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科研实践对物理化学教学的促进作用
[摘要]通过举例说明物理化学基础理论在科研实践中的应用,研究了科研实践对学生物理化学学习的促进作用以及教师从事科研实践对物理化学教学的重要性。
[关键词]科研实践;物理化学;教学
物理化学是一门借助物理的基本原理,揭示化学基本规律的学科,也是一门理论性、系统性、逻辑性很强的学科,具有理论公式多,推导复杂的学科特点。初学者往往感到抽象难懂,对数学知识要求高,容易产生畏难情绪,也往往认为理论知识学了没有用途,导致失去学习的兴趣。为了解决物理化学中抽象难懂的问题,通常采用的方法是在教师授课时列举一些与生活实践相关的现象,借助物理化学知识加以解决,但是这只是一些简单的应用,并且借助于互联网络都能得到容易理解的结果,但是对于有一定知识水平的大学生似乎显得过于简单,并不能激发他们对物理化学学习兴趣,解决他们对物理化学理论学习的困惑,展示理论知识与科学实践和生产实践的紧密联系,从而体现物理化学作为基础学科的价值。另外,物理化学中化学规律和数学公式都是从科学实践总结出来的,能指导科学实践活动。因而,在物理化学实际教学中,除了要结合生活实践之外,教师应该适当阐述理论公式的实际科研来源以及这些理论知识在科学前沿研究和生产实践的应用价值,才能引导学生逐渐认识到物理化学知识理论学习的重要性,同时也可以通过科研实例刺激学生的好奇心和求知欲,从而激发学生对物理化学学习的兴趣。因此,教师科研能促进物理化学理论教学,也能促进学生对当前科研前沿的了解,激发学生的求知欲,培养学生的科学素养,为今后的发展奠定基础。
1科研实践对物理化学教学的促进作用
1.1物理化学理论在科研实践中的应用
尽管物理化学科研实践的实验方法和手段比较复杂,但是常常使用了大学物理化学书本上的基本原理和基础知识,因而,我们可以选择一些合适的科研实践活动将其应用到物理化学教学中,以提高学生对物理化学基础理论重要性的认识,帮助他们更好地理解这些基础知识,激发他们对物理化学学习的兴趣。这里我们以原电池的基本原理在科研中的应用来阐述物理化学基础理论知识学习的重要性。已有文献报道具有缺陷的碳纳米管浸入到一定浓度的氯铂酸或者氯金酸溶液中,通过原子力显微镜能够观察到在碳纳米管的边壁缺陷上快速形成金属铂纳米粒子或者金纳米粒子[1]。这金属离子自发还原沉积碳纳米管上的现象归因于金属离子与碳纳米管之间的原电池效应,电极反应分别是PtCl42-+2e-=Pt+4Cl-,AuCl4-+3e-=Au+4Cl-。根据电极电势的数学公式计算出PtCl42-和AuCl4-的还原电势以及碳纳米管的氧化电势,并比较它们的大小,从而能判断出金属铂或者金粒子是否能沉积在碳纳米管的边壁上。更进一步地研究表明利用原电池效应可以在碳纳米管的表面边壁上沉积四氧化三铁、氧化亚铜、二氧化钒等中间价态的金属氧化物,计算这些金属离子与碳纳米管之间的电极电势ΔE=φ(Fe3+/Fe2+)-φ(R-CNTs/O-CNTs)、ΔE=φ([Cu(NH3)4]2+/[Cu(NH3)2]+)-φ(R-CNTs/O-CNTs)和ΔE=φ(V5+/V4+)-φ(R-CNTs/O-CNTs),通过控制溶液的pH值和碳纳米管的结构等反应条件实现中间价态的金属氧化物沉积在碳纳米管的表面,关键是通过原电池效应合成的碳纳米管-金属氧化物复合材料在催化加氢反应、苯酚羟基化反应等催化反应中展示了比其他方法合成的该种复合材料更加优异的性能,体现了合理的使用电化学方法合成材料具有重要的应用价值[2-4]。尽管这些科研工作涉及的内容比较广泛,考虑的因素复杂,但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化学中原电池电极电势的相关基础知识。实际上,物理化学中热力学、溶液中的化学势、物质的相图、吸附脱附、动力学研究等基本知识在当前的科研都有广泛的应用,利用这些基本知识来验证过程的可行性或者借助它们推断出物理化学及其相关学科中更深层次的机理或者原理[5-7]。因此,物理化学的基础知识在当前的科学研究工作中仍然具有重要的价值,是学生为今后工作和学习所必须要掌握的。
