楊氏模量實驗報告范文

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篇1

[關(guān)鍵詞]物理實驗 應(yīng)用型高校 問題

[中圖分類號]G521 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1009-5349(2013)07-0222-02

物理實驗是教育部規(guī)定唯一單獨面向理工科各專業(yè)學(xué)生開設(shè)的基礎(chǔ)課程。物理實驗不但能夠使學(xué)生掌握實驗知識,訓(xùn)練學(xué)生實驗技能,還能夠培養(yǎng)學(xué)生刻苦鉆研、主動探索的精神,實事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度,愛護(hù)公共財產(chǎn)的道德品質(zhì),遵守操作規(guī)程、注重安全的科學(xué)習(xí)慣等,同時,也能為各專業(yè)實驗課的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。因此,物理實驗課對于應(yīng)用型高校而言非常重要,但隨著科技日新月異地發(fā)展以及當(dāng)代大學(xué)生的新特點,應(yīng)用型高校的物理實驗課也出現(xiàn)了一些新的問題。筆者經(jīng)過多年的教學(xué)研究,分析了應(yīng)用型高校物理實驗課存在的若干問題,并提出了解決辦法,希望能夠為物理實驗的改革提供經(jīng)驗。

一、應(yīng)用型高校物理實驗課中出現(xiàn)的問題

(一)傳統(tǒng)的課程系統(tǒng)適應(yīng)不了科技的發(fā)展和工程實踐的需要

從教學(xué)體系上看,以力、熱、光、電的形式來安排實驗課已經(jīng)適應(yīng)不了多學(xué)科交叉發(fā)展的形勢;從實驗內(nèi)容上看,一些驗證性的、純理論性的、與工程實踐無關(guān)的實驗課程依然在教授;從教師隊伍上看,教師知識更新速度較慢,教師對教學(xué)改革、教學(xué)設(shè)計等方面的科研能力不高,教師對與專業(yè)相關(guān)的工程實踐需要不甚了解,這些都造成現(xiàn)有的課程系統(tǒng)不能及時升級,使其遠(yuǎn)落后于科技發(fā)展的速度。

(二)學(xué)生對物理實驗不夠重視

由于學(xué)生意識不到物理實驗的作用,學(xué)習(xí)又帶有功利性質(zhì),因此,對物理實驗課就沒有像專業(yè)課那樣重視。不少學(xué)生認(rèn)為物理實驗課就是在重復(fù)前人和書本的內(nèi)容,驗證已學(xué)過的理論知識,因此對實驗馬馬虎虎、敷衍了事。課前不預(yù)習(xí),課堂上按部就班地遵照教科書進(jìn)行實驗操作,不做思考。操作過程中遇到問題馬上詢問老師,而不是自己先自行判斷分析,同學(xué)之間互相比照數(shù)據(jù),對物理實驗的不夠重視表現(xiàn)在另一方面就是不認(rèn)真完成實驗報告。例如,對學(xué)生的基本信息,像姓名、班級、學(xué)號、實驗日期等填寫不完整;預(yù)習(xí)報告字跡不工整,內(nèi)容完全照搬教材,數(shù)據(jù)處理不夠規(guī)范等。一項實驗成果通常是以實驗報告的形式體現(xiàn)出來的,而實驗報告的不認(rèn)真完成卻從側(cè)面反映出學(xué)生對物理實驗的不重視心態(tài)。

(三)學(xué)生理論知識掌握不牢,缺少做物理實驗的意愿

這里的理論知識掌握不牢是指:一是學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)前的物理理論知識掌握不牢,二是指進(jìn)入大學(xué)后學(xué)習(xí)的普通物理理論知識掌握不牢。而很多物理實驗是以一定的物理理論知識為背景的。例如,“拉伸法測量金屬絲的楊氏模量”實驗是以楊氏模量這個概念為背景,學(xué)生如果不理解楊氏模量的知識,就無法很好完成這些實驗,也就不可能有更深刻的認(rèn)識。

由于自中學(xué)起,物理就給學(xué)生留下了難學(xué)的印象,加上基礎(chǔ)薄弱,因此對物理感興趣的學(xué)生少之又少,而學(xué)生對物理實驗的接觸機(jī)會又很少,使得學(xué)生不自覺地將對物理理論的印象轉(zhuǎn)移到了物理實驗上,認(rèn)為物理實驗也是很難學(xué)的。這種畏難情緒造成了學(xué)生還未學(xué)習(xí)物理實驗課程就缺少了做物理實驗的意愿。

