應用型本科院校大學物理實驗教學的實踐與思考
理化生教學與研究
作者:笪誠
摘 要: 隨著經濟發展和工業化進程推進,社會對應用型人才的需求越來越多,高等教育正走向以培養應用型人才為主的多元化教育。新形勢下,大學物理實驗教學工作麵臨許多新問題,本文對這些問題進行思考與探索,試圖在教學實踐中解決這些問題,推動大學物理實驗教學進步。
關鍵詞: 大學物理實驗 應用型本科院校 教學手段
隨著我國國民經濟快速發展和工業化進程不斷推進,地方經濟對高等教育本科人才類型的需求趨向多元化,特別是對應用型人才的需求越來越大,高等教育正在從精英教育走向以培養應用型人才為主的多元化教育。這種形勢下,作為基礎實驗課的大學物理實驗應如何適應形勢發展呢?筆者作為有多學科背景(本碩博專業不一樣)的教學人員,在大學物理實驗教學實踐中有諸多體會,並對目前大學物理實驗教學中存在的問題和對策進行一係列思考。
一、對大學物理實驗和理論課教學進行整合同步,改變理論與實驗割裂的現狀
目前大學物理和大學物理實驗是兩門獨立課程,往往是同時開設的,造成很多實驗在做的時候,實驗原理在理論上還沒有學習,極大影響實驗效果。應根據大學物理課程的教學進度,調整大學物理實驗項目順序,讓大物實驗在該實驗涉及的理論講授後一周內進行,使學生通過實驗及時驗證所學理論知識,同時用學習的理論解釋實驗現象,達到理論聯係實踐的效果。
建議本著教育以人為本的原則,將大學物理課程理論教學與實驗教學統籌協調安排,可能的話將大學物理實驗和理論課整合成一門課,實驗作為整個課程一個不可割裂的部分看待(就像其他課程一樣),有利於任課教師整體考慮理論與實驗的關係。
二、對大學物理實驗內容、實驗管理方式、實驗教學方法和手段進行改革
1.實驗內容改革
目前大學物理實驗項目較多,而學時一再壓縮,要想都做不現實。那麼哪些實驗該做,哪些實驗選做甚至不做,才能達到最佳效果呢?教學實踐中應根據不同專業後續課程的需要,對大學物理實驗進行取舍。如對機械工程專業來說,力學類實驗最有用,應該都做,而像弗蘭克-赫茲實驗就沒必要做。對電子科學與技術專業來說,力學類很多實驗如單擺測重力加速度就沒必要做,而弗蘭克-赫茲實驗應該做。還有些實驗,如長度測量和誤差處理,應該所有專業都應該做,因為基本測量方法和誤差處理所有專業都會涉及,也是所有實驗的基礎。可以根據不同專業分成必做實驗和選做實驗,必做實驗是與本專業後續課程密切相關的,所以必須做,而選做實驗是學生根據個人情況有選擇性地做。具體是機械類專業力學類實驗全做,部分光學實驗如牛頓環測厚必做,電學和熱學部分實驗選做;而電子信息類專業電學和光學實驗全做,力學和熱學部分實驗選做等,總之大學物理實驗項目應充分征求各專業的專業課老師的意見,利用好有限的大學物理實驗學時,以做到學以致用。
另外大學物理實驗課程教學內容應注重與最新科研、工程和社會應用實踐的聯係,融入科技創新和實驗教學改革成果。
2.實驗管理方式改革
目前我國應用型本科院校大學物理實驗課有規範化教學和開放式教學兩種模式。規範化教學是由實驗指導教師指導學生在規定的上課時間內完成既定實驗項目;而開放式教學是將實驗全部擺出,學生根據自身情況預約時間選擇實驗項目到實驗室完成,實驗教師隻在實驗室值班和答疑。目前大多數應用型本科院校由於人力物力的原因采用規範化教學;少數條件好的學校采用開放式教學。教學實踐中發現這兩種模式的單一采用已不能適應需要,應采用二者結合的方式。學生初學這門課的時候采用規範化教學,通過幾次規範化實驗課,讓學生掌握一些基本實驗技能、實驗方法與處理數據技巧,使其初步具有獨立操作能力。然後將部分實驗開放,由學生自由選擇項目做。如電學實驗,先采用規範化教學法,讓學生熟悉電流表和電壓表等儀器的用法,掌握基本技能,再采用開放式教學,將惠斯通電橋的應用、電表改裝及校準等實驗需要的儀器擺出,由學生選做。學生自己設計實驗方案,自己挑選儀器。這樣學生既受到規範化工程訓練,又提高學生物理學思維和獨立工作能力,為今後專業實驗奠定紮實基礎。
建議有條件的應用型本科院校的大學物理實驗室建立自己的教學網站,學生在網上根據每學期實驗設置情況選擇實驗項目和實驗時間,同時允許學生退選和補選實驗,給學生一定的回旋餘地。學生通過網絡及時了解實驗成績,通過網絡社區與老師討論,這種“交互式”師生關係能充分調動學生的學習積極性和主觀能動性,激發學生對實驗的興趣,培養學生創新意識和能力。