1.2科研实践对学生物理化学学习的促进作用
物理化学课程教学改革反思
[摘要]随着工业4.0时代的来临,“新工科”建设的深入推进,急需加快人才培养模式、课程体系和课程教学改革。本文在分析了“新工科”建设要求的基础上,结合多年教学经验,提出从课程内容回归解决实际工程问题、利用多媒体技术和互联网技术以及课程论文着手,强化培养学生的创新意识、科研能力、科学精神,从而培养出具有责任心、创造力的复合应用型优秀化学化工人才。
[关键词]新工科;物理化学;课堂教学;教学改革
进入新世纪以来,以智能制造为核心,数字化、网络化、智能化技术的应用为标志的工业发展进入4.0时代。工业4.0时代,世界高等教育正在发生革命性变化,并呈现出了“大众化、多样化、国际化、终身化、信息化”的趋势,高等工程教育面临新的挑战迫使人才培养模式必须做出调整。在此背景下,我国高等工程教育积极推进“新工科”建设,先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”,全力探索满足我国工业发展需求的人才培养模式。2017年2月底,教育部了《关于开展新工科研究与实践的通知》,倡导高校开展新工科的研究与实践活动。“新工科”要求树立工程教育的新理念、塑造学科专业的新结构、探索人才培养的新模式、提高教育教学的新质量、建立分类发展的新体系[1-2]。物理化学作为化工、材料、医药、生物工程等专业的一门重要的基础理论课程,通过该课程的学习,学生在有效理解化学过程中的能量变化过程的同时,其解决相关实验和生产中的实际遇到的问题的能力也能得到很好的培养。由于物理化学内容抽象、公式繁多、逻辑性强造成教师难教、学生难学,不断压缩的教学课时更是加剧了物理化学教学的难度,如何使学生能够在有限的学习时间内领会物理化学的精髓、掌握物理化学的学习方法并开拓其创新能力则是当前物理化学改革的指导思想。尤其,在新工科背景下,改革传统物理化学课程教学模式,在提升学生工程意识、专业兴趣和科学素养上下功夫尤为重要。笔者根据自身和课程组老师物理化学课程多年教学经验和感悟,从以下几方面探讨新工科背景下如何有效提升物理化学课程教学效果,以期供同行们参考。
1让课程内容回归解决实际工程问题,培养学生的工程意识
工程意识不仅是学生在大学阶段受教育期间,即使走出校门在工程实践中乃至一生都是自我不断修炼的内容。因此,在大学阶段结合专业学习将工程意识作为培养、教育学生的内容至关重要。在物理化学课程教学中引入工程实例,从具体的工程问题中提炼出科学模型,并对模型进行分析,进而总结出解决问题可供参考的思路,这样一方面可增强学生的工程意识,另一方面也可使枯燥的理论易于理解进而可提升学生对知识点的理解激发学习兴趣。在讲解单组分系统相变热力学克劳修斯-克拉佩龙方程时,教师可以引入“高压锅设计使用原理”的实例,向学生介绍高压锅主要是利用气压不同而对于水的沸点不一样的原理设计的,在高压锅内通过对水加热形成的水蒸气在密封环境下形成高温高压,使气压大于一个大气压,使水要在高于一百度时沸腾。在介绍的过程中剥离出具体的分析模型,明确其本质是计算饱和蒸气压和沸点关系的模型公式即克劳修斯-克拉佩龙方程。再举一反三,让学生分析实验室常用仪器旋转蒸发仪工作原理以及速滑运动员冰刀的设计原理等。在课程其余章节的讲解中最好也能都结合一个工程实例进行讲解,并引导学生进行分析。例如在讲解气体性质的玻意耳定律时结合“压井”工作原理进行讲解;在讲解稀溶液依数性时结合海水淡化-反渗透技术、宇航员吸氧排氮的科学原理;在讲解电化学时结合汽车蓄电池、手机锂离子电池的组成与工作原理。实践表明,在教学过程中引入工程实例可有效加深学生对知识点的理解,强化培养学生的工科思维,还可活跃课堂氛围。此外,教师还可将自己及同事的科研发现引入到教学中,在提高学生的学习积极性和培养学生的创新意识和创新能力也有很好效果。
