大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分任務(wù)教學(xué)改革

李蓉 任喜梅

摘 要：本文針對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)過程中出現(xiàn)的教學(xué)模式呆板及學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度消極等問題，進(jìn)行了分任務(wù)教學(xué)改革的研究，該改革能有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素養(yǎng)能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、? 分任務(wù)教學(xué)改革? ? 改革實(shí)施的效果

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是高等院校理工科學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程，是學(xué)生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，是后續(xù)專業(yè)課實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。這門課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素養(yǎng)能力、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力有著重要的作用。

但在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在著很多的問題，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程不感興趣，根據(jù)作者多年的教學(xué)經(jīng)歷列出與本課題相關(guān)的兩點(diǎn)需要改進(jìn)的問題。

1、教學(xué)模式呆板

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師采取先講實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃恚缓笤僮鰧?shí)驗(yàn)演示的方式進(jìn)行教學(xué)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生只需要依葫蘆畫瓢進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把數(shù)據(jù)記錄在設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊上。這樣，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中缺乏挑戰(zhàn)，極大的抑制了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。

2、學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度消極

理工科院校涉及到做大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)生數(shù)量很多，學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件有限，在安排實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，不可能滿足同一個(gè)班級(jí)的學(xué)生能在同一時(shí)間段做同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，一個(gè)班級(jí)往往會(huì)被分成好幾個(gè)小班被安排在不同的時(shí)間段做實(shí)驗(yàn)。由于對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)不感興趣，或者擔(dān)心自己在實(shí)驗(yàn)室沒辦法完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量，有些同學(xué)就會(huì)提前參考已做過該實(shí)驗(yàn)同學(xué)的數(shù)據(jù)，攜帶數(shù)據(jù)進(jìn)實(shí)驗(yàn)室蒙混過關(guān)。這樣不但沒起到實(shí)驗(yàn)的作用，反而對(duì)其他同學(xué)造成不良的影響。

分任務(wù)教學(xué)改革

根據(jù)這兩點(diǎn)問題，本課題結(jié)合學(xué)校自身的現(xiàn)狀和實(shí)驗(yàn)室條件，對(duì)我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了分任務(wù)教學(xué)改革。

我們學(xué)校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)Ⅰ和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)Ⅱ。涉及到的實(shí)驗(yàn)包括力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等內(nèi)容。并按照基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分類。本課題主要針對(duì)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分任務(wù)教學(xué)改革研究。

在具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，分任務(wù)教學(xué)是指，在一個(gè)小班做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，學(xué)生兩人一組自發(fā)的組成一個(gè)個(gè)小組，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本要求、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)特點(diǎn)，有針對(duì)性的讓不同的小組來測量不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)象或?qū)?shù)據(jù)的記錄提出不一樣的要求。

大學(xué)物理Ⅰ開設(shè)的實(shí)驗(yàn)里，在 “光柵衍射”實(shí)驗(yàn)中，我們原來的實(shí)驗(yàn)只要求學(xué)生對(duì)綠光波長進(jìn)行測量。我們在講解及演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)候可以以綠光波長的測量為例來講解，學(xué)生在進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)候，我們分任務(wù)到每個(gè)小組，因?yàn)槲覀兯玫墓庠词怯啥喾N顏色組成的復(fù)合光源，所以在實(shí)驗(yàn)測量的時(shí)候，教師分任務(wù)給同學(xué)們，一些小組測綠光的波長，一些小組測紫光的波長，一些小組測橙色光的波長。由于每個(gè)小組的測量對(duì)象不同，這樣第一可以有效的杜絕學(xué)生參考其他組員的數(shù)據(jù);第二可以很好的鞭策學(xué)生課前好好預(yù)習(xí)，老師講課的時(shí)候?qū)W生認(rèn)真聽講，認(rèn)真對(duì)待實(shí)驗(yàn)。

再比如，在 “邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)與使用”實(shí)驗(yàn)中，我們原來的實(shí)驗(yàn)要求是總共測量250級(jí)條紋變化對(duì)應(yīng)平面鏡移動(dòng)的距離，要求每隔50級(jí)記錄一個(gè)位置。在實(shí)施分任務(wù)教學(xué)改革時(shí)，我們在學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)候，可以在數(shù)據(jù)記錄上做調(diào)整，我們分任務(wù)到每個(gè)小組，一些小組每隔30級(jí)記錄一個(gè)位置，共測210級(jí);一些小組每隔40級(jí)記錄一個(gè)位置，共測280級(jí)等。這樣，保證在完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯聦?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄形式靈活多變，可以開闊學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。

