大學物理實驗是培養學生使用科學的思維方式和手段去發現、分析以及解決問題,對于提高大學生的科學素養,有著積極的推動作用。文章以建設大學物理實驗室為探討的出發點,分析了大學物理實驗室建設的措施,旨在進一步加強大學物理實驗課堂的創新性建設。
關鍵詞:大學物理實驗;建設;發展規劃
1引言
高校實驗室是學生與老師進行科研、教學活動的重要基地,也是反映學校學科能力建設以及學生科研水平的體現方式之一。大學物理實驗是以科學的培養方式鍛煉學生的動手能力,培養學生的邏輯思維,提升學生的科學素養。因此物理實驗室的建設、管理以及利用已經成為高校課程改革中的重中之重。
2物理實驗室建設的目標
要牢固樹立以學習實踐能力和科研探索能力為核心的實驗教學目標,改革實驗教學體系和方法,滿足現代化高素質人才教育的需求。要打造出具有高水平科研能力的學生與教師團隊,全面提高大學物理實驗的教學水平,具體有以下幾個措施:(1)讓學生牢固掌握實驗方法與技巧。如:對一些基本物理量的測量,會涉及到常用的物理實驗設備、儀器的使用方法、實驗操作過程中的注意事項、對于誤差的處理方式以及數值分析的計算方法等,要從基礎著手培養學生的實踐與動手能力,提高學生學習的主動性和探索物理問題的興趣。(2)創新實驗的選題范圍,開設適應各專業的具有普適性的基礎實驗。改變傳統的實驗教學模式,引進現代化的教學設備與方法,打破傳統的教學條件以及觀念的束縛。(3)開設設計型或研究型實驗。以問題為導向,引導和激發學生主動思考、設計出解決問題的實驗路徑,使學生了解到實驗的全過程,培養學生科學的思維模式,鍛煉學生運用所學知識解決實際問題的能力。(4)大學物理實驗不僅僅局限于物理知識的應用,也是多學科的綜合應用,要加強對實驗中所涉及學科的知識廣度與深度的學習與理解。(5)對物理實驗室的課堂進行延伸,開設第二課堂。對于大學物理實驗興趣比較濃厚的學生,可以為其創造更多的條件和空間,鼓勵和培養學生的創新意識、動手能力,鼓勵和支持拔尖的學生脫穎而出。
3物理實驗室建設的內容
(1)改造和更新實驗項目。大學物理實驗室所開展的實驗大都多是物理實驗教材中所規定和必須掌握的一些實驗,包括力學、熱學、電學、光學等實驗,這些實驗大多涵蓋了大學期間需要學生重點掌握的所有實驗。但是,現代化的大學物理實驗室應該注重學生創新能力和探索能力的提升。為此,應該積極開設一些相關的前沿性科學實驗,讓學生在實驗過程中了解到與物理學相關的前沿技術,提高學生的實驗技能和動手能力。(2)重建近代物理實驗室。大學物理實驗室的建設應該同其他建設一樣遵循國家規范,引進現代化的教育設施,滿足大學物理課程的需求。創建干凈、整潔、安全的實驗室環境,適應學生的自主學習發展需求,讓學生在良好的實驗室環境中有序地開展物理實驗。(3)購置儀器設備。大學物理實驗室的儀器應滿足基本的實驗課程的要求,物理實驗室的儀器、設備等應專人定期地檢查、維護、更換以及新增。大學物理實驗室的儀器應該具有一定的前沿性,能夠更好地讓學生和老師開展新型實驗。實驗儀器應該做到品質優良、數量充足、具有一定的創新性,為學生提供良好的基礎設備支持,這對于更好地開展大學物理實驗具有重要的作用。(4)開放物理實驗室,提高儀器設備的利用率。大學物理實驗室應該對于全校的老師和學生都是開放的,最大限度地滿足學生的好奇心和實驗興趣,教師可以根據實驗課程的教學內容,把驗證性的實驗轉化為探究性的實驗,讓學生自由組成實驗小組,自己設計實驗方案,并在開放的實驗室內進行實驗的驗證。在這一過程中,強調的是實驗室的開放與自由,這對于大學物理實驗室的建設提出了較高的要求,讓學生自由選擇儀器器材進行科學研究,還可以適當地進行學具制作的創新活動,讓學生在自由實驗過程中熟悉實驗室的一切。此外,教師應該積極鼓勵這種自由實驗的教學形式,并在此過程中,做好正確地引導和答疑、解惑的工作,從而形成學生人人參與教學活動、積極動手、動腦的良性教學局面,讓大學物理實驗課程變得更加有活力。(5)提倡用日常器具做實驗,豐富實驗室的課程資源。大學物理實驗室的課程不能僅僅依賴于教材上的實驗安排以及實驗室現有的儀器設備,教師應該引導學生發現日常生活中可以利用的課程實驗資源。例如,學生可以通過廢棄的易拉罐、手機等物品做出一些有效的科學實驗。利用這些簡單的日常物品,可以激發學生的創新能力,鍛煉學生的動手能力,還能使學生養成良好的思考習慣。教師在這個過程中要積極地支持和鼓勵學生,最大限度地拓展大學物理實驗課程的實驗資源。(6)將計算機和信息技術等引入物理實驗室。