实验教学对学生探究思维能力的培养.docx

引言大学物理实验是大学物理课程教学的重要组成，也是很多工科学生进入大学后所开设的一门系统的必修实验课，主要是让学生将理论知识的学习和实际实验现象相结合，培养学生直观的科学认知和严谨的科学素养。物理是一门以实验为基础的自然学科，很多物理理论和规律都是通过实验的方法得到的，所以物理实验课程对学生理解大学物理课程的理论知识也至关重要。当今社会，科学技术日新月异，创新是国家民族进步的灵魂，创新思维的培养是大学教育的重要方面。大学物理的教学更应该适应时代的需要，不断改革探索新的教学方法，切实做到把创新思想教育贯穿到每一个教学环节。在知识经济迅速发展的今天，各学科广泛的深入的交叉融合，因而大学物理实验也已经成为了和物理、数学、计算机、材料等学科密不可分的综合性学科。当前大学物理实验的教学过程中过于注重相关理论知识的讲解，老师讲的多而学生思考少，忽视了学生对所学知识灵活运用能力的训练和培养，不够重视学生科学素养和实验操作能力的培养。大学物理实验应该是让学生成为主体，运用所学的知识去探究式地解决问题，在解决问题的过程中培养学生严谨的治学态度和开放式思维。新形势下如何突破传统大学物理实验的教学模式，充分利用现代教育手段，充分发挥青年教师科研素养的优势，以更好地培养现代社会具有创新思维的高素质人才，是大学物理教学改革的重要方面。1优化课程内容现代社会科技飞速发展，新知识新技术不断涌现，把大学物理实验的教学和现代科技发展结合起来，不断更新课程内容，才能适应新时代教学的需要，更好地打开同学们科学视野，激发学生的学习兴趣。课程的内容既要有大学物理的基本理论又要新增新的实验项目，做到大学物理实验课程真正地与时俱进，切实培养学生的科学素养和综合能力。大学物理实验教材是教学的重要工具，也是学生学习的重要参考书，教材内容和编排方式直接关系到大学物理实验课程教学质量。传统的大学物理实验教材过于重视理论的讲解，大量的公式推导，让学生预习起来比较吃力。而实验设备的介绍部分，有时和实验室的仪器型号不符，到实验室后难以很快地熟悉仪器，影响了课堂上的学习效率。对实验步骤的讲解比较抽象，学生通过自学很难独立完成实验，还需教师课堂上的演示操作，这样很难发挥学生的探究能力。因而，编排和大学物理实验室相应的实验教材，对实验原理简洁的介绍，注重对实验操作和实验中问题的讲解，让学生更快地进入到实验中尤其重要。另外，把与实验相关的最新科技进展放到实验教材内，让学生去思考和了解。比如说反常霍尔效应是我国科学家的重大发现，在霍尔效应实验中就可以新增该研究成果，并附上相关的科技文献。通过霍尔效应和反常霍尔效应的发现历程，来让同学们了解科学是不断发展的，科技的海洋是很辽阔的，也是很神秘的，鼓励同学们去探索新的知识。通过类似这样的教学方式，鼓励同学们要有创新思维，勇于创新，具有创新能力是现代大学生的重要能力素养。课程增加设计实验部分，让同学们由被动地接受知识转变为主动地实验方法的设计者。在探究实验方法的过程中，学生会认真思考，交流讨论等解决具体的科学问题，对学生的独立思考和团队合作能力都是很好的锻炼。学生通过思考可以更好地理解实验内容，加深学习的印象，又可以提高学生的学习兴趣。新增演示实验和选做实验，让大学物理实验与实际的科技和生产更近距离，让学生在课堂上能够学到前沿的知识。2各院系分阶段开设实验项目目前，全校的工科学生所开设的大学物理实验项目几乎都是一样的，采用循环上课的模式。然而不同院系学生的专业背景不一样，未来所侧重的方向也不太一样，针对不同的院系专业开设更匹配的大物实验很有必要。这样才能更好地发挥大学物理实验教学在专业人才培养中的作用，才能更好地为学生的全面发展做出贡献。比如：对建筑工程学院的学生就多开设力学方面的实验，以让学生对力学具有更直观的认识;对计算机专业的学生可以增加智能化的实验项目;对材料化学学院的学生可以适当增加材料的电学、光学、传感器等方面的实验项目，以让学生能更好地理解材料的特性;对物理学院的同学则要侧重重要的物理理论实验开设，如：光电效应、霍尔效应等，让物理专业学生对光的波粒二象性、和霍尔效应等物理规律有更深刻的理解和认识。大学物理实验一般是大学一、二年级开设的课程是同学们进入大学阶段首先接触到的实验课程，因而合理地分阶段教学，让学生能够循序渐进地提高动手能力和探究问题的能力对学生的全面素质的培养很重要。大一阶段开设基础的力、热、光、电方面的实验项目，让同学们对基本的物理现象有基本的认识，也培养他们进实验室的良好习惯和解决实验中问题的能力。在大二阶段可以根据专业特点开设相应的综合性实验和设计性实验，让同学们开阔科学视野和学习思路，很好地培养学生的动手实践能力和创新精神。3以学生为主体的探究式教学众所周知，学生是教学的中心，我们不仅要让学生学会，而且还要让同学们会学，让学生在学习知识的同时获得解决问题的能力。