大學(xué)物理實驗教學(xué)對比分析論文
大學(xué)物理實驗是理工科學(xué)生進入大學(xué)后首先要接受的系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓(xùn)練。[1-2]通過大學(xué)物理實驗課程的學(xué)習(xí)，不僅可以使學(xué)生了解實驗現(xiàn)象，理解實驗原理，掌握物理概念和規(guī)律，而且可以使學(xué)生掌握基礎(chǔ)的實驗方法，培養(yǎng)提高學(xué)生的動手能力、觀察能力、創(chuàng)新思維能力、聯(lián)系實際分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生從而完成從事科學(xué)研究的基本訓(xùn)練，同時為下一步專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。基于此，如何利用好有限的課堂講授時間，提高大學(xué)物理實驗教學(xué)質(zhì)量，并借此促進提高大學(xué)生其它課程的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量，成為大學(xué)物理實驗教師需要認真思考的問題。本文從本校的物理實驗教學(xué)實際出發(fā)，結(jié)合目前高等院校的物理實驗教學(xué)安排和具體過程，將幾種常用的物理實驗教學(xué)方法進行對比分析，目的是選擇更加適合本校學(xué)生的物理實驗教學(xué)手段，提高現(xiàn)存的物理實驗教學(xué)能力，同時為其他院校提供可參考的物理實驗教學(xué)方法。
1常用實驗教學(xué)方法
目前，針對大學(xué)物理實驗的教學(xué)，常見的實驗方法有：自主學(xué)習(xí)法、理論講授法、實物演示法、PPT教學(xué)、微課等模式。所謂自主學(xué)習(xí)法，就是老師將實驗的重點和主要內(nèi)容及注意事項等寫于黑板上，學(xué)生參照黑板獨立完成實驗。理論講授法（A），是指實驗教師利用課堂30分鐘的時間，對學(xué)生進行理論指導(dǎo)，講述其實驗原理、實驗?zāi)康模瑢嶒瀮?nèi)容及注意事項。實物演示法（B）：是教師在講授其理論的基礎(chǔ)上，將實驗儀器放置講臺，對照實驗步驟進行現(xiàn)場的描述和講解。PPT教學(xué)（C）是將授課內(nèi)容制作成PPT課件，進行多媒體授課；微課[3-5]（D）是以視頻為主要載體，教師圍繞某個知識點有針對性地進行內(nèi)容設(shè)計，將其呈現(xiàn)在學(xué)生面前。
2實驗教學(xué)方法的對比研究
針對高校常見的大學(xué)物理實驗教授方法，本文選擇2016級10個班的學(xué)生，每兩個班為一組，共分為5組，以未做過的“電位差計校準微安表”實驗為例，進行對比分析。由于大學(xué)物理實驗課程大都是針對剛?cè)雽W(xué)的一年級新生，很多儀器沒有接觸過，讓其獨立完成難度系數(shù)較大，考慮到學(xué)生人身安全和可能導(dǎo)致的儀器高損壞率，本文沒有將“自主學(xué)習(xí)法”列為分析對象。對于其它四種方法，以實驗的完成率為研究對比對象，其結(jié)果如表1所示。其中，微課是根據(jù)“電位差計校準微安表”的實驗內(nèi)容和要求，結(jié)合實驗儀器和學(xué)生情況，內(nèi)容包括電位差計的基本原理，校準微安表的方法，儀器介紹和實驗過程的注意事項等，將其錄制成10~20分鐘的微課課件，提供給學(xué)生，要求其在實驗之前對電位差計的知識有系統(tǒng)的理解，課上老師在針對其實驗重點和注意事項進行簡單介紹，之后進行實驗。
3結(jié)果的分析與討論
