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對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維的培養(yǎng),必須重視對(duì)其思維邏輯性的培養(yǎng),使學(xué)生的思維步入良性發(fā)展道路,才能使思維具有強(qiáng)大的創(chuàng)造力。能正確運(yùn)用物理概念、原理等來(lái)推理是思維的邏輯性重要表現(xiàn)。在物理實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生能通過(guò)觀察獲得直觀經(jīng)驗(yàn),但要對(duì)這些材料進(jìn)行抽象和概括,用自己的語(yǔ)言表達(dá)出來(lái),構(gòu)成自己的知識(shí)體系,就必須有比較嚴(yán)密的邏輯思維能力。物理學(xué)的基本規(guī)律直接影響學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系,所以要重視物理規(guī)律探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。如,在探究電流與電壓、電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,在探究電流I與電阻R的關(guān)系時(shí),電壓U如何保持不變?用什么器材來(lái)控制,操作步驟如何設(shè)計(jì)?(當(dāng)導(dǎo)體電阻不變時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓不變時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電阻成反比)這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)論應(yīng)該出自學(xué)生的思維體驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察、思考得出,比用老師的直接教授強(qiáng)一百倍。讓學(xué)生思維獲得的良性發(fā)展,思維才能有高度,從而為今后創(chuàng)造思維的發(fā)展做足準(zhǔn)備。強(qiáng)大的創(chuàng)造思維反過(guò)來(lái)促進(jìn)學(xué)生得出更深刻的體會(huì)和認(rèn)識(shí)物理知識(shí)及其相關(guān)結(jié)論。
二、應(yīng)采取“收放型”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維
首先,學(xué)生在課堂上討論、爭(zhēng)論、辯論,老師一般不要輕易給予置評(píng),要鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑,主動(dòng)探索,保留自己的觀點(diǎn),如在實(shí)驗(yàn)探究串聯(lián)電路規(guī)律時(shí),除了得出串聯(lián)電路電壓及電阻規(guī)律,借機(jī)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)各個(gè)物理量的比例關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證和推理,最好用自己的語(yǔ)言表達(dá),然后和書(shū)本上的結(jié)論對(duì)比更能牢牢理解并掌握所學(xué)的知識(shí)點(diǎn),比如:科學(xué)闡釋除電流之外,各個(gè)物理量的比例都與電阻成正比,即電阻大的導(dǎo)體分到得電壓大,耗的電快,相同時(shí)間內(nèi)耗電多。其次,要善于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)共同的規(guī)律,加倍注意反常規(guī)的現(xiàn)象,大膽選擇角度提出新思路,促進(jìn)其創(chuàng)造思維的發(fā)展,并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓其實(shí)并不等于電源電壓,提出自己的猜想,大家共同探究,即使解決不了,也是成功的表現(xiàn)。再次,促進(jìn)學(xué)生要在課后注意身邊的物理現(xiàn)象,設(shè)計(jì)相應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,積極和同學(xué)老師進(jìn)行交流學(xué)習(xí)。如:白熾燈泡的燈泡壁為什么會(huì)發(fā)黑,燈絲變細(xì)導(dǎo)致燈絲電阻如何變化?實(shí)際功率又怎么變?亮度又怎么變?如何理解國(guó)家提倡使用節(jié)能燈具的號(hào)召?利用身邊的小物品,自主進(jìn)行一些小制作,小實(shí)驗(yàn),這些都有利于學(xué)生創(chuàng)造性的思維發(fā)展,不必拘泥于實(shí)驗(yàn)形式,比如摩擦力的利弊的應(yīng)用。
1.1實(shí)驗(yàn)演示
首先將一枚硬幣放入一個(gè)平底盤(pán)中,再往盤(pán)中加入一定量的自來(lái)水,要求淹沒(méi)紐扣,然后再往盤(pán)中滴入紅墨水少許(為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯,可以稍微多加一些),接下來(lái)用小刀截取一小段蠟燭,將其放入準(zhǔn)備好的玻璃杯中,并用蠟油固定在玻璃杯底,再點(diǎn)燃它。待蠟燭燃燒至杯壁稍微發(fā)燙時(shí)(位使實(shí)驗(yàn)效果明顯,可以稍微燙一點(diǎn)兒),迅速將其倒扣入盤(pán)中,要求玻璃杯口邊緣壓著紐扣??梢园l(fā)現(xiàn),在倒扣入盤(pán)中的瞬間,蠟燭熄滅,慢慢地杯外盤(pán)中的液面下降,盤(pán)中的水越來(lái)越少,而玻璃杯中的液面卻慢慢地上升,最后會(huì)發(fā)現(xiàn)盤(pán)中的水幾乎全部被吸入到玻璃杯中。
1.2實(shí)驗(yàn)分析
通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們可以了解到,當(dāng)蠟燭在玻璃杯中不斷燃燒時(shí),杯中空氣受熱膨脹,當(dāng)玻璃杯被倒扣入盤(pán)中后,空氣的缺少導(dǎo)致蠟燭熄滅,此時(shí)空氣溫度也會(huì)慢慢降低,在杯中空氣體積不變、重力加速度也不變的情況下,空氣密度降低,由初中物理計(jì)算液體壓強(qiáng)的公式P=ρgv可知,杯內(nèi)大氣壓強(qiáng)會(huì)逐漸減小,由于大氣壓平衡,要維持杯內(nèi)杯外壓強(qiáng)相等,所以杯內(nèi)液面上升以達(dá)到杯內(nèi)空氣體積減小,空氣密度上升,增加杯內(nèi)壓強(qiáng)的目的,所以盤(pán)中水被吸收到玻璃杯中,會(huì)產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象都是大氣壓強(qiáng)存在的表現(xiàn)。
2總結(jié)
物理實(shí)驗(yàn)既是一種教與學(xué)的方式,又是學(xué)生必須掌握的學(xué)習(xí)內(nèi)容和科學(xué)方法;物理實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生正確地理解物理概念、規(guī)律和方法,激發(fā)學(xué)生對(duì)自然科學(xué)的熱愛(ài)有著獨(dú)特的魅力和力量。通過(guò)大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn),可以得出中學(xué)有些物理實(shí)驗(yàn)并不是都需要昂貴精密的設(shè)備和器材才能去完成,在我們身邊的一些廢棄回收物也可以組裝完成許多重要且有趣的物理實(shí)驗(yàn),這樣不僅將生活中的廢棄物變廢為寶,達(dá)到環(huán)保的目的,而且可以幫助學(xué)生理解知識(shí),更方便容易地接觸實(shí)驗(yàn),親手做實(shí)驗(yàn)。不再為昂貴的實(shí)驗(yàn)器材而擔(dān)憂(針對(duì)小型物理實(shí)驗(yàn))。
