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改革大学物理实验教学,促进学生创新能力的培养*

时间:2024-08-31

林二妹

(闽南理工学院,福建 石狮 362700)

1 引言

在这科学技术快速发展的时代,社会对人才的要求越来越高,我校做为一所应用型本科院校,其人才的培养模式决定创新人才培养的质量。而大学物理实验作为我校工科类学生第一门基础实验课,在学生的创新意识和科学素质方面的培养起着无可取代的意义,为今后专业课的学习和科学技术的研究奠定了基础。但是,目前我校的工科学院不断压缩大学物理实验学时,这就使学生创新能力不能得以很好的培养,另外,大学物理实验课程教学模式单一,实验项目内容陈旧,不能满足学生多元化的学习需求。因此,针对上述提出的问题,本文提出了以学生创新能力培养为导向,从实验教学内容、实验教学方式方法及考核评价方式等3 个方面对大学物理实验教学进行改革。

2 大学物理实验教学存在的问题

2.1 教学方法单调,难于调动学生学习主动性

近几年,我校大学物理实验教学模式单一,主要以老师讲授为主,上课时,任课老师讲解实验原理、仪器设备的使用介绍及实验注意事项,实验操作演示等,学生按照老师讲解的步骤按部就班进行实验,然后教师查阅学生测得的实验数据、总结点评,课后学生完成实验报告再上交给老师批改。这种传统的教学模式,让学生觉得物理实验枯燥无趣,容易造成学生对实验不感兴趣,不重视实验,课前没好好预习,课中实验操作不认真,实验报告也常出现抄袭雷同的现象,长期下来,学生学习的积极性大大折扣,严重阻碍学生实践动手能力、创新能力的提高[1]。

2.2 课程内容固定,缺乏创新性

目前,我校大学物理实验项目内容的开设,根据知识循序渐进的原则,设有基础性实验、综合性实验和设计性实验三种。实验项目大部分以验证性实验为主,综合性和设计性实验所占的比例偏小,另外,实验项目内容固定不变,教学内容跟不上时代的发展和需求,与现实生活和科学技术的发展脱节[2],同时,实验内容没有很好的结合学生专业特色开设,每个专业开设的实验项目大同小异。

2.3 考核方式不全面,不能激发学生的创新能力

改革之前,我校的大学物理实验课程考核主要由两部分组成,平时成绩与实验考试成绩两部分相加,平时成绩包含了课堂纪律、上课出勤、实验预习报告、实验操作四部分,实验考试由笔试和实验操作两部分组成,但是考试方式采取开卷形式,考试时学生可以查阅实验相关的资料,而且实验操作只拿其中一间实验室两个实验项目进行随机抽取考核,这样的考核方式,导致学生对实验不认真,应付实验,另外,平时成绩的评定,因为实验时间有限,不能全面评价每位学生的实验操作水平,只能根据学生的实验报告来评定。而部分学生的实验报告,常出现雷同,存在抄袭同学的数据及数据处理等现象。因此,这样的考核方式不能全面反映出学生的实验综合水平,更谈不上学生创新能力的激发。

3 改革大学物理实验教学,促进学生创新能力的培养

3.1 改进实验教学方式

传统的实验教学模式教师根据实验项目的内容,详细的给学生进行讲解和演示,学生再按照老师的讲解进行实验,重复老师的步骤,很少自己独立思考完成,对老师的依赖性偏大,在这种教学方式下,有的学生根本没有提前预习就进行实验,上课就等老师讲解,其动手能力和分析能力没有得到锻炼。因此,为了使学生的综合素质得到有效的培养,我们对实验教学模式进行改进,采用“混合式教学”,并运用“翻转课堂”的教学方式[3]:首先利用超星平台学习通创建大学物理实验课程,并将课程所开设的实验项目内容上传至网上,内容包含了实验目的、原理、实验内容及步骤、仪器设备的使用说明、仪器设备调节视频、实验操作视频、实验注意事项、实验测试题等,实验前,要求学生通过学习通提前进行预习,熟悉实验内容,同时要求学生写好实验预习报告,完成实验测试题。上课时,利用十五分钟的时间,由学生来讲解讨论对该实验项目的理解、实验过程中的注意事项或难点,充分讨论后让学生推荐一名学生进行实验过程的示范操作,然后老师针对该学生的实验操作点进行补充和点评,结合学生的表现给出平时成绩,然后所有学生自己独立完成实验,测得相应的实验数据,经老师检查合格后方可离开实验室,课后完成实验报告并在下次课前上交。在这种新的教学模式下,很好的调动了学生学习的积极性和主动性,认真对待每个实验。上课前,学生都能很好的掌握实验内容,而且在课中,对实验中发现的问题同学间能很好的进行交流,因此,新的教学方式,学生自主学习的能力、语言表达能力、合作能力、分析问题解决问题的能力、实践动手能力都得到了非常好的锻炼[4]。

