个性化培养的大学物理实验教学初探

发表时间:2020/7/8   来源:《中国教师》2020年第5期   作者:文立
[导读] 根据应用型本科人才培养要求
        摘要:根据应用型本科人才培养要求,从实际出发提出了通过个性化层次化培养的大学物理实验教学新模式在实践环节中培养创新性人才。系统阐述了个性化大学物理实验教学体系、个性化培养新模式、分层次开放实验室的建立。为实施个性化教育提供更为自由的实验环境,激发学生学习兴趣、开发学生创新思维、培养创新能力进行了有益的尝试。
        关键词:个性化培养;应用型人才;创新能力
1 引言
        应用型本科教育是高等教育发展的新趋势,是面向地方经济社会发展需要的办学和人才培养。其培养目标是具有一定基础理论知识、较强实践能力、面向生产、建设、管理、服务第一线具备解决工程实际问题能力的现场工程师。其核心是突出“应用”,即在遵循一般本科人才培养规律的同时,强化实践教学这一环节,特别注重培养学生的应用能力
        大学物理实验是高校理科专业学生进行科学实验基本训练的必修基础课程,是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础, 具有其它课程无法替代的重要作用。深化大学物理实验教学改革,探索个性化实验教学新模式,是适应创建一流院校,培养高素质应用型人才的需要。
2 改革传统的实验教学模式,构建个性化培养新模式
     个性化教育是创新型人才培养和素质教育的切人点,发展学生的个性,其实质就是尊重学生与生俱来的潜能,尊重学生的个人兴趣爱好及自主发展的愿望,同时因其受众面广,个体差异和兴趣去向的不同需要分层次实施培养。
在大学物理实验中实施大学生的个性化培养,就是在秉承以学生为中心的办学理念、承认学生身心发展差异的前提下,有针对性的制定教学目标、设计教学内容和教学方案、控制教学进度、运用不同的教学方法和手段以及多元考核标准进行有差别教学,促使每个学生都能在适合自己的学习环境中最大限度地发挥潜能,从而最终达到整体优化。为此,有必要根据学生学习能力和发展要求的不同实施个性化培养大学物理实验教学。
2.1  个性化培养的实施
   大学物理实验是理工科第一门实践专业基础课。 目前的教学模式为:先由老师讲解基本原理、实验方法及仪器设备;然后基本由学生独立完成实验;实验完成之后学生找课余时间撰写实验报告。由于每个项目涉及到的内容都比较多,动手能力稍微差的学生在规定的时间内完不成实验任务;部分学生对实验不重视,不感兴趣,于是出现及个别学生根据他人的实验数据编造数据的情况。为了完成教学任务和学生的实验任务,学生遇到问题老师就得马上给予帮助,真正留给学生主动思考问题和独立解决问题的时间相对比较少,很难真正体现应用型本科人才的培养目标。 为此,我们尝试着在物理实验教学中实施大学生的个性化培养,根据学生不同特点和个性差异,提供更为自由的实验环境,让学生有更多机会发现自己的特长,指导教师在实验教学中实行了启发式、互动式教学,引导学生发现、分析和解决实际问题,提高实际动手能力,唤起学生浓厚兴趣。
2.2  构建个性化物理实验教学新体系
根据个性化培养的要求,设计了新的大学物理实验教学体系。针对学生学习能力和兴趣上存在的差异,为学生提供不同层次的教学内容。根据对学生的实际基础和能力要求由低向高、由浅入深、循序渐进的原则,将实验教学内容划分为技能性、基础性、综合设计性实验三个不同层次,并为此制订不同的教学标准和要求。
第一层次:技能性实验。主要包含基础验证性实验, 指根据教学大纲设定的实验内容, 通过对理论的验证性实验及基础的测量性实验。其着眼于培养学生的实验规矩、实验意识及实际操作能力。为实验基础和动手能力相对较差的学生提供更多的动手机会,以填平补齐高中阶段所欠缺的实验知识和能力。

指导教师对学生进行逐个指导,直到掌握为止。开课方式以选修课的形式开出。供实验基础能力不同的学生根据自身的需要进行选择。
