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民族预科物理实验教学探索

编辑:石家庄思锐家教咨询有限公司  时间:2012/03/30  字号:
摘要:民族预科物理实验教学探索
随着我国人才培养模式由应试教育向全面素质教育转变,物理实验在物理教学中的地位和作用越来越受到人们的重视。物理实验教学可以培养学生细致、敏锐的观察能力,大胆探索、勇于实践的能力,在类比、观察、分析、判断、归纳和演绎的逻辑思维过程中培养处理、解决实际问题的能力和创造能力,是一门提高学生的科学素质和科学研究能力的必要基础课。
作为民族高等教育的重要组成部分,民族预科教育介于中学和大学之间的教学层次决定了预科物理实验既不同于高中物理实验,也不同于大学物理实验的教学要求。笔者就这个特殊层次的物理实验教学进行探讨。
1.民族预科实验教学的特殊性
首先,在应试教育的大环境下,中学物理教育当然带有应试教育的印记,学生学习的主要任务就是掌握应对高考所需的物理理论知识,反复练习,最终的目的就是在考试中取得好成绩。对物理实验的要求就是会做实验题。很多学生对实验比较陌生,许多仪器要么仅在课堂上见教师演示过,要么根本就没见过。至于学生操作,很大程度上流于形式,亲自动手做实验的机会很少。甚至有的教师只在黑板上讲解考试相关的实验题目,让学生背实验。
其次,民族预科生来自于少数民族聚居地,由于受历史、地理、经济、语言等各种条件制约,他们的物理知识薄弱,实验基础较差,从对基本仪器实验的认识到握拿姿势,从读数方法、数据的测量到数据的处理诸方法的知识都欠缺。而大学物理实验的内容丰富,涉及的物理知识较多,实验的设计和实验方法要求较高。如果让他们直接做大学实验题目,要越过较高的台阶,教学难度大,教学效果难以保证,对他们的学习和心理上会造成挫折。因此,预科物理实验教学的目标为重视和妥善地处理好与中学物理实验和大学物理实验教学上的衔接,弥补知识缺陷,拓宽知识面,强化实验操作技能,为预科生后续课程的学习和将来进一步的发展打下良好基础。
2.民族预科物理实验的课程体系和教学模式
很多学校在预科阶段不开设物理实验课或采用直接上大学物理实验课的教学模式。根据民族预科学生的特点,我们认为在预科阶段必须开设物理实验课,而且预科物理实验教学内容应适当降低难度,把教学方法改造成适合预科生能普遍接受和掌握的形式,使其范围、深度和速度与预科生实际水平相适应。我们把预科物理实验教学内容安排为演示实验和基础物理实验两个层次。
2.1演示实验
物理学内容大多比较抽象,而学生缺乏相应的感性认识,不易理解。演示实验是联接理论和实验的重要组成部分,是教师施展教学艺术的独特方式,也是深受学生欢迎的实验形式。
预科物理实验中,通过开设演示实验,让学生“看”和“模仿”教师的正确实验操作过程,从而对物理知识更好的理解的同时对实验流程有初步的认识。
演示实验是教师借助仪器和设备,分步骤地进行操作,将展示物理现象、物理概念及获得物理规律的实验现象呈现在学生面前,以辅助学生学习。教师规范的操作、针对性强的讲解、必要的文字和图示的说明和分步展示的实验现象,能化抽象为具体,化枯燥为生动,化平淡为神奇,把要研究的物理现象清楚地展现在学生面前,引导学生观察,讨论并进行思考,充分调动学生的积极性和创造性,使学生在实验的基础上理解物理概念、观察物理现象、总结物理规律,从而达到“事半功倍”的教学效果预科物理演示实验采用多媒体课堂演示和实验室演示两种教学方式。
2.1.1课堂演示实验。有些实验的演示效果受到环境、时间、空间的限制,很难在课堂上普遍开展实物演示。多媒体技术有将信息化大为小、化小为大、化动为静和化静为动的功能。因此我们采用多媒体技术来实现课堂演示实验。
2.1.1.1用多媒体课件模拟一些物理实验极快的动态过程。例如弹性碰撞的演示实验,利用“快放”“慢放”等方法来演示物理过程,使学生看清其中的奥妙所在。整个过程既形象生动,又能揭示物理的本质。
2.1.1.2用多媒体课件模拟许多演示实验难以实现的、微观的物理现象。例如:分子运动,电荷在电场、磁场中的运动,电荷在导体中的定向移动,多普勒效应,原子“核式模型”的α粒子探针实验,原子核裂变过程。通过多媒体技术模拟实验过程,实现微观现象宏观化,让学生真实地感受到微观世界的奥妙。