二、針對以上在應(yīng)用型高校物理實驗出現(xiàn)的問題,提出了以下的解決辦法

(一)加強對學(xué)生、專業(yè)、學(xué)校、科技、工程實踐等方面的了解,不斷提高教師教學(xué)、科研的針對性

第一,要了解學(xué)生的知識背景、日常行為表現(xiàn)等方面,要了解現(xiàn)在學(xué)生的心理、生理特點;第二,要對各專業(yè)進(jìn)行調(diào)研,要了解各專業(yè)之中都有哪些方面滲透著物理知識;第三,要關(guān)注當(dāng)今科技的發(fā)展,尤其是那些即將應(yīng)用到實踐的高新科技;第四,要關(guān)注國內(nèi)外各高校物理實驗的發(fā)展,掌握物理實驗教學(xué)的趨勢;最后,要通過參加教師培訓(xùn)、學(xué)術(shù)交流會議等開闊眼界、提高自己。

(二)精心設(shè)計實驗課程體系

改變原有的教學(xué)體系,將物理實驗劃分成“基礎(chǔ)性實驗”“綜合與設(shè)計實驗”“實踐與創(chuàng)新實驗”三個平臺,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)能夠由淺入深,由被動到主動、由重復(fù)前人實驗到自己設(shè)計實驗、由單純地做物理實驗到將物理知識應(yīng)用到工程實踐。這種課程體系不但適應(yīng)了學(xué)生的自然發(fā)展規(guī)律,同時也有利于將其他學(xué)科的知識引入物理實驗課,適應(yīng)了多學(xué)科交叉發(fā)展的趨勢。

(三)加強對教材內(nèi)容、實驗教學(xué)方式的改革

要精選那些與工程實踐密切相關(guān)、反映高科技發(fā)展、能夠有益于學(xué)生終身發(fā)展的內(nèi)容編入教材。將與工程實踐完全無關(guān)、驗證性、純理論性實驗進(jìn)行改革,變?yōu)樵O(shè)計性、與實際相結(jié)合的實驗。教材中知識點的講解要深入淺出,易于理解,要采取多種教學(xué)手段、方式和方法。將理論型與應(yīng)用型儀器在同一實驗中并用,使二者優(yōu)勢互補;將演示實驗與操作實驗在同一課堂進(jìn)行,既增加趣味性又易于學(xué)生理解;借助于網(wǎng)絡(luò)、多媒體、科技館等渠道,使學(xué)生較多地了解到前沿的技術(shù)。

(四)嚴(yán)格規(guī)范教學(xué)與管理

教師實驗教學(xué)實行嚴(yán)明、具體的崗位責(zé)任制度,嚴(yán)格按照學(xué)生實驗守則各項規(guī)定管理學(xué)生。實驗時學(xué)生一律對號入座,督促學(xué)生獨立完成實驗操作,將儀器的保管落實到人頭上。課堂中教師要認(rèn)真、逐個地檢查學(xué)生操作的真實情況,嚴(yán)把預(yù)習(xí)關(guān)、操作關(guān)和批改關(guān)。

(五)鼓勵學(xué)生大膽實踐

要提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主人翁意識,增強內(nèi)在學(xué)習(xí)動力,變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。允許學(xué)生犯錯誤,可在實驗教學(xué)中為學(xué)生提供一些較為自由選擇余地的實驗,讓學(xué)生去發(fā)揮他們的創(chuàng)造性能力。同時,將實驗與理論相結(jié)合,與專業(yè)特色相結(jié)合,使學(xué)生對物理不再感到抽象、遙遠(yuǎn)。

三、結(jié)論

隨著科技日新月異地發(fā)展以及當(dāng)代大學(xué)生的新特點,應(yīng)用型高校的物理實驗課也出現(xiàn)了一些新問題,諸如傳統(tǒng)的課程系統(tǒng)適應(yīng)不了科技的發(fā)展和工程實踐的需要,學(xué)生對物理實驗不夠重視,學(xué)生理論知識掌握不牢,缺少做物理實驗的意愿等。筆者經(jīng)過多年教學(xué)研究,提出了解決辦法:加強對學(xué)生、專業(yè)、學(xué)校、科技、工程實踐等方面的了解,不斷提高教師教學(xué)、科研的針對性;精心設(shè)計實驗課程體系,加強對教材內(nèi)容、實驗教學(xué)方式的改革;嚴(yán)格規(guī)范教學(xué)與管理;鼓勵學(xué)生大膽實踐;希望能夠為物理實驗的改革提供經(jīng)驗。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙文杰,田苗,杜三山.工科物理大實驗的研究[J].實驗室研究與探索,2002,21(5):23-25.

