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大学物理创新能力培养研究(4篇)

2018-07-11 15:52 来源:大学物理论文 人参与在线咨询

第一篇:大学物理实验和创新能力培养浅析

摘要】本文以通过大学物理实验提高学生的创新能力为切入点,以具体的教学方案为例,浅析在大学物理实验教学中培养学生的创新能力的策略。

关键词】大学物理实验;创新能力;实验教学

0引言

物理学是一门以实验为基础的基础学科,大学物理实验课程在培养学生的基本实验技能、提高学生观察分析实验现象能力以及培养学生实事求是、严肃认真的科学态度等方面的有着其它课程不能替代的作用。大学物理实验是理科、工科和医学类专业中广泛开设的一门基础必修课程。因此通过大学物理实验教学培养学生的创新能力,有着其特有的优势。在本文中,笔者结合自己的教学经验,浅析如何在大学物理实验教学中对学生的创新能力进行提高。

1加强基础性实验,为创新打实基础

1.1传统物理实验教学方法的优势

创新就是对已有的知识进行新的整合,发现新的观念、新的思想、新的思维方法、新的技巧等。所以创新总是依托一定的知识和经验的,几乎不存在无知识的所谓创新,也不存在能够脱离知识而存在的单纯的能力,创新是知识的转化与整合。[1]我们传统的物理实验教学过程一般为老师讲解实验原理、仪器使用方法、注意事项,然后学生按实验要求和实验步骤调试仪器、测量数据、记录和处理数据、验证实验结果、完成实验报告。这种教学方法被普遍认为制约了学生的主观能动性,不利于创新能力的培养。但是这种教学方法在培养学生仪器的基本使用方法、基本的测量方法、实验数据的处理方法等基本实验技能训练方面也有着它不可替代的优势。尤其对于刚入学的大学生,由于在中学阶段大多只是被动的接受理论知识,缺乏实践动手锻炼的机会,所以传统的实验教学方式对于学生掌握基本方法,基本技能,加深对物理概念、物理规律的理解都有很大的帮助。是培养学生规范、严谨的科学素养的一种好方法。

1.2在基础性实验中对学生进行创新训练

任何事情都不是一蹴而就的,对学生创新能力的培养也是一样的。针对基础性实验,由于我们的教学目的是使学生掌握实验的基本方法和基本技能,所以很多时候教学方法的选择上也只能倾向于传统的教学方式。但是我们在让学生进行基本技能训练的同时也可以适当的引导学生进行一些小的创新尝试。这些创新尝试可以从数据记录、数据处理方法和实验操作技巧等方面入手。

下面就以《半导体热敏电阻特性的研究》实验为例,介绍在基础性实验中引导学生进行创新尝试的方法。

表2记录了数据处理过程中的各中间值,方便了下一步的作图,并且能够反映相关物理量之间的联系。如果学生能够在老师的引导下设计出类似的数据记录表格,则学生在设计表格的过程中对实验中的各物理量之间的关系会有更深一步的认识,同时提高了学生规范记录数据的能力和技能,为以后的研究性、设计性实验打下基础。

通过老师的引导,让学生在实验讲义的基础上,做一些力所能及的创新,既不会给学生带来太多的学习压力,又能让学生体会到把已有知识进行迁移、应用、和创新的成就感,从细微处培养了学生的创新意识,提高了学生的学习兴趣。

2在基础性实验中适当引导学生进行创新体验

目前,多数高校的都将物理实验分为基础性实验、综合性实验、设计性实验、研究性实验。综合性实验主要侧重于某些理论知识的综合应用,其目的是培养学生综合运用所学理论知识的能力和解决较复杂实际问题的能力。研究性实验主要侧重于某些理论知识的灵活运用,要求学生在给定实验目的、要求和实验条件的条件下,自行设计实验方案并加以实现,以提高学生的实验水平和动手能力,培养学生的科研和创新能力。[3]可见综合性实验、设计性实验和研究性实验都是以基础性实验为基础的,都是在通过基础性实验过程中掌握了基本的实验原理、实验技能、技巧的基础上进行的,所以我们在进行基础性实验教学的过程中也可以适当引入一些具有综合性、设计性和研究性的内容,使学生能够对新学的基础知识进行创造性的应用,增强了学生的学习成就感,提高了学生的学习兴趣。