在大學(xué)物理Ⅱ開設(shè)的實(shí)驗(yàn)里，在“示波器的使用”實(shí)驗(yàn)中，我們原來的實(shí)驗(yàn)是設(shè)計(jì)好了具體的表格及具體的測量數(shù)值的，這樣學(xué)生的思維被限定在老師設(shè)定的模式中。為了打破這種固定模式，開闊學(xué)生的思維，在學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可通過調(diào)整測量波形種類及頻率來分任務(wù)給學(xué)生。如原來測300HZ的方形波，50HZ的正弦波、20KHZ的三角波等，我們可調(diào)整測量波形的頻率，以正弦波為例，如，一些組測50HZ的正弦波，一些組測100HZ的正弦波，一些組測200HZ的正弦波。通過這樣的調(diào)整，學(xué)生發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象，50HZ的正弦波是閃動(dòng)的，隨著頻率的增大，閃動(dòng)現(xiàn)象逐漸消失。這不僅可以提高學(xué)生做物理實(shí)驗(yàn)的興趣，還可激發(fā)學(xué)生多去分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因。

再比如在“模擬法測繪靜電場”實(shí)驗(yàn)中，教師可以調(diào)整不同組學(xué)生測量的電壓值來獲得不同的等勢面。如測平行長直導(dǎo)線的等勢線，一些組測2.0、4.0、6.0、8.0V的等勢線，一些組測1.0、3.0、5.0、7.0V的等勢線。通過這樣的調(diào)整，學(xué)生在完成了實(shí)驗(yàn)基本目的的同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)對(duì)于不同的測量導(dǎo)體，等勢面的形狀跟導(dǎo)體的形狀及電壓值是有關(guān)聯(lián)的。但最后畫出來的電場線的形狀卻是特定的，這樣可讓學(xué)生明白一個(gè)道理，有時(shí)候我們看待問題需要透過現(xiàn)象看到事物的本質(zhì)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

改革實(shí)施的效果

在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分任務(wù)教學(xué)改革的過程中，我們在所教的班級(jí)中選取了18交通12C組，18電氣56C組，18土木34C組，18電氣34B組4個(gè)試驗(yàn)組進(jìn)行改革。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)測量要求進(jìn)行了靈活的處理，使得學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣得到了極大的提升，同時(shí)開闊了學(xué)生的思維，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造力。學(xué)生課前能夠主動(dòng)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，課堂上學(xué)生通過自己的思考能夠提出一些很有思想的問題，學(xué)生攜帶實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況杜絕了。一個(gè)學(xué)期下來，這4個(gè)組的學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣比其它組明顯要高，且學(xué)生在動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的時(shí)候比其它組要安靜很多，每個(gè)同學(xué)都在認(rèn)真測量，實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成的質(zhì)量也得到提高，絕大部分同學(xué)能夠拿到A等級(jí)及A+等級(jí)。

由學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績可以看出，分任務(wù)教學(xué)是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行課程改革行之有效的方法。通過分任務(wù)教學(xué)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及操作并不是一層不變的，激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣;通過分任務(wù)教學(xué)，學(xué)生能積極主動(dòng)的參與到課堂里，提高了課堂教學(xué)效果;通過分任務(wù)教學(xué)，學(xué)生在掌握了實(shí)驗(yàn)基本原理和實(shí)驗(yàn)基本技能后，能夠根據(jù)需要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展，達(dá)到了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。

結(jié)束

在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分任務(wù)教學(xué)改革中，教師通過對(duì)實(shí)驗(yàn)靈活處理，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)有多種的做法，這樣可以杜絕學(xué)生攜帶數(shù)據(jù)進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，促使學(xué)生提前預(yù)習(xí)。更好的掌握實(shí)驗(yàn)基本原理及操作技能;也極大的激發(fā)學(xué)生興趣，開闊學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生探索的欲望，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。因此，分任務(wù)教學(xué)是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行課程改革行之有效的方法。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 鐘春曉，龔小華.《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》[M]北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2017

基金項(xiàng)目：

華東交通大學(xué)理工學(xué)院實(shí)踐教學(xué)改革項(xiàng)目