2利用多媒体技术和互联网技术,有效提升学习效果
物理化学具有知识内容抽象、深奥、逻辑性强、公式繁多、推导困难等特点。传统口述加板书的教学方式已无法满足现代大学生对知识的获取。因此教师需要积极学习和运用互联网技术以及多媒体技术,将一些晦涩难懂的定律、原理和公式推导转变成比较生动形象的图像、影像和动画,通过运用投影仪、音响等多媒体资源,运用动画、图像演示等多种方式对枯燥晦涩的定律和公式进行诠释,使学生能够通过多种感官的相互配合在较短时间内,加深对物理化学知识的理解和掌握。另外,在“互联网+”背景下,学生的学习方式还可由课堂延伸到课余,学生可以通过慕课、云课堂、雨课堂等多种形式进行物理化学课程的学习,从而进一步提升物理化学课程学习效果。
医药高校化学教育探索
[摘要]本文将化学基础理论和实践与医药专业课程进行了深度融合,从教学内容的设置、实验项目的重组、教材的编写到教学团队的科研方向,构筑与医药课程密切相关的化学课程教育新体系。通过多种教学组织形式,使学生能应用化学的理论、方法和手段去分析和解决与医药专业相关的化学问题。
[关键词]医药高校;化学教育;融合教学
化学课程是医学院校医药专业本科生必修的基础课程,化学课程在大学前两个学年开设,在课程教学中起着承上启下、继往开来的作用,为后续专业课程的学习提供方法论和理论指导,是重要的基础课程。[1-2]学生不仅要掌握化学的基础理论知识,更重要的是要学会其在医药领域的应用。现在有不少学生认为化学与现实生活脱节,化学教材与医药专业联系不多,给学生一种学之无用的感觉。[3-4]所以,如何使医药专业的化学课程的教与学变得轻松有趣且保障良好的教学效果就显得尤为重要。应从加强医药学专业知识在化学课堂教学中的渗透、优化教学内容、改进教学方法、运用现代化教学手段等方面提高教与学的效果。为配合医药专业人才培养的新需求,使学生能在生命科学领域内以化学的观点从分子水平观察和探索生命现象,能应用化学的理论、规律、方法、手段去分析和解决医药专业相关的问题[5-6],多年来我们进行了医药高校化学教育的探索与实践,总结为以下几点。
1以化学基础课程教学为平台,将基础课与专业课的多学科渗透交叉融合点转化为教学和研究的创新点,教学和研究的的兴趣点
对传统四大化学课程进行改革,重组、优化、更新教学内容,构筑了与医药课程密切相关的化学课程新体系。以化学与医药学多学科渗透交叉的教学与研究为切入点,形成了能在化学基础课程与生物无机化学、生物物理化学、无机药物、物理药剂学等交叉学科中进行教学和研究的教学和学习群体。以物理化学为例,作为药学专业的一门重要的专业基础课程,为药物化学、药剂学等专业课提供方法和理论指导,同时它还是联系药学理论知识和实际操作应用的桥梁,因此,物理化学已渗透到药学专业各个领域。将物理化学基础课程与药物合成、药物制剂、药物代谢动力学进行渗透交叉融合,将基础理论与专业实践紧密结合起来,转化为教学和研究的创新点,教学和研究的兴趣点,激发学生学习和科研的热情。下面是物理化学与物理药剂学课程融合的例子。两门课程融合形成新的《物理化学》课程教学体系,有效促进了《物理化学》课程教学质量的提高。
2以化学实验为载体,使实验室成为综合培养
学生知识、能力和素质一体化的最好场所通过编写大学实验化学(应用型医药专业)教材,改变传统的四大化学实验各自为阵、自成体系,各自依附于其理论课程的传统模式,建立一个在一级学科水平上的大学化学实验课程体系。该体系从教材编写、实验教学组织等各方面进行实施运行,具有坚实的实践基础。调整实验课结构,改革实验教学内容。基础化学实验精选了元素性质的实验,以60%化学定量分析的综合性实验,保证医学生在医学检验及生化检验方面的基本需要。无机化学实验精选了元素性质的实验,重点突出了化合物的制备、提纯和分析检验的实验。物理化学实验与药剂学紧密结合起来,满足药学专业的需要。综合性实验和综合设计实验占50%,基础实验占50%,增加动手动脑的综合性训练。