篇2

文章闡述了普通物理實驗的考核內(nèi)容,分析了考核方式改革的必要性,介紹了我校普通物理實驗考核方式改革的實施情況。實踐表明:改革后的考核方式有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新意識、實驗思維能力、科學(xué)實驗?zāi)芰Φ染C合能力。

關(guān)鍵詞:

普通物理實驗考核;創(chuàng)新;改革

普通物理實驗是各大高校理工科專業(yè)一門傳統(tǒng)課程,是理工科大學(xué)生接受系統(tǒng)科學(xué)實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的開端,是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的一個重要環(huán)節(jié),在培養(yǎng)學(xué)生初步的科學(xué)研究能力和良好的實驗習(xí)慣以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)風(fēng)作、全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)方面有著其他課程所不能替代的特殊作用[1-2]。由于學(xué)生在大學(xué)之前的學(xué)習(xí)基本都是重理論、輕實踐,同時在高校的教學(xué)考核中,實驗課與其它課程相比也不夠重視[3]。從事物理實驗教學(xué)的工作者對物理實驗的考核方式做了很多研究,有的強調(diào)操作考試的作用,有的強調(diào)多元化考核的作用,有的推行無紙化在線考核[3-6]。本文就我校近幾年對普通物理實驗的考核方式的改革進(jìn)行深入探討[7]。

1普通物理實驗考核的基本內(nèi)容

與其它課程一樣,普通物理實驗課程的考核方式應(yīng)從教和學(xué)兩個方面來進(jìn)行考查。對學(xué)生而言,應(yīng)考查學(xué)生的個體發(fā)展是否達(dá)到預(yù)定的教育目標(biāo)。具體來講,應(yīng)考查以下幾方面的能力。1.學(xué)生是否掌握了物理實驗的基礎(chǔ)理論知識、基本方法和基本實驗技能。包括根據(jù)實驗儀器的規(guī)格正確記錄有效數(shù)字、實驗誤差的基本理論、不確定度,相關(guān)實驗的數(shù)據(jù)處理方法,如在楊氏模量實驗的逐差法(作圖法)、自由落體法測重力加速度實驗的最小二乘法等,并會用這些理論分析實驗結(jié)果、設(shè)計簡單實驗。2.是否會正確使用與相關(guān)的基本儀器、設(shè)備。比如會調(diào)楊氏模量實驗的直尺望遠(yuǎn)鏡,能熟練掌握物理天平的正確的使用方法和注意事項。3.是否具備了完成物理實驗的基本的科學(xué)素養(yǎng)、實驗技能。包括實驗前的預(yù)習(xí)是否充分,實驗原理是否理解,實驗操作是否規(guī)范、讀數(shù)是否正確,數(shù)據(jù)處理、實驗分析是否正確、合理等,是否具有嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度,以及根據(jù)要求獨立完成準(zhǔn)備、設(shè)計和初步的分析實驗?zāi)芰?,是否具備初步的實驗科學(xué)思維、敢于探索的創(chuàng)新精神、理論聯(lián)系實際的能力。4.從實驗過程的情感態(tài)度看,是否具有良好的實驗習(xí)慣、遵守紀(jì)律和愛護(hù)公共財產(chǎn)、保持實驗場所干凈整潔的優(yōu)良品德。

2普通物理實驗考核改革的必要性

雖說實驗在培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)方面有重要作用,但我國從中學(xué)到大學(xué),實驗考核一直是個薄弱環(huán)節(jié)。在中學(xué),幾乎所有考試都采用筆試這種單一的考核方式,只有少數(shù)的競賽有操作考試。因此,許多學(xué)生有種思維定式,認(rèn)為實驗不要重要,實驗過程不積極參與。上大學(xué)后仍然不重視,不提前預(yù)習(xí)實驗、不明白實驗?zāi)康囊约皩嶒炈捎玫姆椒ê筒襟E;在具體的實驗操作過程中,不認(rèn)真觀察出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象,不認(rèn)真檢查實驗是否滿足的理論要求,不積極思考各種實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,只是為了追求實驗結(jié)果正確,以便完成一份完好的實驗報告。這種現(xiàn)象嚴(yán)重影響了實驗教學(xué)質(zhì)量,制約著學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng),與當(dāng)代人才培養(yǎng)的目標(biāo)是相違背的,因而客觀合理的普通物理實驗的考核方式是很有必要的。以前,我校的普通物理實驗考核采用平時考核(主要是考核實驗報告的完成情況)基本都采用筆試或筆試加簡單操作的方式進(jìn)行考核,這種考核方式形式太單一,考查學(xué)生的能力太片面,特別是筆試,基本考查不到學(xué)生的實驗水平,創(chuàng)新能力等更高層次的能力更無從考核。這使得學(xué)生沒有信心去參加物理實驗設(shè)計大賽,即使在老師的鼓勵下有學(xué)生參加,設(shè)計的作品以及取得的成績都不理想。