当前大学物理教学主要还是老师讲解理论，学生单方面地接受所学内容，学生没有思考的空间。还有老师多数要演示实验操作过程，学生就按部就班地模仿老师的步骤测得实验数据，包括实验数据的记录表格数据处理和误差分析的方法都是按老师要求的步骤完成。这样造成的结果是学生在实验理论学习和实验步骤方面都没有自己的想法，为完成任务而做实验，实验报告千篇一律，没有学生自己的理解思考和创造，整个教学过程很难起到学生创新能力的培养的教育目的。所以大学物理的教学要从老师讲解和演示，转变为老师引导，学生思考探究的教学模式，让学生思考问题和解决问题贯穿到整个教学过程。 在实验原理和测试方法的理解方面，引导着学生思考，会让同学们对实验感兴趣，又理解深刻。比如：讲解分光计的调节和使用实验中的偏心误差时?先让学生理解不考虑偏心误差的情况，之后发问让同学们思考这样的测试误差来源会有哪些?有些同学会提到偏心误差的存在。那么就紧接着让学生自己想办法减小偏心误差的办法?学生开动脑筋加上预习的过程，就会真正深刻地理解实验双刻度设计的重要作用，接着让同学们试着读数。试着判断所读数据和实际转动的角度大致相符吗?这样慢慢地引导学生思考，层层递进就会让同学们自己开动脑筋理解偏心误差和仪器的读数方法。这样的教学事半功倍，既能激发学生对实验的兴趣，还会让同学们感触到科学的严谨，从而让同学们养成从严治学的好习惯。再如迈克尔逊干涉仪的实验，可以开始就先让同学们大致了解实验所用激光波长的数量级是纳米量级的，而我们所用的仪器是普通的机械仪器，那么怎么巧妙的设计来测波长呢?让同学们对迈克尔逊干涉仪的设计由心地感觉到好奇，为迈克尔逊科学家心生敬佩，在点滴的教学中就可以培养学生的对科学的热爱和敬仰。之后再带领同学们理解迈克尔逊干涉现象和仪器的设计巧妙，在测试的过程中同学们做到知其然必知其所以然。这样让同学们通过思考感悟到的知识理论，会让他们感受到科学的奇妙和对未知世界探究的兴趣。在实验过程中要让同学们自己去探索测试的方法，这样同学们就会探究实验的原理和怎样借用仪器得到所需测量的物理量。老师仅仅是解决实验中遇到的仪器的故障问题，老师们成为帮助者的身份，而不再是灌输知识的角色。在经过自己思考以及和同学们一起讨论之后，同学们最后完成了实验的过程会让同学们很有成就感，对实验会有自己的观点和分析。另外，还很好地培养了同学们的独立思考和团队合作的精神，而这些素养都是当今社会的人才必备的品质，对学生未来在社会上成为国家栋梁至关重要。4运用微课、翻转课堂等现代教育方式促进教学模式变革在数字时代，随着互联网对当今社会的全面冲击，新的教育理念教育方法技术也都在不断地涌现，微课、翻转课堂、慕课、e-learning等现代教育技术改变着整个传统教学模式。大学物理课程的教学也要跟上时代，结合学生的学习新理念来推进更有效的教学方法。在预习阶段，可以把实验原理和实验仪器的介绍作为若干个微课，借助于学校的e-learning平台，让学生预习了解实验内容和实验仪器，这样要比单纯的预习教材要直观很多，当然预习效果也会大大提高。另外，借助于e-learning平台，让同学们在网上完成预习环节，可以完成课前测试又可以和老师及时沟通讨论实验的相关问题。这样就把传统的课堂师生交流，扩展到了随时随地，打破了传统课堂的时间和空间的限值。完成有效的预习后，当同学们来到实验室就可以更快地进入实验状态，从而采用翻转课堂的全新教学方法来更有效地完成大学物理实验的教学。实验报告的上交也在网上完成，老师可以及时向学生反馈实验报告中的一些问题，有利于学生在以后实验中更正，学生也可以根据自己实验过程中的思考感受向老师提意见，不断实现教学相长。这样通过微课、翻转课堂、慕课、e-learning等现代教育技术和大学物理教学的各个环节有效合理地结合起来，将会显着提高大学物理的教学质量。5开放实验室鼓励创新为了向学生提供更好的创新平台，也为了让大学物理的实验室提高利用率，开放实验室已是很好的教学方式的创新推进。实验室向同学们开放可以预约到同学们感兴趣的实验项目，就要增加硬件设施，增加一批和现代科技相关的实验。让实验室成为同学们放飞创新思想的试验田，让有想法、有兴趣、有能力的优秀学生，有机会有平台实现自己的创新设想。还可以开设课题小组，由指导老师辅导引领同学们自己设计一些创新的实验设备和成果，同时参加当代大学生创新实验大赛，开阔同学们的眼界，鼓励同学们敢于创新。6结语大学物理实验是理工科学生的重要实验课程，更是培养学生动手能力、创新思想的重要环节。通过该课程养成认真、严谨、勇于创新的好习惯，对学生后续课程的学习至关重要。所以针对当前大学物理实验教学还存在一些问题，改革教学方法，突出创新能力的培养势在必行。以能力培养为向导，在教材的更新、教学方法与时俱进、开放实验室等方面进行改革，增强大学物理实验的基础课程的作用，重点培养学生的创新能力。通过教学改革，让大学物理实验课程真正成为学生放飞创新思想的蓝天。