地方院校大学物理课程教学改革初探
摘要:本文结合多年来在地方院校大学物理教学的实际,针对大学物理课程教学在人才培养中出现的种种问题,介绍了《大学物理》课程教学过程中逐渐形成的改革新思维,即通过大学物理教学的“四个结合”为突破口,探讨如何发挥大学物理基础课在高素质应用型人才培养中的积极作用和课程改革的落脚点。
关键词:落脚点;课程教学改革;地方院校
一、引言
长期以来,不少高校对于《大学物理》课程及教学在高素质理工科人才培养中的基础地位及重要性认识不足,甚至不少高校理工科专业在课程体系建设中,为了进行所谓的人才培养方案的改革,压缩学分,取消了大学物理的课程,或将课程的学分降到让人啼笑皆非的地步。究其原因,有以下几个方面的因素:
1.作为主管教学的院校负责人对于《大学物理》课程在人才培养中的基础地位认识不足,甚至是误解,主要是由于他们对于人才培养目标的认识和理解都不够。
2.作为《大学物理》课程教学方式、教学内容以及教学目标的自身改革做得远远不够,教师“固步自封”,缺少对于人才培养深层次的理解和认识,缺少课程教学改革目标的引导和支持。
3.《大学物理》课程对于专业人才培养所起到的作用由于短时间无法观测到,结果就使得一些人形成此专业不需要学学物理的错误和肤浅的认识。从大的方面说,可能会影响到几届甚至十几届毕业生在专业技术能力和创新能力上的严重缺失。
期刊知识大全介绍
1.学术期刊分类
国家级期刊、省级期刊、核心期刊、中心核心期刊
2.学术期刊科目分类
社会科学、哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、自然科学、理学、工学、农学、医学等。
3.中国期刊方阵
“中国期刊方阵”的基本框架分为4个层面,形成宝塔形结构。第一个层面为“双效”期刊。以全国现有8135种期刊为基数,按10%—15%的比例选取社会效益、经济效益好的1000余种期刊,作为“中国期刊方阵”的基础。通过各省(区、市)和中央部委评比推荐产生。第二个层面为“双百”期刊。即通过每两年一届评比产生的百种重点社科期刊、百种重点科技期刊。每届进入全国“双百”重点期刊数量控制在200种左右。第三个层面为“双奖”期刊。是全国“双百”重点期刊基础上评选出的国家期刊奖、国家期刊奖提名奖的期刊。此类期刊约100种左右。第四个层面为“双高”期刊,即高知名度、高学术水平的期刊。此类期刊约50种左右。建设“中国期刊方阵”的运作步骤采取分级负责的形式,各省的“双效”期刊由省级新闻出版管理部门按照规定比例推荐,入选期刊必须是省、部级以上优秀期刊,或有希望成为优秀期刊者。“双奖”和“双百”期刊通过评选产生。“双高”期刊由新闻出版总署、科技部确定,入选期刊均为国内知名品牌期刊。根据新闻出版总署“建设‘中国期刊方阵’工作方案”的通知精神,由科技部负责组织的科技期刊的推荐评选工作已经结束。科技部于日前公布了评选结果,共评出716种科技期刊进入“中国期刊方阵”,高校期刊入选113种。其中,高知名度、高学术水平期刊(双高期刊)40种,高校占7种;国家期刊奖、国家期刊提名奖期刊(双奖期刊)58种,高校占3种;百种重点社科期刊、百种重点科技期刊(双百期刊)122种,高校占18种;社会效益、经济效益好的期刊(双效期刊)496种,高校占85种。《河海大学学报(自然科学版)》入选“双效期刊”。
4.学术期刊基本知识(SCI、SSCI)
大学物理教学论文(3篇)
第一篇:大学物理选修课教学探索
1.大学物理选修课的现状
当前绝大部分高校对选修课采取网上选课,网上选课对课程介绍过于简单,导致学生对课程认识知之甚少,盲目选课。部分学生只为了拿学分,对大学物理完全不感兴趣,导致学生“选而不修”。部分学生每节课都去,但仅仅是应付点名,人在心不在,始终处于“隐形逃课”状态中。更有甚者,必修课选逃,选修课必逃,一学期下来,对其所修课程一无所知。任课教师也要面对严峻的现实。选修课一般课时较少,需要精选教学内容;其次,选课学生物理基础差距大,教师在教学深度和难度上难以把握,众口难调。选课学生的盲目、功利,对教师是更大的挑战。