從學(xué)生的實驗完成情況來看，將現(xiàn)代化的信息手段應(yīng)用到物理實驗教學(xué)中能明顯提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。單純的.理論講授（A）學(xué)生的完成率最低，主要原因是，實驗教師的教學(xué)過程一般分為三步，首先是理論知識的講解，其次是實驗的內(nèi)容及要求，最后是實驗的具體步驟及注意事項。在很大程度上理論的講解是不斷地重復(fù)和驗證教材上已有的定理和定律，哪怕老師講得再好，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難免會覺得枯燥和沒有挑戰(zhàn)性，導(dǎo)致學(xué)生注意力分散不集中。一般來講，大學(xué)學(xué)生的注意力集中在一件事情上的時間在15分鐘左右，長時間地學(xué)習(xí)很容易讓學(xué)生感到疲勞從而失去耐心。在這種情況下，當(dāng)講到實驗的具體操作情況時，學(xué)生沒能引起足夠的注意，造成講課時沒有聽、實驗時瞎摸瞎撞浪費時間，從而很難在規(guī)定時間完成實驗。當(dāng)老師講電位差計搬到講臺進行實物演示時，能夠再次集中學(xué)生的注意力，促使學(xué)生認真聽課，但是由于儀器大小有限以及講臺距離的限制，尤其后排的學(xué)生很難看到完整的演示內(nèi)容并理解其實驗具體步驟，導(dǎo)致實物演示后完成率提高的幅度不大。相對來講，利用PPT制作課件應(yīng)用于大學(xué)物理實驗，通過大屏幕將實驗的目的、原理以及內(nèi)容展示給學(xué)生，一方面可以節(jié)約授課時間，在課堂上拓展知識量，例如增添實驗儀器的實際應(yīng)用內(nèi)容，拓展學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高注意力，另一方面，對于大型的不方便課堂演示的儀器，可以通過實物照片或視頻的形式放映在課件上，增強學(xué)生的理解力，又有效地照顧到了后排學(xué)生，從而提高了整體教學(xué)質(zhì)量。微課以視頻的形式將實驗內(nèi)容呈現(xiàn)給大家，可以說是讓教學(xué)內(nèi)容變得更加直觀形象，生動有趣，易于學(xué)生接受。但是在本次測試中并沒有取得更好的效果，分析認為其主要原因是學(xué)生的重視程度不夠，作為基礎(chǔ)性的實驗課程，很難讓學(xué)生有對待專業(yè)課一樣的態(tài)度去認真學(xué)習(xí)大學(xué)物理實驗。從其預(yù)習(xí)的程度來看，很多學(xué)生只是把實驗講義上的內(nèi)容照抄到報告上，以應(yīng)付教師的檢查，敷衍了事。所以，在課前認真去學(xué)習(xí)微課內(nèi)容的人不多。但是，以微課的形式進行課前預(yù)習(xí)，本文認為還是有必要進行下去。因為對于對實驗感興趣、喜歡琢磨研究的學(xué)生，可以根據(jù)自己的需要有選擇性地進行學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率，從而對學(xué)生達到優(yōu)中選優(yōu)的效果。因此，本文認為綜合上述授課方法，大學(xué)物理實驗要取得最優(yōu)效果，應(yīng)是課前預(yù)習(xí)和課堂講述的結(jié)合，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，將實驗內(nèi)容做成微課放在校網(wǎng)上供學(xué)生課前預(yù)習(xí)，同時課堂以PPT課件的形式將內(nèi)容展示給學(xué)生，達到更為有效的教學(xué)效果。
4小結(jié)
針對大學(xué)物理實驗常采用的教學(xué)方法，本文選擇基礎(chǔ)性實驗“電位差計校準微安表”，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行了對比分析研究，從其實驗完成率上來看，PPT課件的應(yīng)用能有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，其原因在于其讓教學(xué)內(nèi)容變得形象直觀，圖文并茂，易于被學(xué)生接受。考慮到微課的優(yōu)勢，本文認為課前以微課形式預(yù)習(xí)和課上利用PPT課件講授相結(jié)合的方式，能更有效地提高大學(xué)物理實驗的教學(xué)效果。
參考文獻
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