大学物理实验鼓励引导式教学法的探讨与实践

作者:毕业通查重     发表时间:2023-01-15 21:53:09   浏览次数:22



  摘    要:界定了鼓励引导式教学法的含义,介绍了基于鼓励引导式教学法开展大学物理实验课程教学的实施过程和实施效果。实践表明,鼓励引导式教学法有利于践行“以学生为中心”、以教师为主导的教学理念,有利于培养和锻炼学生发现、分析和解决问题的能力,有利于创新型人才的培养。


  关键词:大学物理实验;鼓励引导式教学法;“以学生为中心”;


  Discussion and Practice of Encouraging Guided Teaching Method in University Physics Experiment


  Qiu Caihong


  College of Electronics and Information Engineering, Guangdong Ocean University


  Abstract:


  This paper defines the meaning of encouraging guided teaching method and introduces the implementation process and effect of teaching college physics experiment course based on encouraging guided teaching method.The practice shows that encouraging the guided teaching method is beneficial to the practice of "student-centered" and teacher-led teaching philosophy,to train and exercise students' ability to discover,analyze and solve problems,and to cultivate innovative talents.


  Keyword:


  university physics experiment; encourage guided teaching method; "student-centered";


  大学物理实验是我国高校理工科学生的一门必修基础课,在培养学生科研素养和科学实验能力,树立严谨认真负责的科学态度,培养和锻炼发现、分析和解决问题能力方面发挥着重要作用[1]。然而,目前我国一些高校大学物理实验教学还采用常规的教学方式,即“学生实验预习—教师讲解实验原理和演示实验操作—学生进行实验操作—实验数据的记录和处理—学生撰写实验报告”。对于做什么实验、怎样做实验等,由教师事先设计好,学生依样画葫芦即可。这种教学方式存在以下问题:一是在整个实验过程中,学生被动接受,基本上是以教师为中心,忽视学生作为教学主体的地位和作用;二是忽视学生的个性特点,教师很难发现学生的天赋和兴趣爱好,难以因材施教。为了解决上述问题,我校在大学物理实验教学过程中探索了鼓励引导式教学法,取得了较好效果。


  1 鼓励引导式教学法的含义


  “鼓励”指激发和勉励,“引导”则指带领、指引或诱导[2]。采用鼓励引导式教学法,就是要求教师在大学物理实验教学过程中,对学生所表现出来的优点、闪光点或特点,及时进行鼓励和引导,从而培养学生认真负责、遵规守矩、严于律己的科研品格,发现、分析和解决问题的科研能力,严谨治学、自强不息、勇于探索的科研精神。这些优点、闪光点或特点可以是认真负责的态度、虚心好学的品质、遵规守矩的良好习惯、一丝不苟的作风、严谨治学的学风、勤学苦练的干劲、充满想象力的思维、团结合作的团队意识和刻苦钻研的探索精神等。鼓励与引导的目标都是为了培养适应社会发展需要的人才,但两者又有所不同:鼓励是手段,引导是目的。鼓励可以是当场或事后的表扬,可以在私下或全班进行表扬,可以是一二句话或励志的小故事等。鼓励的形式多样、方法灵活,能达到引导的目的即可。


  2 鼓励引导式教学法的实施过程


  实施鼓励引导式教学法的三个阶段包括课前预习、实验操作与记录、撰写实验报告。当然,鼓励和引导在三个阶段的侧重点不同,方法和措施也不同。


  2.1 课前预习


  实验教学的第一步是引导学生读懂实验原理、实验方法,了解实验仪器结构及其使用方法、实验运行机理等基本知识[3]。通常情况下,这项工作是学生通过课前预习教材或相关资料来完成的。课前预习为第二阶段准备基本知识,从某种意义上来看,它决定第二阶段的成败。所以,学生应该认真预习,掌握实验操作的基本知识,为第二阶段打下坚实基础。在这一阶段中,教师鼓励和引导的重点应该是学生的学习态度,而能够检验学习态度的最好途径是审查学生的预习报告。在平时的实验教学中,笔者发现有些学生撰写的实验名称和目的、实验仪器、实验原理、主要实验步骤等都是照抄教材的,不肯下苦功去了解和学习,当要求其回答实验原理和步骤时,往往是一问三不知,这显然是应付了事。而有些学生则非常认真,不仅认真预习、积极思考,而且能用自己的语言撰写预习报告。当要求这些学生回答相关问题时,他们的表现往往是不但知其然,而且知其所以然。因此,对于认真预习的学生,教师可在全班进行表扬,并把这些学生的预习报告作为范本,要求其他学生学习借鉴,同时对于不认真预习的学生提出批评。这里应注意,鼓励和引导不能只讲好的不讲坏的。相反,涉及原则问题时,教师一定要表明立场,决不迁就。这也是引导,是从反面来引导。


