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摘要:
文章阐述了普通物理实验的考核内容,分析了考核方式改革的必要性,介绍了我校普通物理实验考核方式改革的实施情况。实践表明:改革后的考核方式有利于提高学生的创新意识、实验思维能力、科学实验能力等综合能力。
关键词:
普通物理实验考核;创新;改革
普通物理实验是各大高校理工科专业一门传统课程,是理工科大学生接受系统科学实验方法和实验技能训练的开端,是培养学生的科学探索精神、创新意识和创新能力的一个重要环节,在培养学生初步的科学研究能力和良好的实验习惯以及严谨的科学风作、全面提高学生的综合素质方面有着其他课程所不能替代的特殊作用[1-2]。由于学生在大学之前的学习基本都是重理论、轻实践,同时在高校的教学考核中,实验课与其它课程相比也不够重视[3]。从事物理实验教学的工作者对物理实验的考核方式做了很多研究,有的强调操作考试的作用,有的强调多元化考核的作用,有的推行无纸化在线考核[3-6]。本文就我校近几年对普通物理实验的考核方式的改革进行深入探讨[7]。
1普通物理实验考核的基本内容
与其它课程一样,普通物理实验课程的考核方式应从教和学两个方面来进行考查。对学生而言,应考查学生的个体发展是否达到预定的教育目标。具体来讲,应考查以下几方面的能力。1.学生是否掌握了物理实验的基础理论知识、基本方法和基本实验技能。包括根据实验仪器的规格正确记录有效数字、实验误差的基本理论、不确定度,相关实验的数据处理方法,如在杨氏模量实验的逐差法(作图法)、自由落体法测重力加速度实验的最小二乘法等,并会用这些理论分析实验结果、设计简单实验。2.是否会正确使用与相关的基本仪器、设备。比如会调杨氏模量实验的直尺望远镜,能熟练掌握物理天平的正确的使用方法和注意事项。3.是否具备了完成物理实验的基本的科学素养、实验技能。包括实验前的预习是否充分,实验原理是否理解,实验操作是否规范、读数是否正确,数据处理、实验分析是否正确、合理等,是否具有严谨求实的科学态度,以及根据要求独立完成准备、设计和初步的分析实验能力,是否具备初步的实验科学思维、敢于探索的创新精神、理论联系实际的能力。4.从实验过程的情感态度看,是否具有良好的实验习惯、遵守纪律和爱护公共财产、保持实验场所干净整洁的优良品德。
2普通物理实验考核改革的必要性
虽说实验在培养学生的综合素质方面有重要作用,但我国从中学到大学,实验考核一直是个薄弱环节。在中学,几乎所有考试都采用笔试这种单一的考核方式,只有少数的竞赛有操作考试。因此,许多学生有种思维定式,认为实验不要重要,实验过程不积极参与。上大学后仍然不重视,不提前预习实验、不明白实验目的以及实验所采用的方法和步骤;在具体的实验操作过程中,不认真观察出现的实验现象,不认真检查实验是否满足的理论要求,不积极思考各种实验现象产生的原因,只是为了追求实验结果正确,以便完成一份完好的实验报告。这种现象严重影响了实验教学质量,制约着学生综合素质的培养,与当代人才培养的目标是相违背的,因而客观合理的普通物理实验的考核方式是很有必要的。以前,我校的普通物理实验考核采用平时考核(主要是考核实验报告的完成情况)基本都采用笔试或笔试加简单操作的方式进行考核,这种考核方式形式太单一,考查学生的能力太片面,特别是笔试,基本考查不到学生的实验水平,创新能力等更高层次的能力更无从考核。这使得学生没有信心去参加物理实验设计大赛,即使在老师的鼓励下有学生参加,设计的作品以及取得的成绩都不理想。
3我校普通物理实验的考核方式的改革
经过几年的探索,我校普通物理实验的考核方式和以前有很大的改革,对不同年级的学生采取不同考核方式,主要采用了以下几种考核方式。
3.1科技制作
科技制作是让学生利用日常生活中的废旧物品或简单材料,制作出具有物理原理的作品,写出简单的物理原理和制作过程,然后统一在课堂上演示并讲解自己的作品,并由老师和同学一起提问进行评价。科技制作涉及的内容广泛、形式不限,具有富含科技、结构简单、材料好找、加工容易、花钱少、能够独立完成等特点,同时也初步培养了学生的创作能力、思维能力及动手能力。是大一新生期中考核常用的方式。
3.2拍实验微课
