职业学校物理实验教学改革的探索与尝试

摘 要:探究性实验教学,对于训练学生的实践能力、创新精神和可持续发展的综合素质都有较大的提高。本文就近年来在物理实验教学中的点滴经验做了基本的概括与介绍。

关键词:物理实验,素质教育,综合能力

随着职业学校教学、科研的改革与发展,普通物理的教学已百花齐放、百家争鸣,在推进素质教育的前提下,如何从传统的教学模式中彻底解放出来,得从能力培养的根本上下功夫,使学生切实达到学用结合,学能所用,用则得心应手,以不变应万变,这是物理实验教学亟待转型的主要问题。

一、 统一教材使用中的问题

20世纪80年代以来,从统一、规范的角度出发,原国家教委相继推出几个版本的教材及适应各类职业学校需求的《教学大纲》。随后,各职业学校针对本校实验室建设的具体情况,相继对物理实验教材及教学手段进行了革命性改革。因此,相应的适应新时期的物理实验教材则纷纷出现,然而,尽管和上世纪80年代相比,20多年的改革,实验教材已具有很宽的适应面,但仍不能满足各类职业学校的需求。如由于编者所在的学校实验室建设的不同,教材中涉及的仪器及器材当前要么没有,要么就是配置不齐或型号不同等种种原因将导致资源浪费,面对现有教材和仪器之间的矛盾,职业学校自己的实验教材和内容已到非编不可,不改不行的地步了。

二、 参考大纲,因地制宜编写教材

近年来,我们在物理实验教学中,本着以高水准、严要求的“素质教育”为起点,参考国家教育部关于中等职业学校《教学大纲》,针对自身实验室建设的具体情况,面向各专业的特色,对于物理专业、非物理专业等学生拟定出个相关专业的《教学大纲》,编写了适应我校不同专业的物理实验教材、教学技术档案和教学卡片,以便在素质教育的起点上,先把仪器的利用率最高、最有效的发挥出来。

三、 注重各专业物理教学的特色

在课堂(以力热学实验课为例)教学中,我们一方面对验证性实验的历史背景、实验验证理论的必要性、实验验证的因果关系、实验验证的物理思想及物理意义以及实验技术上灵活多样的操作手段进行了深度不同的介绍,教学中还同时注重做物理实验整个过程中的数据观测的严谨性、有效数字的严肃性、误差分析的必要性。正确引导学生,启发学生通过某个实验,如何将理论联系在一起,尤其是吧物理实验如何贯穿于物理教学中。

在开放和选做实验中,我们力求选几个具有代表性、典型性、疑难性较高的实验,让我们从更深层次了解物理学发展史、客观世界所赋予物理学的历史使命。

通过选做实验,还引导学生充分认识到物理学家对科学执着的追求和所做贡献的伟大理念,从更高层次上加深学生对实验物理的认识。与此同时,在达到实验的某个目的后,还可重新安排实验方案,让学生自己发挥所长,引导学生将实验应用到日常生活中,同时,要求学生写出较高质量的《实验报告》,甚至启发学生用BASIC、FORTRAN等语言编写数据处理程序。试验期间,有必要向学生介绍实验教材“附录”中一些物理常数及物理量的溯源并进行一些必要的探讨,从而启发学生大胆想象,大胆尝试,提出自己新颖的见解。条件允许的话,我们对确有价值的方案,程度不同的都提供一定的协助。在这些尝试工作中,大大鼓舞了学生对物理实验的积极性,增加了学生学习物理学的浓厚兴趣。

选择实验的同时,从学术的角度着想,让学生通过综合性强的实验,从实验原理、实验内容、实验操作过程、结果分析等方面,让学生尽量发挥才能。如测重力加速度实验,除常规上安排外,还注重以不同方式或手段进行测量。

1. 用长摆线和小球作何的手段;

2. 用长摆线和不规则重物代替金属小球的手段;

3. 用金属杆充当复摆的手段;

4. 用单摆法检验引力常数随物质成分的变化等手段。

综上种种观测手段,分析、比较其数据测量与最后的结果,达到综合训练的目的,进而为学生今后的工作打下良好的理论基础。

四、 对非物理专业的实验技术要求

以我校应用电子技术专业为例,针对专业特色,我们在讲解力学、热学实验时,在围绕《大纲》范围要求的同时,首先针对专业情况讲解实验技术在该专业中的重要性。然后参照有关资料,特别补充讲解必要的数据处理知识。通过讲解,学生清醒地意识到,物理实验所涉及的不仅仅只是某个范围,而适应面极其广泛。

1. 如用游标卡尺或螺旋测微计测量电子元器件,尤其是集成块的尺寸,然后描绘印刷板图来制作“印刷电器板”,对此,学识刚开始不以为然,通过测量并在描图纸上描绘才感到问题的关键所在。

2. 通过部分实验可提出如温度、湿度、压强等自动采集数据的思想方法。

3. 从功能上向学生介绍常见的传感器、简单的接口电路等。

4. 仪器的分辨力与显示位数之间的区别与联系。

5. 在装有冰水混合物的杜瓦瓶内,以标准温度计为标准,改变温度计“定标”让学生通过实践来理解“计量”的基本概念和基本方法。

物理实验中,对低年级应用电子技术专业的学生来说,要求在设计出简单电路时能解决问题的能力,让学生认识到物理实验既是本专业所要掌握基本测量技术,同时又有许多需用本专业解决的问题。我们经过近几年的尝试,学识自觉感觉到任重道远,更充满了对实验课学习的自觉性。

在热学试验中,以实现简易恒温箱为例,可提出恒温箱在热学实验中的重要性,因此,启发学生能否利用热敏电阻为传感器的简单电路来控制水的温度,哪怕精度稍低一点,学生会以积极兴奋的热情去设计制作的。我们的做法,受到大多数学生的欢迎,学生深深的感到,物理实验及物理实验室既是基础实验教学的基地,又是我们理论联系实际的战场。

在近几年的实验课教学改革实践中,我们积累了大量的、适应于各种专业的《教学技术档案》及《教学卡片》,开发、研制出相关专业的实验数据处理系统。考虑到学生的负担问题,对于实验课中穿插的一些内容,仅在实验课上是远远不够的,可让学生利用其他时间,或使其程度不同的加以了解。至少,为今后的设计工作多一条基本、清晰的思路。

我们深深体会到,在网络时代的今天,实施强有力的素质教育,对学生的实验综合能力的培养,无疑先对实验课教师的理论水平,特别是实验技术的综合能力的提出了严峻的挑战。因此,在传统模式上,单方面讲好实验课是不够的,更需要在实验理论的多方面、多功能技术上不断学习,不断研究,只有用辛勤的汗水、以心血的代价做好实验教学工作,才无愧于“素质教育”本色。

【参考文献】

[1]《中学物理课程研究》,唐国安、钱景华主编:百家出版社,1999年8月。

[2]杨抒武、王定兴著:《普通物理实验》,高等教育出版社2000年版。

[3]《物理实验-基础部分》高等教育出版社2001年版。

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