物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新

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1.物理實(shí)驗(yàn)課程按照層次的高低可以分為不同類型:

科學(xué)小實(shí)踐、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、基本實(shí)驗(yàn)。其中基本實(shí)驗(yàn)是最低層次,主要是接受知識(shí)的過程,屬于一級(jí)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)體系。綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)屬于二、三級(jí)的物理實(shí)驗(yàn)等級(jí),從接受知識(shí)發(fā)展到運(yùn)用知識(shí)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)。最高級(jí)的是科學(xué)小實(shí)踐,指在實(shí)際中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活和學(xué)習(xí)中的問題。新型物理實(shí)驗(yàn)課程體系更加注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,而非只是簡單的重復(fù)和驗(yàn)證。不同級(jí)別的物理實(shí)驗(yàn)代表著實(shí)驗(yàn)技能發(fā)展水平是由低到高不斷進(jìn)步的。每一級(jí)的物理實(shí)驗(yàn)都需要一定的時(shí)間來學(xué)習(xí)和掌握,最終走向科學(xué)的高峰。

(1)基本實(shí)驗(yàn)是普及實(shí)驗(yàn),能夠滿足理、工、文、商等各專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)物理基礎(chǔ)知識(shí)的需求。它主要包括物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能的訓(xùn)練,基本測量方法以及對(duì)生活常見的物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),如力、熱、電、光等。一級(jí)物理實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行更高級(jí)物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)和前提,絮叨得到徹底的貫徹和全面的掌握。

(2)二、三級(jí)物理實(shí)驗(yàn)的難度和復(fù)雜程度都大于基本物理實(shí)驗(yàn),但它們也更具趣味性,更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí),綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)是由教師提前擺好實(shí)驗(yàn)設(shè)備,準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需的材料,學(xué)生只是單純的做實(shí)驗(yàn),往往對(duì)實(shí)驗(yàn)原理卻不求甚解,背離了物理實(shí)驗(yàn)的初衷。新型的物理實(shí)驗(yàn)體系強(qiáng)調(diào)教師要以學(xué)生為主體,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí),自己設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)。在摸索和失敗中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),加深對(duì)物理原理的理解和掌握。二、三級(jí)物理實(shí)驗(yàn)課程適于理工科學(xué)生對(duì)物理學(xué)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

(3)四級(jí)物理實(shí)驗(yàn)以科學(xué)小實(shí)踐為主,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究和開發(fā)運(yùn)用物理知識(shí)的能力。學(xué)生需要自己開發(fā)課程來進(jìn)行深入研究,難度比較大。因此,四級(jí)物理實(shí)驗(yàn)課程一般作為物理類專業(yè)學(xué)生的必修課,而對(duì)非物理類專業(yè)的理科學(xué)生來說則可作為選修課。

2.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

創(chuàng)新教學(xué)環(huán)境物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容要體現(xiàn)時(shí)代性和先進(jìn)性。隨著物理學(xué)的不斷更新發(fā)展,在各級(jí)物理實(shí)驗(yàn)課程中,都應(yīng)該采用新的現(xiàn)代科技,與社會(huì)接軌,做到學(xué)以致用。

例如,在對(duì)全校工、商、文科學(xué)生一、二年級(jí)所開設(shè)的物理實(shí)驗(yàn)中,已涉及光譜技術(shù)、真空技術(shù)、磁共振技術(shù)、核物理技術(shù)、X光衍射的技術(shù)、光纖技術(shù)、傳感器技術(shù)、光學(xué)信息處理技術(shù)等。這些實(shí)驗(yàn)的開設(shè),可以讓學(xué)生實(shí)際、直觀了解物理新科技的原理,拓展學(xué)生知識(shí)面,提升物理思維高度。目前,中國科技大學(xué)開設(shè)多元化的實(shí)驗(yàn)類型,以滿足不同層次學(xué)生的需求,包括公共必修實(shí)驗(yàn)、選修實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、開放實(shí)驗(yàn)等。首先,學(xué)校開設(shè)“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)”,利用現(xiàn)代高科技的信息技術(shù),讓學(xué)生能夠不受場地和時(shí)間的限制,通過互聯(lián)網(wǎng)來對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。學(xué)生可以更合理的安排自己的時(shí)間,甚至隨時(shí)隨地地展開物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。

教師在這里只是對(duì)學(xué)生進(jìn)行一些輔助和啟發(fā),讓學(xué)生有足夠的空間去探索和總結(jié),并找出自己的創(chuàng)新點(diǎn),加以論證。最后,學(xué)校為學(xué)生開設(shè)各類仿真實(shí)驗(yàn)室,充分運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù),把計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件和實(shí)際試驗(yàn)結(jié)合起來。這樣不僅能夠讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)進(jìn)行試驗(yàn)操作,而且能夠提高那些復(fù)雜程度和困難程度高的物理實(shí)驗(yàn)的成功率。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的使用、管理和維護(hù)的工作中,改變了通常學(xué)生與實(shí)驗(yàn)室設(shè)備單純的使用與被使用關(guān)系,使我們?cè)谧灾鬟M(jìn)行實(shí)驗(yàn)的同時(shí),也是參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管理和維護(hù)中,這不僅實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)備維護(hù)的常態(tài)化管理、減輕了實(shí)驗(yàn)室工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度,也提高了學(xué)生自覺維護(hù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的責(zé)任感和自覺性,培養(yǎng)了學(xué)生良好的工作習(xí)慣和職業(yè)素養(yǎng)。