2.强化过程、深化互动的教学探索
开设大学物理选修课的目的在于促进文理交融,拓展学生知识的广度和深度,发展学生的兴趣爱好,提高学生的学习和交流能力,培养学生相互合作的能力。但学生“选而不修”,教师唱“独角戏”的教学现状,使选修课完全丧失了意义。杜威指出学习是基于有指导的发现而不是信息的传递。杜威的观点涉及对教学的基本认识,也阐述了学生和教师的地位和作用。
2.1强化过程的教学体系
大学物理选修课不是理工科大学物理教学内容的缩减,更不是理工科物理体系的缩影。其教学目标是力图使学生了解物理学的基本内容;开拓视野,让学生了解物理学前沿;了解现代科学技术的物理基础;了解物理对人类社会文明的进步的贡献与影响等。针对这一教学目标大学物理选修课可以物理专题的形式进行授课。教师要对物理专题进行精挑细选,将物理基本原理和物理前沿应用有机结合,教学内容广而新。采取定性、适度定量的方法来阐述物理理论、概念和规律,强调描述清晰、宽阔的物理图像、科学观点及思维方法。这样既降低了物理学科中理论繁难的要求,又将物理理论与前沿应用结合,提高了学生学习物理的热情,认识到物理对高新科技的基石地位,强化教学过程中对学生探索精神和科学的思维方法的培养。
大学物理双语教学分析
【摘要】结合双语教学现状,给出了大学物理双语教学的重要性和必要性;以我院国际合作班为例,给出了大学物理双语教学的策略。
【关键词】双语教学;大学物理;国际班
1大学物理双语教学现状
高校大学物理双语教学现状。2001年教育部下发的《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》文件中明确指出,高校“本科教学要创造条件,使用英语等外语进行公共课和专业课教学”。作为课程之一,大学物理双语教学一直处于实验和探索中。吴烨在《大学物理双语教学探索与实践》一文中指出,当前大学物理双语课程普遍存在吸引力不强、受学生欢迎程度不高的问题,他认为课程本身的难度、网络资源的缺乏以及大学生对双语教学认知不足是产生问题的主要原因[1]。杨普习的《大学物理双语教学的探索与实践》一文也对双语教学的现状进行了反思。作者指出,课程实效性不佳的原因主要是,许多高校和教师对双语教学实质和重要性认识不足,甚至存在一些错误的理解和做法。刘玉颖的《大学物理双语教学实践与研究》、杨卫红的《工科物理双语教学的调查分析及对策研究》论文也对上述问题进行了关注和讨论[2]。这些学者提出的具体观点虽然不尽相同,但是对大学物理双语教学效果令人不太满意的现实都表示了极大的关切。我校自2011年开始招生“2+2双学位”工科1个班,2013年新增“3+1双学位”工科2个班,目前每年招生规模约为90人,但是均未开设大学物理双语课程。因此,立足我校实际情况,以中外合作办学项目为背景,积极探索开展大学物理双语教学。大学物理双语教学实效性现状。薛海国在《对实施大学物理双语教学过程中若干问题的思考》一文中提出了具体措施:第一,明确教学目标,不能把双语课上成“外语课”。第二,加强“双语”师资队伍的建设,提高教师业务素质。第三,主动了解教学对象的英语水平。第四,加强教材系统的建设[3]。这些建议虽然没有说明实施的高校类别,但是依旧具有很强的操作性。程昕在《大学物理双语教学模式的研究》一文中,应用Cummins提出的共有潜在能力模型和认知学术语言能力,实践并比较了“过渡型”、“保持型”和“强化型”三种教学模式的特点,具有很强的借鉴性和参考性。张红光的《MOOC教学模式与大学物理双语教学的有机融合》、王会峰的《地方院校开展大学物理双语教学的前期准备探索》、王帅伟的《地方院校大学物理双语教学的思考》等学术论文从各自的授课对象或高校类别,提出了相应地改革对策[4]。高校中外合作办学项目现状。2004年教育部下发的文件中《中外合作办学条例实施办法》指出,“中外办学项目是指中国教育机构与外国教育机构以不设立教育机构的方式,在学科、专业、课程等方面,合作开展的以中国公民为主要招生对象的教育教学活动”关于中外合作办学项目的研究既有宏观的论证,也有微观的课程教学改革探索与总结。