下面依然以《半导体热敏电阻特性研究实验》为例,介绍在基础性实验中进行创造性拓展的方法。

《半导体热敏电阻的特性研究》实验的实验目的是研究半导体热敏电阻中电阻的温度特性和掌握惠斯通电桥的原理和应用,因此在完成实验后,学生对这两个内容将会有一个全面的了解,在此基础上可以引导学生思考如何利用半导体热敏电阻的温度特性制作一只温度计。让学生下去查阅资料,设计实验方案,根据学生设计的实验方案,可以有选择的为学生提供条件,完成自己的设计。对于设计实验部分不硬性要求学生必须完成,对于设计思路好的、有可行性的实验方案,提供条件帮助学生完成设计;对于设计思路还不成熟,不具有操作性的实验方案只需加以鼓励性的点评即可。

3总结

近年来,各高校的大学物理实验从实验室机构的设置、大纲的要求,教材的编排,实验仪器的设置等方面都进行了较多的改革,这为通过大学物理实验提高学生的实验素质、创新能力等提供了坚实的硬件基础。但是在具体的教学过程中还是需要老师进行引导,才能够促进学生进行创造性思维的培养。因此,我们广大的大学物理实验课的任课老师,需要不懈努力,为培养学生的创新能力,提高学生的科学素养,设计处更多好的教学方案。

【参考文献】

[1]刘海霞.物理实验与培养学生创新能力的思考与实践[J].实验室研究与探索,2009(7):12-15.

[2]李相银.大学物理实验[M].2版.高等教育出版社,2009:159-163.

[3]赵玉岭.浅谈大学物理实验教学与大学生创新能力的培养[J].中国电力教育,2009(8):123-124.

第二篇:大学物理实验教学中培养学生创新能力的研究

摘要:众所周知,物理学是一门建立在实验基础之上的自然科学,近代以来,物理学得到了突飞猛进的发展,每一次的发展,均离不开物理实验的有力推动,例如,新物质的发现及奥秘探究、物理理论向现实技术生产力的转化等。这给大学物理教学提出了新要求,在大学物理教学中,不断地以实验教学激发学生的创新意识,增强创新活力,是引领学生创新的必由之路。本文结合大学物理教学现状,就大学物理实验教学培养学生的创新能力做一番系统分析。

关键词:实验教学;大学物理;创新能力;培养;情感

从本质上说,物理学是一门实验科学,一部物理学的发展史正是不断创新的历史,物理实验在物理学的发展和改进中发挥了不可替代的巨大作用。本文以人教版大学物理教材为例,就实验教学中培养大学生的创新能力提出若干策略方法。

一、大学物理实验室外部环境的营造方法

1.构建和谐、宽松的师生关系。大学生已处于成年阶段,并具备较为成熟的判断力和思维能力,在物理课堂上,师生之间更容易构筑良好的师生关系。在实验教学中,师生要开展双边交流,各抒己见,课堂上允许不同的看法和意见,师生双方要对每一个实验问题的看法、认识和观点,阐明个人的想法,公正、平等地完成探讨,并及时以实验的方式检验带有分歧的问题,为大学生在实验探究的氛围中及时发现问题、总结物理规律提供先决条件。

2.营造安全可靠的心理环境。在课堂上,教师要积极创造有利条件让每名学生均能在互动、沟通及探究中发挥各自的智力优势,增强每位学生的自信心,并主动投入到紧张的学习中。在实验教学中,教师要努力放松学生的心理包袱,这是推行创新实验教学的首个要旨,不能由于学生回答或理解错误便遭到负面评估,这样一来,大家才会全身心地投入到实验问题的思考之中。也就是说,在“心理安全”的外部课堂环境中才会实现真正的独立思考,自由拓宽思路,充分地凸显新思维,让创新思维得以竞相迸发。

二、大学物理实验教学中培养学生创新能力的有效对策

1.不断开放实验教学仪器和设备,增强学生的实践能力。随着当代物理科学的进展,实验测量设备及技术有了明显的改进,因此,在大学物理课堂中,需持续地丰富实验教学内容、及时更新测量设备、完善测量手段和方略,为物理实验教学的顺利开展奠定稳固的硬件基础。为能让实验教学跟得上当代物理科学发展的潮流,教师要不断地更新实验内容,把一些验证性实验变换为自选或自学内容,并加大探究性实验的比重。与此同时,不少实验可借由电子计算机变革陈旧的实验方式,并时刻增强实验测量的速度及精确度。把这一系列实验教学系统的基本原理及整体框架告知学生,使其经由实际的操作、测量及观察深切地领悟到当代物理科学的魅力,并激发学生们对物理实验奥秘的探究欲望,同时,有助于提高学生的综合实践能力。另外,实验内容的改进需与经典相结合,例如,牛顿环、杨氏模量等实验均能运用CCD成像系统替代目前的观察系统,然而,经典的光杠杆法还需进一步研究。