根据教学计划,我校的普通物理实验Ⅰ、Ⅱ各开设12个实验,期末考核的主要方式是采取拍微课的形式,将全班同学分成十二个小组,每个组认真研究一个实验,并将实验的操作过程、注意事项等拍成视频记录下来,拍摄过程中同时要讲解所研究实验的原理、所用到的实验器材和实验方法、实验步骤,拍完进行剪辑,锻炼了学生的口头表达能力和课堂组织能力。各组完成拍摄后各小组成员和老师一起观看视频,各小组之间相互评价、互相提问,最后由老师进行总评。
3.3创新性与设计性实验普通物理实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ完成后,学生的实验基本操作能力、实验设计能力、创新能力等都得到很大提升,所以期末考核的主要方式是进行研究创新性物理实验设计。这种考核方式是老师安排一些研究性实验课题或自己找到一些创新性、研究性课题,提出具有灵活性的要求,学生根据要求自己设计实验方案,选取实验设备、进行可行性分析,进行实验,写报告。这种方式主要分以下几个方面来进行:一、选题阶段,学生根据两年所积累的实验知识和技能以及个人兴趣,以物理实验为基础,在查阅文献资料的基础上,搜集并分析有关的信息及资料,提出创新性实验研究课题、设计研究实验,二、实验探索阶段,学生可以充分利用实验室条件,在自己探索配合老师的指导,设计合理的实验方案,进行实验研究。三、实验总结阶段,对得到的结果进行优化验证,得出较为满意的实验结果或研究结果后,然后针对研究成果撰写实验报告和研究论文。四、考核,采取论文答辩的形式,答辩过程先演示讲解自己设计的实验,然后由老师和同学一起提问,最后老师和同学共同打分,当然以老师的评分为主要部分。
4各种考核方式的比较
4.1科技制作
这种方式主要是启发学生尝试着去发现问题,鼓励学生动手制作,初步培养学生的操作能力和解决问题的能力。但这种方式对学生能力的考核相对较单一,没有考核到学生对数据处理、误差分析等能力。
4.2拍实验微课
这种考核方式主要在锻炼学生的动手操作能力的同时也训练了学生的口头表达能力、计算机软件的使用能力,特别是同学之间的相互协作能力。
4.3创新性与设计性实验
这是要求比较高的一种考核方式,文献检索、实验设计、仪器设备的选取到实验的组织实施、数据采集处理和撰写实验论文均由学生独立完成。这就要求学生具备一定的物理理论知识、实验操作能力以及对实验数据的分析处理能力。在完成课题的整个过程中,学生实验真正做到正确、严谨、完整和规范,使学生实验思维能力、科学实验能力和创新意识在实验过程中得到培养和提高。这种方式与实验设计大赛的要求一致。
5结语
本文提到的考核方式是针对物理专业的学生,是建立在独立设课的基础上的,每种考核方式是层层递进、相辅相成,逐步让学生做到正确、严谨、完整和规范,使学生动手能力和独立设计、组织实施完成实验课题的能力、实验思维能力、科学实验能力和创新意识在实验过程中得到培养和提高,同时在物理思想、物理方法和物理实验技术等方面打下良好的基础。我校物理专业的学生的普通物理实验考核经以上改革后,学生参加物理实验设计大赛的积极性有了很大提高,比赛的成绩更是有质的飞跃。参加广东省大学生物理实验设计大赛的获奖率在逐年提升,由以前的一个二、三等奖上升到今年的两个一等奖、两个二等奖、一个三等奖,具有历史性的突破,说明这种实验考核方式在培养学生的动手能力和创新能力是着实有效的。
参考文献:
[1]余善好,孙权海,吴诗芬.大学物理实验考核模式探索[J].电脑知识与技术,2016,12(2):147-149.
[2]聂妍,王东方.以培养学生创新能力为核心的普通物理实验教学改革与探索[J].牡丹江大学学报,2008(1):003.
[3]李林,施芸城,宏杰.物理实验课不同考核方式的改革与实践[J].大学物理,2010,29(2):43-46.
[4]张显悦,常艳杰,等.对物理实验考核方式的探索[J].重庆交通大学学报:社科版,2008,8(2):130-132.
[5]张春平,初建崇,胡慧.大学物理实验多元化考核方式的探索[J].实验技术与管理,2015,32(4):223-225.
[6]邵建新,刘云虎,等.大学物理实验考核方式改革与探索[J].物理通报,2010(2):46-48.
[7]赵秀英,等.普通物理实验教学改革的几点建议[J].大学物理实验,2010(6):93-95.
作者:张道清 梁枫 肖世发 单位:岭南师范学院