物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)“311”模式

時(shí)間:2022-12-05 09:39:55

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物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)“311”模式

摘要:為了更好地培養(yǎng)創(chuàng)新人才,構(gòu)建了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“311”創(chuàng)新模式,即3個(gè)學(xué)期開(kāi)設(shè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?個(gè)學(xué)期開(kāi)設(shè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?個(gè)學(xué)期開(kāi)設(shè)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)科研和創(chuàng)新能力.提出實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新模式和創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式,并就如何科學(xué)實(shí)施進(jìn)行了探索,在培養(yǎng)學(xué)生的科研能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力等方面取得了顯著成效.

關(guān)鍵詞:“311”創(chuàng)新模式;物理實(shí)驗(yàn)教學(xué);創(chuàng)新人才培養(yǎng)

物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要組成部分,既可以啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立解決問(wèn)題的能力,又可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維[1-3].國(guó)際上大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)倡導(dǎo)學(xué)生更加自主地探索,在近代物理實(shí)驗(yàn)中,倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)課題與科研相結(jié)合,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)科前沿接軌[4].為此,圍繞物理學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,提出三級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系.針對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性較差,難以達(dá)到“獨(dú)立、綜合、創(chuàng)新”[5-6]的培養(yǎng)目的這一問(wèn)題,重新構(gòu)建了地方師范院校物理學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,并相應(yīng)提出了“311”創(chuàng)新模式,在技能訓(xùn)練和人才培養(yǎng)方面取得了一些探索性成果.

1構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)“311”新體系

以地方師范院校辦學(xué)定位為依據(jù),以特色培養(yǎng)為目標(biāo),依托學(xué)科和師資資源,以學(xué)生為本,在專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)上首先打破力學(xué)實(shí)驗(yàn)、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)、電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)科界限,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系科學(xué)分層,基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)3個(gè)學(xué)期,即“3”;綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)1個(gè)學(xué)期,即“1”;研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)1個(gè)學(xué)期,即“1”.設(shè)定該體系下的階梯式分層實(shí)驗(yàn)教學(xué),旨在端正學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度,夯實(shí)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與能力的目的.1.1基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn).三級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系將力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基礎(chǔ)部分根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,依據(jù)由易到難,循序漸進(jìn)原則,分層整合成3個(gè)教學(xué)模塊:基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)Ⅰ,基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)Ⅱ和基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)Ⅲ,即“3”.在教學(xué)進(jìn)程的分配上,針對(duì)地方師范院校特點(diǎn),將該3大模塊分別開(kāi)設(shè)在第1,2,3學(xué)期.在教學(xué)方式上,重視夯實(shí)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論和基本技能,以彰顯對(duì)物理知識(shí)結(jié)構(gòu)的全面構(gòu)建和實(shí)驗(yàn)技能的穩(wěn)固提升.1.2綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)包括力、熱、電、光實(shí)驗(yàn)中的綜合實(shí)驗(yàn)部分、設(shè)計(jì)性課題和近代物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)典實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,在第4學(xué)期開(kāi)設(shè),即“1”.本學(xué)期的教學(xué)為學(xué)生重塑知識(shí)體系和提升實(shí)驗(yàn)技能起到承前啟后的作用,該階段也是學(xué)生綜合創(chuàng)新思維的形成階段,同時(shí)逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科研意識(shí).1.3研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn).研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)包括力、熱、電、光實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和近代物理實(shí)驗(yàn)中反映現(xiàn)代科技新成果和前沿性的內(nèi)容,在第5學(xué)期開(kāi)設(shè),即“1”.該學(xué)期旨在對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨(dú)立完成科研項(xiàng)目的能力加以培養(yǎng),并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行前沿性實(shí)驗(yàn)探究.“311”教學(xué)體系的構(gòu)建體現(xiàn)了向下延伸和向上拓展的特點(diǎn):向下延伸是要與新課標(biāo)體系下的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)接軌,立足地方性,突出師范性;向上拓展是把實(shí)驗(yàn)課程延伸到科研實(shí)驗(yàn)室,與現(xiàn)代科技發(fā)展的新成果和學(xué)科前沿接軌,強(qiáng)化實(shí)踐性,培養(yǎng)創(chuàng)新性.