2.培养学生善于从实验中提出、发现问题的能力。在物理实验中,问题的发现至关重要,在实验教学中,学生们通过在实验操作中发现问题,手脑并用,不断地在实验中尝试、验证,通过教师适度地引导和激励,让学生在实验中不断地变换实验条件,并严密地查看实验现象,最终提出问题。除此以外,学生们还能从实验指导书中提炼信息,进而发现问题。需强调的是,学生操作实验后所得到的实验结果难免与预期结果有所差异,在这种情况下,教师要仔细检查学生每一环节的操作步骤有无失当,使其在锲而不舍的探究中培养提出问题及发现问题的能力。

3.培养学生结合实验分析问题的能力。分析问题是实验教学的有机组成部分,对实验现象的科学、合理分析是开启物理科学殿堂的金钥匙。分析问题旨在用理论指导实验,通常,分析问题可采取以下两种办法:定量分析及定性分析。教师要在实验教学中选取若干有代表性的问题和学生共同探讨、分析,在分析问题的同时,教师要扮演组织者和引领者,培养学生自主分析实验问题的能力,在分析的过程中,全体学生会提出多种答案,面对这种情况,教师要悉心听取学生在分析问题时的思考过程,并留意其出发点,肯定和鼓励每位学生的独立思考精神及探究意识,久而久之,学生们便能形成在物理理论的指导下独立分析问题的基本能力。例如,在分析探讨RLC串联谐振实验中,对于电路品质因数Q,存在实验测量值与理论计算值之间的偏差,在电磁学理论的引导下,分析LC的损耗总电阻对电路品质因数测定数值的影响,并将其高频及低频时的影响状况分别开展定量分析,依照定量分析的最终结果,正式决定影响能否修复或忽略。

4.巧妙运用多媒体设备,优化教材结构,注重对实验的探究。现如今,多媒体以其图文并茂、视听结合的优势特征被广大物理课堂所应用,变革课堂体系,以经典实验为基础,创建多层次的物理教学模式,已经成为实验教学变革的大势所趋。为此,教师需不失时机地引入多媒体教学设备,并不断地优化教材结构,以多媒体辅助实验教学,帮助学生理解实验现象,降低实验理解的难度,将实验步骤分解,努力破除过往物理教学中“力-热-光-电-声”的纵式组织结构,在确保广大学生掌握实验技巧的前提下,果断地忽略掉教材中内容陈旧的实验,抓住实验教学的关键点,将实验与物理教学内容加以有效衔接,逐步地增设设计性实验及综合性实验。具体做法:首先,要结合大学物理实验教学的规范要求,精选传统实验,保留对提高实验操作能力有帮助的经典实验,忽略掉一些价值较低的实验;其次,逐步增设设计性实验及综合性实验的比重及难度,以此培养学生的创新思维及探究能力,通过学生对实验的自行设计,使其充分体会到实验成败的经验教训,不断地激发实验训练的热情,提高综合素养;最后,不但要削减实验成本,还需强化多媒体辅助设计、采集数据及操作管理等知识的有效渗透及实践。

大学物理实验教学更加强调学生自主探究的精神,但是在高中时期,教师在指导物理实验时,出现主动点拨频率较高的状况。为此,教师在指导实验时,需树立以学生为本的基本理念,从预习、调试及操作等每个步骤环节均由学生独立完成,学生在完成实验后,可借由多媒体动态影像,还原实验正确的操作经过,使学生们第一时间得知自身实验设计及操作中的问题与失误,进而及时加以纠正。

结语:

在大学物理实验教学中,要培养学生的创新能力,需不断地为学生创造独立发现和分析问题、自由操作实验的机会,引领学生在探究式实验教学模式中提高创新能力,拓宽物理思维。

参考文献:

[1]刘向远.大学物理实验教学中培养学生创新能力的研究[D].合肥工业大学,2007.

[2]吴永萍.大学物理教学中培养学生创新能力的研究与实践[D].扬州大学,2007.

[3]方路线.物理实验教学中培养学生创新能力的探讨[D].华中师范大学,2007.

[4]张树霞.大学物理实验教学中培养学生创新思维的研究[D].山东师范大学,2011.

[5]陈健,李兴毅.大学物理实验教学中培养学生创新能力的策略与方法[J].河南科技学院学报,2010,(02).