  2.2 实验操作与记录


  在这一阶段,学生需要做的事情很多,主要有:一是遵守实验室的规章制度,尤其是实验操作的安全规程;二是听取教师进行实验讲解;三是按照实验步骤完成操作;四是观察实验结果,做好实验数据的记录和处理。其中,最重要的是第一项和第四项工作。因为,实验室的规章制度与实验操作的安全规程是确保学生生命和实验财产安全的保障,必须严格遵守和执行,不能有半点疏忽。因此,凡是在这方面做得好的学生都要及时进行表扬和肯定,从而引导所有学生自觉养成遵守规章制度的良好习惯。观察实验、做好实验数据的记录和处理是整个物理实验教学的核心内容,既是重点又是难点。为此,应确保做到两点:一是实验数据记录要客观真实,二是对实验数据进行准确的分析和处理。在实验操作过程中获得真实的数据非常重要[4],基于此,针对有些学生抄袭他人实验数据的情况,一方面教师要预先强调不能抄袭,一经发现将在平时成绩中扣除一半分数;另一方面,对认真观察实验现象、做好实验记录的学生在全班进行表扬。


  关于对实验数据的分析和处理问题。由于基础性实验、验证性实验、综合性实验和设计性实验各自特点不同,因此鼓励和引导的方式方法也不同。这里仅以基础性实验为例,如薄透镜焦距的测定实验,其目标是让学生掌握测量聚透镜和发散透镜焦距的方法。通常有三种方法:一是自准直法测量凸透镜焦距,二是共轭法测量凸透镜焦距,三是物距和像距法测量凹透镜焦距,这三种方法的难度依次递增。以2018级能源班(35人)为例:对于第一种方法,在预习基础上,大约有3/4的学生能够很快掌握,但还有1/4的学生学不会。这时笔者适时给予鼓励,让他们各自找出没有测出数据的原因。经过努力,这部分学生也在较短时间内掌握了测量方法。对于第二种方法,大概有2/3的学生能够顺利掌握,有1/3学生不能掌握。这时笔者发现顺利掌握的学生平时上课都能够认真听讲并勤于思考,于是马上对这些学生进行表扬,同时对没有掌握的学生说:“你们通过努力,反复查阅教材的操作步骤并加以分析也一定能够掌握。”果不其然,经过努力,不久后这部分学生也掌握了测量方法,并且他们的脸上充满自信。第三种方法难度最大,仅有一半学生能够顺利掌握。这时笔者发现这部分学生平时动手能力强且善于思考并马上对他们进行了表扬,同时对没有掌握的学生说:“你们也一定可以掌握,但要反复查阅操作步骤并多加分析。”经过努力,不久后绝大多数学生都掌握了测量方法。个别学生虽然反复多次操作但还是无法掌握,遇到这种情况时教师不应该对其进行斥责,而应该对其进行耐心指导并加以鼓励,在这种鼓励下学生最终通过自己努力也能掌握测量方法。由此可见,在平时的教学过程中教师引导学生不仅要做到认真预习,而且要勤于思考、善于思考,遇到问题不要轻易放弃,经多次反复练习一定能够达成目标。


