大学物理实验教学的改革与实践论文

科学技术的高速发展对人的创新能力的要求越来越高, 加强学生创新能力的培养, 已成为高等学校教育改革的重要任务。为培养高素质的具有创新能力的复合型的军事指挥人才, 必须让军校学生学会从实践中发现问题、解决问题, 能将所学的知识运用到实践中去。为此, 各军队院校均投入大量的人力、物力, 以增加开设综合、设计性的实验内容。

我们认为, 增加开设综合、设计性的实验内容是实验改革的趋势, 但也应立足现有的实验教学条件, 通过拓展基础实验教学内容和改进实验教学的模式, 也能达到比较好的实验教学效果。

1 改进基础实验教学方法拓展实验内容

1.1 实验课前提出待解决的实验问题

在学生经过两至三个基础实验的训练且掌握了基本的实验操作技巧之后;我们就打破了传统的授课模式。如“示波器的使用”实验的课前, 我们给学员提出该实验需要完成的内容, 要求学员除了学会示波器的使用及基本测量以外, 还要求他们自己设计并焊接出半波整流和全波整流电路, 并用示波器观察两个电路经整流后所产生波形的区别, 以及如何改善整流后波形的质量等拓展内容。这就促使参加实验的学生既要有理论知识, 又要具有实际动手解决问题的能力;学员在了解该实验内容后, 必须先预习实验的基本原理并查阅相关资料、制定出实验方案后才能完成好实验。

1.2 实验室提供足够的仪器和元器件

实验中, 教师除了提供该实验必须使用的示波器和信号源以外, 还额外为学生准备了电烙铁、焊锡丝、万能电路板、二极管、电阻、导线和电容等元器件。学生在学会示波器的使用后, 自己按预先制定的实验方案, 动手焊接半波整流和全波整流电路, 最后连接上示波器来观察两个整流电路输出的波形。

1.3 实验过程出现的问题及实验效果

学生在刚开始学习示波器使用时, 普遍感觉难度不大, 当进行到自己动手焊接制作整流电路时, 有些学生感到无从入手。这恰恰说明, 该部分内容是学生平时实验训练的薄弱部分, 尽管学生感到操作难度较大, 但通过教师耐心的辅导和自己的努力, 大部分学生能按时、按质的完成半波和全波整流电路的制作。

当部分学生用示波器观察到经过半波、全波整流器输出的直流波形后, 教师则对他们提出了更高的要求:即如何选择合理容量的电容器来改善波形的质量。这部分内容, 对于实验技能较好的学生均能完成该任务, 完成此要求的学生普遍有一种成就感。

经过一段时间的教学实践, 实验操作技能相对较差的学生感到实验有难度有压力, 这也促使他们不断努力以跟上实验教学的进程;实验技能好的学生则认为, 这样的实验教学法, 给他们提供了更多的理论学习内容和实际动手操作的时间。

2 实验教学模式的改革及成绩的评定

2.1 激发学生对实验学习的积极性和创新精神

在基础实验教学中, 如何调动学生的学习积极性和实验中的创新精神, 是基础物理实验得以生存的关键。我们注重学生在完成实验基本要求后, 鼓励学生发挥主观能动性, 提出自己的问题, 并动手解决问题。要做到这些, 对我们实验教师的要求也就更高了。实验教师课前必须充分备课, 预先通知学生该实验将学习的内容, 为学生额外准备他们可能需要使用的仪器、元器件和工具等。

例如, 在进行“拉伸法测金属杨氏模量”这一传统的基础实验教学中, 我们为学生额外准备了:霍耳位置传感器法杨氏模量测定仪、木条、胶木条、铁条和铝条等材料。学生在完成了基本内容后, 可以自主选择使用霍耳位置法 (用霍耳传感器, 采用弯曲法的测量原理) 来测量不同材料的杨氏模量。对那些较快完成实验基本要求的学生来讲, 他们更有兴趣选择不同的实验方法来解决同样的测量问题, 还会提出新的实验方法。他们甚至提出利用这种实验方法来测量人体或动物骨骼的相关参数, 来比对各种材料之间的强度等等。我们实验教师则鼓励他们以此为研究题目写出相关文章, 这些实验研究工作, 为学生后续的毕业设计和科研工作打下了坚实的基础。

2.2 实验成绩评定模式的改革

由于基础实验教学模式的改变, 自然带来原有实验成绩评定不合理的问题。如果按照以往理论加动手的考试模式来考核学生, 对具有潜力的学生来讲, 不能完全反映出他们的真实水平。因此, 我们采取平时成绩加撰写论文的模式, 来考核部分成绩好、有潜力的学生。

通过平时实验发现优秀学生。在后续的实验中, 对他们敞开实验室的大门, 他们可以利用业余时间来实验室选做实验。并要求他们能发现实验问题, 寻找新的测量和解决问题方法, 发现仪器的设计缺陷, 提出对仪器的改进措施等。学期结束时, 对他们免于理论、操作考试, 只需提交一篇相关实验论文, 或用不同方法解决实验问题的文章即可。而对于大部分学生则保留部分原有的考试模式, 将平时实验操作成绩的比例加大至30%, 理论考核减至20%, 学期结束实际操作考核加大至30%。这种针对不同层次学生采用不同的考核模式, 受到学生的普遍欢迎。

3 结语

经过近两年对大学物理实验教学方法和模式的改革与实践, 取得了很好的教学效果。许多实验技能优秀的学生脱颖而出, 他们完成了多篇具有一定价值的实验研究论文, 有些还发表在核心及专业期刊上, 这些成绩的取得更加激发了他们对基础实验的浓厚兴趣和坚持不懈的科研精神。其他学生则在这些优秀学生的带动下更加努力;也促使我们实验教师的理论和实践水平得以进一步提升。

摘要：通过对大学基础物理实验教学方法的改革与实践, 不仅拓展了实验教学的内容, 也提高了学生对大学物理实验的学习兴趣, 为后续其它实验课程的学习打下良好的基础。

关键词：实验教学,操作技能,创新能力,教学模式

参考文献

[1] 赵青生.大学物理实验[M].安徽大学出版社, 1999.

[2] 胡德敬.设计性物理实验集锦[M].上海教育出版社, 2001.

[3] 沈建华, 戴玮.基础实验[M].海潮出版社, 2006.