浅谈大学物理实验与中学物理实验的有效衔接

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摘　要:提出在大学物理实验教学中要重视大学物理实验和中学物理实验的衔接,阐述了大学物理实验和中学物理实验的衔接方法。

关键词:大学物理实验;中学物理实验;教学衔接

作者简介:娜日图(1959-),女,蒙古族,内蒙古锡林浩特人,内蒙古工业大学理学院,实验师,主要研究方向:物理实验。(内蒙古呼和浩特010051)

物理学是自然科学中最重要、最活跃的一门实验科学之一,其理论与实验相辅相成,既紧密联系,又相互独立。物理实验在物理学发展过程中起着重要的直接作用。对高等工科大学生来说,不仅要有比较深广的理论知识,而且要具备从事科学实验的较强能力。大学物理实验教学是学生系统地进行科学实验能力训练的开端,是打好基础的重要环节。

物理实验不仅可以给学生传授知识,培养学生的能力,启迪学生的兴趣,而且直接影响学生的世界观和辩证唯物主义的思维方式、实事求是的工作作风、严谨的科学习惯。物理实验在培养学生理论联系实际、科学实验能力、创新能力以及培养、提高学生的科学实验素质方面都有着十分重要的作用。

,对于新人学的大学生来说,物理实验并不是一门全新的、陌生的基础课程。他们从初二开始接触物理实验知识,高中又学习了三年物理并做过一些简单的实验,已具有一定的物理实验基础知识。然而大学物理实验和中学物理实验在教学目的、教学方法及学习方法等各方面都有很多不同之处,若学生已习惯于中学物理实验的教学方法和学习方法,形成一定的学习习惯,这将有可能对大学物理实验的教学带来负面影响。因此如何使学生尽快从中学物理实验过渡到大学物理实验的学习,是大学物理实验教学需要解决的一个重要问题。

一、大学物理实验和中学物理实验的主要区别

1.教材的区别

中学物理实验没有独立的教材,实验内容编写在教材之中,中学物理教材虽然包括力学、电学、光学、热学和原子物理五大部分基础知识,但由于环境和条件的限制能同步开设的学生实验非常有限,演示实验较多。而大学物理实验是物理学类的一门主课,有独立的教材、独立的课程体系,主要分为基础性物理实验、设计性探索式物理实验、设计性探究式物理实验、设计性研究式物理实验。

2.实验教学目标和方法不同

首先中学物理实验教学不是一门独立的课程,是与物理课同步进行的辅助课程。它的重要作用是借助于实验帮助学生及时巩固、理解和掌握所学的物理知识,增强学生学习物理的自信心。演示实验是教师边讲边演示实验,学生观察实验并记录数据,目的是借助于实验帮助学生揭示有关物理现象和规律,巩固所学的知识。学生实验是以学生动手为主的实验,要求学生认识、安装、调试一些最基本的仪器,理解实验原理、方-法、步骤,达到提高学生动手能力及开拓视野的目的。由于在中学每一物理实验课都是在学生学过理论知识,做过大量有关习题,对所学的理论知识有较好的认识和理解的基础上进行实验操作,在已设计好的表格内记录实验数据。最后由教师作实验总结,所以学生学习的主体意识不强,对老师的依赖性较大。大学物理实验是各专业的一门与理论课并行的独立公共基础实验课程,具有独立的教学内容、教学方法、教学目的,配备了较精密的仪器。由于教学内容多、课堂教学信息量大,实验前学生要主动学习实验操作规程和能力训练目标,为实验做好充分的准备。课堂是以老师的主导作用与学生的主动性相结合,学生要在规定的时间内独立完成实验,独立观察、分析、研究实验现象,对物理量进行等精度测量。课后要对测量结果进行分析、讨论,包括不确定度的分析,讨论产生不确定度的原因,对实验中物理现象进行解释,对实验装置和方法提出改进意见,并能写出较为完整的实验报告。

学生要有较强的学习主体意识。通过实验学生要了解科学实验的一般思路和研究方法,提高科学实验能力、创新能力。能运用物理学原理和物理实验方法来研究物理现象和规律,巩固、拓展、加深对物理学原理的理解并提高应用水平,锻炼刻苦耐劳的毅力和严谨治学的态度,为以后从事科研工作打下坚实基础。