第三篇:大学物理教学中学生创新能力培养

摘要:培养学生的创新能力是建设创新型国家的基石,大学物理教学必须适应时代发展的需要,把创新人才的培养摆在重要的战略位置上。现阶段大学物理教学过程中存在一些问题,必须在教学模式和教学内容两个方面,加以改进,以培养和提高学生的创新能力。

关键词:物理教学;创新能力;培养

创新能力是运用知识和理论,在各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力,它是民族进步的灵魂、经济竞争的核心。现阶段高等教育承担着培养高级专门人才、发展科学技术文化、促进社会主义现代化建设的重大任务;提高质量是高等教育发展的核心任务,是建设高等教育强国的基本要求[1]。哈佛大学前校长陆登庭在北京大学演讲时也指出:“在迈向新世纪的过程中,一种最好的教育就是有利于人们具有创新性,使人们变得更善于思考,更有追求的理想和洞察力,成为更完善,更成功的人。”[2]提高人才培养质量则是高等教育的侧重点之一,所以培养具有创新精神和实践能力的人才是很重要的。

科学教育不仅是传输一些实际发生的信息,它必须给学生提供一个知识基础,使他们能够自学,以便解决他们工作时遇到的科学和技术问题;必须让他们对科学本质、科学在社会中的地位有所了解;必须了解科学探索和研究的方法和过程[3]。物理学是整个自然科学和现代工程技术的基础,人类的工业技术革命也是以物理学的发展为基础的。《大学物理》是高校工科各专业必修的一门重要的基础必修课,在物理教学内容中,除经典物理学知识外,还包括近代物理及物理学在科学技术上的应用。在教学过程中,除了需要把一些必要的概念、规律等知识性内容传授给学生,更重要的就是在教学中要把其知识背后所蕴含的创造性思维、实验能力的培养和广泛的工程应用展示出来,以启示学生;同时使学生养成正确的学习方法和较强的自学能力,培养学生的科学精神和健全的人格。所以,《大学物理》课程是培养和提高大学生创新能力和推进创新教育的一个很好的平台,在培养学生的创新能力和探索能力方面起着十分重要的作用。

一、现阶段大学物理教学存在的问题

目前,一般的工科院校的《大学物理》教学过程大多数采用的是传统的模式,是教师以“教”为中心,学生以“学”为主的、较低层次的学习行为相适应的模式。这种模式的特点是以传授知识为目标、以课堂教学为主要教学手段、以教材为主要教学内容来源、以教师为教学主体,存在着重结论、轻过程的特点。在整个教学过程中是以教师的教授为主导的,教师主宰着课堂。在这种情况下,由于学生学习自觉性较差,没有养成好的学习习惯和掌握好的学习方法,不能主动获取知识,他们只能处于“填鸭式”的状态,被动地接受一章又一章的内容,并采用着“背定理、背公式”的方法进行大学物理的学习。这样的学习仅仅停留在表面的记忆上,学得很不扎实,过了不到半年基本忘记的差不多了;同时学生的分析、解决问题的能力,以及创新能力都不能得到锻炼和提高。与此同时,教师在课上或课下设置的习题和作业,其解决过程和内容都是很明确的,基本上是可以通过简单的运用公式而解决的问题,学生在此过程中灵活解决问题的锻炼是不够充分的,没有发挥该有的创造性思维。在这种教育的过程中,学生不断被知识的经验性和规律性所束缚,丧失了独立思考和想象的能力,这样教育出的学生都是标准化的“产品”,毫无个性可言[4]。

因此,为了发挥大学物理教学在培养学生创新能力的功能,需要对大学物理课堂教学模式、内容等方面进行研究和探索,这对提高学生学习积极性、提高学生的综合素质、提高课堂教学实效性具有重要的理论和实践意义。

二、大学物理教学模式的改变

大学生欲突破思维标准化和知识无活力化的禁锢,首先需要在创新思维和创新人格上有所突破,摆脱原来那种“惟师、惟书、惟上”的心理定势,发挥创新精神[5]。爱因斯坦说过,兴趣是最好的老师。兴趣源于对事物的好奇心,是个体从事创造思维的内驱力。兴趣和动机可以驱使个体集中注意于所从事的创造性活动[6]。学生如果对所学某些知识产生了浓厚的兴趣,他们就会产生强烈的求知欲,就会竭尽所能地去学习和研究。许多学生认为,《大学物理》课程中牵涉及概念、公式和原理太多,特别是加入了高等数学的解题思维,在学习过程中感觉很难理解并且枯燥乏味。因此,如何改变教学模式来调动和激发学生对学习的兴趣,发挥学生的创造性思维,是教师在课堂教学中首先要解决的问题,这也就需要教师须从以下几点做起。