  2.3 撰写实验报告


  实验报告是对实验教学成果进行总结的书面材料,撰写实验报告要做到格式规范、简明扼要、文字通顺、表达清晰、图表规范、数据真实、分析合理和结论正确。一份合格的实验报告起码要有如下三个方面的内容:一是简要说明本实验的原理和操作方法,二是全面客观记录本实验的条件和全部实验信息,三是合理分析和解释实验结果,得出自己的实验结论[5]。凡是缺少这些内容的实验报告都算作不合格,需要重新撰写。同时,对态度不认真的学生进行批评,其中要重点鼓励和引导学生逐步提高综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力[6]。以气垫导轨测量速度与加速度的实验为例,综合运用所学知识和技能减少数据误差是本实验的核心内容,实验报告中的误差分析与处理是最灵活、最能体现学生观察、分析和处理能力的部分。实验过程中,很多学生在对测量结果进行误差分析时,没有注意到实验条件和实验方法不同对误差的影响,因此未能对误差做出合理解释。也有一部分学生做得非常好,他们通过综合运用所学知识和技能得出了结论:采取不同的实验条件和实验方法,可以减少误差。对于这些优秀的实验报告,教师在全班进行了表扬并给出了满分,引导学生向培养创新能力方面发展。


  3 鼓励引导式教学法的实施效果


  3.1 提高了学生上课的自觉性和主动性


  “以学生为中心”的鼓励引导式教学,是建立在充分尊重、信任学生和良好的师生关系基础之上的,在平时的实验教学中,学生都能以认真严谨的态度、自觉地上好每次实验课,全力配合与支持教师的各项教学活动。


  3.2 培养和锻炼了学生发现分析和解决问题的能力


  在实验教学过程中,教师根据学生的个性特点和班级情况加以鼓励引导,要求每名学生都要把握实验的基本内容,抓住实验重点,通过正确的实验方法,依靠自己的能力独立完成教学任务。例如,一名因刻苦钻研、勤学好问而多次受到表扬的学生分享了自己的学习收获:在预习时遇到“两朵乌云”和“三大发现”这两个概念,觉得很好奇,后来查阅互联网和其他资料,详细了解了它们的来龙去脉和前因后果,从而更好地理解了物理学的发展历史及科学家勤奋而艰辛的探索过程。


  3.3 取得了硕果累累的成绩


  通过鼓励引导式教学,大学物理实验课程的学期总评成绩普遍提高,更为重要的是,学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力显著提高,突出表现在学生能够根据要求进行物理实验的设计并取得较好成绩。在2018年广东海洋大学物理实验设计大赛应用题组《海(波)发电机》的比赛中,黄某鑫等三个小组共13名学生获得一等奖,钟某龙等五个小组共25名学生获得二等奖,黄某宋等2个小组共9名学生均获得三等奖;在2019年广东海洋大学物理实验设计大赛基础题《热透镜效应》的比赛中,何某尉等二个小组共5名学生获得一等奖,郭某佩等二个小组共7名学生获得二等奖。此外,笔者指导光电1142刘某山等5名本科生申报省级大创课题《基于互联网智能果蔬花卉培养系统的研究》并得到立项。笔者指导、学生署名的论文《基于THDCE-20摄像头成像的牛顿环实验设计》发表在《实验科学与技术》,《基于WIFI的室内智能蔬菜无土栽培结构设计》发表在《中国农学通报》,《牛顿环图像的显示:从传统实验装置到Android界面》发表在《机电工程技术》。


  4 结语


  在大学物理实验教学过程中,教师要特别留意学生的天赋或闪光点,及时加以肯定和表扬,并据此有针对性地引导学生学习。这种教学法有利于构建“以学生为中心”、以教师为主导的教学模式,有利于调动学生的主动性和积极性,有利于培养和锻炼学生发现、分析和解决问题的能力,有利于创新型人才的培养。


  参考文献


  [1] 张凤琴,林晓珑,王逍.创新人才培养下的大学物理实验教学改革研究[J].大学物理,2017,36(3):36-39.


  [2] 中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典[M].北京:商务印书馆,2005:391,1627.


  [3] 刘名扬,王麒麟.大学物理实验教学改革及成效[J].实验室研究与探索,2009,28(7):138-140.


  [4] 霍剑青,王晓蒲.大学物理实验信息化教学与物理实验教学方法[J].中国大学教学,2007(7):78-81.


  [5] 陈巧玲.工科大学物理实验[M].北京:清华大学出版社,2021:4-5.


  [6] 杨嘉,贺秀良,刘文辉.大学物理实验课教学模式与教学方法的探索[J].实验技术与管理,2009,26(4):206-208.


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