3.学生的学习目的和态度不同

在中学阶段虽然物理教学大纲已经明确规定了学习中学物理的目的,但现实中大多数中学生学习物理的目的是为了在高考中取得好成绩,考入理想的大学。因为他们目标明确,又有学校的老师、家长对他们不断督促,所以大多数中学学生为了实现理想能够废寝忘食、刻苦、自觉、超负荷地学习。考入大学后,生活、学习、人际关系等各种事情主要靠自己来安排,再加上大学老师和学生除上课外,平时接触时间比较少,平时也很少进行各种测验,那些自制力较差的学生往往会感到茫然不知所措,容易产生歇歇的心理,认为上大学就是为了拿毕业证,学习的目标是在期末考试中能够及格,拿到学分。出现了课前不预习,上课不认真听讲,不遵守实验规则,实验课应付了事的不良现象。

二、做好大学物理实验与中学物理实验的衔接

1.从参观舞睑室开始,引起学生对实验的兴趣

兴趣是产生动机的主要条件。学生对课程产生了兴趣,就会积极主动地学习,教学就会达到事半功倍的效果。部分新生---由于没有学好中学物理、没有认真做过物理实验,对学好大学物理实验没有信心。针对新生心理特点教师应配合学校入学教育,组织新生参观实验室、观看各种各样的仪器、设备,以及观看高年级做实验的情景,使学生在一开始就了解大学物理实验和中学物理实验的不同之处。同时请高年级学生介绍一些好的学习方法和经验,打消新生对大学物理实验的畏惧心理,增强自信心,从而激起学生学习的欲望,激发学习兴趣。

2.要有一个平稳的过渡过程

要使学生由中学已习惯的学习、生活模式顺利过渡到大学新的学习、生活模式,需要一定的时间和方法。学生已习惯于中学物理实验课堂教学容量少,节奏慢,理论与实验并进,讲做相结合,完全依赖老师的教学方法。如果一开始就进行大容量、快节奏教学,学生一下子不能适应,搞不清实验中物理现象的因果关系,迟迟抓不住要领,从而盲目操作,导致实验失败。这样不仅影响了大学物理实验的教学效果,也会挫伤他们学习物理实验的兴趣和自信心。所以对不同专业各个层次的学生实验题目和内容都要精心设计和安排,因材施教,因势利导,循序渐进。根据学生的实际情况应该采取不同的教学方法和手段,一开始可适当放慢教学进度,使学生有一个逐渐适应的过程,这个过程既是学生学习知识的过程,也是学生领会学习方法、提高能力、接受科学素质熏陶的过程。要注意与学生的沟通,了解并及时帮助学生排除各种影响学习的不良情绪、情感,建立和谐的师生关系,增进师生感情,帮助学生端正学习态度,明确学习目的,充分调动学生的积极性,使他们感到兴趣盎然,学习态度由原来的“要我学”变为“我要学”,引导学生平稳度过这个时期,这对学生今后的学习会有很大帮助。

3.从中学物理知识的学习顺利过渡到大学物理知识的学习

物理知识具有系统性和连贯性,大学物理实验的部分内容是中学物理内容的延伸,在进行大学物理实验这部分内容教学之前,首先要针对教材的具体情况及学生的学习兴趣,找准切入点,简要复习以前学过的物理知识,引导学生由“已知”探“新知”。通过类比引导,减少梯度,随后指出中学物理知识的局限性或特殊性,从而比较自然顺利地引入课题。要做到这一点,教师首先要熟悉中学物理教材内容,了解中学老师的教法、教材的特点,弄清中学物理知识与大学物理知识的衔接。例如通过简单复习胡克定律、利用投影法演示钢丝形变的实验引人大学物理实验拉伸法测定弹性模量新课题,说明大学物理实验研究问题的方法,使学生了解弹性模量,更深入地揭示力和形变的关系。

为了让学生从高中物理实验思维方式逐渐进入大学物理实验思维方式,在薄透镜成像及焦距的测定实验教学中,笔者先利用列表的方式,带领学生对原有的知识做简明扼要的回顾,如表1所示。

凸透镜的成像,以焦点和2f所在的两个特殊位置把物与透镜之间分成三个区域:u>2f;f

然后引导学生学会阅读理解教材、消化教材,进而应用知识解决问题。能让学生自己动手安装、调试的应该尽量鼓励学生自己去做。这样,学生在实验中解决实际问题时,往往感到十分便捷。课后许多学生都反映体验到了成功的快乐。尽管这不过是一个小小的成功,可对于学生,却唤起了他们的求知欲望,教学效果明显提高。在教学中一定要注意合理安排时间,复习中学物理知识时要重点突出。简明扼要,目的是要由此引入大学物理实验的新内容,讲解大学物理实验知识。