3我校普通物理實驗的考核方式的改革

經(jīng)過幾年的探索,我校普通物理實驗的考核方式和以前有很大的改革,對不同年級的學(xué)生采取不同考核方式,主要采用了以下幾種考核方式。

3.1科技制作

科技制作是讓學(xué)生利用日常生活中的廢舊物品或簡單材料,制作出具有物理原理的作品,寫出簡單的物理原理和制作過程,然后統(tǒng)一在課堂上演示并講解自己的作品,并由老師和同學(xué)一起提問進(jìn)行評價??萍贾谱魃婕暗膬?nèi)容廣泛、形式不限,具有富含科技、結(jié)構(gòu)簡單、材料好找、加工容易、花錢少、能夠獨立完成等特點,同時也初步培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)作能力、思維能力及動手能力。是大一新生期中考核常用的方式。

3.2拍實驗微課

根據(jù)教學(xué)計劃,我校的普通物理實驗Ⅰ、Ⅱ各開設(shè)12個實驗,期末考核的主要方式是采取拍微課的形式,將全班同學(xué)分成十二個小組,每個組認(rèn)真研究一個實驗,并將實驗的操作過程、注意事項等拍成視頻記錄下來,拍攝過程中同時要講解所研究實驗的原理、所用到的實驗器材和實驗方法、實驗步驟,拍完進(jìn)行剪輯,鍛煉了學(xué)生的口頭表達(dá)能力和課堂組織能力。各組完成拍攝后各小組成員和老師一起觀看視頻,各小組之間相互評價、互相提問,最后由老師進(jìn)行總評。

3.3創(chuàng)新性與設(shè)計性實驗普通物理實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ完成后,學(xué)生的實驗基本操作能力、實驗設(shè)計能力、創(chuàng)新能力等都得到很大提升,所以期末考核的主要方式是進(jìn)行研究創(chuàng)新性物理實驗設(shè)計。這種考核方式是老師安排一些研究性實驗課題或自己找到一些創(chuàng)新性、研究性課題,提出具有靈活性的要求,學(xué)生根據(jù)要求自己設(shè)計實驗方案,選取實驗設(shè)備、進(jìn)行可行性分析,進(jìn)行實驗,寫報告。這種方式主要分以下幾個方面來進(jìn)行:一、選題階段,學(xué)生根據(jù)兩年所積累的實驗知識和技能以及個人興趣,以物理實驗為基礎(chǔ),在查閱文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,搜集并分析有關(guān)的信息及資料,提出創(chuàng)新性實驗研究課題、設(shè)計研究實驗,二、實驗探索階段,學(xué)生可以充分利用實驗室條件,在自己探索配合老師的指導(dǎo),設(shè)計合理的實驗方案,進(jìn)行實驗研究。三、實驗總結(jié)階段,對得到的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化驗證,得出較為滿意的實驗結(jié)果或研究結(jié)果后,然后針對研究成果撰寫實驗報告和研究論文。四、考核,采取論文答辯的形式,答辯過程先演示講解自己設(shè)計的實驗,然后由老師和同學(xué)一起提問,最后老師和同學(xué)共同打分,當(dāng)然以老師的評分為主要部分。

4各種考核方式的比較

4.1科技制作

這種方式主要是啟發(fā)學(xué)生嘗試著去發(fā)現(xiàn)問題,鼓勵學(xué)生動手制作,初步培養(yǎng)學(xué)生的操作能力和解決問題的能力。但這種方式對學(xué)生能力的考核相對較單一,沒有考核到學(xué)生對數(shù)據(jù)處理、誤差分析等能力。

4.2拍實驗微課

這種考核方式主要在鍛煉學(xué)生的動手操作能力的同時也訓(xùn)練了學(xué)生的口頭表達(dá)能力、計算機(jī)軟件的使用能力,特別是同學(xué)之間的相互協(xié)作能力。