如林金辉在《高校中外合作办学项目内部教学质量保障基本要素及路径》一文中提出,中外合作办学已经进入了高水平示范性发展的新阶段,在这个新的发展阶段,质量建设已成为鲜明主题。《中外课程教学及学生学习收获差异的实证研究》(汤美玲)和《中外合作办学项目人才培养模式对接策略研究》(孙智慧)论文提出人才培养模式的无缝对接是中外合作办学项目成功与否的关键。对高校中外合作办学项目的另一类研究主要体现在对师资建设的探索,如李莉的《中外合作办学中的教师专业素质调查与探析》和阎黎明的《高校中外合作办学项目教学策略初探》。这些学者大都是一线教师,他们根据自己丰富的教学实践对各自所在专业和所授课程进行了积极有益的探索,这些探索对同样在中外合作办学背景下的大学物理双语教学改革具有非常高的借鉴价值。目前,我校正通过各项有利措施来增强中外合作办学项目的竞争力,如筹建国际班专业网络语音教室、购置在线学习和考试网络系统、采购国外原版教材、对专业教师进行“双语”培训等。
2大学物理双语教学资源和策略
2.1国际合作办学定位的需求
目前我校有4个中外合作办学项目:安徽科技学院与美国布里奇波特大学合作举办电气工程及其自动化专业本科教育项目(3+1;国家教育部MOE34US2A20131550N),安徽科技学院与韩国韩南大学合作举办机械设计制造及其自动化专业本科教育项目(2+2;3+1;国家教育部MOE34KR2A20131465N);安徽科技学院与韩国顺天乡大学合作举办网络工程专业本科教育项目(2+2;3+1;国家教育部MOE51SE1A20161769N),安徽科技学院与美国布里奇波特大学合作举办国际经济与贸易专业本科教育项目(2+2;安徽省教育厅皖教秘高﹝2011﹞17号),安徽科技学院与韩国韩南大学合作举办无机非金属材料工程(新材料工程)专业本科教育项目(2+2;安徽省教育厅皖教秘高﹝2014﹞29号)。经过四年国际合作教学,目标是培养德智体美全面发展,掌握专业的基本理论、基本知识及基本技能,具有国际视野、熟悉国内外学术前沿,具备专业技能,具有创新意识和创业精神的国际化工程技术专门人才。培养要求掌握一门外国语,具有较强的听、说、读、写、译能力,能较熟练地阅读本专业的外文书刊;具有较强的语言文字表达、人际沟通、团结协作、知识再生等社会适应和发展能力;具有文、史、哲、艺等基本知识,了解中华民族优秀传统文化,具有较好的哲学修养、审美能力和热爱科学、献身事业的精神。
大学物理实验教学思考
1从实验教学方法上下工夫,提高学生实验的主动性
1.1抓住课堂讲授的“黄金
物理学本身就是一门实验科学,无论是物理概念的产生还是物理规律的发现都是建立在严格的科学实验基础上的,同时,建立起来的理论正确与否也必须通过实验来验证。任何一个物理实验的出现都存在一定的历史背景,教师应该恰当引入物理史事或者该物理实验的历史渊源来吸引学生的注意,激发学生的求知欲望,然后适当提出需要解决的问题,巧妙地引入该实验内容的教学,使学生能够认识、体会到物理思想的精髓所在。以“迈克耳孙干涉仪的调整和使用”实验为例,如果单纯地按照传统的教材上的内容来讲,学生会感觉索然无味,课堂氛围会比较死板,如果换一种讲授思路,引入迈克耳孙干涉仪设计产生的背景资料,让学生知道在什么样的背景条件下,促使科学家去设计完成这样一个实验项目,使学生能够体验、理解大师的思路和解决问题的方法,就会使教学效果峰回路转,既抓住了学生渴求知识的好奇心理,又激发了学生浓厚的学习兴趣,同时又能让学生在该实验的学习中懂得许多道理,比如新仪器设计的思路,如何解决设计中出现的问题,如何解决实验结果与理论相悖的困难等。“学史使人明鉴”,寻找物理学历史名家的重要思维过程,对学生科学创新思维及创新能力的培养有着非常重要的作用。大学物理实验20多个基本实验,是经过多年精心挑选留下来的,每个实验都有其存在的价值,这些实验大致可以分2类:经典类和应用类。