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            民族預科物理實驗教學探索

            編輯:石家莊思銳家教咨詢有限公司  時間:2012/03/30  字號:
            摘要:民族預科物理實驗教學探索
            隨著我國人才培養模式由應試教育向全面素質教育轉變,物理實驗在物理教學中的地位和作用越來越受到人們的重視。物理實驗教學可以培養學生細致、敏銳的觀察能力,大膽探索、勇于實踐的能力,在類比、觀察、分析、判斷、歸納和演繹的邏輯思維過程中培養處理、解決實際問題的能力和創造能力,是一門提高學生的科學素質和科學研究能力的必要基礎課。
            作為民族高等教育的重要組成部分,民族預科教育介于中學和大學之間的教學層次決定了預科物理實驗既不同于高中物理實驗,也不同于大學物理實驗的教學要求。筆者就這個特殊層次的物理實驗教學進行探討。
            1.民族預科實驗教學的特殊性
            首先,在應試教育的大環境下,中學物理教育當然帶有應試教育的印記,學生學習的主要任務就是掌握應對高考所需的物理理論知識,反復練習,最終的目的就是在考試中取得好成績。對物理實驗的要求就是會做實驗題。很多學生對實驗比較陌生,許多儀器要么僅在課堂上見教師演示過,要么根本就沒見過。至于學生操作,很大程度上流于形式,親自動手做實驗的機會很少。甚至有的教師只在黑板上講解考試相關的實驗題目,讓學生背實驗。
            其次,民族預科生來自于少數民族聚居地,由于受歷史、地理、經濟、語言等各種條件制約,他們的物理知識薄弱,實驗基礎較差,從對基本儀器實驗的認識到握拿姿勢,從讀數方法、數據的測量到數據的處理諸方法的知識都欠缺。而大學物理實驗的內容豐富,涉及的物理知識較多,實驗的設計和實驗方法要求較高。如果讓他們直接做大學實驗題目,要越過較高的臺階,教學難度大,教學效果難以保證,對他們的學習和心理上會造成挫折。因此,預科物理實驗教學的目標為重視和妥善地處理好與中學物理實驗和大學物理實驗教學上的銜接,彌補知識缺陷,拓寬知識面,強化實驗操作技能,為預科生后續課程的學習和將來進一步的發展打下良好基礎。
            2.民族預科物理實驗的課程體系和教學模式
            很多學校在預科階段不開設物理實驗課或采用直接上大學物理實驗課的教學模式。根據民族預科學生的特點,我們認為在預科階段必須開設物理實驗課,而且預科物理實驗教學內容應適當降低難度,把教學方法改造成適合預科生能普遍接受和掌握的形式,使其范圍、深度和速度與預科生實際水平相適應。我們把預科物理實驗教學內容安排為演示實驗和基礎物理實驗兩個層次。
            2.1演示實驗
            物理學內容大多比較抽象,而學生缺乏相應的感性認識,不易理解。演示實驗是聯接理論和實驗的重要組成部分,是教師施展教學藝術的獨特方式,也是深受學生歡迎的實驗形式。
            預科物理實驗中,通過開設演示實驗,讓學生“看”和“模仿”教師的正確實驗操作過程,從而對物理知識更好的理解的同時對實驗流程有初步的認識。
            演示實驗是教師借助儀器和設備,分步驟地進行操作,將展示物理現象、物理概念及獲得物理規律的實驗現象呈現在學生面前,以輔助學生學習。教師規范的操作、針對性強的講解、必要的文字和圖示的說明和分步展示的實驗現象,能化抽象為具體,化枯燥為生動,化平淡為神奇,把要研究的物理現象清楚地展現在學生面前,引導學生觀察,討論并進行思考,充分調動學生的積極性和創造性,使學生在實驗的基礎上理解物理概念、觀察物理現象、總結物理規律,從而達到“事半功倍”的教學效果預科物理演示實驗采用多媒體課堂演示和實驗室演示兩種教學方式。
            2.1.1課堂演示實驗。有些實驗的演示效果受到環境、時間、空間的限制,很難在課堂上普遍開展實物演示。多媒體技術有將信息化大為小、化小為大、化動為靜和化靜為動的功能。因此我們采用多媒體技術來實現課堂演示實驗。
            2.1.1.1用多媒體課件模擬一些物理實驗極快的動態過程。例如彈性碰撞的演示實驗,利用“快放”“慢放”等方法來演示物理過程,使學生看清其中的奧妙所在。整個過程既形象生動,又能揭示物理的本質。
            2.1.1.2用多媒體課件模擬許多演示實驗難以實現的、微觀的物理現象。例如:分子運動,電荷在電場、磁場中的運動,電荷在導體中的定向移動,多普勒效應,原子“核式模型”的α粒子探針實驗,原子核裂變過程。通過多媒體技術模擬實驗過程,實現微觀現象宏觀化,讓學生真實地感受到微觀世界的奧妙。