4.3創(chuàng)新性與設(shè)計性實驗

這是要求比較高的一種考核方式,文獻(xiàn)檢索、實驗設(shè)計、儀器設(shè)備的選取到實驗的組織實施、數(shù)據(jù)采集處理和撰寫實驗論文均由學(xué)生獨立完成。這就要求學(xué)生具備一定的物理理論知識、實驗操作能力以及對實驗數(shù)據(jù)的分析處理能力。在完成課題的整個過程中,學(xué)生實驗真正做到正確、嚴(yán)謹(jǐn)、完整和規(guī)范,使學(xué)生實驗思維能力、科學(xué)實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新意識在實驗過程中得到培養(yǎng)和提高。這種方式與實驗設(shè)計大賽的要求一致。

5結(jié)語

本文提到的考核方式是針對物理專業(yè)的學(xué)生,是建立在獨立設(shè)課的基礎(chǔ)上的,每種考核方式是層層遞進(jìn)、相輔相成,逐步讓學(xué)生做到正確、嚴(yán)謹(jǐn)、完整和規(guī)范,使學(xué)生動手能力和獨立設(shè)計、組織實施完成實驗課題的能力、實驗思維能力、科學(xué)實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新意識在實驗過程中得到培養(yǎng)和提高,同時在物理思想、物理方法和物理實驗技術(shù)等方面打下良好的基礎(chǔ)。我校物理專業(yè)的學(xué)生的普通物理實驗考核經(jīng)以上改革后,學(xué)生參加物理實驗設(shè)計大賽的積極性有了很大提高,比賽的成績更是有質(zhì)的飛躍。參加廣東省大學(xué)生物理實驗設(shè)計大賽的獲獎率在逐年提升,由以前的一個二、三等獎上升到今年的兩個一等獎、兩個二等獎、一個三等獎,具有歷史性的突破,說明這種實驗考核方式在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力是著實有效的。

參考文獻(xiàn):

[1]余善好,孫權(quán)海,吳詩芬.大學(xué)物理實驗考核模式探索[J].電腦知識與技術(shù),2016,12(2):147-149.

[2]聶妍,王東方.以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為核心的普通物理實驗教學(xué)改革與探索[J].牡丹江大學(xué)學(xué)報,2008(1):003.

[3]李林,施蕓城,宏杰.物理實驗課不同考核方式的改革與實踐[J].大學(xué)物理,2010,29(2):43-46.

[4]張顯悅,常艷杰,等.對物理實驗考核方式的探索[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報:社科版,2008,8(2):130-132.

[5]張春平,初建崇,胡慧.大學(xué)物理實驗多元化考核方式的探索[J].實驗技術(shù)與管理,2015,32(4):223-225.

[6]邵建新,劉云虎,等.大學(xué)物理實驗考核方式改革與探索[J].物理通報,2010(2):46-48.

篇3

[關(guān)鍵詞]“問題教學(xué)法”;大學(xué)物理實驗教學(xué);實踐;教學(xué)效果的評估

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)05-0014-03

大學(xué)物理實驗教學(xué)的目的“在于引導(dǎo)學(xué)生通過實驗教學(xué)過程主動獲取新知識,發(fā)現(xiàn)新問題,培養(yǎng)分析和解決問題的能力”。[1]教學(xué)目的需要通過一定的教學(xué)方法才能達(dá)到。為了達(dá)到上述教學(xué)目的,我校承擔(dān)大學(xué)物理實驗教學(xué)的教師們經(jīng)過多年的艱苦勞動,探索出一種“問題教學(xué)法”,并運用于教學(xué)實踐中,取得了較為顯著的教學(xué)效果。本文對這一實踐做總體介紹。

一、什么是“問題教學(xué)法”

所謂“問題”是指在物理實驗教學(xué)中發(fā)現(xiàn)、探討并加以解決的矛盾和疑難。[2]這里的“矛盾”是指主觀認(rèn)識與客觀情況不一致的地方,而“疑難”是指有疑問而難于判斷或者處理的地方。所謂“問題教學(xué)法”是指在教師以“問題”為主線組織整個實驗教學(xué)活動,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,提出問題的活動貫穿于實驗教學(xué)活動的始終,通過實驗來分析、討論和驗證,并最終解決這些問題,從而完成實驗教學(xué)任務(wù)。