经典类实验一般在物理发展史中占有一定的地位或者获得过诺贝尔奖,譬如密立根油滴实验、迈克耳孙干涉实验等。对经典类的实验最重要一点就是要学生了解其思想内涵和设计思路,而实验操作处理则是为了加深理解。应用类实验就是物理原理的典型应用,或者说具有非常现实应用价值的实验,譬如现在热门的传感器应用实验,对应的实验有霍尔效应测磁场实验、压力传感器实验等。对应用型实验则重点讲述其应用价值,让学生充分了解本实验的内容在实际中的意义、特点及掌握其使用方法,在对其原理和操作的掌握和熟悉上下工夫。总之,根据实验课题类型的不同,教师应该采用灵活多变的教学方法,以免使学生产生精神疲劳。这就需要教师自身积极地学习,不断充实自己,使自己具有丰富的知识面和很强的科学实践能力,能将枯燥的知识联系实际,形象化、有趣化、实用化。
1.2巧妙地进行实验动手引导,步步设疑
教师在课堂上讲授内容不要一味求全,面面俱到,可以只讲实验原理、要求和注意事项,以免学生不会正确使用仪器而导致仪器故障等。为了能真正地培养学生的实际动手能力,以及分析问题、解决问题的能力,教师应该把更多的时间留给学生,把操作过程的主动权交还到学生手里,发挥学生的主体能动性[8-9]。就具体教学而言,就是尽可能使学生参与到学习活动中来,在教师引导下,大胆想象,积极思维,主动探索,在学习中发掘自己内在的潜力,不断提高创造力。教师注意进行启发性指导,观察课堂学生操作情况。在遵守仪器操作规则的前提下,鼓励学生大胆调试实验仪器,边操作边思考,在不断失败的过程中体会成功的喜悦。这样做既锻炼了学生的挫折承受力,也能使学生的动手能力得到提高和升华。但是这一过程中如果缺乏理论的指导,仅靠碰运气瞎蒙,也不能达到培养学生运用理论知识分析和解决问题的能力。因此对大多数学生都遇到的问题,教师就需要提出来,大家共同探讨。在进行指导时,注意对学生进行物理思想、物理方法的引导,而不是简单地解决学生当前的困难,要让学生知其所以然,引导学生善于发现问题、解决问题,理论联系实际,灵活应用已有知识和方法。比如,在“牛顿环测透镜的曲率半径”实验的指导过程中,发现很多学生都不容易调出清晰的干涉条纹:牛顿环,虽然个别学生可以调出来,但是操作非常盲目,因此在这些问题出现的时候,教师就需要逐步引导学生进行多方面的思考,各个突破。通过一步一步的设疑,逐步找到问题所在,让学生明明白白地学会多方位思考问题,潜移默化地培养学生分析问题和解决问题的能力,加强对实验课程的兴趣。
2改变传统的实验报告书写形式,鼓励创新
在大学物理实验课的教学环节中,书写正规的实验报告也是实验教学过程中的重要一环。实验报告要求学生把所做实验的相关资料、心得体会,以及对本实验过程的方法、手段或者改进意见加工整理,撰写成汇报性的书面材料。通过实验报告,教师可以了解学生掌握知识的状况和收获等,当然也是进行实验成绩评定的重要依据之一。实验报告的写作训练可以慢慢提高学生的科技论文写作水平。传统的实验报告书写格式相对固定,比如要求学生依次写出实验名称、实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据及处理、误差分析与讨论以及对实验的建议、体会等。格式化的实验报告带来了许多弊端,很难体现出学生实验的个性,基本上是大同小异的,从中很难看出学生对待实验的态度以及是否下工夫去仔细思考、总结本次实验,更难见到有特色、有创新、有一定水平的实验报告。另外,学生实验报告的内容基本上从教材中来,照抄或是大量摘抄是相当普遍的现象,这也在无形中助长了学生的依赖性和懒惰性,养成一种应付了事、不重视实验课的不良学风。面对基本雷同的实验报告,教师很难给出公平合理的成绩评定,特别是对抄袭的实验报告或是摘抄的实验报告难以区别真伪,导致部分没有完成实验教学要求的学生实验报告容易完成并通过,这也是造成学生普遍不能积极对待实验课的原因之一。可以借鉴国外实验报告撰写经验,结合我们自己的特色,采用形式多样化的实验报告形式,既能发挥学生学习的主动性,又能让教师更好地把握学生的学习动态和过程。