1.课堂设问

课堂教学是培养学生的主战场,而课堂设问是课堂教学的重要组成部分。教师要善于根据不同的授课内容进行设问,鼓励学生大胆发言,不但能激发学生的求知欲和创造欲,锻炼和培养学生的各种思维能力,还能使学生主动投身于物理教学活动中去,从而增加其对物理学习的内在动力。教师同时也可以对学生的反应与回答做以判断,观察学生对物理知识的理解与掌握程度,进而调节教学速度或方式。通常我们会在教学过程中提出一些问题,这些问题有的需要对接下来的教学有所启示,在哪个结合点提出最合适的问题,能够达到启发学生思考的目的,这就需要教师的灵活把握;对于设问的问题,最好具有一定的代表性和趣味性,这样会吸引学生的注意力,激发学生的思考兴趣和探知欲望,直至问题得到最后的解决;在设问的过程中需要注意,有的问题可以由单人来作答,有的问题最好有全体同学一起来思考和讨论,但最后教师一定要对学生的回答做出点评,给大家一个正确的答案;同样,对于不同层次的问题,可以找不同学习水平的学生来作答。特别是学生经常犯错的地方,教师可采用故布“陷阱”的办法,让学生暴露错误,然后再对其错误进行指正,这样学生记忆就会比一般的讲授深刻很多。

2.多媒体教学

传统的教学手段是“粉笔”加“黑板”,这种教学手段对于学生的感知信息得到大量的满足,但对所学知识的感性认识没有得到满足。对于这种情况,教师需要改变教学方法,将多媒体教学引入到课堂教学中。多媒体教学中形象生动的动画和丰富多彩的图片,学生是在传统教学中无法看到的,这样可以吸引学生的注意力,增加学习和思考的兴趣;大量的图、文、声、像被学生所接受,可以加深学生对抽象的物理概念的理解;多媒体课件可以把复杂的、难以描述的物理现象,在屏幕上生动形象地展示出来,极大的增强了教学效果;同时多媒体教学能大大丰富课堂教学的信息容量,提高教学效率,适应当前教学课时普遍偏少的实际情况。但我们需要注意,不能用多媒体教学完全取代传统的黑板式教学,电子教案只是教学过程中的辅助手段,它不能代替传统教学中教师循序渐进的讲解。如:公式中各部分推导的过程、教学中很多例题的处理过程,这些需要教师一步一步的讲解、推导,最好采用传统的教学模式。那么只有将二者有机结合起来,发挥各自的优势,才能更好的激发学生求知欲望,加强学生的创新能力的培养。

3.演示实验

物理学是一门观察、实验和物理思维相结合的科学。在大学物理教学过程中,应使得理论教学与实验教学进行有机结合,要通过一些物理实验的演示,来帮助学生加深对相关物理知识、物理问题的理解和掌握。所以,教师可以在教学过程中应尽量多地借助各种演示实验仪器,将一些操作简单、原理蕴含深刻的演示实验拿到大学物理课上进行演示与讨论,让学生们可以把理论联系实际,培养创新能力。如学习迈克尔逊干涉时,可以把干涉仪搬到教室中,观看调节的过程与成像的结果,让学生们清楚地看到真实的像,明白整个光路的走向,从而加深印象。

对于没有条件的或不太方便仪器,或者是可以进行仿真实验的教学内容,我们可以通过多媒体视频或动画予以播放实验的整个过程,或进行仿真实验,增加学生的学习兴趣。学生在学习原理和看到实验或画面之后,会强烈地把两者结合在一起,使得学习的内容印象深刻。如在讲到热机和制冷机时,教师可以在讲完原理之后,把二者的实验动画播放给学生,看完之后会加深学对两个过程的认识。另外,在教学过程中,教师应该留心身边所处可见的物理实验,这些所处可见的物理实验都可以搬进我们的物理课堂。比如在讲授刚体转动定律这一节的时候,教师可以把教室的门打开,把门当做实验仪器,以相同的或不同的力推动门的不同位置,通过简单的实验演示,让学生清楚明白转动定律的意义与应用。

三、大学物理教学内容的改变

物理教学内容包括经典物理、近现代物理以及物理学在科学技术上的应用。由于大学物理课时的减少,很多院校都把授课的重点放在了经典物理的讲授上。但是,为了提高学生的创新能力,除了传统物理上知识的讲授外,还需要在以下几个方面做些调整。

1.在物理教学内容中适当增加相关物理学史的知识

1952年,美国哈佛大学的科学史教授霍尔顿编写了一部物理学教材——《物理科学的概念和理论导论》,这部教材被称作是科学教育中的一块里程碑。该书的独创之处,就是充分而有效地利用了科学史和科学哲学,来向学生阐释物理科学的本质。该书的出版引发了美国教育界的震动,推动了美国教育的发展。