想要讓合作學(xué)習(xí)有效輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué),就需要教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新.教師要發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性思維,可以讓學(xué)生以小組合作的形式進(jìn)行各種開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),也可以鼓勵(lì)學(xué)生驗(yàn)證自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),還可以鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展各種探究性實(shí)驗(yàn).教師要給學(xué)生的合作學(xué)習(xí)提供廣闊的空間,不要過(guò)多限制學(xué)生的思維,讓學(xué)生能夠在合作過(guò)程中發(fā)揮自己的想象力與創(chuàng)造力.只有這樣,才能夠不斷實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新,才能夠幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中有更多新奇的發(fā)現(xiàn).這有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果.例如,在探究“浮力的大小由哪些因素決定”時(shí),教師可以布置學(xué)生以小組合作學(xué)習(xí)的形式在課外開(kāi)展多種迷你小實(shí)驗(yàn),如用廢舊牙膏皮制作小船、用飲料瓶制作潛水艇、用排液法稱物體的質(zhì)量等.這些趣味實(shí)驗(yàn),不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,也能夠深化學(xué)生對(duì)于課本知識(shí)的體驗(yàn).又如,在學(xué)習(xí)光學(xué)知識(shí)的時(shí)候,教師可以引導(dǎo)學(xué)生以合作學(xué)習(xí)的形式在課外開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),制作幻燈片、針孔攝像機(jī)、用天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行天文觀察;在學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)的時(shí)候,教師可以帶領(lǐng)學(xué)生在課外設(shè)計(jì)安裝各種要求的電路、對(duì)電學(xué)中的規(guī)律深入研究,并且讓學(xué)生以合作學(xué)習(xí)的形式檢修家庭照明電路、安裝簡(jiǎn)單的照明電路;等等.這些都是非常好的實(shí)驗(yàn).在這些開(kāi)放式且和生活緊密聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力,也能夠給學(xué)生的創(chuàng)造性思維以充分的發(fā)揮舞臺(tái),讓學(xué)生的思維能力得到有效提升.
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和生活相聯(lián)系
結(jié)合生活實(shí)踐開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)驗(yàn)課程中經(jīng)常采取的一種教學(xué)形式.這種教學(xué)方式,能夠以合作學(xué)習(xí)的形式開(kāi)展,并且能夠全面地對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行培養(yǎng).教師要善于結(jié)合生活中一些好的案例以及一些有代表性的生活實(shí)例來(lái)滲透物理學(xué)知識(shí),要讓學(xué)生感受到生活中物理知識(shí)的應(yīng)用與體現(xiàn).同時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生以合作學(xué)習(xí)的形式對(duì)于一些有趣的生活現(xiàn)象進(jìn)行探究.這不僅能夠充分培養(yǎng)學(xué)生的思維能力以及問(wèn)題的理解與分析能力,也可以給學(xué)生提供趣味化的實(shí)驗(yàn)資源,讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠達(dá)到良好效果.教師要充分利用教材中聯(lián)系實(shí)際的典型問(wèn)題,通過(guò)教師示范指導(dǎo)、師生討論和學(xué)生練習(xí)等多種形式,不斷提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)靈活解決實(shí)際問(wèn)題的能力.例如,在運(yùn)用二力平衡知識(shí)時(shí),教師可以讓學(xué)生以合作學(xué)習(xí)的形式,開(kāi)展根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷物體所受的力和根據(jù)已知力來(lái)確定未知力的實(shí)驗(yàn)活動(dòng).同時(shí),在日常生活中,慣性現(xiàn)象的解釋,物體受非平衡力作用下運(yùn)動(dòng)情況的判斷等,這些都可以讓學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中開(kāi)展探究.教師應(yīng)該為學(xué)生提供聯(lián)系生活、生產(chǎn)實(shí)踐的事例,通過(guò)分析、討論,幫助學(xué)生找到分析、解決問(wèn)題的有效思路和方法.實(shí)驗(yàn)教學(xué)和生活相聯(lián)系,不僅很有必要,而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力,從而提高物理學(xué)習(xí)效果.
三、開(kāi)展多樣化的課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)
教師可以引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展豐富多樣的課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng).這將為課堂知識(shí)教學(xué)以及課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供推動(dòng)作用.知識(shí)教學(xué)是讓學(xué)生從理論層面對(duì)于相關(guān)物理學(xué)知識(shí)有所了解,課堂實(shí)驗(yàn)是簡(jiǎn)單地對(duì)于這些知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證,課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)則是對(duì)于知識(shí)的深化,能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)于課本知識(shí)的理解與認(rèn)知.教師要組織一些有意義的課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng),要讓學(xué)生在合作學(xué)習(xí)過(guò)程中體驗(yàn)與感知這些知識(shí)的應(yīng)用模式,并且能夠嘗試用所學(xué)知識(shí)解釋一些實(shí)際現(xiàn)象.例如,在學(xué)習(xí)噪聲后,我組織學(xué)生到工廠了解、體驗(yàn)噪聲危害,讓學(xué)生在小組內(nèi)嘗試分析、討論噪聲的產(chǎn)生原因,討論減弱噪聲的方法;在學(xué)習(xí)能源的可持續(xù)利用后,我組織學(xué)生走訪了解通常家庭的節(jié)電情況、太陽(yáng)能熱水器的普及情況,讓學(xué)生通過(guò)合作學(xué)習(xí)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究,并提出合理的節(jié)電措施,有的學(xué)習(xí)小組制作出太陽(yáng)能熱水器模型;等等.教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,及時(shí)組織學(xué)生以小組合作學(xué)習(xí)的形式,在課外完成一些小制作比賽.此外,教師可以開(kāi)展一些別開(kāi)生面的專題講座、專題答辯會(huì)、科技信息講座等.這些都是對(duì)于課堂教學(xué)的拓寬,并且能夠豐富學(xué)生的知識(shí)面.
