物理電工實(shí)驗教學(xué)的探討
論文關(guān)鍵詞:物理電工實(shí)驗;教學(xué)內容;教學(xué)環(huán)境;教學(xué)實(shí)踐
論文摘要:為培養具備現代科技素質(zhì)的高質(zhì)量高層次創(chuàng )新人才,物理電工實(shí)驗教學(xué)必須在教學(xué)內容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)的環(huán)境條件等各個(gè)方面展開(kāi)全方位的改革實(shí)踐,建立一種適合當代科技發(fā)展的教學(xué)新體系,以滿(mǎn)足各層次學(xué)生學(xué)習需要,并達到激發(fā)學(xué)生學(xué)習積極性、主動(dòng)性的目的。
物理電工實(shí)驗課是一門(mén)培養學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為主線(xiàn)的基礎課。它具有豐富的內涵,能引導學(xué)生深入觀(guān)察各種實(shí)驗現象;建立合理的物理模型,定量地研究物高校都質(zhì)各種運動(dòng)的變化規律,分析、判斷實(shí)驗結果的準確性;激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng )造力。物理電工實(shí)驗在培養和提高學(xué)生獨立開(kāi)展科學(xué)研究工作的素質(zhì)和能力方面的教學(xué)價(jià)值也是其他課程所無(wú)法代替的。然而,我國高等教育中存在一個(gè)誤區,就是理論教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)的地位問(wèn)題。實(shí)際上,大多數高校都把實(shí)驗教學(xué)放到了次要的地位。這種現象不得到改善,不利于我們國家對跨世紀人才的培養。物理理論教學(xué)沒(méi)有實(shí)驗基礎作支柱,培養出來(lái)的學(xué)生不會(huì )有大作為。物理所要解決的問(wèn)題,是要通過(guò)實(shí)驗來(lái)進(jìn)行的,只有在實(shí)驗的基礎上才能創(chuàng )造理論,發(fā)現理論,完善理論。
為了提高物理電工實(shí)驗的教學(xué)質(zhì)量,使它能夠充分發(fā)揮培養學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì),激勵學(xué)生的創(chuàng )新精神,還應該在改革實(shí)驗內容和方法上下功夫。
一、合理安排實(shí)驗課程,促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高
根據教學(xué)要求安排實(shí)驗課時(shí)。課時(shí)過(guò)少,則學(xué)生難以在有限的時(shí)間內完成,勢必造成學(xué)生急于求成而草草收兵,不能深刻理解實(shí)驗內容和目的,影響他們對實(shí)驗的興趣;課時(shí)過(guò)多,則會(huì )使學(xué)生長(cháng)時(shí)間進(jìn)行同一個(gè)實(shí)驗,收獲不大,甚至覺(jué)得單調乏味。所以,教師一定要從教學(xué)的實(shí)際出發(fā)合理安排實(shí)驗課時(shí)。
調整實(shí)驗教學(xué)內容,應綜合考慮知識的難點(diǎn)和重點(diǎn),對原有的實(shí)驗內容進(jìn)行篩選和整合,減少驗證性實(shí)驗。在思路上將實(shí)驗分成三個(gè)層次:
第一,是基礎性實(shí)驗,主要學(xué)習實(shí)驗的基本方法、數據處理、基本儀器的原理和使用。在這一過(guò)程中基本是以教為主。學(xué)生應當規規矩矩、一板一眼地完成實(shí)驗基本程序,才能練成扎實(shí)的基本功。對初學(xué)者采取“全面講解,教師示范”的方法。
第二,是提高性實(shí)驗,主要學(xué)習物理電工實(shí)驗的設計方法,學(xué)會(huì )同一問(wèn)題采用不同的測量方法或同一方法解決不同問(wèn)題,在這一過(guò)程中教師起主導作用,對學(xué)習采取“重點(diǎn)講解,提出要求”的方法,有些實(shí)驗采取“提出要求,學(xué)生完成”的方法。無(wú)論采取什么教學(xué)方法,對學(xué)生基本實(shí)驗能力的培養要求不能降低,并創(chuàng )造條件讓學(xué)生多動(dòng)手。