2探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)“311”新模式

新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系創(chuàng)立了分層次循序漸進(jìn)的教學(xué)模式,其目的在于培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和創(chuàng)新能力,提出了“311”創(chuàng)新人才培養(yǎng)階梯型模式:“基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)→實(shí)驗(yàn)綜合能力與創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)→科研與創(chuàng)新能力培養(yǎng)”(見(jiàn)圖1).2.1基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ膭?chuàng)造性培養(yǎng).基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重在培養(yǎng)規(guī)范性[7],同時(shí)應(yīng)注重創(chuàng)造性的培養(yǎng).基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,重視樹(shù)立科學(xué)實(shí)驗(yàn)意識(shí),端正科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度,規(guī)范科學(xué)實(shí)驗(yàn)行為,培養(yǎng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)在貫徹紿終.因此,將夯實(shí)基礎(chǔ)和扎實(shí)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本功的任務(wù),放在低年級(jí)3個(gè)學(xué)期進(jìn)行培養(yǎng)訓(xùn)練,即“3”.與此同時(shí),在先教后學(xué)、先講后做及學(xué)生預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論等方面突出創(chuàng)造性,在教學(xué)相長(zhǎng)過(guò)程中不斷探求創(chuàng)造新方法,研究解決學(xué)生培養(yǎng)過(guò)程中遇到的各種新問(wèn)題.2.2實(shí)驗(yàn)綜合能力與創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng).綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),從查閱資料,提出課題,到設(shè)計(jì)方案,準(zhǔn)備儀器,撰寫(xiě)論文和論文答辯整個(gè)過(guò)程中,讓學(xué)生始終處于主導(dǎo)地位.本階段占用1個(gè)學(xué)期,即“1”,通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生獲得一整套綜合研究的方法訓(xùn)練,進(jìn)而綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新意識(shí)得以提高和培養(yǎng).2.3科研與創(chuàng)新能力提高階段.在高年級(jí)的1個(gè)學(xué)期,即“1”,倡導(dǎo)科研型訓(xùn)練,將實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)驗(yàn)成果延伸到科研項(xiàng)目中.引導(dǎo)學(xué)生對(duì)近代物理實(shí)驗(yàn)中具有前沿性的內(nèi)容進(jìn)行研究學(xué)習(xí),也可以從教師正在進(jìn)行的科研項(xiàng)目中進(jìn)行選題,結(jié)合教師的科研成果進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn).同時(shí)還可以由學(xué)生提出感興趣的實(shí)驗(yàn)課題,讓學(xué)生較早地接觸到科研,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表科研論文.對(duì)于有標(biāo)志性成果的學(xué)生要給予獎(jiǎng)勵(lì),以此激勵(lì)學(xué)生大膽思維,勇敢探索,樂(lè)于創(chuàng)新,培養(yǎng)和提高學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力.