四、結(jié)語(yǔ)
導(dǎo)入是深度探究的開(kāi)始,目的在于激活學(xué)生的探究需要,對(duì)于高中教學(xué)例談,導(dǎo)入環(huán)節(jié)的目的在于引導(dǎo)學(xué)生提出猜想,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題的能力.在導(dǎo)入環(huán)節(jié),教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)多元化的教學(xué)情境,如演示實(shí)驗(yàn)、展示生活中物理現(xiàn)象、播放視頻、回顧舊的知識(shí)等等,將學(xué)生的注意力吸引到學(xué)習(xí)任務(wù)上來(lái),與學(xué)生的原有認(rèn)知和生活構(gòu)成有效聯(lián)系,生成有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題,提出自己自己的猜想,生成動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想的需要,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究知識(shí)的興趣. “全反射”這節(jié)課,筆者在導(dǎo)入環(huán)節(jié)上,借助于“燒杯”、“硬幣”,設(shè)置了一個(gè)小魔術(shù)(小實(shí)驗(yàn)).
操作1,將硬幣置于桌面上,燒杯壓在硬幣上,盡量讓硬幣處在杯子底的中部,用實(shí)物投影,攝像頭從側(cè)面觀察,屏幕上可以看到硬幣.
操作2:往杯子中緩慢注入清水,從燒杯的側(cè)面觀察(整個(gè)過(guò)程都用實(shí)物投影).現(xiàn)象:水加到一定程度,通過(guò)屏幕可以看到硬幣從有變無(wú)了.
操作3:將攝像頭轉(zhuǎn)到從燒杯的上口向下觀察,硬幣還仍然呆在杯底.此時(shí),學(xué)生的好奇心被調(diào)動(dòng)起來(lái),這其中的道理我們教師都知道是“全反射”,但是學(xué)生不知道,傳統(tǒng)教學(xué)往往是借助于學(xué)生好奇心被吊起,直接告訴學(xué)生這是“全反射現(xiàn)象”,然后再通過(guò)畫(huà)光路圖,促進(jìn)學(xué)生對(duì)“全反射現(xiàn)象”的理解,筆者認(rèn)為這樣的教學(xué)是浮于表面的,是缺失了“過(guò)程與方法”教育的.學(xué)生對(duì)現(xiàn)象背后的未知規(guī)律感覺(jué)好奇了,生成了“一探究竟”的欲望,導(dǎo)入的目的就達(dá)到了,學(xué)習(xí)就有了“深入”的可能,此時(shí),我們要做的就是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行逐步深入的探究.
二、逐步深化實(shí)驗(yàn)探究,提升高中教學(xué)例談 2.1實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中的師生行為
(1)教師行為
鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生合作探究;幫助學(xué)生篩選有價(jià)值的問(wèn)題;幫助學(xué)生明確探究方向;巡視學(xué)生探究過(guò)程,并扮演好合作者及顧問(wèn)的角色.
(2)學(xué)生行為
從原有知識(shí)進(jìn)行推理提出猜想;從原有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案;與他人討論交流,完善設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)并記錄觀察結(jié)果;形成自己對(duì)現(xiàn)象的初步認(rèn)識(shí).
2.2逐步深入的探究過(guò)程
探究應(yīng)該是思維螺旋上升的過(guò)程,從原有知識(shí)出發(fā)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋,如果解釋不通,再另覓它法再經(jīng)歷“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)驗(yàn)解釋”的過(guò)程,最終總結(jié)規(guī)律.例如,“全反射”這節(jié)課,筆者在師生一起初步學(xué)習(xí)了全反射的定義和條件之后,把側(cè)重點(diǎn)放在和學(xué)生用實(shí)驗(yàn)的方法探尋全反射面上,經(jīng)歷了如下幾個(gè)過(guò)程.
(1)初探“可能發(fā)生全反射的界面”
生成問(wèn)題1:人怎樣才能看到硬幣?小組討論:人要看到硬幣,意味著光要從硬幣發(fā)出,并能進(jìn)入人眼.當(dāng)然,硬幣并不是光源,自己不會(huì)發(fā)光,但是外界的光可以透過(guò)玻璃和水照到硬幣上,而硬幣的表面不光滑,會(huì)對(duì)光產(chǎn)生漫反射.所以,可以把硬幣直接當(dāng)成光源處理.生成問(wèn)題2:硬幣“發(fā)”的光可能在哪兒發(fā)生了全反射,而導(dǎo)致人眼見(jiàn)不到了?
光從硬幣發(fā)出后,從空氣進(jìn)入玻璃杯,再進(jìn)入水中,然后從玻璃杯的側(cè)面進(jìn)入空氣,根據(jù)折射率的相對(duì)大?。╪空氣<n水<n玻璃)可知,光線可能在①處(從玻璃到空氣)發(fā)生全反射.那么,是不是①處發(fā)生的全反射呢?學(xué)生討論成果展示2:學(xué)生再一次分組實(shí)驗(yàn)探究杯子內(nèi)側(cè)的新投入的硬幣清晰可見(jiàn).所以得到結(jié)論:不是①處的全反射.學(xué)生討論成果展示,光從硬幣發(fā)出后,從空氣進(jìn)入玻璃杯,再進(jìn)入水中,再?gòu)纳戏剿嫔涑觯饪赡茉谒嫔戏剑á谔帲┌l(fā)生全反射,但即使發(fā)生全反射,折射光也是無(wú)限逼近水平面的,在水面上方180°范圍應(yīng)該可以看見(jiàn)硬幣.為了證實(shí)理論分析,學(xué)生在水面上方前后移動(dòng)視線,發(fā)現(xiàn)均可看見(jiàn)硬幣.至此,探究進(jìn)入到了一個(gè)無(wú)法進(jìn)行下去的境地,不管是玻璃杯的側(cè)面還是在水面上方均不可能發(fā)生全反射,可是硬幣確實(shí)不見(jiàn)了,問(wèn)題出在哪里呢?這個(gè)時(shí)候是直接揭示謎底還是進(jìn)一步探究呢?物理學(xué)家在探究物理規(guī)律時(shí)也時(shí)常有這樣的困惑,這時(shí)怎么辦?