第三,是設計性實(shí)驗,學(xué)生在教師指導下完成了一部分基本實(shí)驗后,初步具備了基本的實(shí)驗技能,這時(shí)就應盡量創(chuàng )造條件轉入設計性實(shí)驗教學(xué)。在實(shí)驗過(guò)程中培養學(xué)生掌握查閱資料,設計實(shí)驗方法,根據實(shí)驗要求正確選擇實(shí)驗儀器,設計實(shí)驗線(xiàn)路、實(shí)驗步驟,獨立完成操作實(shí)驗的能力。
物理電工實(shí)驗需要訓練的范圍較廣,如何在有限的學(xué)時(shí)內最大限度地選擇實(shí)驗內容,是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。我們認為應遵循加強基礎、注意綜合這個(gè)原則來(lái)選擇;A內容的訓練有助于基礎知識的鞏固和培養學(xué)生嚴謹規范的科學(xué)作風(fēng)。經(jīng)過(guò)討論,我們選擇基本測量、常用儀器的使用作為基本實(shí)驗。學(xué)生通過(guò)這一層的訓練,主要掌握了儀器的結構和使用方法。并由基本實(shí)驗掌握了誤差及有效數字的基本概念。接著(zhù),經(jīng)過(guò)篩選,我們將那些物理思想清晰、實(shí)用價(jià)值很強的經(jīng)典實(shí)驗作為提高性實(shí)驗。這些實(shí)驗在方法上都有很強的代表性。經(jīng)過(guò)提高性實(shí)驗的訓練,掌握了很多物理量的測量方法和手段,通過(guò)這些方法和手段的學(xué)習,開(kāi)闊了眼界,掌握了另一個(gè)思維方式和解決問(wèn)題的方法——實(shí)驗法,激發(fā)了學(xué)生的求知欲、想象力和創(chuàng )造力。學(xué)生在完成了一定的實(shí)驗項目以后,對物理電工實(shí)驗的思路和方法有了一定了解,這時(shí)我們提供儀器,讓他們完成設計性實(shí)驗,由于學(xué)生的理論知識比較扎實(shí),在實(shí)驗過(guò)程中側重考察他們對實(shí)驗條件、誤差來(lái)源、設計思想方面對知識的靈活運用能力,使學(xué)生學(xué)會(huì )的不止是局限于本章節的內容,而是調動(dòng)所學(xué)物理乃至各學(xué)科的知識,解決實(shí)際問(wèn)題,提高學(xué)生對學(xué)習目的性的認識,增強學(xué)習動(dòng)力,也有助于培養學(xué)生的發(fā)散性思維能力。
由教學(xué)內容的層次化和多樣化決定的傳統內容與現代技能兼顧,基本訓練與獨立分析、設計并存,循序漸進(jìn)的安排,以及在此基礎上建立起基礎實(shí)驗、提高實(shí)驗和設計實(shí)驗,共同形成了具有大學(xué)特色的物理電工實(shí)驗課程體系。
二、改革教學(xué)方式,提高教學(xué)質(zhì)量
過(guò)去,我們的實(shí)驗教學(xué)方法單一,注重操作無(wú)誤、結果正確,按照課本指定時(shí)間、方法、步驟完成實(shí)驗,為此教師不得不進(jìn)行詳細講解,把可能出現的問(wèn)題交代詳盡。這種方法省時(shí)、省力,但不利于學(xué)生能力的培養,更談不上提高實(shí)驗的教學(xué)質(zhì)量,所以這種教學(xué)方式必須改革。
在實(shí)驗教學(xué)中鼓勵學(xué)生自己動(dòng)手,在改裝電表、常用儀器的使用、基本測量、牛頓第二定律和轉動(dòng)慣量等實(shí)驗中,不主張用講義提供的電路圖、數據采集方法和實(shí)驗步驟,鼓勵學(xué)生用自己認為更科學(xué)的方法來(lái)做實(shí)驗。在測定棱鏡折射率的實(shí)驗中,在對分光計進(jìn)行必要的調整后,最重要的就是準確測出鈉燈通過(guò)棱鏡的最小偏向角。大多數學(xué)生不知如何判斷最小偏向角,這時(shí)教師可以提問(wèn),啟發(fā)學(xué)生如何改變入射角,觀(guān)察偏向角的變化,讓學(xué)生自己探索,獨立找出最小偏向角。并引導學(xué)生側重對物理現象的觀(guān)察、分析和研究,不過(guò)分追求測量的準確度。因為在實(shí)驗過(guò)程中,由于實(shí)驗設備的差異性,測量結果可能并不準確,甚至會(huì )遇到種種異,F象或操作出現差錯,不可能在短短幾個(gè)學(xué)時(shí)內得到預定結果。但是如果能在排除故障、探索異,F象和分析操作失誤等方面,得到順利者所沒(méi)有的啟發(fā)和體會(huì ),則更為寶貴。
