大學物理實驗是高等學校學生進行科學實驗基本訓練的一門獨立的必修基礎課程。考慮到物理實驗教材在教學中的重要性,文章主要從提升教材的可讀性和親近性、使用計算工具軟件處理實驗數據的內容以及引入多媒體手段來編寫教材等三個方面進行了探索,以增強教材的可讀性與實用性,從而更有效地實現大學物理實驗教學。
大學物理實驗是高等學校學生進行科學實驗基本訓練的一門獨立的必修基礎課程,而大學物理實驗教材是實現物理實驗有效教學的主要途徑,是良好教學質量的重要保障。基于物理實驗教材的重要性,大學物理實驗教材的編寫應該以人才培養的目標為出發點,在編寫過程中要注重實際情況和當前學生的特點,物理實驗教材的編寫應該偏重從實際性和可操作性的角度出發,增強教材的可讀性和親近性,從而來有效的培養學生的基本實驗素質和科學實驗能力,以適應科學技術不斷進步和社會主義建設迅速發展的需要。
對于大學物理實驗教材的基本內容和基礎實驗各種教材版本相差不大,不同版本的教材都從各自不同的角度來增強教材的可讀性和趣味性,從而提高大學物理實驗教學的有效性,以此培養學生的動手能力和探索精神。這些教材有很多值得去學習和借鑒的地方。本文在分析不同版本的大學物理實驗教材的基礎上,積極探索了教材改革的其它可能方向,并加以了闡述,以望提高大學物理實驗教學的效果和學生學習大學物理實驗的積極性和趣味性。
本文針對大學物理實驗教材的改革主要從三個方面進行了探索:
一是,目前的大學物理實驗教材在實驗內容里較詳細的介紹了實驗操作方法,有些教材為了提高學生的自主性和探索能力,適當弱化了實驗步驟的講解。這樣有利于學生實驗探索能力的培養。不過學生雖然能對教材中實驗操作了然于心,但是在實際操作過程中,學生還是有些感覺力不從心,走進實驗室不知從哪下手。調查學生發現,大多數學生反映在預習實驗的過程中感到很茫然和空洞,實驗原理雖然通過預習可以大致明白,但是在預習操作這部分內容的時候,感覺書本不知所云,只有進了實驗室看到了具體的實驗儀器時,才稍微明白一點教材中所講內容的具體意思。針對這種情況,在大學物理實驗教材的編寫上,可以考慮在教材中適當增加與實驗室相關的實驗儀器的實物圖片,學生在通過實驗教材預習實驗的過程中就會相對具體生動一些,這樣也可以拉近教材與實驗室的距離,從而減少學生對實驗室的陌生感,也有利于學生有效地做好實驗課前的預習,提高學生積極進行物理實驗的興趣,從而更有利于學生創新和探索能力的培養。
二是,目前大多數物理實驗教材提供了實驗數據記錄表格,但是對實驗數據處理這部分內容只簡單介紹了方法,學生在實際處理數據過程中基本沒有掌握相應的數據處理方法,導致實驗結果或結論與理論相差較遠,一定程度上降低了大學物理實驗的意義。一個實驗的完整性,不僅在于對實驗的操作性,更重要的是要對所測得的數據結果進行科學的分析以便得到正確的結論。為了培養學生這方面的科學實驗素養,因此可以考慮在教材中適當增加如何使用計算機模擬計算程序或電腦和手機中的計算工具軟件處理實驗數據的內容,引導并要求學生利用現代化工具實現數據計算和圖線繪制等方面的內容,這樣利于學生得到正確的實驗結果,有助于提高學生的數據處理能力和學習效率,適應新形勢下科學技術不斷發展的需求。
三是,由于大學物理實驗作為一門獨立的課程開設歷史不長,以往的教材基本按照物理理論課程教材內容進行分類組織編寫,或是結合教學內容及實驗教學經驗等方面對教材進行編寫。隨著科學技術的快速發展,數字資源、移動通訊、網絡技術等已經相對成熟,這些條件有助于來改變原有大學物理實驗教材的單調性、枯燥性和抽象性。如果將多媒體手段引入教材編寫,學生就能夠利用網絡資源、視頻資料等對實驗教材相關內容進行學習。例如給教材配上與實驗相關的視頻鏈接二維碼,可以供學生隨時隨地利用教學視頻資料預習實驗,。有聲有色的教材內容將更直觀生動和具體,同時與學生產生了互動性,有利于激發學生的學習積極性,也更有易于學生理解教材內容。
在現代社會發展的新形勢下,大學物理教材的改革也要與時俱進。在編寫內容上要注重可讀性和互動性,同時注重學生利用計算工具處理實驗數據能力的培養,以保證物理實驗的完整性。文章針對目前教材的現狀,探索了教材改革的方向,以此來適應新形勢下大學物理實驗教學的需求。
(作者單位:華南理工大學廣州學院電子信息工程學院)