(2)回到原點(diǎn)深究“可能發(fā)生全反射的界面”.是不是一開(kāi)始方向就錯(cuò)了?筆者引導(dǎo)學(xué)生再次回到探究的原點(diǎn),分小組進(jìn)行討論.生成問(wèn)題3:學(xué)生再次圍著燒杯看,看來(lái)看去總是覺(jué)得燒杯底看起來(lái)就像鏡子,擋住了硬幣,哪里看起來(lái)像鏡子就應(yīng)該在哪里發(fā)生了全反射,所以全反射肯定是發(fā)生在杯子底部.會(huì)不會(huì)還有其他的全反射沒(méi)考慮到呢?為什么會(huì)杯子底看起來(lái)像鏡子呢?小組討論成果展示4:光從外部進(jìn)入杯子,在杯子的底部應(yīng)該是先從水進(jìn)入玻璃,再?gòu)牟AнM(jìn)入空氣,此處有一處可能的全反射,③(光從玻璃到空氣的界面).學(xué)生討論成果展示5:把硬幣弄濕,這樣硬幣和杯底之間就有了一層水,這樣全發(fā)射條件就破壞了(由光的折射可知兩層平行介質(zhì),光能進(jìn)入就一定能出來(lái)).繼續(xù)實(shí)驗(yàn),結(jié)果藏在杯底的硬幣出來(lái)了,而且杯子底也不像鏡面了。
三、總結(jié)
學(xué)生經(jīng)歷了自主探究的過(guò)程,還差一步就能品嘗到成功的喜悅,這一步就是回顧探究過(guò)程,高中教學(xué)例談總結(jié)出,如下:
(1)外面的光可以照到硬幣上,因?yàn)閺谋拥纳戏娇梢?jiàn)硬幣.
(2)硬幣反射的光也可以進(jìn)入空氣,因?yàn)橛矌欧旁诒拥膬?nèi)部后,從側(cè)面清晰可見(jiàn).
根據(jù)物理學(xué)科的特點(diǎn),教師應(yīng)在課堂教學(xué)中針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容,綜合運(yùn)用音頻、視頻、動(dòng)畫(huà)等多媒體手段創(chuàng)設(shè)情境,變復(fù)雜為簡(jiǎn)潔,不可見(jiàn)為可見(jiàn),靜態(tài)為動(dòng)態(tài),抽象為直觀。例如,利用展臺(tái)放大的方法可將磁極間磁場(chǎng)的分布情況清晰地呈現(xiàn)出來(lái),達(dá)到滿意的教學(xué)效果。又如,筆者以課件手段幫助學(xué)生快速地突破了思維障礙。具體為:筆者利用多媒體模擬光的傳播現(xiàn)象并不斷改變?nèi)肷浣?,學(xué)生則通過(guò)觀察反射光線和入射光線、反射角和入射角的變化特征總結(jié)出了規(guī)律。其中,95%的學(xué)生很快掌握了反射定律、折射定律和光路圖的繪制等難點(diǎn)內(nèi)容,大大超過(guò)了傳統(tǒng)物理教學(xué)的效果。上述例證說(shuō)明,多媒體能啟迪學(xué)生思維,幫助學(xué)生理解抽象復(fù)雜的物理現(xiàn)象,從而達(dá)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高教學(xué)效率的目的。
二、多媒體不受局限,能突破時(shí)空限制實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)存在一些難以克服的缺陷,通常表現(xiàn)為以下幾種形式:
1.有些實(shí)驗(yàn)帶有較大的危險(xiǎn)性,不宜在課堂上直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如在220V條件下帶電操作實(shí)驗(yàn)、電源短路實(shí)驗(yàn)、托里拆利實(shí)驗(yàn)等。
2.有些實(shí)驗(yàn)受條件所限難以演示,如低溫超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)等就無(wú)法在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行演示。
3.有的實(shí)驗(yàn)受環(huán)境因素影響往往效果不好,如靜電實(shí)驗(yàn)等。
4.有的實(shí)驗(yàn)過(guò)程在瞬間完成,學(xué)生沒(méi)有足夠時(shí)間進(jìn)行觀察,如彈性碰撞實(shí)驗(yàn)等。
5.有些實(shí)驗(yàn)需要幾天甚至十幾天時(shí)間才能完成,如液體、固體的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)等。對(duì)于上述實(shí)驗(yàn),教師可以通過(guò)多媒體加以模擬演示,使抽象的現(xiàn)象變?yōu)橹庇^具體的模擬演示實(shí)驗(yàn),以解決課堂上無(wú)法解決的問(wèn)題,為學(xué)生的理解創(chuàng)造條件,突破思維障礙,有利于激發(fā)學(xué)生的想像力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和探索精神。
三、多媒體省時(shí)省力,能提高課堂效率
在傳統(tǒng)“黑板+粉筆”教學(xué)模式中,教師有時(shí)需要用較長(zhǎng)時(shí)間在黑板上書(shū)寫(xiě)公式的推導(dǎo)過(guò)程,或畫(huà)出大量的實(shí)驗(yàn)裝置圖。例如,在采用常規(guī)教學(xué)法進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時(shí),教師就必須畫(huà)出學(xué)生應(yīng)掌握的儀器裝置圖,且儀器的選擇方法和注意事項(xiàng)也需一一羅列出來(lái),甚至還要把重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)重做一遍。筆者認(rèn)為,畫(huà)圖和重做實(shí)驗(yàn)不僅浪費(fèi)大量時(shí)間,而且學(xué)生也對(duì)重做實(shí)驗(yàn)失去了新鮮感,復(fù)習(xí)效果往往不佳。對(duì)此,筆者利用多媒體再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,借助形象生動(dòng)的聲音、圖像和視頻動(dòng)畫(huà)等重新喚醒學(xué)生的記憶,這樣,學(xué)生就對(duì)所學(xué)知識(shí)印象深刻。更重要的是,多媒體具有演示速度快、過(guò)程可控、確保成功的優(yōu)點(diǎn),因而有利于增加課堂容量和提高教學(xué)效率。
四、結(jié)語(yǔ)
大學(xué)物理課程體系要服從和服務(wù)于國(guó)家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略和專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)理工科學(xué)生實(shí)踐能力的基礎(chǔ)性和服務(wù)于專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的服務(wù),在構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)課程體系時(shí)堅(jiān)持了以下原則:
1.1廣泛性和基礎(chǔ)性原則
廣泛性是指實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容要具有理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能等方面廣泛性,要涵蓋物理學(xué)的力、熱、電、光、原的各個(gè)部分。這樣的安排是考慮到一般工程應(yīng)用型人才要求的實(shí)踐能力往往是復(fù)合型的、多方面的;基礎(chǔ)性是指學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)包含一定的基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。這些基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),一方面是培養(yǎng)基本實(shí)驗(yàn)技能、基本實(shí)驗(yàn)方法的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),另一方面也有助于實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱(尤其是文轉(zhuǎn)理)的學(xué)生不掉隊(duì),再者扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)有助于學(xué)生完成更高層次的實(shí)驗(yàn)。因此在構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)課程體系時(shí),所有專業(yè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均包含一定數(shù)量的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。
1.2綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)優(yōu)先原則
應(yīng)用型人才要面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)第一線,成為生產(chǎn)、管理等方面的工程師,其理論知識(shí)要達(dá)到普通本科的基本要求,但實(shí)踐能力要超出以研究型教育為主的本科生水平,他們應(yīng)具有較強(qiáng)的將理論知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的能力、維持正常生產(chǎn)運(yùn)行、技術(shù)革新和改造的本領(lǐng)。這樣的人才培養(yǎng)目標(biāo),需要學(xué)生要有較強(qiáng)的綜合實(shí)踐能力,而綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程中的綜合層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)展開(kāi),因此大多數(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程中都包含了如傳感器、計(jì)算機(jī)等新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的綜合實(shí)驗(yàn)和學(xué)生自行開(kāi)展的具有工程設(shè)計(jì)思想的研究性實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是實(shí)驗(yàn)課程體系的重點(diǎn)。