學(xué)生在自己設計實(shí)驗方法時(shí),乍看實(shí)驗內容似乎很簡(jiǎn)單,通過(guò)具體實(shí)驗體會(huì )到,真正把學(xué)到的基本知識用活并不容易。他要考慮所用公式的條件怎樣通過(guò)實(shí)驗方法來(lái)實(shí)現;在實(shí)驗過(guò)程中要注意哪些是變量,哪些是常量;在整個(gè)實(shí)驗中誤差最大的來(lái)源在哪里,是否有方法克服等等一系列問(wèn)題。學(xué)生的精神狀態(tài)也發(fā)生了變化,感到自己是儀器的主人,而不是儀器的附庸。為了搞好實(shí)驗,學(xué)生要查資料,反復修改完善,設計的方案多種多樣,比我們設想的要多得多。多數學(xué)生遇到問(wèn)題一定要自己弄明白,并在實(shí)驗中檢驗自己的想法。這些都符合我們的培養目標——具有創(chuàng )新意識和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。在實(shí)驗中,教師主要鼓勵實(shí)驗方法的多樣性,對設計思想是否科學(xué)進(jìn)行把關(guān)。
在教學(xué)過(guò)程中,側重讓學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦,并不是撒手不管,而是啟發(fā)性提出一些問(wèn)題,供學(xué)生參考,引導他們積極思考、獨立解決。做到學(xué)生既能獨立解決問(wèn)題,又不感到束手無(wú)策。俗話(huà)說(shuō):興趣是最好的老師。只有把學(xué)生的興趣引到實(shí)驗課上來(lái),才能達到我們提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量的目的。
三、為學(xué)生創(chuàng )造良好的實(shí)驗環(huán)境,提高實(shí)驗課的教學(xué)效果
物理電工實(shí)驗教學(xué)離不開(kāi)高質(zhì)量的教學(xué)儀器。由于市場(chǎng)大環(huán)境的影響,實(shí)驗教學(xué)儀器也存在著(zhù)困擾我們的質(zhì)量問(wèn)題,做實(shí)驗時(shí)排除儀器故障占用了我們很多時(shí)間,還嚴重影響了實(shí)驗效果。今后在采購儀器時(shí),一定要深入調查、廣泛探討,把有限的資金用在刀刃上,購買(mǎi)一些各校反映良好、質(zhì)量過(guò)關(guān)的儀器來(lái)充實(shí)我們的實(shí)驗內容。另外,在實(shí)驗教學(xué)準備工作中,制定儀器維修的規章制度,及時(shí)維修、維護實(shí)驗儀器,提高實(shí)驗教學(xué)儀器的可靠性,為提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量打下良好的基礎。同時(shí),開(kāi)放實(shí)驗室,鼓勵學(xué)生自己設計實(shí)驗,并在實(shí)驗室實(shí)現自己的設想,增加學(xué)生物理學(xué)習和研究的興趣。開(kāi)放電教室,播放教學(xué)影片。同時(shí)開(kāi)放微機室,讓學(xué)生在微機上觀(guān)看模擬實(shí)驗。
面對21世紀的挑戰,通過(guò)物理電工實(shí)驗教學(xué),學(xué)生應該具備怎樣的知識結構、能力結構和素質(zhì)結構是我們探索的目標。提高物理電工實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量不是一朝一夕的事情,在整個(gè)教學(xué)改革中,物理電工實(shí)驗教學(xué)的改革仍是一個(gè)薄弱環(huán)節,我們還要不斷努力,銳意進(jìn)取,才能達到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
【參考文獻】
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