4.给学生创设和谐的学习环境

大学物理实验是大学生进校后第一门科学实验课程,是学生在科学实验思想、方法、技能等方面接受较为系统、严格训练的开始,是学生进行自主学习,培养创新意识,为后续课程及科学研究打好基础的第一步。新生的好奇心强,大学物理实验的第一堂课是引起他们的学习兴趣,从而使其学好物理实验课的契机,教师一定要抓住这个机会认真备课,写好教案,提前预做实验。只有预做实验才能及时了解情况,掌握每个实验的关键,做到心中有数,万无一失。为了每一位学生能做好实验,课前要检查每一组仪器,先从数量上、规格上检查,其次看每一件仪器是否能用。考虑到实验过程中有出问题的可能,可以准备一些备用仪器,以便及时补充更换。总之要给学生创设一个轻松、快乐、和谐的学习平台。

5.重视实验前的预习,使学生掌握获取知识的能力

每一个实验都是一项具体工作,理解原理,掌握方法,熟悉仪器设备及测量数据,任务一般都比较繁重。为了在有限的时间内达到预期目标,实验前要布置预习提纲,要求学生自主学习实验操作规程和能力训练目标,明确实验目的,弄清原理,了解内容、步骤、测量方法和注意事项。对需要设计的部分应事先设计好实验方案,画好原始数据表格,计划要测量的次数,写出合格的实验预习报告,以便实验时能及时、全面地获得需要的数据,顺利地完成实验。课前要采取多种方式检查预习情况,如可采用全查、抽查、提问、讨论等方式检查预习报告情况,记录预习成绩。对于无故不预习的学生,可采取停做实验先预习、课外补做实验的办法。

6.培养学生贯彻始终、坚定自觉的学习习惯

在学生实验过程中,要认真观察学生实际操作的过程,根据学生的实际情况可确定几个实验小组作为考核对象。在指导全班学生实验的同时,重点观察这些小组的实验情况,分析实验中存在的问题并及时给予指导。指导最好采用反问式的启发,启发学生依靠自己排除故障,锻炼独立工作的能力和分析、解决问题的能力,获得独立研究的能力,形成独立研究的习惯。对那些基础薄弱、动手能力差的学生要耐心指导,与他们进行交流,引导他们分析出现问题的原因,并帮助他们改正,使学生操作认真仔细,有条不紊,准确记录实验数据,科学地进行分析,准确掌握实验要领。在实验教学中,实验报告也是一个重要内容,实验完成后应写出论文式的实验报告,这是一种培养学生科学研究能力的过程,没有实验报告的实验,不能算是一个完整的实验过程。每次做实验,教师都要对学生的实验报告进行批阅,内容包括现象描述、数据处理、实验结论、不确定度的分析、实验测量结果的表达、实验失败原因的分析、解答实验习题、改进实验方法的设想。通过批改实验报告及时了解学生的情况,能更好地引导学生深入细致地做好实验,培养学生的意志品质,增强他们的坚韧性和自制力,使他们养成贯彻始终、坚定自觉的学习习惯。引导学生去钻研、去联想。将书本知识和已学过的各种实验物理思想、研究方法和实验技巧联系起来,构成一个牢固的知识网络,并灵活应用,获得更多知识和技能。

三、结语

大学物理实验课程开设的好坏直接影响到后续实验的成效,也影响同时开设的物理学理论课的学习。针对学生的实际,我们将教学内容分为不同阶段,使学生的学习方法、思维方式有一个逐渐平稳过渡的过程,从而提高大学物理实验教学的质量,增加学生学习大学物理实验的兴趣,有利于后续课程的学习以及进行课题设计、科学研究,有利于培养和提高学生从事科学实验的素质。在培养人才的目的上,实验教学与课堂教学的关系应该是能力与知识的关系,两者是相辅相成的,所以我们需要把工作做得更细,才能圆满完成教学任务。

参考文献:

[1]中学物理教师手册编写组.中学物理教师手册[M].上海:上海教育出版社,1982

[2]胡平亚.大学物理实验教程[M].长沙:湖南师范大学出版社,2007

[3]张志东.等.大学物理实验[M].北京:科学出版社,2007.

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