1.3突出服務(wù)于地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求的服務(wù)性和差異性原則
物理實(shí)驗(yàn)課程體系在兼顧基礎(chǔ)性和技能訓(xùn)練優(yōu)先原則的同時(shí),突出課程服務(wù)于地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求的服務(wù)性和差異性的功能。實(shí)驗(yàn)課程準(zhǔn)確與專業(yè)課程對(duì)接,使學(xué)生感覺(jué)實(shí)驗(yàn)課實(shí)用有效;緊緊圍繞地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,課程體系中安排的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃高度契合。在構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)課程體系時(shí),充分考慮地方不同產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)專業(yè)的差異化要求,制訂不同專業(yè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容,學(xué)生易對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有親切和認(rèn)同感,容易產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和形成工程設(shè)計(jì)思想,更好地促進(jìn)學(xué)用接軌和大學(xué)生就業(yè)。我校所在地區(qū),工程機(jī)械是地方第一支柱產(chǎn)業(yè),機(jī)械工程生產(chǎn)企業(yè)遍布于市、縣工業(yè)園。工程機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)、檢測(cè)和控制都涉及到傳感器技術(shù),為適應(yīng)這一要求,在構(gòu)建機(jī)電工程、工業(yè)設(shè)備及其自動(dòng)化等專業(yè)的物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容體系時(shí),盡可能多地安排了包含各種傳感器,如位移傳感器、溫度傳感器和光電傳感器等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;食品工業(yè)作為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的另一支柱產(chǎn)業(yè),在構(gòu)建食品工程、食品質(zhì)量與安全等專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容體系時(shí),盡可能多地安排光譜分析方面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這種圍繞地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)課程體系的做法,助推了學(xué)生專業(yè)思想的形成和專業(yè)知識(shí)的掌握,在2013年全國(guó)新建本科教育工作會(huì)議上交流時(shí)受到與會(huì)專家的廣泛贊譽(yù)。
2物理實(shí)驗(yàn)課程體系的“模塊化、分層次”結(jié)構(gòu)
2.1“模塊+層次”的物理實(shí)驗(yàn)課程體系
按專業(yè)構(gòu)建相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程模塊,如:機(jī)械電子工程專業(yè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)K,全部模塊組成了課程體系;根據(jù)各專業(yè)特點(diǎn)和地方性應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo),在每一模塊內(nèi)建立基礎(chǔ)、綜合和研究創(chuàng)新三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。這種“模塊+層次”的物理實(shí)驗(yàn)課程體系較好地滿足了不同專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和循序漸進(jìn)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。機(jī)械電子工程專業(yè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)K等組成的物理實(shí)驗(yàn)課程體系。
2.2基礎(chǔ)層次實(shí)驗(yàn)
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)各專業(yè)應(yīng)用型人才方面具有功能上的寬口徑和延伸性特點(diǎn),讓每一位學(xué)生都能學(xué)會(huì)和掌握從事物理實(shí)驗(yàn)和各類專業(yè)實(shí)驗(yàn)所必需的基本理論、方法、技能,如數(shù)據(jù)處理常用的誤差分析;常用的放大法、比較法、模擬法和光電轉(zhuǎn)換法等實(shí)驗(yàn)方法。在課程體系各模塊中,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目總數(shù)中近半數(shù)為基礎(chǔ)層次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如示波器和信號(hào)發(fā)生器的使用、靜電場(chǎng)描繪、金屬線脹系數(shù)測(cè)定等,這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)設(shè),在于訓(xùn)練、培養(yǎng)學(xué)生基本儀器使用、實(shí)驗(yàn)方法選擇和實(shí)驗(yàn)儀器調(diào)整等基本實(shí)驗(yàn)技能,而這些基本實(shí)驗(yàn)技能是學(xué)生完成綜合層次和研究、創(chuàng)新層次實(shí)驗(yàn)以及專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)所必需的,同時(shí)也為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新提供實(shí)驗(yàn)方法等方面的支持和準(zhǔn)備。
2.3綜合層次實(shí)驗(yàn)
這一層次實(shí)驗(yàn)是為滿足不同專業(yè)學(xué)生的需要和地方性應(yīng)用型人才培養(yǎng)的差異化要求而開(kāi)設(shè)的。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目緊跟時(shí)代科技發(fā)展,集中體現(xiàn)傳感器和計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)的應(yīng)用,同時(shí)與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法、手段相適應(yīng),是實(shí)驗(yàn)課程體系的重要組成部分,是構(gòu)建實(shí)驗(yàn)課程體系的難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇需要全面了解學(xué)生所學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和用人單位的需求,達(dá)到或基本達(dá)到專業(yè)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)一線正在使用的測(cè)量?jī)x器和控制設(shè)備,在學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)用到過(guò)。如機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)需要數(shù)字PID控制、溫度控制和二階電路的階躍響應(yīng)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識(shí),為實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)與專業(yè)課程的有效對(duì)接,在該專業(yè)的物理實(shí)驗(yàn)課程中安排了RLC暫態(tài)過(guò)程研究、PID控制下的PTC居里點(diǎn)測(cè)試等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;機(jī)電工程專業(yè)需要光電檢測(cè)方面的實(shí)際訓(xùn)練,通過(guò)我校實(shí)施的“實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)共建工程”的“共建三基地”(學(xué)校建成企業(yè)的員工培訓(xùn)基地、技術(shù)開(kāi)發(fā)基地和人才供給基地,將企業(yè)建成學(xué)校的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地、、研究基地和就業(yè)基地)添置了適用于精密工程機(jī)械數(shù)控技術(shù)的“光柵傳感器和CCD測(cè)量應(yīng)用實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目??梢灶A(yù)見(jiàn):隨著與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃密切深度融合,更多富含新技術(shù)的一系列實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目將被引進(jìn)到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中來(lái)。
2.4研究、創(chuàng)新層次實(shí)驗(yàn)
