实验能力不断积累和提高的过程。 目前,许多院校在不论是实验教材的编写方面,还是在教师实验教学方面,把实验的操作步骤和数据处理当作重点,许多学生在写实验报告时,将主要精力都放在数据处理方面,而很少思考这个实验研究物理现象的科学方法和思维规律,及如何用理论指导实际、并在实践中分析问题、解决问题。很多学生修完物理实验课后,对基本的实验方法一无所知。素质教育的要求是不仅让学生知道怎么做,更重要的是让学生知道为什么要这么做,要重视实验探索过程,而不是过分强调实验结果,避免学生过于追求实验结果。我们物理实验教学团队针对这些问题,对传统大学物理实验课程教学进行了一些改革,对实施素质教育,提高学生科学素质,进行了一些实践和探索,提出具体实施途径。 举措之一教材建设: 先从实验教材改革入手,教材建设是课程建设的基础,实验效果的好坏,除教师的指导和学生自身的努力外,实验教材的选编也是一个不可忽视的因素。通过长期实验教学工作积累,我们改革了旧的传统物理实验框架,建立了分层次的物理实验课程新体系, 即“基础实验层”、“综合实验层”、“设计实验层”、“仿真实验层”。实验内容除了必做内容,还增设了实验选作内容;同一物理量测量有多种实验方法与实验方案选择;实验技术不仅保留传统,还增设现代技术应用。内容和形式更加灵活,让学生有自由发挥的余地。为此,出版的«大学物理实验»教材在广西教材评比中获三等奖。 科学方法教育: 以科学的思想惯穿在每堂实验课中,在大学物理实验教学中,培养学生实际操作能力
的同时,应注意向学生进行科学方法的教育,因为大学物理实验中蕴藏着丰富的科学方法,所以根据不同的实验用不同的思维及科学的方法,由简单到复杂的去引导、启发学生,让学生能在实验过程中掌握科学的方法。在物理实验教学中,注意不断激励学生通过观察、比较、探究、归纳、类比等手段提出种种假设和猜想来发展他们的创新意识及科学发展观。通过上述的教学过程,让学生树立科学的态度,使学生养成严肃认真,一丝不苟的学习精神。 应用现代技术: 在整个大学物理实验的教学过程中,除重视常规仪器和常规教学手段的应用外,还要将现代化教学手段应用实验中,深入浅出的引导学生,在掌握传统测量技术基础上了解现在测量技术发展,启迪学生的思维,提高学生综合应用知识的能力,激发学生的求知欲望及创新意识,利用科学理念和实验方法,突出针对性和应用性,培养学生的实际动手操作能力,形成理论与实践相结合,推动学生自主性的学习,创造性学习,探索性学习。 实验的网络教学与传统实验教学优化组合: 网络环境下的实验教学大大优化了实验教学效果。然而 ,实验教学的目的不只是单纯验证知识、获得结论 ,学生还必须在亲身观察和自主实践的过程中才能全面认识科学 ,形成理性思维 ,提高其科学素养。传统的实验能使学生亲身参与实验过程 ,亲自动手操作 ,这对学生的实验技能训练、科学态度的树立及思维分析能力的培养是十分重要的。一些实验基本操作 ,也只有亲手训练才能逐步熟练掌握。传统实验中通过对数据的测定 ,实验条件的控制 ,及对现象的观察 ,可以培养耐心细致的科学精神 ,实验失败的经历也能培养学生承受挫折的能力。在使用网络资源辅助实验教学的过程中应根据教学需要精选内容 ,合理安排课时和时间 ,注意网络资源与传统实验教学的优化组合。这样才能相得益彰 ,使实验教学在时空上得到突破和延伸 ,从而达到优化实验教学效果的目的。 理论与实践结合能力的培养: 物理实验教学中涉及到光学、热学、电学、力学等多个知识点,在实验教学中对学生所观测的物理现象要加以分析,而不是简单的来做个实验,根本不知道其所以然。实验教学过程中应有所侧重,有意识的突出某一方面的物理行为及现象进行分析。加强学生对实验原理的理解,实验仪器设计与实验方法设计、实验技术问题的分析,实验数据处理及误差来源分析,实验结果的正确描述等独立分析能力的培养。并为后续课程的学习方法打下了良好基础。 思维能力的锻炼和培养: 首先应激发学生的思维。上实验课前要求学生对实验目的、原理及器材进行预习和思考,使学生在动手实验前心里有了明确的实验方案,对实验的关键问题有了一定的理解。在实验时做到胸中有数,发挥主观能动性,提高实验效果。学生在实验中出现了问题,又无法找到原因时,教师应抓住学生探求知识的欲望,激发其思考,找出问题的原因。比如在电学实验中,最常遇到的问题是电路不通;光学实验中,仪器调整找不到像,教师应引导学生通过分析找到问题的症结所在,排除故障。此外,教师还可以提出一些既能反映学生掌握实验的扎实性、深入性、又能反映实验方法与技术扩展应用相联系的问题,让学生课后思考,达到思维训练的目的。教师要更新实验教学观念,不要认为学生实验就是学生动动手,而要善于让学生发掘实验中蕴藏的科学思维,调动学生的学习积极性和主动性,融训练基本技能和培养思维于一体,在实验教学中给学生留出思维空间。 实验探究能力的培养: 在设计性实验中融入逻辑思维可以有效培养学生的科学探究能力,拓展科学方法和科学精神。实验探究能力的培养可以从以下几个方面:①提出问题;②收集信息;③大胆提出假说;④验证假说;⑤归纳总结结论。学生是实验的主体,教师应扮演研究组织、帮助指导、监控评价的角色。虽然实验探究活动要受到学生基础知识能力水平的制约,在实验教学中,有教师的组织引导,可以帮助学生顺利进行实验探究活动,同时在实验教学中可以让学生学习科学研究的思路和方法。从每一个实验观察中得出结论,再进行归纳,实验在前,结论在后,这正是科学研究中常见的方法。让学生在获得知识的同时,得到科学素质的锻炼。在提倡素质教育的今天,这一点显得尤为重要。
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