大學物理實驗室除了傳統的力學、熱學、電學、光學等實驗以外,還要在物理實驗室積極引進計算機技術。這不僅是順應大學課程改革的要求,也是讓學生快速地處理數據以及跟進實驗的一種方法。學生可以用計算機來快速地處理數據、分析數據、得到實驗結果。為此,學校應該支持和鼓勵對物理實驗室軟件的開發和運用,引入更多現代化科技技術,讓學生在大學物理實驗室感受到科技帶來的便捷和魅力,豐富課程資源和體系,也能更好地鍛煉學生的科研能力,激發學生的科研興趣,挖掘學生的科研潛力。(7)規范物理實驗室管理。大學物理實驗室的建設離不開先進的、完整的儀器設備的引進。然而,如果只是單一的引進大量的儀器設備,而不進行規范的管理,那么不僅是經濟受到了損失,也是一種教學資源的浪費。因此,為使得大學物理實驗室的儀器設備受到最大化地利用,就要對其進行規范地管理。學校應該制定出一套完整、科學、合理的規章制度,讓老師和學生共同嚴格遵守制度,讓所有儀器的使用和保管以及維護都有章可循、有矩可守。除了對購入的儀器設備進行合理地管理外,還應對各班級的實驗課程安排、使用情況等進行切實地記錄,對于學生在實驗中損壞的儀器,要按照實驗室的規章制度嚴格執行賠償。(8)增開綜合性、設計性和創新性實驗。根據大學物理實驗課程體系的要求和目標,大學物理實驗層次分為基本訓練、綜合能力訓練以及創新科研訓練等。大多數學校的物理實驗室的建設模式較為單一,只能夠滿足學生基本訓練這一層次的目標,這對于學生綜合能力的訓練和創新能力的提升非常不利,阻礙了學生對于未知世界的探索,對于學生長期的個人發展是非常不利的。因此,大學物理實驗室要注重學生的綜合能力訓練以及創新科研訓練等方面的建設。為了促進學生的創新能力和動手能力,學校可以舉辦或組織學生參加相關的物理競賽、大學生挑戰杯以及由企業資助的各類比賽,讓學生在開放、包容的環境下積極探索、認真思考、解決實際問題。除此以外,教師還可以在學生的畢業論文和畢業設計中加入創新型實驗環節,并以此作為考核的一部分內容,讓學生重視培養創新思維的重要性,從而鍛煉學生的科研能力,增加學生的科研自信心,培養學生對科研的熱愛。(9)開放教學方法,對接“互聯網+”時代。在信息化時代的今天,“互聯網+”的教學方式已經走進了人們的課堂,普遍被學校和老師所應用。信息化手段可以豐富課程內容,提高課堂效率,減輕學生和教師的負擔,開拓學生的視野,讓學生學到更加全面、科學、合理的知識。大學物理實驗課程也是如此,在實驗課程的開展過程中,可以充分利用信息化工具,使得實驗過程更加地高效、便捷。具體來講,在大學物理實驗課程中,教師可以讓學生通過互聯網平臺課前預習,通過觀看相關的教學資源視頻,使學生提前理解實驗原理和了解實驗過程,以便在正式的實驗課程中,學生可以順利地開展實驗工作。在課程進行中,學生可以通過學校的選課平臺,自主選擇自己感興趣的實驗去做。不僅如此,教師還可以通過微信、QQ、釘釘等方式上傳課前預習資料、課程講義、課后作業等,教師在上課過程中,只需要解答學生認為的重點和難點知識,從而極大地提高教師授課的效率。除此以外,教師還可以建議和引導學生去觀看互聯網平臺上其他學校有價值、有創新性的大學物理實驗,開拓學生的視野。(10)堅持良好傳統。大學物理實驗室的建設還要依靠優秀的大學教師去進行實踐性的探索和發現,學校應該積極支持和鼓勵青年教師、骨干教師等走進企業內部,了解企業的發展需求、發展現狀以及一些前沿的技術。通過這樣的實踐活動,讓教師優先明白理論與實踐相結合的重要性,并且將在企業中所學到的知識,帶到課堂當中,傳授給學生。在大學物理實驗課堂當中,可以邀請高學歷的教授和博士等加入其中,通過課程觀摩,指導實驗教學,更好地創建大學物理實驗室,并給出優化建議。大學物理實驗室更要堅持信息化建設,加強云空間的建設和利用,創新物理實驗的考核方式。以上這些優良傳統都應該繼續保持和發揚下去。
4結語
綜上所述,大學物理實驗室的建設仍然需要規劃,并且調動一切的建設力量去增加基礎實驗項目,提升物理實驗室的管理水平,在新時代的要求下,創新物理實驗的實驗教學方法,讓學生在良好的實驗教學環境下探索未知的真理,創建良好的課堂氛圍,最終實現并完成大學物理實驗課程的目標和要求。
參考文獻:
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作者:蘇敏
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