這一層次的實(shí)驗(yàn)是為培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力而安排的,學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)中心開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目目錄選擇、也可自擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,經(jīng)過(guò)查閱資料、選擇實(shí)驗(yàn)方法、與指導(dǎo)老師商討論證研究方案等環(huán)節(jié),通過(guò)設(shè)計(jì)、制作和測(cè)試等步驟開(kāi)展研究工作,最后以答辯的形式報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣的研究過(guò)程是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合能力的一次大檢閱、也是評(píng)定學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的重要依據(jù)。
3以豐富的課程資源和科學(xué)的課程評(píng)價(jià)體系保障課程體系實(shí)施
3.1教材是實(shí)施課程體系的重要抓手
修編適合學(xué)校辦學(xué)特色的物理實(shí)驗(yàn)校本教材[7],修編過(guò)程中增設(shè)工程應(yīng)用類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、突出傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用。
3.2豐富實(shí)驗(yàn)課程網(wǎng)絡(luò)資源,助推課程體系實(shí)施
目前學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)參差不齊,利用實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)絡(luò)搭建起學(xué)生自主學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),克服了學(xué)生重復(fù)和模仿老師操作的現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)技能提高明顯。
3.3全面開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,營(yíng)造學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)和研究的環(huán)境
學(xué)生可在網(wǎng)上自行預(yù)約實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)時(shí)間和選擇指導(dǎo)教師,自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究,拓寬了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和實(shí)驗(yàn)形式。
3.4建立有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程評(píng)價(jià)機(jī)制
建立有利于激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性的課程評(píng)價(jià)機(jī)制,對(duì)學(xué)生的課堂實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽各項(xiàng)成績(jī)綜合評(píng)價(jià),激發(fā)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性,有效促進(jìn)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。
4結(jié)語(yǔ)
1.忽視物理實(shí)驗(yàn)的重要性當(dāng)前學(xué)生對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)對(duì)物理課程作用的認(rèn)識(shí)太過(guò)表面化,認(rèn)為物理教學(xué)中物理實(shí)驗(yàn)課程的引入僅僅起到了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的作用。部分學(xué)生表示,單純的物理概念、公式的學(xué)習(xí)太過(guò)枯燥,將物理實(shí)驗(yàn)引入課堂給物理這門(mén)課程的學(xué)習(xí)帶來(lái)了極大的樂(lè)趣。由此可見(jiàn),學(xué)生對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的重要性認(rèn)識(shí)程度明顯偏低,這不僅會(huì)限制學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力,也將進(jìn)一步影響到學(xué)生對(duì)待科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。教師在授課期間應(yīng)該幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)的不可忽略性,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察能力、動(dòng)手能力、思維發(fā)散能力都得到顯著提高的同時(shí),實(shí)踐探索精神得以養(yǎng)成。
2.手動(dòng)試驗(yàn)被多媒體代替近年來(lái),科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,多媒體設(shè)備被充分地應(yīng)用到課堂教學(xué)中,教師通過(guò)多媒體直觀、生動(dòng)地演示出了許多語(yǔ)言難以表達(dá)出來(lái)的現(xiàn)象,這種方式無(wú)疑方便了學(xué)生對(duì)于物理學(xué)知識(shí)的理解,課堂效率也顯著提高。但是也正是因?yàn)檫@種新型教學(xué)模式的出現(xiàn),物理實(shí)驗(yàn)的地位每況俱下,人們單純地認(rèn)為將“紙上談兵式”實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成“投影式”實(shí)驗(yàn)就可以解決之前的授課難題,使晦澀難懂的物理現(xiàn)象能夠輕易被學(xué)生接受,極少數(shù)人能夠意識(shí)到“鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力,讓學(xué)生主動(dòng)地去挖掘試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論”才是物理實(shí)驗(yàn)的根本目的。與此同時(shí),多媒體設(shè)備的演示多數(shù)情況下只是教師對(duì)演示結(jié)果的簡(jiǎn)單描述以及對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的照本宣科,形式化教學(xué)不僅加重了學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)也挫傷了學(xué)生對(duì)于物理這么課程的學(xué)習(xí)積極性,扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
3.實(shí)驗(yàn)缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程往往是先告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)論,然后根據(jù)結(jié)論和限定步驟展開(kāi)實(shí)驗(yàn),沒(méi)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟襟E自然就難以得出科學(xué)化的結(jié)論。試想,同樣的一群人按照既定好的程序考慮著相同的注意事項(xiàng)并一同展開(kāi)同一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),這種“導(dǎo)演式”“廣播體操式”實(shí)驗(yàn)怎能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,激發(fā)其創(chuàng)新精神呢?走過(guò)場(chǎng)式的試驗(yàn)又有什么實(shí)際意義呢?小組實(shí)驗(yàn)形式導(dǎo)致部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中只充當(dāng)看客,不觀察、不思考、不記錄,非但不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,還在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。此外,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)往往是針對(duì)考試范圍展開(kāi)的,與實(shí)際生活相脫離的實(shí)驗(yàn),這讓科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神的培養(yǎng)成為空想。
二、對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾點(diǎn)建議
1.培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的實(shí)驗(yàn)意識(shí)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)對(duì)物理課程學(xué)習(xí)的重要性的前提是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有著強(qiáng)烈的興趣和深刻的認(rèn)識(shí)。長(zhǎng)期接觸,我們就會(huì)發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)就其操作流程和操作規(guī)范來(lái)講是單調(diào)而又十分復(fù)雜的,真正要做到通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,就必須樹(shù)立認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)態(tài)度。首先,抱著玩的態(tài)度展開(kāi)實(shí)驗(yàn)是行不通的,嚴(yán)謹(jǐn)性是實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的首要前提;其次,要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到,實(shí)驗(yàn)追求的是創(chuàng)新型結(jié)果而不是對(duì)于現(xiàn)有結(jié)論的驗(yàn)證;最后,學(xué)生還應(yīng)該明確,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并非只是為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué),更是在為推動(dòng)物理學(xué)科的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