            2.1.1.3模擬危險或污染環境的實驗。教學中帶有危險性、污染性嚴重的實驗,例如高壓放電實驗和托里拆利實驗,利用多媒體教學課件來實現,可做到演示實驗的安全性和環?;?。
            2.1.2實驗室演示實驗。紐約大學物理實驗教師認為實驗教學的目的除了使學生掌握物理原理,提高分析、解決問題的能力,動手能力以外,還應使學生“To understand the difference between theory and the real world”(明白理論和現實世界的不同)。與任何事物一樣,多媒體演示實驗也有兩面性,即優點和弱點并存。多媒體演示制作成本低,使用方便,花費時間少,重復性好,便于與理論教學緊密結合。但是多媒體演示把物理知識、物理現象、物理過程、物理概念、物理實驗描述得太極端,學生很可能會誤以為世界就那么簡單,事物就那么純粹,學生的思維反而受到了限制,不利于學生想象力、邏輯思維能力、分析能力的發揮。實物演示能夠給學生以最真實的感受、最強烈的視覺和感官刺激及持久的印象,使學生真正懂得什么是真實的物理世界。我們根據實驗室的條件和理論課的內容,開設了涉及力學、熱學、電磁學、光學、近代物理各個學科的近70個題目。
            為了提升教學效果,教學方法上采取靈活的方式,把教師單獨的“表演式”變為“互動式”,實驗操作上讓學生積極參與,培養學生的興趣,讓學生充分了解實驗的內容,多次重復,加深印象,鞏固記憶,促進學生對現象、模型、物理概念、定理和定律的深入理解,培養學生分析和解決實際問題的能力。
            針對民族預科生的實驗素質,一方面由于不全面而亟待培養,另一方面又有較大的可塑性的特點,在課堂上演示實驗的過程和結果的同時,結合講解闡述實驗的目的、依據的原理、設計的思路及如何控制實驗條件、是否有變通的方法等,使學生能通過演示實驗,更好地掌握理論課所學的物理知識外,還更多地了解演示實驗本身之外的深層次的內容,如實驗的設計、儀器的選擇與組裝、實驗條件的控制、結論分析等,從而有效地培養學生獨立設計實驗的能力。
            2.2基礎物理實驗
            基礎性物理實驗是指使用基本測量工具、采用經典實驗理論、實驗方法實施的實驗。該階段是物理實驗訓練的基礎,要求學生必做。通過實際操作,讓學生了解基本實驗理論、初步掌握實驗規范、實驗方法,學會常規實驗儀器與裝置(如千分尺、卡尺、電壓表、電流表、萬用表、低壓電源、天平、望遠鏡、顯微鏡、示波器等)的使用,學會數據表格的設計和原始數據的記錄方法,基本學會誤差分析及數據處理知識、實驗報告的寫作方法,逐步實現高中物理實驗向大學物理實驗的過渡。
            基礎物理實驗題目涉及力學、熱學、電磁學和光學等各個知識點最基本的實驗。實驗操作安排學生兩人一組來完成。一是由于民族預科學生的理論知識薄弱且中學階段的實驗技能訓練嚴重不足,單獨完成實驗的難度很大,一旦實驗失敗或反復操作的次數多時,學生的積極性會受到消極的影響。兩人一組可以相互討論、切磋,有利于對物理原理和實驗方法的深入理解。至于實驗過程中,可能有的學生一直依賴別人,自己不動手也能完成實驗,從而削弱動手能力培養的問題,可以由教師在課堂的引導和教育來避免。而且兩人一組也有利于培養相互合作的精神。由于現代科學研究是一個系統工程,一個研究項目涉及本學科多個分支,甚至是多個學科的知識,一個人很難單獨完成,需要由一個團隊來共同完成的。因此,每個團隊成員所具備的“團隊協作精神”是現代科學研究成功的關鍵因素。這種“團隊精神”應該在學校學習的階段逐步培養和滲透。
            3.教師充分重視預科實驗教學,提高教學水平
            民族預科生由于所處地區基礎教育水平、家庭教育、民族習俗、文化傳統等多方面的原因,進入大學的學習中,會遇到語言交流困難、生活環境的改變和學習方法的變化等種種問題。教師應當保持充分的愛心和耐心,主動和他們交流,本著循序漸進的原則,在教學中針對每個學生的具體情況,因人施教,保證每個學生在原有的基礎上有所進步,逐步提高學生的實驗技能。
            總之,在民族預科物理實驗教學中必須根據預科生的特點而采取相應教學內容及教學方式,才能取得良好的教學效果,有效地提升學生的實驗素質,為他們后續的學習打下良好的基礎。
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