适应创新教育的“3+1”大学物理实验教学模式的探索与实践

张 萍,曲艳玲,陈宝祥,冯志庆,刘 峰,徐辑彦

(大连民族学院,辽宁大连 116600)

适应创新教育的“3+1”大学物理实验教学模式的探索与实践

张 萍,曲艳玲,陈宝祥,冯志庆,刘 峰,徐辑彦

(大连民族学院,辽宁大连 116600)

分析了我校大学物理实验教学现状和民族院校学生特点,提出了针对不同层次、不同专业学生的“3+1”大学物理实验教学模式,在实验教学中注重创新教育,培养学生科学实践能力和科技创新精神。

大学物理实验;创新教育;教学模式;人才培养

近几年来我校大学物理实验中心本着“以学生为本,重视培养学生创新思维、创新能力和科学素养”的教学指导方针,结合我校的特点,有针对性的对大学物理实验教学模式进行了改革和探索,在原有的三个层次的实验教学基础上,增加了设计性和研究性的大学物理实验课程,初步构建了“3+1”大学物理实验教学模式。通过实践证明,新的实验教学模式有利于学生创新意识的培养,提高了实验教学质量。

1 我校大学物理实验教学现状分析

我校目前大学物理实验教学具体存在以下几方面的问题:

(1)由于我校属民族院校,学生来自不同民族,学生进入大学前文化基础差异很大,千篇一律的教学方式不适应不同层次的学生需要;

(2)受应试教育的影响,中学阶段的实验基本上靠黑板演练和纸笔来完成实验,导致学生极少动手实验。学生依赖性强,遇到问题就找老师,缺乏独立思考、独立解决问题的能力;

(3)受传统实验教学模式的束缚、教学方法过死,学生只要读懂教材上写明的原理、按教材上写明的步骤去做,就可以成功地测到数据、完成实验。至于为什么要这样做,这样做的目的是什么等等,学生很少去思考;

(4)实验内容单调,基本上是测量性、验证性的,实验结果明确,缺乏由学生自己设计、自己探索和研究的实验内容;

(5)对实验教学的培养目标缺乏正确认识,把实验课定位于理论教学中某些定理的验证,认为实验课就是教学生使用一般仪器的实验操作,没有真正认识到学生实践能力和创新思维能力的培养[1-3]。

2 “3+1”实验教学模式的构建

针对我校大学物理实验教学存在的问题,结合民族学院学生的特点,我们在原有“基础性实验、提高性实验和综合性实验”三层次、模块化的大学物理实验教学的基础上,为适应大学生创新教育,培养学生科学实践能力和科技创新精神,又增加了“设计研究性实验”内容,构建了面向全校各专业“3+1”的大学物理实验教学模式。

2.1 教学目标

通过“3+1”实验教学模式的有效实施,不仅进一步拓展和优化了实验教学体系。更重要的是有效激发了学生开展设计研究性实验的热情,为培养学生的创新意识和创新能力创造了条件,也充分发挥了实验教学在综合素质教育中的功能。在实验教学中我们注重以下三点:

2.1.1 注重学生动手能力和创新意识培养

设计、研究性的实验教学,给学生实验的自主性,在实验过程中主动学习新知识,独立的进行设计和研究,极大发挥学生的学习兴趣,增强学生实践能力,综合应用知识和创新能力的培养。

2.1.2 促进学生的个性化发展

根据学生的差异和专业的不同,开设不同层次和特点的设计研究性实验,有利于学生个性发挥,将所学的物理知识与专业内容结合起来,对自己所选学的专业有更新的认识,促进学生个性化发展。

2.1.3 提倡严谨的科学精神

在设计研究性实验过程中,从实验的设计到整个实验的完成,遇到问题和失败是常有的事,因此,要求学生不轻易放弃,养成勇于面对,积极探索,实事求是的科学态度,这种态度的养成,学生将终生受益。

2.2 教学实施

我校“3+1”大学物理实验教学的具体实施方案包括:

(1)第一层次的基础性实验开设11个实验题目,安排12学时,面向全校新生选修。基础训练实验,其目的是使学生能够掌握物理实验通用仪器的操作和使用,提高后续课程的起点。实验中心特别为这门课配备了新的通用仪器,这部分实验很受学生欢迎,每年选修人数超过1500名。

(2)第二层次的提高性实验开设16个实验题目,安排21学时,面向全校理工科必修。这部分实验训练,注重基本实验技能培养,学习基本物理量的观测方法和测量技术,及其正确的实验数据记录、分析处理、实验结果的准确描述和规范实验报告。

(3)第三层次的综合性实验开设13个实验题目,安排12学时,面向全校理工科必修。这部分实验是大学物理实验的主体,内容涵盖了力、热、光、电。学生必须综合运用所学的一门课程的多个知识点,甚至多门课程的知识点进行分析和解决问题,对学生灵活运用知识解决实际问题是一种很好的训练,对其实践能力和创新意识的进一步提高具有明显的作用。

(4)设计研究性实验开设5～6个专题实验,实验内容涉及到力、热、电、光等技术的综合应用,培养学生综合思维及综合应用知识和技术的能力.在实验方法上,强调设计性实验.由以前教师排好实验、准备好仪器、学生来做实验的状态,过渡到学生在教师指导下,自己设计方案来完成实验。