第二层次:基础性实验。主要包含综合运用性实验,指学生在完成了技能性实验的基础上,在教师指导下, 运用所学的实验理论及实验操作技能,解决一些综合性较强的实验题目。其目的在于培养学生最基本的实验能力,学习一般的实验技术,让学生在实验中所用仪器的使用方法、常用物理量及物性参数的测量、常用测量方法的掌握等方面受到系统训练, 既要使学生学会观察、分析和解决问题的方法, 又要掌握必需的实验技能,掌握数据处理的一般方法、对实验结果的评价、误差分析等。加深对物理理论的理解,为后续的学习打下坚实的基础。指导教师随着实验的展开采用不同的教学模式,逐步拓宽学生的自学空间。
第三层次:综合设计性实验。这类实验只给出实验题目和要求、参考文献、可供选择的仪器,由学生自己去完成方案的选择。使学生更具有主动性、灵活性和知识性。其目的是鼓励学生运用己学过的实验及理论知识,完成一些基础性的实验设计或某些实验技术参数设计等,经指导教师审定, 即可实际操作、采集数据、获得最终结果,开阔学生的视野,培养他们的独立思考和实际操作能力;培养学生的创新能力。指导教师采用自主、导学和研究式的教学方法。。
每一层次的难度、学时、学分、对学生的实践能力和水平要求都有所不同。形成从低到高,从基础到前沿,从传授知识到培养综合能力逐级提高的大学物理实验课程体系。每学期都规定一些基础性实验和综合性实验,让学生依据自己的情况和兴趣选做,根据物理实验课程教学大纲要求,当学生修满一定的学分即认为该门课程合格。以增强学生对大学物理实验的兴趣, 调动学生的主动性和积极性, 提高学生的实验理论水平和操作技能, 达到培养学生的实验综合素质和创新能力最终目的。
3 分层次开放实验室,以培养学生的创新能力
由于大学物理涉及的理论知识很多,可开设的实验项目也很多。实验室在完成计划安排的教学任务外,根据不同的教学对象、教学目的和教学条件,采用多种开放方式。实行不同的教学方法,完成各种开放实验内容。
    选择开放实验教学内容:一是选择开放教学实验项目。对于实验室能开出但由于课时的原因不能统一开设的部分实验项目,可以以实验室开放项目的方式开出。开放性实验可以针对相关专业的学生,也可以针对非相关专业的学生。对于学习积极性比较高,有能力在课余时间完成一部分学习任务的学生,可以让其进实验室,做开放性实验。由学生自己设计实验方案,在实验室开放的时段内,学生独立完成实验;另外,对于动手能力比较差,规定时间内不能完成教学任务的学生,也可在实验室开放的时段内进行相关的实验。二是新建创新制作实验室。配置各种常用测量工具、加工工具、基本材料和操作平台等。以定时开放的方式为学有所长的学生提供开展各种科技活动的场地。
4 个性化培养实验教学的意义
大学物理实验实行个性化培养教学体现了以人为本、因材施教,注重个性化发展和个体差异的创新教育客观规律。为鼓励个性发展,不拘一格培养人才; 注重教学与实践相结合提供了教学平台;解决了将不同水平的学生放在一起,用同一把尺度要求,导致基础好的学生“吃不饱”,基础差的学生“吃不消”的问题;同时,根据学生学习兴趣,让学生自主选择自己感兴趣的实验;不仅使实验教学更好的符合应用型本科人才的培养目标,激发学生的学习兴趣,而且让不同层次的学生都体验到了成功,使被动接受变为学生的自主学习为主,老师指导为辅的教学模式,培养了学生的动手能力、分析和解决问题的能力;开发创新思维,培养了创新能力;提升了学生的自信心。
参考文献:
[1]高兴茹等.应用型大学物理实验教学体系的改革与探索[J].北京联合大学学报 2011(2卷33期):86-88
[2]唐安科,汪霖,林伟华.学生自主设计物理实验可视化程序实践与探索[J].大学物理,2020,39(04):67-72.
[3]肖立勇,尹跃.基于混合式教学模式下的大学物理实验教学改革和应用[J].物理通报,2020(04):84-88.
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