浅谈物理开放式实验
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作者: 兆 雪
摘要: 本文作者结合工作实践,对所在高校物理实验室为学生提供的开放式实验的优缺点进行了分析,并提出了改进意见。
关键词: 物理开放式实验实施内容优缺点改进措施
一、前言
开放式实验教学是让学生在宽松的实验环境下,通过实验进一步理解和巩固知识,培养学生的自修能力和动手能力,拓展学生的知识面,进而培养其应用所学知识解决实际问题的能力。由于动手能力存在差异,不同学生对同一实验完成时间有长有短。对动手能力较强、学有余力的学生,教师应鼓励他们在业余时间内完成课外实验,让他们有充分展示自己的空间,拓展他们的知识面;教师还应补充新的实验内容,在确保所有学生都能达到实验教学基本要求的条件下,充分挖掘学生潜在的学习能力,培养学生的自修和动手能力,体现因材施教的原则。
学生在自修的过程中,如果想用实验手段解决疑难问题,教师应给予充分的肯定和鼓励,学校实验室也应提供便利。学生把在自修过程中发现的问题拿到实验室去解决,这实际上是一个发现问题、分析问题、解决问题的锻炼过程,也是学生培养自学能力的过程。有时在实验过程中学生还会了解一些新知识,教师应补充新的实验内容,促使学生进一步自主地分析、思考问题。学生进行独立思考、查阅相关文献资料,可完善和提高自修能力,是培养个人能力的有效途径。
二、实施内容
我校理学院物理实验室为了很好地适应新的教学模式,积极地探索新的教学方式,为学生提供了开放式实验,采用三阶段教学模式:学生自修、课堂讲授实验要点、实验操作。学生在自修阶段,应根据自己所选的试验,积极查找相关资料(实验背景,原理,如何完成实验,预期结果),对有疑问、模糊的概念,要积极找教师答疑解惑。这样可以使学生初步掌握该实验的步骤、解决方法,使学生对基本知识、基本理论有所体会,完成实验前的准备工作,以达到巩固所学知识和理论的目的。在课堂讲授实验要点阶段,即开放式实验教学阶段,教师要在上课前对学生的预习进行检查评估(主要针对实验原理、预习报告中的操作步骤进行检查),向学生强调实验中的关键性操作,安全提示,对实验操作进行指导。在实验操作阶段,教师现场指导,学生进行动手实践操作,这是学生从理论上升到实践的过程。
从2004年10月份开始,我校物理实验室累计选做人数情况为:03级学生预约人数200人次,实际操作人数120人次;04级预约人数768人次,实际操作人数500人次。这基本上达到了我们设计这种教学模式的目的。
1.开放内容
我们除正常教学内容外,还在基础物理实验中补充了力、热、光、电的实验内容。根据实验教学要求,我们提供的实验项目在面向05级学生时变更为:第一学期提供:用示波器做李萨茹图形、用模拟法描绘静电场的分布、用落球法测液体的粘滞系数和线胀系数的测定;第二学期提供:用位相法和时差法测定超声波声速、非平衡桥测热电偶、磁滞回线的测绘、用低压电位差计测电阻。
2.开放时间
根据实验室的条件,我校物理实验室的开放时间安排在四个实验室有课的时间,四个实验项目同时开放,学生可以根据自己的时间,来选择预约试验项目和时间。但是效果不是很好,原因有两点:(1)开放实验是正在上课的教师兼顾指导学生选做,所以选做的学生在做实验时缺少指导,有些盲目。(2)开放实验时间安排由于具有局限性,因而影响了学生预约的积极性。
3.开放选题
我校每学期为学生提供了四个实验,并可自由选择。
三、开放式实验的优缺点
1.优点
(1)调动了学生主动学习的积极性,有效培养了学生的实践能力。
在实验中,我们注重培养学生的参与意识和动手能力,放手让学生独立做实验,代替教师带着学生做实验的旧模式;让学生自己阅读说明书和实验资料,为学生创造了一个能发挥自身特长的教学环境,符合学生的特点,使学生按照自己的学习规律调整学习的内容和时间,变被动为主动。这样激发了学生学习的积极性和主动性,有效地培养了学生实际操作的能力,充分挖掘了学生的潜力,有效地培养了学生敬业精神和创新能力。
(2)促进了教师业务素质的提高。
开放式实验对教师的业务素质提出了更高的要求。新实验体系采用循环实验方法,每个教师不仅要指导基本实验,还要指导开放实验。这就要求教师既要有扎实的基础理论知识,又要熟练的操作技能。教师只有不断地充实自己,更新知识,促进业务素质的提高,才能给学生更好的指导。
2.缺点
基础物理实验教学主要服务对象是大学1―2年级本科学生(相当部分高校仅局限于大学低年级)。
(1)开放式实验教学缺乏有效的运行机制。
学生态度积极,但是因为实验室在开放时间上有一定的局限性,很多学生失去了选做实验的机会。
(2)能力培养的不完善。
开放实验的重要的目的是培养学生的动手、自学的能力,但是教师提供的参考资料不充足,并且低年级学生对自学形式没有更深的认识。
四、改进措施
在实验室开展开放实验的三年期间,通过探索与总结,我们认为实施开放式实验的需要以下条件的保障:
1.选用合适的教材和实验指导书。开放式实验教学需要与课堂教学和学生的自修紧密结合,因而我们需要选择适于教学需要的优秀教材和参考书,为学生提供有效的途径查找完成实验的文字内容。
2.加强对学生自学能力的培养。开放式的教学强调学生的自学能力,教学形式宜采用学导式,从而充分调动学生学习的热情和积极性。
3.加强实验室管理,建立有效的开放实验预约机制。
五、结语
科学的物理开放式实验,不仅能让学生完成正常的课时内容,而且能给学生提供更有意义的实验内容、更好的实验环境,使能让其学到更多的知识,从而提高教学效果,更优质高效地完成实验教学任务。
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