文 立
(湖南城市學院通信與電子工程學院,湖南 益陽 413000)
大學物理實驗教學在物理教學中占有重要的地位。一方面能幫助學生正確理解課堂上學習的物理概念和規律,鞏固所學理論知識,另一方面又培養學生動手解決實際問題的能力、以及提高學生觀察和分析問題的能力,使學生受到必要的實驗技能的訓練,為學生今后學習專業知識以及從事工程技術工作和科學研究工作打下良好的基礎。
我校是一所以城市為特色的工程應用型本科學院,而工程應用型本科人才的培養目標是具有一定基礎理論知識、較強實踐能力、具備解決工程實際問題能力的現場工程師。其教育的核心是突出“應用”,即在遵循一般本科人才培養規律的同時,強化實踐教學這一環節,特別注意培養學生的應用能力[1]。由于我校專業門類多,實驗人數多,他們的實驗基礎和動手能力參差不齊,面對不同來源,不同學科專業,不同類型和個性的學生,為此,我們提出了大學物理實驗實行多層次教學的模式,目的是通過多層次物理實驗教學,給學生創設一個創新空間,讓學生根據自身個性、學習能力和發展要求,在寬松的環境下自主選擇實驗層次,從而讓大學物理實驗教學真正做到因材施教,避免出現學習基礎好的學生“吃不飽”,學習基礎差的學生“吃不消”的兩種極端現象,使學生由被動學習變為主動學習,達到提高實驗教學質量,提升學生自信心的目的。
我院大學物理實驗面向全校7 個二級學院的21 個理工科專業開設。我們適當考慮學科專業的特點開設大學物理實驗項目。
為了適應應用型人才培養的要求,在教學過程中以學生為主體,激發他們的學習熱情和思維能力,提高大學生的綜合科學素質。我們打破傳統大學物理實驗課程體系中力學、熱學、電磁學、光學等之間的界限,實行各門實驗交叉、綜合、有機整合、整體優化[2]。各大類專業學科不必都開設幾乎相同的力學、熱學、電磁學、光學等方面的實驗項目,而是根據各類專業學科的特點有所區分,適當多開設與學生所學專業緊密關聯的相關實驗項目。比如土木工程、給水排水等各類專業可以加大力學、熱學實驗項目的開設力度,減少電磁學、光學實驗項目的開設;生物化學類專業多開設熱學、光學實驗項目,減少力學、電磁學實驗項目;電子通信、計算機類專業可以加大電磁學、光學實驗項目的開設力度,而減少熱學、力學實驗項目。這為學生今后進入高年級做好專業課實驗起到更好的基礎知識的鋪墊作用。
針對學生學習能力和興趣上存在的差異,為學生提供不同層次的教學內容。以大學物理實驗教學大綱為依據,根據對學生的實際基礎和能力要求由低向高,由淺入深、循序漸進的原則,將大學物理實驗教學內容劃分為技能性實驗、基礎性實驗、綜合設計性實驗三個不同層次,每一層次的難度、所需學時、所占學分、對學生的實踐能力和水平要求都有所不同,技能性實驗最低、基礎性實驗次之、綜合設計性實驗最高。形成從低到高,從基礎到前沿,從傳授知識到培養綜合能力逐級提高的大學物理實驗課程體系。每學期都規定一些基礎性實驗和綜合性實驗,讓學生依據自己的情況和興趣選做其中的一部分,當學生修滿一定的學分即認為該門課程合格。
在開設大學物理實驗課前,對所有的學生在高中物理實驗的學習情況和學習效果進行摸底統計,初步了解他們實驗操作的差異性。按照適當體現差距的原則,對學生進行合理分組。
為了保證分層次教學的順利實施,可以采用全面開放實驗室與之相配合,學生可根據自己的具體情況選擇合適的時間進入實驗室,熟悉和了解實驗所使用的儀器設備和實驗內容,進行自主學習和獨立操作。這樣使基礎差、能力弱的學生有充足的時間進行基礎技能和實踐能力的訓練,通過多動手、多操作、多實踐得到基本實驗素質和技能的培養與提高;對于基礎好、能力強的優秀學生則在完成基本培養要求的前提下,進行深層次的研究探索,加強創新意識和能力的培養。通過因材施教,讓學生練就扎實的基本功,給學生駕馭新知識的信心和能力,為后續的學習打下堅實的基礎。實驗室開放,在時間和空間上給學生以充分的自由度,促進了學生主觀能動性的發揮。實驗室開放最大限度地發揮了學生自己的潛能,使不同層次的學生都能在原有的基礎上得到進一步提高。同時又提高了儀器設備的使用率。
將大學物理實驗室在全面開放時間的前提下,對大學物理實驗課程實行學分制,即每個學生修夠一定的學分后可視為合格。對不同專業要求所修總學分不一樣。按照學分要求,對于基礎差,中學時所做的實驗少、動手能力差的同學可以多做一些技能性實驗和基礎性實驗,相對減少綜合設計性實驗的數目,反之亦然。這樣可以實現讓學習基礎和能力好的同學多做些綜合設計性實驗;學習基礎和能力差的同學多做些基礎性實驗。同時,讓學生根據學習興趣,選擇一些自己感興趣的實驗,以培養學生的學習興趣,提高自信心和創新能力,達到因材施教提高教學質量的目的。
隨著高校的不斷擴招,學生生源不同,不同地方、不同類別學生的物理實驗基礎以及學習物理實驗的興趣和動手能力的差異也在不斷加大,尤其是來自偏遠地方的新生。而且各省的中學物理實驗教學質量也參差不齊,這樣將不同水平的學生放在一起同時學,同要求,同考核的方式,未具體考慮到不同學生的物理實驗基礎或不同專業培養計劃對物理實驗的需求,就會造成基礎好的學生“吃不飽”,基礎差的學生“吃不消”的現象,大學物理實驗實現分層次教學最大限度地解決了該類問題。
在大學物理實驗教學中以人為本,因“人”施教,注重個性化發展和個體差異,提供更為自由的實踐環境,讓學生有更多機會發現自己的特長,培養創新思維、獨立思考、自信和責任心[3],通過分層次實驗教學為學生打下扎實的基本功,使學生的實際動手能力、分析和解決問題的能力在各自不同的層次上得到了有效的培養、鍛煉和提高,給學生駕馭新知識的信心和能力,達到大學物理實驗教學的目的。
在大學物理實驗中,實行分層次教學既考慮了大學物理實驗的普遍性,又考慮了學生的專業性,使教學有層次、有針對性,體現了因材施教的原則。選擇適合學生的實驗項目,能使學生的專業特點、興趣愛好得到充分的發揮,從而調動學生的積極性和主動性。,從被動學習變為主動學習,打下扎實的基本功,保證大學物理實驗教學質量,給予學生駕馭各種新知識的信心和能力。
[1]盧佃清,等.普通工科院校大學物理實驗教學的改革與創新[J].淮海工學院學報,2010(8):90-92.
[2]徐晶,等.大學物理實驗分層次教學與創新能力的培養[J].大學物理實驗,2013,26(2):94-96.