士官職業技術院校物理實驗教學研究

董先達+金萌+范珍

物理學是一門理論和實踐并重的基礎科學，其實驗教學是物理教學的重要組成部分。目前軍隊士官職業技術院校開展的物理實驗教學存在部分問題，具有一定普遍性，其主要表現在一下幾個方面：一是職業技術學校普遍對基礎科學重視程度不夠，學時和儀器等客觀條件有限，導致很多基礎實驗教學不能正常開展。二是教師和學生普遍對物理實驗重視程度不夠，有重理論輕實驗的現象普遍存在。三是在物理實驗的開展過程中，嚴格按照書本的規范流程下進行實驗，學生對實驗的理解不夠深入。

簡要分析以上問題的產生原因：

1、士官職業技術教育院校以專業訓練為主，基礎課學時較少，而物理學又是一門最基礎的自然科學。學科各部分之間具有很強的關聯性和完整性。在有限的學時和教學條件下，所能分配到的實驗學時更是較為有限。教學場地也存在不夠用的情況，不能保證每個實驗室只做一套物理實驗，對分班教學更是提出了更高的要求。而士官學員普遍對自然科學的熱情很高，課堂氣氛活躍，缺乏對精密儀器的使用常識，使得每學期的實驗教學設備及儀器的完好率難以保障，部分易損易耗儀器配件得不到及時修理或補充。導致不能保證每名學員都能自己動手完成一套實驗，經常要以小組的方式開展進行。

2、一些教師對實驗教學在認識上存在一定的誤區，不愿意開展實驗教學。主要表現在：（1）重理論輕實驗，認為大學物理教學內容都是以百年以上的經典物理學為主，其實驗也多是驗證性實驗，都是前人做過的，對物理內容的理解不起主要作用。而且對于能夠獲得的實驗現象也通常比較簡單，司空見慣，沒有必要開展實驗。所以做實驗不如講實驗或模擬實驗。（2）實驗前對儀器設備的準備費時費力，不愿意付出更多的時間。尤其是對于比較年輕的女教師，習慣于課堂教學，對實驗教學的開展和儀器故障排查檢修的能力或興趣不足。或是不愿意鉆研實驗教學，教學方法手段比較單一，慣性思維比較重，同時害怕學員損壞儀器設備，實驗課堂難以管理。

3、學生方面的原因：大部分學生沒有養成良好的實驗習慣，好奇心強，但缺乏基本儀器的操作使用常識，缺乏安全用電意識，實驗前不能充分預習，在實驗中不遵守操作規則，不按要求做實驗造成儀器損壞，很大程度上影響實驗的正常開展。也有很多學生認為實驗課堂氣氛輕松活躍，當成是休息放松，不認真對待實驗，只要完成實驗報告就行了，還是對理論課更加重視。不認為在實驗學習中能夠獲得知識和技能。

可采取的幾點改進措施：

1、高等技術院校對基礎科學的教育不容忽視

雖然士官職業技術教育院校以技術修理等專業為主，但對于基礎科學的教育也不容忽視。物理學作為最基礎的自然科學，其科學研究方法廣泛適用于一切科學。而且也是最能體現科學研究方法的學科。對于高科技人才的培養離不開科學素養的熏陶，即便在各行各業，也需要具備基本的科學素養和邏輯思維能力。因此，物理學教學不僅是教知識，更主要的是讓學生學會一種科學的思維方法。當具備了這種思維方法之后便可以觸類旁通的學習任何一門學科。而科學的研究是邏輯思維和實踐檢驗兩條路并軌進行的。這一點在物理實驗教學中體現的尤為明顯。因此在開展物理實驗教學中，應該注重對科學研究方法的培養和鍛煉。在課程設置、經費投入、師資調配和其他相關方面充分考慮物理實驗教學的實際需要，在一定程度上對實驗教學給予保證。教師要樹立以學生為主體、發展為中心的教學觀，把物理實驗教學作為物理教學過程的重要環節，培養學生的能力，認真改進實驗教學，把實驗教學的重心真正轉移到以實驗為基礎上來。

2、增加靈活的實驗教學手段

在條件允許的情況下，學校可以設置專門的實驗指導教員，開放實驗室，購置一些基本的研究性實驗器材。讓實驗室成為學生實驗探究的陣地。在實驗教員的指導下，學生可以利用實驗室的資源，做一些探究性實驗，和設計性實驗，彌補學時上的限制。

合理開發虛擬仿真實驗。充分利用多媒體信息技術，對一些因教學條件、實驗場地等客觀因素無法開展的實驗，可以借助計算機編程來模擬實驗現象，營造仿真的實驗環境氛圍。學員可以通過人機交互，自主地調整實驗的各種參數，觀察變化，認識現象，構建知識。制作好的仿真實驗軟件，即可作為教員課堂教學的輔助動畫素材，又可拓展到實驗教學環節中，創建讓學員探究性學習的環境，極大的豐富傳統的課堂內容和形式，解決因教學手段單一，學員學習興趣不足的矛盾。仿真實驗操作方便安全，可以快速提高學員的動手能力和學習效率，解決因學時不足而造成的很多實驗不能開展的矛盾。通過虛擬房展，可以讓學員動手去操作實際具有危險性的實驗，解決了很多易損儀器和貴重儀器學員難于動手操作的矛盾。逼真的3D動畫效果迎合學員心理，能夠激發學員對科學探索的熱情，從而提高教學效果。打破傳統的教學手段，在課堂教學中，利用實驗環節直接作用于理論檢驗，更加注重知識的遷移和應用，使理論和實踐更完美的融合。在有限的學時范圍內可以適當調整課程設計，增加虛擬實驗教學時間。仿真實驗人機交互性強，操作自由度高，沒有下一步、下一頁這些預先設計好的操作流程，各種參數的調整和儀器的組合都交給學員自主操作，突出以學生為主體，創建探究性學習的環境，讓學生自主的去觀察變化，認識現象，構建知識。游戲化的界面迎合學生心理，大大激發了他們對自然科學的學習渴望，使學員在娛樂中構建科學的思維方法，鍛煉動手能力，培養科學素養和探索精神，體現了物理學這門學科的重要實踐意義。突破客觀條件的限制，利用仿真實驗學員可以靈活的控制過程，再現一些轉瞬即逝的實驗現象和及其緩慢的實驗過程，以及不可逆的實驗過程，從而給學員一個細致觀察，發現規律的機會，實現傳統實驗由無法掩飾的宏觀、微觀的變化過程，將這些變化過程展現于學員眼前。總之，多媒體技術可以對物理實驗室內所無法完成的實驗進行逼真地模擬，靈活地放大或縮小物理場景，將物理過程生動形象地展現在學生眼前，會使學生理解透徹。因此，要使多媒體技術成為物理實驗教學的重要補充手段。endprint