物理学史是研究人类对自然界各种物理现象的认识史[7]。物理学史侧重于说明物理概念、定律、理论的形成与社会、历史背景和生产条件之间的关系,以及物理学家个人的作用,并说明物理思想的发展过程和物理方法的运用,包含着丰富的创新素质教育素材,它集中地体现了人类探索和逐步认识物质世界的现象、特性、规律和本质的历程,最适合用于加强创新能力培养和教育。教师可以在授课过程中,结合授课内容和相应的物理学史,向学生介绍物理学家如何发现问题、分析问题、解决问题的方法与过程,引导学生学感受物理学史的内在精神,很好地促进学生理解科学的本质。同时会刺激学生的求知欲,产生浓厚的学习兴趣,并主动学习相关物理内容。不但能提高教学效果,还能提高和培养学生的创新能力。

2.在物理教学过程中适当介绍现代科学知识

物理学科在探讨自然物质结构和宇宙运动基本规律的过程中,每一次发展所经历的理论上的突破,都伴随着实验技术的前进,引领着科技的发展,甚至于产生了新的学科,并且其原理、实验方法和测量技术已广泛地渗透和运用到各个生产技术领域。为了更加适应当前科技的发展和时代的进步,教师在授课的过程中,除了保证所举例子的及时更新,更要把所讲原理、概念等内容与当今世界的最新发展相联系,介绍给学生。学生在听到这些介绍之后,不但课上会对学习内容产生兴趣、开拓了视野,课后还能在兴趣的驱使下,自己查阅资料了解相关领域的更多内容,提高学习积极性。另外还可以在课时允许的情况下,拿出2~4学时为学生做一个专门的现代物理学应用讲座,介绍当前物理及相关学科的最新发展、一些物理原理在的生产和生活中的最新应用、对人类社会发展有极大推动作用的前沿内容。不但增强了学生的认知欲,对培养他们创新思维也有帮助。

四、结束语

总之,学生的创新能力不是一朝一夕就能培养出来的,这需要教师的辛勤努力,需要教师不断的探索和总结,需要学生的不断努力学习和实践。教师可以遵循“以老师为主导,以学生为主体”的教学原则,完善教学体系与内容,紧随时代和科技发展的步伐,从实际情况出发,为学生创造良好的学习环境和氛围,通过各种手段来提高学生的创新能力,引导学生的思维,不断激发学生学习的积极性、主动性和创造性,以培养出更多具有创新能力的高素质人才。

参考文献:

[1]教育部.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[N].人民日报,2010-07-30.

[2]朱永新,杨树兵.创新教育纲论[J].教育研究,1999,(8):8-15.

[3]王修志,韩自波.论知识经济时代高校创新性人才的培养[J].淮海工学院学报,2011,9(2):43-45

[4]岳晓东.大学生创新能力培养之我见[J].高等教育研究,2004,25(1):84-91

[5]郭奕玲,沈慧君.物理学史[M].北京:清华大学出版社,2005.

第四篇:探讨大学物理化学教学培养学生创新能力的途径与方法

摘要:当前随着高校创新教育理念的不断深入,物理化学教学模式改革有其独特的功效。它对于广大大学生学习知识的方式是一场革命。物理化学课堂的教学过程主要包括教师的导学与导悟两个阶段性过程,而对应的学生学习与领悟过程。本文将通过搜集现有的相关理论研究成果,对物理化学课堂教学的两个过程进行阐述,并重点探讨大学物理化学教学中如何培养学生创新能力,旨在丰富物理化学课堂教学内容与教学过程。

关键词:物理化学教学;导学;导悟;创新能力

物理化学也称为理论化学,它是研究化学学科中的原理和方法、研究化学体系行为最一般规律和理论的学科,这就决定了物理化学课(含实验)是化学专业本科阶段一门重要的专业基础课,在培养学生创新能力方面有其它课程无法替代的作用[1]。在学习物理化学的过程中教师通过教案指导学生进行课堂的学习。创新能力就是学生在学习物理化学课堂上处于主动状态,自主学习,主动探究,能够从中挖掘出新的知识和理论。在面对教师提出的问题时,要主动思考,在教师的指导下将问题回答出来,在这个过程中,教师只是指引者,而不是授受者,而学生则是思考者,而不是接受者。在大学物理化学教学中,“导学”与“导悟”是课堂教学的两个阶段性过程,首先教师进行导学,让学生对物理化学知识点有初步的认识,走向“导悟”进入另外一个阶段性过程,可以引导学生进行自主探究和创新能力的培养[2]。

