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大學物理實驗創新教育功能論文

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1物理實驗教學的現狀

大學物理實驗創新教育功能論文

(1)高校普遍對物理實驗重視不夠,尤其疏忽其實踐和創新教育功能。物理實驗是所有理工科院校都開設的一門實踐教學課程,也是最基本與最普遍的實驗課程,更是其他所有的實驗的基礎。所有高校都順應時代的發展與要求,大力提倡如何提高學生的實踐技能,放眼社會,投入大量人力物力去挖掘各種實踐基地。卻忽略了自己校內的各種實驗場所,更忽略了這些最基礎的平臺上潛藏着無限的實踐教育功能。終其原因在於對物理實驗課程不夠重視,終究把它放在理論課程的輔助功效上。(2)物理實驗課程體系與實驗平臺的陳舊,達不到實踐技能的提升。物理實驗在各個理工科院校是資歷最老的一門課程,因此所有設備也都基本“老齡化”,一般都只能滿足簡單的驗證與測試。即使學校高度重視後有所投入,新購置的設備也大都是黑匣子一類,一端輸入,另一端輸出,學生見不到實驗的中間過程,導致原本在理論上囫圇吞棗的物理知識在實驗中也得不到認證,逐漸失去對物理實驗的興趣與喜好,更談不上提升實踐技能與培養創新思維了[4-5]。(3)物理實驗的師資隊伍參差不齊,導致傳授實踐技能受阻。高校裏似乎有一種默認:實驗教師似乎都是因爲理論上不過硬的纔不得已到實驗教學一線。這種不置可否的認識導致物理實驗的師資隊伍嚴重的不穩定與實踐技能的嚴重缺乏。大家似乎卯足勁頭學習和提升理論知識以此證明“默認”的錯誤,卻本末倒置地捨棄了物理實驗的根本功效———提升學生實踐技能,培養學生在分析問題與解決問題中得到創新思維的訓練與創新能力的提高。

2物理實驗對提升大學生實踐技能與創新能力的作用

(1)物理實驗的基礎性爲學生實踐技能的培養提供了良好的技術保障[6。快節奏的生活,讓如今的大學生在學習中大都有些浮躁,都喜歡速成或立竿見影的學習功效。而物理實驗,既不像物理理論那麼枯燥與高深,又沒有其他專業或工程實驗那麼繁雜,部分驗證性的內容或許還是中學物理實驗的延伸,這讓多數學生熟悉又好奇。所以在高校中選擇物理實驗學習的同學很多,充分表明學生對物理實驗的興趣與喜好,同時也表明學生對物理實驗的期待,如果我們的教學模式依然是中學的灌輸式教育,依然停留在最基礎的內容上,失望的不僅是學生本人,估計老師連自己的工作也索然無味了吧。反之,如果我們緊緊抓住學生的“胃口”進行啓發式教學,分層次分專業教學,根據不同專業特徵對同一個實驗內容進行不同的拓展,不僅讓學生把物理知識與自己的專業相結合,更豐富了物理實驗的內涵。興趣是最好的老師,只要學生願意花時間與精力去探究與摸索,實踐技能的提高就在這些細節中潛移默化地得到了實現。(2)物理實驗內容的經典與傳統性,給學生實踐技能的提升和創新能力的培養提供了挑戰性[7-8。大學生雖有些許浮躁,但又都是富有創造力的新生力量,心中總有一股不服輸的韌勁,也力求在平凡中尋找非凡之處,更期待能夠挑戰這些經典與傳統的知識。就比如電阻的測定,中學都用伏安法,但都知道無論電錶外接或內接有系統誤差的存在。那麼如何在設計方案中不帶這些系統誤差呢,有沒有別的方法測電阻呢?於是電橋的比較法測電阻,電位差計的補償法測電阻得到引進,一般電阻的測量沒問題了。但是特別小的電阻又怎麼測———引入雙臂電橋;不能直接測量的特殊場所的電阻又如何測量———引入傳感器等等。由一個簡單的物理量的測量就可以引入各種測量思路與方法的探索,既突破了傳統的實驗體系的約束,又有意識地培養學生的科學思維與科學方法,更讓學生在小有成就的自豪感中找到物理實驗的樂趣,創新就是這些普通思索火花的碰撞產物。(3)物理實驗的嚴謹與科學性,是鍛鍊學生實踐技能和培養創新能力的最好練習[9-10]。科學的理論來源於科學的實驗,並受到科學實驗的檢驗。物理學的理論,就是透過觀察、實驗、抽象、假說等研究方法,並透過實驗的檢驗而建立起來的。觀察和實驗是物理學中的重要研究方法。觀察就是對自然界中發生的某現象,在不改變自然條件的情況下,按照原來的樣子加以觀察研究。而實驗則是人們按照一定的研究目的,藉助按規定的儀器設備,人爲地控制或模擬自然現象,是自然現象以比較純粹或典型的形式表現出來,進而對其進行反覆地觀察和測試,探索其內部規律的一種方法。在物理實驗的過程要求學生必須實事求是,認真觀察與思考實驗過程的所有現象,尤其是某些異常現象的出現,不能想當然地認爲是偶然事件,也不能誇大其詞地以此否決實驗結果,而應本着科學的態度分析這些異常現象產生的原因,探究這些異常是否具有特殊的價值,或者如何避免一些損傷性異常現象的出現。如此經常地從細微處着手,認真踏實做好物理實驗的每個環節,科學素養的養成,創新能力的.提升也就指日可待了。