这部分实验面向全校高年级,实验成绩优秀,并对物理实验感兴趣的大学生开设,学生在完成了上面三个层次的实验后,进入设计研究性实验阶段。学生根据自己的兴趣及专业特长,由教师确立实验课题,或引导学生自主提出科学、合理和可行的课题,进行论证,结合实验室本身条件,对方案提出修改、优化。实验方案经过优化改进后,学生到实验室进行实验训练。确定研究课题后,学生可以自行组成课题研究小组。实验结束后,选一个最满意的项目以论文的形式写出实验报告或完整的科学实验报告,由教师和学生共同评选出本期的最佳实验方案,并根据实验方案、实验技能、实验效果评定成绩。完成教学任务的学生可获得一定的创新学分,以鼓励学生在实验过程中表现出积极性、主动性和创新性。

3 “3+1”实验教学的效果

“3+1”大学物理实验教学模式由浅入深,循性渐进,由简单到复杂,由被动模仿到主动设计以及综合运用,逐渐加深学习内容的深度、广度和综合程度,符合认识规律和教学规律,经过几年来的教学实践取得了良好的教学效果。

3.1 有效提高了学生的科学实践能力和创新精神

以学生为本,灵活易行,结构合理的教学模式是实现人才培养目标的保障,近年来我们从简单做起,结合民族院校学生的特点,充分挖掘内部潜力,利用现有人力和设备资源,在学校没有任何投入的情况下,开发了5项设计性、研究性专题实验,并开展了灵活多样的教学。实践证明,由此培养的学生既有扎实的理论知识又有熟练的实验综合动手能力,近年我校多次组织学生参加全国大学生电子设计大赛,大学生数学建模大赛等,屡创佳绩,这些成绩的取得除了我校创新中心的科学组织外,学生在学习的第一门实验科学—-大学物理实验阶段受到的科学作风,基础实验技能,实践综合能力和科学思维诸方面的优良素质也起到了明显的基础作用。这些反应实验教学成果的全国大学生竞赛活动,从一个侧面反映了加强设计性与研究性实验教学环节有效提高了学生的科学实践能力和创新意识。

3.2 促进了教与学的相互提高,实验室建设全面发展

“3+1”实验教学模式的多元化,激励师生“教”“学”互动,共同探索教学改革新途径,学生既是受教育者又是实验教学改革的参与者。吸纳学生积极参与实验教学仪器的改进、教学网站建设和专题讨论,不仅可以提高学生自身分析问题和解决问题的能力、独立进行实验研究的能力,还可锻炼学生的组织与协调能力以及演讲能力,培养学生合作与团队精神,提高其综合素质,同时,对刺激教学改革的持续发展也是一个源动力。加大设计性与研究性实验对大学物理实验教学方式方法及实验内容提出了更高、更深层次的要求,作为指导教师必须不断地调整自身的知识结构,不断提高自身的教学水平,促进了教学相长。近年来教师共研制开发设计性、研究性实验仪器2项36套,完成“精品实验建设项目”7项,研发设计性、研究性实验项目5项,已形成内部试用实验指导书,对课程体系、教学计划、教学内容和评测方法等方面进行了全方位的改进和整合。实验室的建设得到了全面的发展,我校大学物理实验中心于2009年被评为辽宁省省级物理实验示范中心。

4 结束语

不断探索适合创新教育的大学物理实验教学模式,是新时期大学物理实验教学改革所面临的共同的主题。“3+1”的大学物理实验教学模式,不仅是解决我校实验教学存在的具体问题,更重要的是促进了我校大学物理实验教学内容的拓展和优化。

当然,学生创新能力和意识的培养不是通过一门课、一个教学环节就能彻底解决的,今后我们将继续努力,在教学实践中不断完善实验教学的体系和运行机制,进一步增强学生在实验过程中的主动性和创造性,探索最佳的教学模式,以培养出更多具有创新能力的高素质人才。

[1]秦艳芬.开设自主设计性实验培养学生创新能力[J].教学建设与改革,2003.

[2]郑桂容,孟桂菊.改革物理实验教学提高大学生实验能力[J].高等函授学报,2007.

[3]王秀杰.通过评估看大学物理实验的改革与发展[J].职业教育,2007.

[4]沈元华.设计性、研究性物理实验介绍[J].物理实验,2004,24(2):33-37.

Study and Practice on the“3+1Teaching Mode in University Physical Experiment Suitable for the Innovation Training

ZHANG Ping,QU Yan-ling,CHEN Bao-xiang,FENG Zhi-qing,LIU Feng,XU Ji-yan

(Dalian Nationalities University,Dalian 116600)

This work analyzed the current state of physical experiment teaching in Dalian University of Nationalities,and the characteristics of students in nationalities universities,and put forward the“3+1”experimental teaching mode,with the emphasis on invention education,bringing up the abilities and the innovation spirits for the students in scientific practices.

university physical experiments;innovation education;teaching mode;training talent students

G640

A

1007-2934(2010)06-0108-03

2010-08-30