創(chuàng)新的實(shí)踐教學(xué)管理模式,實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)約、現(xiàn)場實(shí)際操作、設(shè)備自動(dòng)管理、過程全程監(jiān)控。我們以自主式、合作式、研究式等方式完成各種實(shí)踐訓(xùn)練,有效鍛煉了我們的自主實(shí)踐能力,增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)及工作責(zé)任心。

2.1充分利用教學(xué)資源,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量由于開放實(shí)驗(yàn)室允許同學(xué)們根據(jù)各自所需自主地選擇時(shí)間和方式進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn),這樣顯然可以最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室資源效益,實(shí)現(xiàn)資源共享,提高儀器設(shè)備的使用效率。開放實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)容形式多樣,我們既可以做實(shí)驗(yàn),也可以討論問題;既可以對(duì)上次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行再做或者選做一些新實(shí)驗(yàn),也可以根據(jù)自己的興趣做一些課外實(shí)驗(yàn),這樣學(xué)生自主實(shí)驗(yàn),不僅可以消除傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中因?qū)嶒?yàn)時(shí)間不足而引發(fā)的問題,補(bǔ)充了課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足,也有利于培養(yǎng)我們的專業(yè)興趣,提升學(xué)生的專業(yè)知識(shí)能力,使同學(xué)們對(duì)知識(shí)的掌握更為深入更為系統(tǒng)。通過開放實(shí)驗(yàn)室讓部分實(shí)驗(yàn)放入學(xué)生自由時(shí)間中完成,不僅可以彌補(bǔ)理論課和實(shí)驗(yàn)課時(shí)的限制,也可以更合理地分配教學(xué)資源。同時(shí),還可以理論聯(lián)系實(shí)際,消除理論授課過程中的枯燥乏味感,從而更好的提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2.2依托科技競賽和大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃全方位培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力

2.3創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、卓越工程師人才培養(yǎng)體系建筑電氣與智能化創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)計(jì)劃以學(xué)生為主體,以創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)施為主線,在導(dǎo)師的指導(dǎo)下以學(xué)生特長、興趣為出發(fā)點(diǎn),注重過程訓(xùn)練和自主設(shè)計(jì),激發(fā)我們的科學(xué)研究興趣,著重培養(yǎng)我們自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及提出問題、分析問題、解決問題的能力。建筑電氣與智能化卓越工程師人才培養(yǎng)體系以提高我們的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo),從創(chuàng)新型高級(jí)工程應(yīng)用人才培養(yǎng)體系整體出發(fā),在對(duì)各教學(xué)環(huán)節(jié)整體優(yōu)化與提高的基礎(chǔ)上,以建筑智能化工程設(shè)計(jì)、工程開發(fā)、工程實(shí)施及工程管理四大主線,分層式、模塊化、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)人才培養(yǎng)新體系。

2.4大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新計(jì)劃對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)增益良多大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新計(jì)劃的實(shí)施,有利于培養(yǎng)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及提出問題、分析問題、解決問題的能力。創(chuàng)新型實(shí)踐計(jì)劃,可以鍛煉團(tuán)隊(duì)成員的默契度,以及團(tuán)隊(duì)的組織能力、協(xié)調(diào)能力和溝通能力。同時(shí),對(duì)提高大學(xué)生智能建筑工程實(shí)踐技能大賽水平,培養(yǎng)工科學(xué)生科技創(chuàng)新能力和工程適應(yīng)能力具有重要作用。

2.5大學(xué)生科技競賽著眼于工程化項(xiàng)目訓(xùn)練成效創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)科技創(chuàng)新平臺(tái)的搭建,可以使我們?cè)谡n余時(shí)間進(jìn)行拓展練習(xí)。根據(jù)大學(xué)生科技競賽的要求,我們可以模擬出基于特定工程場景的個(gè)性化訓(xùn)練項(xiàng)目,從材料準(zhǔn)備、節(jié)奏控制、戰(zhàn)術(shù)策略、時(shí)間把握、心態(tài)調(diào)整五個(gè)方面進(jìn)行訓(xùn)練,模擬比賽和工程實(shí)踐中可能出現(xiàn)的場景,對(duì)培養(yǎng)我們的應(yīng)變能力,提高我們的科技創(chuàng)新能力以及在大學(xué)生科技競賽中的成績有著重要意義。

3.結(jié)語

我們應(yīng)該進(jìn)一步開展創(chuàng)新實(shí)踐技能訓(xùn)練,開發(fā)、設(shè)計(jì)出代表樓控領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的、具有實(shí)用意義和價(jià)值的工程化訓(xùn)練項(xiàng)目。該創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)科技創(chuàng)新平臺(tái)的搭建,打破了傳統(tǒng)封閉的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,順應(yīng)了現(xiàn)代教育、教學(xué)的發(fā)展要求,對(duì)培養(yǎng)我們的創(chuàng)新能力,全面提高綜合素質(zhì)水平起到了積極的作用

作者：石曉林  單位：吉林工商學(xué)院基礎(chǔ)部