與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比,“問題教學(xué)法”以學(xué)生為主體,充分調(diào)動學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出問題,分析、討論問題和解決問題的積極性與主動性。它既可適用于低年級的基礎(chǔ)性實驗,又可適用于高年級的綜合性實驗和設(shè)計性實驗。

二、“問題教學(xué)法”在大學(xué)物理實驗教學(xué)中的實踐探索

從教學(xué)過程來看,“問題教學(xué)法”在大學(xué)物理實驗教學(xué)中分為兩大階段:以教師為主角的階段和以學(xué)生為主角的階段。

(一)以教師為主角的階段

這一階段的主要任務(wù)是為開展實驗做準(zhǔn)備。為此,教師應(yīng)做好如下工作:一是分好做實驗的學(xué)生人數(shù),一般以自然班(約35人)為單位,人數(shù)如太多則難以進(jìn)行實驗。二是教會學(xué)生正確掌握實驗操作方法,正確掌握各種儀器和設(shè)備的使用方法,以確保實驗的安全。必要時進(jìn)行實驗演示。三是在教師進(jìn)行實驗演示過程中,要求學(xué)生注意觀察,學(xué)會觀察,把發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來。因為“任何復(fù)雜多變的事物,它的本質(zhì)是通過各種現(xiàn)象表現(xiàn)出來的,人們通過長期耐心細(xì)致的觀察,才能對各種事物取得規(guī)律性的認(rèn)識,不會觀察就不會科學(xué)實驗”。[3]四是布置正式實驗的教學(xué)內(nèi)容,要求學(xué)生課后抓緊時間預(yù)習(xí),在正式實驗時對實驗內(nèi)容做到胸有成竹。

(二)以學(xué)生為主角的階段

從運用過程來看,“問題教學(xué)法”主要有五個階段:預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容―實驗操作―對重要或者較難問題展開討論―解決問題,實驗檢驗―教師點評,完成實驗。

1.預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容

這一階段的主要任務(wù)是熟悉實驗內(nèi)容,繼續(xù)學(xué)習(xí)、掌握實驗操作的正確方法,掌握各種儀器和設(shè)備的正確使用方法。要求每個學(xué)生至少要發(fā)現(xiàn)一個以上的“問題”,同時,教會學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出問題的方法。質(zhì)疑法、比較法、歸納法、綜合法和觀察法等都是一些非常有用的方法。例如,1879年美國物理學(xué)家霍爾就是通過這些方法發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)而解決問題的,如此反反復(fù)復(fù),最終提出“霍爾效應(yīng)”原理。又如,牛頓就是仔細(xì)觀察了習(xí)以為常的“蘋果落地”這一自然現(xiàn)象,然后通過思考,最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律的。

2.實驗操作

在此階段的主要任務(wù)是要求每個學(xué)生正確掌握各種實驗儀器和設(shè)備的使用方法,按照實驗要求和正確方法親自操作,把實驗準(zhǔn)備階段的實驗內(nèi)容用實驗的方式體現(xiàn)出來。目的是利用實驗使學(xué)生掌握做好實驗的方法和技巧。這個階段應(yīng)該注意如下幾點:一是安全問題。必須強調(diào)每個學(xué)生都要正確使用實驗儀器和設(shè)備,運用正確方法進(jìn)行實驗,樹立安全第一的意識,確保實驗安全。二是要求每個學(xué)生要注意觀察在實驗過程中可能出現(xiàn)的問題,一些較易或者一般性問題由學(xué)生自己加以解決。比如,在做光纖通信實驗過程中,如果發(fā)現(xiàn)示波器波形彎曲畸變,檢查示波器、信號發(fā)生器和光學(xué)器件后又沒有發(fā)現(xiàn)問題,那么,這是什么原因造成的?教師不要急于告訴原因,而應(yīng)要求學(xué)生自己觀察分析,查找原因。這樣的要求無形中培養(yǎng)了學(xué)生的觀察問題的能力。三是要把在實驗過程中新發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來。如果新發(fā)現(xiàn)的問題能在本次實驗中加以解決,就應(yīng)當(dāng)由學(xué)生本人當(dāng)場解決。如果自己通過做實驗也解決不了,而且這一問題具有典型性或者重要性,也可以報告給實驗指導(dǎo)老師,要求在課堂上進(jìn)行分析討論。學(xué)生應(yīng)該積極尋求解決問題的方法,或者等到下次實驗來解決。