我國(guó)有著五千年的文明歷史的國(guó)家,從古到今,從四大發(fā)明到今天的神十,無(wú)一不體現(xiàn)著我國(guó)智慧的結(jié)晶。若是在物理實(shí)驗(yàn)中滲透相關(guān)的愛(ài)國(guó)教育,會(huì)給學(xué)生良好的思想熏陶,激發(fā)學(xué)生對(duì)祖國(guó)的熱愛(ài),而不是盲目的崇洋。如在“單擺測(cè)重力加速度”實(shí)驗(yàn)中,從地面加速度引入超重和失重的概念,進(jìn)而引入我國(guó)的載人飛船系列,不僅讓學(xué)生了解航空基本知識(shí),也使學(xué)生以中國(guó)為豪;又如在“電磁感應(yīng)”實(shí)驗(yàn)中提出發(fā)電的各種方法,有水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電等各種方式,進(jìn)而介紹三峽水電站等。
2在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的世界觀和人生觀
2.1培養(yǎng)學(xué)生用辯證的觀點(diǎn)看問(wèn)題
如光,既有波動(dòng)性,又有粒子性,頻率較低時(shí)主要體現(xiàn)為波動(dòng)性,頻率較高時(shí)主要體現(xiàn)為粒子性;分子之間既有排斥力又有吸引力,分子距離較小時(shí)主要體現(xiàn)為排斥力,分子距離較大時(shí)主要體現(xiàn)為排斥力;奧斯特發(fā)現(xiàn)通電電流周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)后,法拉第發(fā)現(xiàn)了磁通量變化能產(chǎn)生電流的法拉第電磁感應(yīng)定律。教師在教學(xué)中有意用辯證的觀點(diǎn)去看待和解決問(wèn)題,久而久之學(xué)生也會(huì)養(yǎng)成辯證主義態(tài)度解決問(wèn)題。
2.2培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)和實(shí)事求是的態(tài)度
在物理實(shí)驗(yàn)中涉及許多物理學(xué)家們,他們都有著感人的故事。如居里夫人研究放射性元素兩次獲諾貝爾獎(jiǎng),但也因此患上疾病而死;法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律,但他是少有的自學(xué)成才的科學(xué)家;錢(qián)學(xué)森在我國(guó)航天事業(yè)有著重大的貢獻(xiàn),但他也曾受到阻撓與迫害。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中適當(dāng)?shù)慕榻B這些科學(xué)家的高尚品格,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀的品格和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度有著重要的作用。另外,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也要注重學(xué)生態(tài)度的培養(yǎng)。如在“三線擺測(cè)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”實(shí)驗(yàn)中,在測(cè)量剛體轉(zhuǎn)動(dòng)周期時(shí),擺角過(guò)大或者有晃動(dòng)的情況都會(huì)使得三次測(cè)量周期差別大。根據(jù)要求測(cè)量周期相差1秒就要重測(cè),而有的學(xué)生會(huì)嫌麻煩編造數(shù)據(jù),在教師的建議和要求下,學(xué)生在不斷的測(cè)量中體會(huì)到了嚴(yán)謹(jǐn)和求實(shí)的重要性,這個(gè)品格一旦養(yǎng)成了,在日后的生活和工作中都是十分珍貴和重要的。
3在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和自主學(xué)習(xí)等各種能力
3.1通過(guò)開(kāi)放的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力
在學(xué)生具有一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰螅蛇M(jìn)行一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),以培養(yǎng)綜合同學(xué)們的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力,學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)解決實(shí)踐中遇到的問(wèn)題。學(xué)生可以根據(jù)興趣,利用課余時(shí)間在開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)室中,自主學(xué)習(xí)完成。提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用率,滿足各層次學(xué)生求知、探索和創(chuàng)新的欲望,側(cè)重對(duì)學(xué)生的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新精神的培養(yǎng)。
3.2開(kāi)設(shè)小課題實(shí)驗(yàn)
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)后面增設(shè)研究性課題,供同學(xué)在課內(nèi)選做或課外進(jìn)一步研究學(xué)習(xí)和實(shí)踐,研究性課題依托基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),適度的拓寬,可操作性強(qiáng),給不同層次的學(xué)生留有很好的發(fā)展空間。倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)放性、多層次,體現(xiàn)“以人為本”的教育理念,鼓勵(lì)學(xué)生自主實(shí)踐,在實(shí)踐過(guò)程中提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
3.3精選定性或半定量實(shí)驗(yàn)
定性或半定量實(shí)驗(yàn)?zāi)苌鷦?dòng)、形象地展示各種物理現(xiàn)象和物理過(guò)程,使學(xué)生對(duì)理論內(nèi)容本身有透徹的理解、深刻的記憶,激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的濃厚興趣。有利于訓(xùn)練學(xué)生觀察自然現(xiàn)象的科學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)洞察力和判斷力,激發(fā)學(xué)生的求知欲望和創(chuàng)新精神。
4結(jié)論
關(guān)鍵詞:大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)應(yīng)用型課程
1完善規(guī)章制度,強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
規(guī)章制度是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心運(yùn)行的基本保障。為保證實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)工作安全、有序、高效的運(yùn)行[3],大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室建立健全《實(shí)驗(yàn)室安全管理制度》《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)突發(fā)安全事件處置預(yù)案》《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的監(jiān)測(cè)、檢測(cè)和維護(hù)制度》等一系列實(shí)驗(yàn)室制度,并利用教研會(huì)、班會(huì)、上課等時(shí)間對(duì)教師、學(xué)生進(jìn)行全面培訓(xùn),同時(shí)還增加了一些新的規(guī)章制度,比如在《實(shí)驗(yàn)室儀器借還制度》中,為突出強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)室在教學(xué)、科研、服務(wù)社會(huì)等方面的作用,制度中說(shuō)明了借還儀器的相關(guān)規(guī)定、程序及歸還日期;在《實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)章制度》中細(xì)化了在實(shí)驗(yàn)室管理上的一些具體操作流程及細(xì)則,包括實(shí)驗(yàn)教師、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員、管理人員的職責(zé)。為充分調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的主觀能動(dòng)性和工作熱情,營(yíng)造一種積極的、和諧的、良性競(jìng)爭(zhēng)的工作環(huán)境,更好地利用實(shí)驗(yàn)室資源,提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,特別推出了《實(shí)驗(yàn)室環(huán)境衛(wèi)生管理辦法》,該辦法的出臺(tái),使各實(shí)驗(yàn)室的使用人認(rèn)真負(fù)責(zé),各間實(shí)驗(yàn)室的面貌煥然一新。為了充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的資源共享優(yōu)勢(shì),增設(shè)了開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,同時(shí)出臺(tái)了《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放方案》和《實(shí)驗(yàn)室學(xué)生守則》滿足不同學(xué)生的需求,為學(xué)生提供各種類型的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生自主選擇時(shí)間和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)做感興趣的實(shí)驗(yàn)。