一、大学物理化学课程的特点

物理化学是研究物质的结构,性质及其变化的普遍规律的一门化学学科,它广泛地采用了物理学的理论和实验方法,从研究化学运动与物理运动的相互联系入手,探求化学运动中普遍和本质的内在规律性。物理化学的形成与发展使人们对化学运动的认识与研究从定性阶段发展到定量阶段,从经验性描述性为主向推理性、理论预见性增强的方向发展。因此,物理化学己成为各化学分支学科的理论与方法的基础。物理化学主要研究三个方面的问题:(1)化学反应的方向和限度;(2)化学反应的速率与机理;(3)物质的性质与结构间的关系(其基本要求在物质结构中列出)。

本课程的主要任务是向学生讲述物理化学的基本原理,并使学生比较牢固地掌握相关专业所必需的物理化学基本概念、计算方法及基本实验技术,同时还应得到一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养。

二、大学物理化学课堂中的导学

1.指导学生正确的利用教材知识

教师在进行大学物理化学教学时,可以选一个专题,旨在让学生很好地将物理现象与化学现象结合在一起,培养学生多元化和多重性解释化学现象的意识。通过指导学生正确地使用教材,可以让学生对物理化学理论知识的相关信息进行搜集,这样可以帮助学生理解在物理现象和化学现象之间的关联性,对理解化学理论知识有很大的帮助,同时也可以让学生有一定的自主探究能力。

2.引导学生利用教材的自主学习能力

学生在进行大学物理化学学习时,要时刻把握一点就是运用一切可以搜集到的正确的信息来理解化学现象。这就需要学生有自主学习的能力与动力,学生在学习的过程中,不仅仅要把握教材上的知识点,课外的背景知识也需要广泛的搜集与整理,这些信息可以帮助学生认识到物理现象和化学现象的内涵及创作的思路。有利于学生在进行学习时提供可借鉴的意义。作为大学物理化学教师,除了教材上的知识点能够完整不缺地教给学生外,还需要具体文献地参阅,培养学生自主去学习,充分利用资源和相关实验来丰富内容充实的教材[3]。

3.开展微型实验教学模式

大学物理化学教师通过将微型实验和大学物理化学课堂教学充分地结合起来,通过课堂内的知识和微型实验结合进行重点讲解和分析,对教材相关的理论知识通过微型实验进行现场讲解,不仅可以加深学生学习的内容,还能补充实验的知识,让学生对物理化学现象有更加充分地了解。例如物理化学实验本身包括了重要的基础知识、基本技能和基本方法,是大学物理化学教学的重要内容,是教师要教、学生应该学的重要内容。恰当地运用微型实验教学方法,可以让大学生在观察物理实验现象和实验过程中理解化学概念,探索化学规律,提高物理化学教学效果[4]。

三、大学物理化学教学培养学生创新能力的途径与方法

1.师生互动,引导学生创新能力

学生在进行物理化学学习的过程中要有一定的技巧性,不能盲目的去死记硬背,这样肯定是记不长久的,要想能够真正掌握概念,就需要与化学理论知识学习结合在一起,将理论知识与课外搜集的资料进行对照,让书本知识自然而然地消化。另外,在物理化学教学中,我们常会用“他山之石可以攻玉”的办法,即运用教师导学的知识转向自主探究,针对搜集到的资料进行自主学习,但是也要分清楚概念间的区别,使得学生更深入地理解学习。在整个课堂教学过程中要以学生互动为主线,将学生学习的效率与教学的内容结合在一起,有效地进行课堂教学,保证教学的质量和学习的效果[5]。

2.重视导悟与学生自身的契合,激发学生创新能力

在由“导学”走向“导悟”的过程中,教师要灵活运用,针对不同的学生,采取不同的教学方式,在进行导悟的训练过程中,要把握中心内容,就是要引导学生在教学的基础上进行感悟和领悟,有新的心得与新的收获,而不仅仅只拘泥于教师讲课的内容,学生可以在课外多多搜集与课本知识相关的内容进行学习,要让学生学会举一反三,灵活地运用教材和教师所传授的内容,真实地领会物理化学课堂知识的内涵,要让学生在学习的过程中培养物理化学学习的兴趣,做到有感情、有思想和有兴趣的进行领悟式学习。前面阐述的大学物理化学的导学是初步的学习阶段的过程,导悟则是深层次的学习,学生要通过学习的过程,真正地掌握学习的方法和过程[6]。