2.1.1.3模拟危险或污染环境的实验。教学中带有危险性、污染性严重的实验,例如高压放电实验和托里拆利实验,利用多媒体教学课件来实现,可做到演示实验的安全性和环保化。
2.1.2实验室演示实验。纽约大学物理实验教师认为实验教学的目的除了使学生掌握物理原理,提高分析、解决问题的能力,动手能力以外,还应使学生“To understand the difference between theory and the real world”(明白理论和现实世界的不同)。与任何事物一样,多媒体演示实验也有两面性,即优点和弱点并存。多媒体演示制作成本低,使用方便,花费时间少,重复性好,便于与理论教学紧密结合。但是多媒体演示把物理知识、物理现象、物理过程、物理概念、物理实验描述得太极端,学生很可能会误以为世界就那么简单,事物就那么纯粹,学生的思维反而受到了限制,不利于学生想象力、逻辑思维能力、分析能力的发挥。实物演示能够给学生以最真实的感受、最强烈的视觉和感官刺激及持久的印象,使学生真正懂得什么是真实的物理世界。我们根据实验室的条件和理论课的内容,开设了涉及力学、热学、电磁学、光学、近代物理各个学科的近70个题目。
为了提升教学效果,教学方法上采取灵活的方式,把教师单独的“表演式”变为“互动式”,实验操作上让学生积极参与,培养学生的兴趣,让学生充分了解实验的内容,多次重复,加深印象,巩固记忆,促进学生对现象、模型、物理概念、定理和定律的深入理解,培养学生分析和解决实际问题的能力。
针对民族预科生的实验素质,一方面由于不全面而亟待培养,另一方面又有较大的可塑性的特点,在课堂上演示实验的过程和结果的同时,结合讲解阐述实验的目的、依据的原理、设计的思路及如何控制实验条件、是否有变通的方法等,使学生能通过演示实验,更好地掌握理论课所学的物理知识外,还更多地了解演示实验本身之外的深层次的内容,如实验的设计、仪器的选择与组装、实验条件的控制、结论分析等,从而有效地培养学生独立设计实验的能力。
2.2基础物理实验
基础性物理实验是指使用基本测量工具、采用经典实验理论、实验方法实施的实验。该阶段是物理实验训练的基础,要求学生必做。通过实际操作,让学生了解基本实验理论、初步掌握实验规范、实验方法,学会常规实验仪器与装置(如千分尺、卡尺、电压表、电流表、万用表、低压电源、天平、望远镜、显微镜、示波器等)的使用,学会数据表格的设计和原始数据的记录方法,基本学会误差分析及数据处理知识、实验报告的写作方法,逐步实现高中物理实验向大学物理实验的过渡。
基础物理实验题目涉及力学、热学、电磁学和光学等各个知识点最基本的实验。实验操作安排学生两人一组来完成。一是由于民族预科学生的理论知识薄弱且中学阶段的实验技能训练严重不足,单独完成实验的难度很大,一旦实验失败或反复操作的次数多时,学生的积极性会受到消极的影响。两人一组可以相互讨论、切磋,有利于对物理原理和实验方法的深入理解。至于实验过程中,可能有的学生一直依赖别人,自己不动手也能完成实验,从而削弱动手能力培养的问题,可以由教师在课堂的引导和教育来避免。而且两人一组也有利于培养相互合作的精神。由于现代科学研究是一个系统工程,一个研究项目涉及本学科多个分支,甚至是多个学科的知识,一个人很难单独完成,需要由一个团队来共同完成的。因此,每个团队成员所具备的“团队协作精神”是现代科学研究成功的关键因素。这种“团队精神”应该在学校学习的阶段逐步培养和渗透。
3.教师充分重视预科实验教学,提高教学水平
民族预科生由于所处地区基础教育水平、家庭教育、民族习俗、文化传统等多方面的原因,进入大学的学习中,会遇到语言交流困难、生活环境的改变和学习方法的变化等种种问题。教师应当保持充分的爱心和耐心,主动和他们交流,本着循序渐进的原则,在教学中针对每个学生的具体情况,因人施教,保证每个学生在原有的基础上有所进步,逐步提高学生的实验技能。
总之,在民族预科物理实验教学中必须根据预科生的特点而采取相应教学内容及教学方式,才能取得良好的教学效果,有效地提升学生的实验素质,为他们后续的学习打下良好的基础。
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