3科學(xué)實(shí)施“311”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的效果

“311”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的實(shí)施,應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)模塊,從教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)方法和手段.教學(xué)評(píng)價(jià)和反饋等諸方面進(jìn)行相應(yīng)改革,科學(xué)制定詳細(xì)的、具體的和可行的配套措施.3.1新體系下的教學(xué)大綱.“311”新體系實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱按照分層次教學(xué)模塊編寫(xiě),應(yīng)體現(xiàn)出新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的特色和創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的培養(yǎng)目標(biāo).在基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)部分,要體現(xiàn)向下延伸的特點(diǎn),將中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有機(jī)地融入,如“電位差計(jì)測(cè)電動(dòng)勢(shì)”的實(shí)驗(yàn),同時(shí)要讓學(xué)生掌握中學(xué)用“伏安法測(cè)電動(dòng)勢(shì)”的方法,并且對(duì)2種方法進(jìn)行分析比較.在研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)部分,要?jiǎng)?chuàng)造條件盡可能地開(kāi)發(fā)與前沿接軌的課題.同時(shí)要按照新實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱重新編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書(shū).實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書(shū)的編寫(xiě)既要“細(xì)”和“準(zhǔn)”,又要全面和深入,將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段等方方面面的教學(xué)改革成果都在實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書(shū)中全部體現(xiàn).3.2“嚴(yán)、放、帶”的課堂教學(xué)改革.實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的各個(gè)層次,應(yīng)選擇不同的教學(xué)方法和教學(xué)手段,分別進(jìn)行課堂教學(xué)改革,突出各自的教學(xué)特點(diǎn).對(duì)于基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn),突出“嚴(yán)”字,“嚴(yán)”就是夯實(shí)基礎(chǔ).實(shí)驗(yàn)教學(xué)各環(huán)節(jié)要嚴(yán)格、規(guī)范.預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)以問(wèn)題為導(dǎo)向,向?qū)W生下發(fā)預(yù)習(xí)思考題,通過(guò)預(yù)習(xí)讓學(xué)生提出問(wèn)題,既培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力,也使教師的講解有了明確的針對(duì)性.在實(shí)驗(yàn)課的指導(dǎo)上,應(yīng)有啟發(fā)性,注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探索精神.在低年級(jí)通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生學(xué)風(fēng)端正、思維嚴(yán)謹(jǐn)、操作規(guī)范和技能扎實(shí)的基本素養(yǎng),接受科學(xué)的思想和嚴(yán)格的研究方法訓(xùn)練.綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),突出“放”字,“放”就是擴(kuò)散思維,對(duì)學(xué)生給予較多的自由空間,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索,以科研的方式進(jìn)入課題,進(jìn)行實(shí)驗(yàn).研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),突出“帶”字,“帶”就是示范啟迪,通過(guò)聘請(qǐng)一批高水平的、經(jīng)驗(yàn)豐富的骨干教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)課題研究,通過(guò)言傳身教把學(xué)生逐步帶入科學(xué)研究殿堂.3.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系改革.基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)考核突出過(guò)程性考核,實(shí)驗(yàn)成績(jī)中增加預(yù)習(xí)成績(jī)和操作成績(jī)的比重,實(shí)驗(yàn)總成績(jī)=預(yù)習(xí)成績(jī)(20%)+操作成績(jī)(40%)+實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)(40%).預(yù)習(xí)成績(jī)要從預(yù)習(xí)思考題和課堂提問(wèn)的完整性、正確性以及有無(wú)創(chuàng)新性等方面予以評(píng)定;操作成績(jī)要從學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度,實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范程度,操作技能的熟練程度以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的合理性給出成績(jī);實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)要從報(bào)告的完整性,數(shù)據(jù)處理的正確性,誤差分析的客觀性和思考題回答的準(zhǔn)確性4個(gè)方面予以評(píng)定.綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)考核,要采用課程論文答辯方式,由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師組成考核小組,進(jìn)行綜合評(píng)分.研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)考核,要由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師組成考核小組,以研究性報(bào)告的水平和標(biāo)志性成果作為考核依據(jù).通過(guò)相對(duì)應(yīng)的科學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè),及時(shí)檢驗(yàn)創(chuàng)新模式的實(shí)踐效果,同時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)校正,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)呈現(xiàn)良性循環(huán)的態(tài)勢(shì).

4結(jié)語(yǔ)

“311”創(chuàng)新模式構(gòu)建了物理學(xué)專(zhuān)業(yè)多層次階梯式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,形成科學(xué)有效的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式.通過(guò)“311”創(chuàng)新模式教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生們近2年在各種大賽中取得優(yōu)異成績(jī),如在2015年、2016年山西省大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽中,我系學(xué)生均獲得二等獎(jiǎng)的好成績(jī),在全省師范院校中名列前茅;在第七屆全國(guó)大學(xué)生與研究生物理教學(xué)技能展評(píng)暨自制教具與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)展評(píng)中,6名參賽學(xué)生全部獲得一等獎(jiǎng);并且不斷有學(xué)生將自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)化為科研成果,發(fā)表了相應(yīng)的學(xué)術(shù)論文[8],實(shí)現(xiàn)了學(xué)生科研的零突破.“311”創(chuàng)新模式在培養(yǎng)學(xué)生的科研能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力等方面雖然取得了一些成效,但能否很好地適應(yīng)新形勢(shì)的發(fā)展和需要,目前還處于探索和實(shí)踐階段.“311”創(chuàng)新模式還需進(jìn)一步完善,將“獨(dú)立、綜合、創(chuàng)新”原則滲透到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),發(fā)揮其培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的作用.

作者:李建英 韓新華 單位:忻州師范學(xué)院

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