3.分析討論

此階段的主要任務(wù)是對學(xué)生發(fā)現(xiàn)的重要或者疑難問題進(jìn)行分析討論,加深對這些重要或者疑難問題的理解和認(rèn)識,目的在于教會學(xué)生掌握分析問題的方法。這個階段應(yīng)該注意如下幾點:一是用來分析討論的重要或者疑難問題應(yīng)當(dāng)具有典型性。這種典型性主要體現(xiàn)在:能突出本次實驗的重點內(nèi)容,或者能抓住本次驗的關(guān)鍵,或者問題的解決方法具有普遍意義等。比如,在“霍爾效應(yīng)”的實驗中,24歲的霍爾在分析比較中如何認(rèn)識“磁場和感應(yīng)電壓之間的關(guān)系”?“霍爾效應(yīng)”在工業(yè)上的應(yīng)用是如何的?目前物理學(xué)家對“霍爾效應(yīng)”有什么新發(fā)展?這些問題都非常典型,并具有方法論意義。二是分析討論的問題不宜過多,一般有兩三個就夠了。如果問題過多,分析就不透徹,只是蜻蜓點水,不痛不癢。要集中精力把問題弄得透徹明白,使所有學(xué)生都能理解和掌握。三是時間安排方面,可以是一邊做實驗一邊分析討論,也可以放下實驗集中討論,時間可多可少,靈活掌握。四是討論組織形式方面,一般以自然班為單位。一個自然班人數(shù)一般為35人,要求每個學(xué)生都要參與其中,并積極提出自己的看法或者觀點。

4.解決問題,實驗驗證

此階段的主要任務(wù)是發(fā)動所有學(xué)生對分析討論的問題提出各自的解決方法,并當(dāng)場通過實驗加以檢驗,目的是教會學(xué)生掌握解決問題的方法。這個階段該注意如下幾點:一是要求每個學(xué)生對所分析討論問題提出自己的解決辦法,并要求學(xué)生自己動手通過做實驗加以檢驗修正。如在RLC串聯(lián)諧振的實驗中,如何修正電路品質(zhì)因數(shù)Q的實驗測量值與理論計算值之間的偏差問題。可要求學(xué)生在電磁學(xué)理論指導(dǎo)下,分析LC的總損耗電阻對電路品質(zhì)因數(shù)Q的測定值有何影響。[4]二是要求學(xué)生在自己動手做實驗過程中,如果發(fā)現(xiàn)新問題解決不了的,就應(yīng)該主動請教實驗指導(dǎo)教師,直至自己弄明白能解決為止。三是在實驗過程中,指導(dǎo)教師要密切關(guān)注學(xué)生做實驗的動態(tài),發(fā)現(xiàn)問題要及時指出,并根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗加以指導(dǎo)。

5.教師點評,完成實驗

此階段的主要任務(wù)是指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生動手做實驗以解決問題的表現(xiàn)進(jìn)行點評,尤其對具有創(chuàng)新性的閃光點要多加表揚鼓勵,目的在于調(diào)動學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的積極性和主動性。這個階段應(yīng)該注意如下幾點:一是指導(dǎo)教師要對本次實驗進(jìn)行一個總體評價,辯證分析其優(yōu)缺點。二是要充分肯定學(xué)生具有創(chuàng)新性的閃光點。號召其他同學(xué)向具有創(chuàng)新性閃光點的同學(xué)學(xué)習(xí),還可以在學(xué)期總評成績中對這些具有創(chuàng)新性閃光點的同學(xué)給予加分獎勵。三是在實驗結(jié)束時,教師也可以根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗,對學(xué)生提出一些問題,比如,此次實驗與以往同類實驗有何不同?通過實驗進(jìn)行下面的比較:邁克爾遜干涉和牛頓環(huán)等厚干涉,拉伸法測量金屬絲的楊氏模量與拉脫法測液體的表面張力,拉伸法測量金屬絲的楊氏模量與金屬線脹系數(shù),它們之間有何不同?如何測定?[5]要求學(xué)生自己總結(jié),寫成實驗報告交給指導(dǎo)教師,作為評定平時成績的依據(jù)之一。

三、“問題教學(xué)法”教學(xué)效果的評估

任何教學(xué)方法都會涉及教學(xué)效果的評估問題,“問題教學(xué)法”也不例外。那么,如何評估“問題教學(xué)法”的教學(xué)效果?

