周文泉
(桂林理工大學 理學院,廣西 桂林541004)
物理實驗是高等工科院校的一門基礎性實驗課程,是學生進入大學后接受系統、全面試驗方法和技能訓練的開端,也是后續其他專業實驗課程的重要基礎。 緒論課是學生進行實驗前的第一次課。 緒論課的教學內容包括介紹物理實驗的基本內容和要求、 基本測量方法、測量與誤差、測量結果的誤差分析定、有效數字、數據處理方法等基礎知識。 由于內容繁多,概念抽象,學生學習積極性不高。 按傳統的一段式講授法教緒論課,教學效果不理想。在多年教學實踐的基礎上,筆者就大學物理實驗緒論課的教學方法進行了的改進,實踐中收到了良好的教學效果。
按照教材的編排順序, 緒論課先介紹物理實驗課的教學目的、教學內容,然后講解測量、誤差等基本概念,接著講解有效數字運算、誤差的傳遞公式,最后介紹幾個常用的數據處理方法。 這種一段式教學方法,老師從頭講到尾,在隨后的作業以及實驗報告中反映出教學效果很不好。
在多年教學實踐的基礎上,筆者就大學物理實驗緒論課的教學方法進行了的改進,并收到了良好的教學效果。
為了提高緒論課的教學效果, 使學生對物理實驗課產生興趣,理論知識講解前首先介紹開設物理實驗課的重要性和必要性,物理實驗課的地位和作用,物理學實驗的發展歷史、發展背景以及對現代科學的重要應用價值,特別是一些經典物理學實驗對現代科技發展和社會進步所起到的巨大推動作用。由于物理實驗是理工科專業學生的必修基礎課,針對不同專業的學生做不同的引導,用實驗相關的實際應用來聯系所學專業,講解這些實驗的特點及其在相關領域的應用,使學生能感受到學有所用,這樣也能使學生在選做實驗項目時根據所學專業有所側重,從而激發學習興趣和求知欲,增強對物理實驗課的信心,并消除部分學生的畏懼心理。[2]
根據緒論課各部分內容的具體情況, 運用PowerPoint 制作電子教案, 其中插入相關的教學視頻或動畫演示文稿。演示的同時配以解說,多方位、多角度展示教學內容, 有利于調動學生學習的積極性,提高緒論課的教學效果。 運用錄屏軟件,對不同的教學內容分別錄制相應的教學視頻,供學生課后觀看,加深課堂知識的理解。
為了加強緒論課的教學效果,使學生充分掌握測量誤差的基本概念、有效數字的運算規則、誤差傳遞公式的推到方法以及幾個常用的數據處理方法等基礎知識,緒論課改為三段式教學。
第一階段
1)制作電子教案,對基本概念、公式以及相應的關系進行歸納,并結合例題講解,使學生對這些基礎知識有個整體的印象,便于學生理解與記憶。
2)對誤差傳遞公式推導、有效數字運算、有效數字取舍規則進行重點舉例講解,并進行課堂練習,使學生初步掌握方法。
3)舉例講解如何正確表示實驗結果,并進行相應的課堂練習。
4)介紹幾個常用的數據處理方法,由此引出數據處理軟件。 結合具體實驗舉例說明軟件的使用方法, 要求學生至少掌握一種軟件,并且寫實驗報告時至少有一次實驗用軟件處理數據。
5)明確實驗課程的學習要求,包括實驗項目,實驗紀律,課前預習、實驗課堂活動,物理實驗報告的格式、內容、要求。還可展示往屆學生的優秀實驗報告,讓學生對規范書寫實驗報告有個直觀的認識。
6)最后就本次理論講解的內容布置相應的習題作為課后作業。
第二階段
第二次實驗課前, 對緒論課作業中出新的問題集中進行講評,鞏固所學知識。
第三階段
做了兩個實驗后, 總結歸納實驗報告以及實驗過程中出現的問題,這對提高物理實驗課的教學質量,提高緒論課教學效果以及加強學生的實驗素養都極為有利。
在講解數據處理方法時,介紹Excel,Origin,Matlab 等軟件,開闊學生的視野。實踐證明,學生對于數據處理軟件、作圖軟件是很有興趣的,不少學生課下也很愿意花時間去學習相關軟件,部分學生把所學軟件應用到了實驗報告的數據處理當中。為鼓勵學生掌握一定的數據處理軟件,在成績評定時,軟件的使用也是考核的一個重要因素。
大學物理實驗緒論課的教學效果對后續實驗課的教學影響重大。因此,采用何種教學方法提高教學效果,保證教學質量,激發學生的實驗課學習積極性也是緒論課的一項重要內容。本文就大學物理實驗緒論課的教學方法進行了的改進,實踐中也取得了良好的教學效果。
[1]鄭玉.淺談如何上好大學物理實驗緒論課[J].甘肅科技縱橫,2012,12(03).