周文泉
(桂林理工大學(xué) 理學(xué)院,廣西 桂林541004)
物理實驗是高等工科院校的一門基礎(chǔ)性實驗課程,是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)、全面試驗方法和技能訓(xùn)練的開端,也是后續(xù)其他專業(yè)實驗課程的重要基礎(chǔ)。 緒論課是學(xué)生進(jìn)行實驗前的第一次課。 緒論課的教學(xué)內(nèi)容包括介紹物理實驗的基本內(nèi)容和要求、 基本測量方法、測量與誤差、測量結(jié)果的誤差分析定、有效數(shù)字、數(shù)據(jù)處理方法等基礎(chǔ)知識。 由于內(nèi)容繁多,概念抽象,學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。 按傳統(tǒng)的一段式講授法教緒論課,教學(xué)效果不理想。在多年教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上,筆者就大學(xué)物理實驗緒論課的教學(xué)方法進(jìn)行了的改進(jìn),實踐中收到了良好的教學(xué)效果。
按照教材的編排順序, 緒論課先介紹物理實驗課的教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容,然后講解測量、誤差等基本概念,接著講解有效數(shù)字運算、誤差的傳遞公式,最后介紹幾個常用的數(shù)據(jù)處理方法。 這種一段式教學(xué)方法,老師從頭講到尾,在隨后的作業(yè)以及實驗報告中反映出教學(xué)效果很不好。
在多年教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上,筆者就大學(xué)物理實驗緒論課的教學(xué)方法進(jìn)行了的改進(jìn),并收到了良好的教學(xué)效果。
為了提高緒論課的教學(xué)效果, 使學(xué)生對物理實驗課產(chǎn)生興趣,理論知識講解前首先介紹開設(shè)物理實驗課的重要性和必要性,物理實驗課的地位和作用,物理學(xué)實驗的發(fā)展歷史、發(fā)展背景以及對現(xiàn)代科學(xué)的重要應(yīng)用價值,特別是一些經(jīng)典物理學(xué)實驗對現(xiàn)代科技發(fā)展和社會進(jìn)步所起到的巨大推動作用。由于物理實驗是理工科專業(yè)學(xué)生的必修基礎(chǔ)課,針對不同專業(yè)的學(xué)生做不同的引導(dǎo),用實驗相關(guān)的實際應(yīng)用來聯(lián)系所學(xué)專業(yè),講解這些實驗的特點及其在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用,使學(xué)生能感受到學(xué)有所用,這樣也能使學(xué)生在選做實驗項目時根據(jù)所學(xué)專業(yè)有所側(cè)重,從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲,增強(qiáng)對物理實驗課的信心,并消除部分學(xué)生的畏懼心理。[2]
根據(jù)緒論課各部分內(nèi)容的具體情況, 運用PowerPoint 制作電子教案, 其中插入相關(guān)的教學(xué)視頻或動畫演示文稿。演示的同時配以解說,多方位、多角度展示教學(xué)內(nèi)容, 有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高緒論課的教學(xué)效果。 運用錄屏軟件,對不同的教學(xué)內(nèi)容分別錄制相應(yīng)的教學(xué)視頻,供學(xué)生課后觀看,加深課堂知識的理解。
為了加強(qiáng)緒論課的教學(xué)效果,使學(xué)生充分掌握測量誤差的基本概念、有效數(shù)字的運算規(guī)則、誤差傳遞公式的推到方法以及幾個常用的數(shù)據(jù)處理方法等基礎(chǔ)知識,緒論課改為三段式教學(xué)。
第一階段
1)制作電子教案,對基本概念、公式以及相應(yīng)的關(guān)系進(jìn)行歸納,并結(jié)合例題講解,使學(xué)生對這些基礎(chǔ)知識有個整體的印象,便于學(xué)生理解與記憶。
2)對誤差傳遞公式推導(dǎo)、有效數(shù)字運算、有效數(shù)字取舍規(guī)則進(jìn)行重點舉例講解,并進(jìn)行課堂練習(xí),使學(xué)生初步掌握方法。
3)舉例講解如何正確表示實驗結(jié)果,并進(jìn)行相應(yīng)的課堂練習(xí)。
4)介紹幾個常用的數(shù)據(jù)處理方法,由此引出數(shù)據(jù)處理軟件。 結(jié)合具體實驗舉例說明軟件的使用方法, 要求學(xué)生至少掌握一種軟件,并且寫實驗報告時至少有一次實驗用軟件處理數(shù)據(jù)。
5)明確實驗課程的學(xué)習(xí)要求,包括實驗項目,實驗紀(jì)律,課前預(yù)習(xí)、實驗課堂活動,物理實驗報告的格式、內(nèi)容、要求。還可展示往屆學(xué)生的優(yōu)秀實驗報告,讓學(xué)生對規(guī)范書寫實驗報告有個直觀的認(rèn)識。
6)最后就本次理論講解的內(nèi)容布置相應(yīng)的習(xí)題作為課后作業(yè)。
第二階段
第二次實驗課前, 對緒論課作業(yè)中出新的問題集中進(jìn)行講評,鞏固所學(xué)知識。
第三階段
做了兩個實驗后, 總結(jié)歸納實驗報告以及實驗過程中出現(xiàn)的問題,這對提高物理實驗課的教學(xué)質(zhì)量,提高緒論課教學(xué)效果以及加強(qiáng)學(xué)生的實驗素養(yǎng)都極為有利。
在講解數(shù)據(jù)處理方法時,介紹Excel,Origin,Matlab 等軟件,開闊學(xué)生的視野。實踐證明,學(xué)生對于數(shù)據(jù)處理軟件、作圖軟件是很有興趣的,不少學(xué)生課下也很愿意花時間去學(xué)習(xí)相關(guān)軟件,部分學(xué)生把所學(xué)軟件應(yīng)用到了實驗報告的數(shù)據(jù)處理當(dāng)中。為鼓勵學(xué)生掌握一定的數(shù)據(jù)處理軟件,在成績評定時,軟件的使用也是考核的一個重要因素。
大學(xué)物理實驗緒論課的教學(xué)效果對后續(xù)實驗課的教學(xué)影響重大。因此,采用何種教學(xué)方法提高教學(xué)效果,保證教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生的實驗課學(xué)習(xí)積極性也是緒論課的一項重要內(nèi)容。本文就大學(xué)物理實驗緒論課的教學(xué)方法進(jìn)行了的改進(jìn),實踐中也取得了良好的教學(xué)效果。
[1]鄭玉.淺談如何上好大學(xué)物理實驗緒論課[J].甘肅科技縱橫,2012,12(03).