(一)從學(xué)生上課表現(xiàn)出來的興趣來評估

興趣,有時也叫“熱愛”。它是一種帶傾向性的心理特征,是人的一種積極探索某一事物或活動的心理傾向。它又是帶有情緒色彩的意向活動。當(dāng)一個人對某事物感興趣時,他總會覺得稱心如意,甚至廢寢忘食;反之,則心灰意冷,會持“無所謂”的態(tài)度。興趣有三種類型:一是直觀興趣。它是由直觀感覺所引起的,特點是缺乏延展性,不能持久。二是自覺興趣。它是受家庭或社會的影響,經(jīng)由情感和聯(lián)想,記憶和想象等一系列思維活動而引起的,其特點是延展性強,往往時過境遷,還能令人回味。例如,某位老師精彩的講課曾經(jīng)引起了你個人的自覺興趣。若干年后,對該教師的音容笑貌,你還能記憶猶新。三是潛在興趣。它是由情感、想象,特別是由個人意志所引起的,是一種層次很高的興趣。它絕不僅僅是由直觀或某人聯(lián)想所引起的,而是潛在于一個人的思想之中。這種潛在興趣的特點是方向性、自覺性強,積極性高,穩(wěn)定性持久。例如,牛頓、愛迪生、愛因斯坦等偉人,在潛在興趣的支配下,表現(xiàn)出頑強的意志,為從事自己熱愛的事業(yè)而戰(zhàn)斗到生命的最后一息。我們在實驗教學(xué)過程中,應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生上述三種興趣,尤其要注意培養(yǎng)直觀興趣。如何判斷學(xué)生的興趣程度呢?筆者認(rèn)為,這可以從平時上課學(xué)生參與實驗教學(xué)活動的熱烈程度,課堂討論、發(fā)言的氣氛是否活躍等來判斷。

(二)從學(xué)生上課的動手能力來評估

應(yīng)開放物理廢舊實驗室和物理演示實驗教學(xué)基地,讓學(xué)生親自動手操作儀器,仔細(xì)觀察物理現(xiàn)象并進(jìn)行思考,使其加深對物理世界的感性認(rèn)識,強化對物理概念、物理規(guī)律的理解,體會到實驗思想的嚴(yán)謹(jǐn)、實驗設(shè)計的巧妙,培養(yǎng)其理性思維方式,提高其創(chuàng)新能力和科學(xué)觀察能力。[6]

(三)從學(xué)生課后學(xué)習(xí)成績來評估

這里所講的“課后學(xué)習(xí)成績”不能理解為僅僅指學(xué)期的總評成績,而應(yīng)該也包括平時實驗設(shè)計、實驗報告、期末實驗操作測試、參加各種比賽等方面的成績。盡管影響學(xué)習(xí)成績的因素有很多,有些因素可能還具有偶然性,但是,總體而言,學(xué)生個人努力狀況和實驗技能總是決定性因素。因此,學(xué)生課后的學(xué)習(xí)成績大體上能反映出“問題教學(xué)法”教學(xué)效果的優(yōu)劣,應(yīng)是評估的基本依據(jù)之一。成績比較好,說明“問題教學(xué)法”教學(xué)效果好;反之,教學(xué)效果就差。

四、結(jié)論

“問題教學(xué)法”是在教師指導(dǎo)下,要求學(xué)生樹立發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,分析解決問題的“問題意識”,以發(fā)現(xiàn)或者提出的問題為起點,通過實驗來分析、討論和驗證,并最終解決這些問題,從而完成實驗教學(xué)任務(wù)的一種教學(xué)方法。從教學(xué)實踐來看,“問題教學(xué)法”的教學(xué)過程分為以教師為主角和以學(xué)生為主角兩個階段。其中,以學(xué)生為主角這一階段非常重要,它經(jīng)過如下環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容―實驗操作―對重要或者較難問題展開討論―解決問題,實驗檢驗―教師點評,完成實驗??蓮膶W(xué)生學(xué)習(xí)興趣、動手能力和期末成績等方面評估“問題教學(xué)法”的教學(xué)效果。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 熊永紅,任忠明,張炯,等.以“問題”為主線的多元化教學(xué)方法和模式的研究[J].物理實驗,2009(4):27.

[2] 中國社會科學(xué)院語言研究所詞典編輯室.現(xiàn)代漢語詞典[M].北京:商務(wù)印書館,2005:1431.

[3] 季誠響,趙莉麗,楊小靜,等.在物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的探討[J].大學(xué)物理實驗,2010(5):94.

[4] 陳健,李興毅.大學(xué)物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力策略與方法[J].河南科技學(xué)院學(xué)報,2010(2):120.