3發揮物理實驗的實踐和創新教育功效的途徑

(1)學校在思想上重視物理實驗,政策上支援實踐與創新教育。世界高等教育人才培養理念正在由以往的“學歷本位”轉向“能力本位”[11-12]。我國高校也應該高度重視大學生的實踐能力與創新能力的培養,尤其是理工科院校的學生大都就業到各個生產領域,近年來的人才招聘大都要求學生具有一定的社會經驗與生產實踐能力,這些都不是幾堂課可以解決的問題,而是一個長期的過程積累。因此也不可能指望學生在爲期兩三週的畢業實習中一蹴而就。那麼所有高校就應該充分利用高校自身的特點,在大學四年的教學過程中都伴隨有各種實驗教學,而物理實驗教學又是所有其他實驗教學的基礎,如果在物理實驗教學過程能夠很好地培養學生的實踐進技能與創新的科學思維,那麼就爲學生後續的專業實驗學習,更高實踐的提升開啟了良好的開端。(2)整合教學資源,優化教學內容與方法每個高校隨着學校自身的成長,都積攢有大量的物理實驗教學資源,如何合理分配和利用好這些教學資源,是實現實踐技能培訓的關鍵[13-14]。越是年代久遠的設備,越是接近物理實驗過程的真實再現,越能訓練學生的動手能力;而現在越是新的教學設備,其智能化程度越高,反而減少了學生的操作機會,所有的實驗過程好比傻瓜相機照相一樣,大家都是一個模式的操作,一個個雷同的結果,這樣不僅讓學生對實驗索然無味,更大大地限制了學生創新思維的發揮。在物理實驗課的教學改革都是以提高素質和培養能力爲目的的,物理實驗教學內容的更新都必須符合時代科技的發展才能好與時俱進地達到人才培養的要求,因此在教學過程中不僅要革新實驗內容,與當下的科技發展向結合,更要更新教學手段,並充分發揮舊儀器的原始性和新設備的先進性,有機組合,達到既有過程的再現也有測試精度的提高。讓學生在期望中有所收穫就會大大激發學生的自主學習,主動思考問題解決問題,從而奠定創新意識地基礎。(3)培養一支穩定又專業的實驗師資隊伍如今的實驗教師隊伍大都是剛從學校畢業的研究生或本科生,滿腹經綸也只是純理論,真正在指導學生實驗教學時依然缺乏專業的操作技能[1-5]。因此加大對實驗教師隊伍的培訓力度,甚至讓實驗老師深入到企業的生產一線,嘗試理論聯繫實際的真正結合,才能在各個傳統又經典的物理實驗中有所突破,否則老師都僅僅是理論上的巨人,卻是實踐技能的矮子,談何培養學生的實踐技能與創新能力呢。(4)全方位開放物理實驗,爲學生鍛鍊實踐技能和創新能力提供充足的平臺。我校物理示範中心實行全開放式選課的執行模式,讓學生有充足的時間到物理實驗學習與探索。尤其是近幾年對我院在校本科生開設物理實驗開放項目,讓學生三五個人以團隊的方式申報,讓學生在課餘時間裏充分融入物理實驗室,大大地提高理科學生的實踐技能。部分學生參加西南地區物理實驗競賽榮獲一等獎三等獎各一項,參加全國光電設計大賽也獲得過優異的成績,個別小組的實驗結果還發表了科研論文等。這些成效都極大地鼓舞了各屆學生主動申請加入開放實驗,積極開展各種科技活動。學院物理示範中心先後三次更新實驗教材,引進多媒體實物投影等現代化教學手段,以物理實驗教學改革爲切入點,以學生科技興趣小組爲平臺,堅持“兩開放”即教師科研課題和物理實驗室向學生開放,突出培養學生的實踐能力、創新意識、創新精神和創新能力,使學生們自覺融入科技創新這個大課堂,逐漸摸索出了一條培養學生的實踐技能與創新能力的特色之路。