除了采用“混合式教学+翻转课堂”的教学方式,我们还利用以科研项目和大学生创新创业学分的政策,鼓励学生参与科研和创新项目,学生没有专业的限制,学生可以各自发挥自己的特长并互相学习,每个项目由专门的老师负责指导,实验室给与提供常用的工具和所用的耗材,通过参与科研或创新项目,一方面,提高了学生的创新、动手能力;另一方面,做出来的作品可以参加各种学科竞赛和申请专利,这对学生毕业后的就业提供了很大的帮助,具有很好的推广价值[5]。

3.2 完善实验考核方式

传统的物理实验考核方式我们主要分为平时成绩和期末考试成绩两部分,平时成绩的评定包含了学生的考勤、上课纪律、实验预习情况、实验报告书写及上交情况、实验操作等5 部分,占总成绩的30%。期末考试采取开卷考的方式,并随机抽卷,题目包含笔试和实验操作两大类,成绩占70%,为了能更全面的评价学生对实验的掌握情况,我们对考核方式进一步进行了完善,平时成绩的评定除了上述的5 方面外,我们增加了学生课堂讲解和操作演示部分,该部分成绩占实验总成绩的10%,老师根据学生讲解和操作的规范性进行成绩的评定[6]。期末考试由原来的只随机抽取其中一间实验室的2 个实验项目进行考试,改为实验课程所开设的所有项目,每个项目分别设置多套的试卷,试卷的题型包含笔试和实验操作题,考试时学生进行随机抽取其中的一套试卷,根据试卷的要求进行考试,操作部分老师根据学生操作结果的规范程度进行当场检查评分。

3.3 优化实验教学内容

首先,以专业模块设置实验项目。我校大学物理实验课程面向3 个学院10 专业,有1000 多名学生,共开设16 个实验项目,涵盖力学、热学、电学、光学等4 大模块。结合各个专业的人才培养方案,实验教学内容的设置应该结合各专业的特色,不能一刀切。因此,我们结合我校各专业的培养方案和课程体系的特点,按照专业模块设置实验项目[7],即针对不同的专业,开设不同的实验项目内容。如:电子与电气工程学院的电子信息工程、电气自动化、通信工程等专业,主要增加了电磁学方面的实验项目,更好的突出电学特点;土木工程学院的建筑环境工程、给排水工程等专业主要开设力学实验项目,来突出力学特色;光电与机电工程学院专业的主要以开设光学实验为主,这种设置方式更加符合各个专业的需求。

其次,丰富实验教学内容,在原来以验证性实验为主,设计性和综合性实验占比偏少的基础上,增加了设计性、综合性实验项目的比例,同时,增设以科学研究、创新性为主的开放项目,通过增设实验项目,一方面丰富了实验内容;另一方面使学生创新能力和创新意识的提高了得到了很大的帮助,也激发了学生对科研的兴趣。

再者,我校大学物理实验课虽然是一门独立设置的课程,但仍然与大学物理理论教学分不开,教学内容等要做好与理论课教学的衔接,为了做好教学衔接工作,我们安排专人负责,主要负责实验内容的安排,教学大纲的审核、实验项目上课顺序及进度的安排等;另外,为了使教师更好的了解掌握学生的学习情况,结合师资情况,考虑将实验和理论教学打通,同个班级的实验课和理论课尽量由同一个老师授课,使理论和实验教学能同步进行。

4 结语

按照我校工科类各专业创新人才培养的需求,我们对物理实验教学进行改革,将实验内容以各个专业的特点分专业设置,并增加综合性、设计性、科研项目和大学生创新创业项目等方式对实验内容进行了优化,另外,完善了考核方法和改进了上课方式。经过我们不断摸索,发现学生学习的积极性和主动性明显得到了提高,同时学生创新能力也都得到了不同程度的提高,从而提高大学物理实验教学的质量。

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