2完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、內(nèi)容和方法
2.1減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)
對(duì)于無(wú)專業(yè)依托公共基礎(chǔ)課的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀而言,開(kāi)設(shè)的項(xiàng)目如果以基礎(chǔ)類的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主.不但學(xué)生覺(jué)得枯燥無(wú)趣,而且也不能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性。因?yàn)檫@類實(shí)驗(yàn)雖然可以鞏固所學(xué)的理論知識(shí),但是學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)資料、簡(jiǎn)單地測(cè)量就能獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果,學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課老套死板,同時(shí)也缺乏挑戰(zhàn)性。為了使學(xué)生積極踴躍地進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐,筆者學(xué)校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)行開(kāi)放式的管理模式,通過(guò)在教學(xué)內(nèi)容上增加一些常用儀器的操作實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室與實(shí)踐教學(xué)綜合服務(wù)平臺(tái)網(wǎng)上預(yù)約開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理,學(xué)生可以更好、更快地掌握相關(guān)儀器的原理和操作方法,逐漸提升學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。開(kāi)放期間學(xué)生積極主動(dòng)申請(qǐng)去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn),同時(shí)根據(jù)學(xué)生的層次、特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、興趣愛(ài)好,選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,學(xué)生主動(dòng)通過(guò)教材、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、網(wǎng)上查閱資料等參考資源來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí),真正調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。采用開(kāi)放式教學(xué),實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)教師、實(shí)驗(yàn)資源等方面的開(kāi)放,真正形成了以學(xué)生為主體、結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)的教學(xué)模式。全面開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式,從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)時(shí)間上給予學(xué)生充分的自由選擇,使學(xué)生的個(gè)性得到充分發(fā)展,學(xué)生可以按照自己的時(shí)間安排自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間,并按照所選擇時(shí)間去做實(shí)驗(yàn),有利于實(shí)現(xiàn)因材施教,培養(yǎng)了學(xué)生的自我管理能力。
2.2注重綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇上更注重綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展與研究,綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不僅能夠提升學(xué)生自我設(shè)計(jì)能力,也培養(yǎng)了學(xué)生綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)儀器、選擇實(shí)驗(yàn)方法等方面的綜合能力,學(xué)生根據(jù)所選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行自我選材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行改進(jìn)完善實(shí)驗(yàn),最終完成大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與研究。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的掌握進(jìn)一步鞏固大學(xué)物理理論知識(shí),促進(jìn)理論知識(shí)的掌握,與此同時(shí),理論知識(shí)的理解也進(jìn)一步提升了實(shí)驗(yàn)技能,形成理論實(shí)驗(yàn)相互促進(jìn)的良性循環(huán)。
2.3注重學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程和實(shí)踐能力的考核
傳統(tǒng)的考核方式較單一,我們的做法是結(jié)合學(xué)生自身的特點(diǎn),改革了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的授課組織形式和成績(jī)考核辦法,整個(gè)過(guò)程更加注重學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的考核,以學(xué)生的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程作為考核的原則,制定了以平時(shí)的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)為基礎(chǔ),以學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)際表現(xiàn)為第一手材料的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定辦法。平時(shí)成績(jī)包括課堂出勤、課堂操作表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)踐活動(dòng)等多種模式相結(jié)合的方法,多元化的考核評(píng)價(jià)機(jī)制,科學(xué)全面地考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。改革期末?shí)驗(yàn)考試模式,實(shí)行操作考試,考查學(xué)生操作能力的同時(shí),也考查學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力,全面考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑF綍r(shí)成績(jī)中實(shí)踐活動(dòng)這一項(xiàng)目的設(shè)計(jì),體現(xiàn)在每個(gè)實(shí)踐活動(dòng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)都體現(xiàn)結(jié)合專業(yè)的特點(diǎn),促使學(xué)生積極參與每一次實(shí)踐活動(dòng)。這樣的考核方式不僅體現(xiàn)了服務(wù)學(xué)生成長(zhǎng)的需要,也融入了服務(wù)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的要素。操作考試的特點(diǎn)體現(xiàn)在:第一,時(shí)間的開(kāi)放。學(xué)生可以在操作考試周的規(guī)定時(shí)間內(nèi)預(yù)約進(jìn)行考試,學(xué)生們積極踴躍地備考,并在規(guī)定的時(shí)間來(lái)參加考試。第二,內(nèi)容的開(kāi)放。將該學(xué)期所學(xué)習(xí)的所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置為考試的內(nèi)容,學(xué)生考試前10min抽簽來(lái)決定所考的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,這樣的設(shè)計(jì)使學(xué)生考前認(rèn)真復(fù)習(xí)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。第三,評(píng)分上的開(kāi)放。根據(jù)學(xué)生的操作表現(xiàn)及數(shù)據(jù)處理過(guò)程,實(shí)驗(yàn)老師現(xiàn)場(chǎng)給出分值,學(xué)生能夠在第一時(shí)間掌握自已的學(xué)習(xí)情況,為下一步學(xué)習(xí)做好鋪墊。
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