3.采用体验式学习模式,开发学生创新能力

无论教师怎样点拨引导,都离不开学生的切实体验,所以在导悟与语感训练的安排中,多鼓励学生说出自己的感受,见解,不必要求甚至强求学生的感受相似或相同。倡导学生悟出新思想,新理念,读出与时代相符合的情感体验。这是我在教学中研究积累的些许经验与体会,在实际运用中也发挥了很好的效果。当然,在不同的环境中,不同水平教育者在教学实践中更要灵活运用,举一反三,只有领会了物理化学素质培养的实质,才能更好地将导学培养与导悟水乳交融地结合在一起,实现教与学的自然统一。例如,电化学设计到的知识点有如下[7]:(1)法拉第定律,电导,电导率和摩尔电导率及其测定与应用。(2)电池,可逆电池的电动势测定及应用。(3)电极的种类,浓差电池,不可逆电极过程,极化,超电势及其测定。(4)分解电势与电池的端电势,电解时的反应顺序,电解在水处理中的应用。这些都需要学生在平时学习的过程中,要进行理论与实践相结合,从中能够真正领悟到物理现象和化学现象之间的联系。

4.实验教学理念在物理化学课程教学中的运用

4.1以学生为中心,加强实验教学理念交流

教学阶段的划分是整个教学过程中确定教材的教学时数和教材内容在进度中出现时机的基本依据,是保证课程教学质量的基本途径之一。为了提高实验教学的效果,不仅要求教师具有正确地、熟练地进行大学物理化学实验操作的能力,做好演示实验,指导学生做好实验,还要求教师善于指导学生观察实验,改进和研究大学物理化学实验和应用实验。充分发挥教师在各个实验环节中的主导作用[8]。

4.2在有效操作下适度实验的难度

实验次数对学生学习动作技能起着至关重要的作用。传统观点似乎认为,实验次数越多,学生在未来情景中的操作越好。实验探究过程绝不是对实验的基本信息进行简单搜集,需要运用归纳、演绎、判断、逻辑推理甚至理想化的假设等多种方法的综合运用来分析问题,得出结论。实验教学可以模仿和再现某种科学研究过程,使学生在实验探究活动大学习和掌握科学的研究方法。例如,学生可以在(1)量热、相平衡和化学平衡实验,(2)用电位差计测量电池的电动势,(3)表面张力的测定,(4)反应速率常数测定等实验的教学活动大学习理想化的实验方法[9]。

4.3完善对实验操作的考核体系

课时的教学任务应具体。例如,加强物理化学实验操作的考核非常有必要。通过实验操作的考核,可了解到学生所学知识和实验技能的掌握情况,发现问题及时纠正,培养和提高学生的独立操作能力,巩固实验知识和实验操作技能。进行实验操作考核时,应注意下列几点:(1)考核目的明确,选题适当实验试题要符合教学大纲和教材的要求,要选取大学物理化学典型实验的重点内容。题目的难易要适中。(2)准备工作要充分提前公布考核内容、评分标准和具体要求;开放实验室,让学生有机会练习;准备好仪器、药品。(3)考核方法灵活考核方法可采取;多题抽签,单独面试,独立操作与适当的口试相结合;分组考试,统一试题,采用基本要求一致的不同类型题;将考核要求逐项分解,且落实到平时学生分组实验中。教师在平时实验中对每个学生逐项进行考核评分[10]。(4)评定成绩要合理教师应实事求是的分析考核情况,重在考核学生的基本实验技能,且参照学生平时实验表现和基本实验技能,综合考核学生的成绩。实验操作考核宜用等级制或评语式评价。

四、结论

总之,对于当前大学物理化学教学来说,“导学”是“导悟”的基础,“导悟”是“导学”深层次的学习过程,只有将两者有机地结合在一起,才会让学生学习起来更加轻松有趣,同时又能培养学生的自主探究能力,通过有效的途径和方法在进行理论知识传授的过程中培养学生创新能力。

参考文献

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[6]刘光灿.物理化学中化学热力学的教与学[J].中国校外教育,2011(12):109-110.

[7]屈景年,聂雪,李俊华,曾荣英.物理化学习题课教学新方法[J].衡阳师范学院学报,2011(03):102-103.

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[9]王金,史竞艳,马红霞,杨爱华.物理化学教学方法的讨论[J].广东化工,2010(10):143-145.

[10]陈小全,周鲁,邵辉莹,翟虎,周秀艳.浅谈对物理化学教学方法的探索[J].化工高等教育,2009(06):121-123.

作者简介:郑璇(1984-),女,凯里人,凯里学院化学与材料工程学院助教,硕士研究生。

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