李京
(吉林省長春市吉林大學,吉林 長春 130012)
對于理工科學生而言,學習物理能夠提高他們思維能力,鍛煉他們動手能力,所以是大學生必修的課程之一,在大學物理課的組成部分中,實驗課程是不可分割的部分,通過實驗能夠將抽象的問題變得更加具象,使得學生對理論知識有更深刻的理解,這就體現出實驗課有著理論課所不具有的優勢。因此每所高校都要確保實驗室能夠規范化。基于此,本文探討實驗室在建設當中容易出現的問題,并且提出一些實質性的建議。
實驗室的操作內容和教材是完美匹配的,通常情況下,每學期的實驗課程大概在16 周左右,其包括近代物理,又包含電、力、聲、熱、光學等。首先學校要保證充足的師資力量,以便令每位學生都可以完成實驗課程,然而在實際教學中,每位學生所做的實驗通常在8 個左右,所以實驗室太多處于閑置狀態,這樣就浪費了實驗資源,達不到預期的實驗教學效果。
自建校以來,實驗室原有的儀器并未進行及時的更新,出于儀器的原因導致實驗過程經常出現各種問題,阻礙了教學進度。建設實驗室的目的是讓學生通過實驗能夠內化知識,因此實驗有非常多的種類,但是實驗室數量卻是有限的,在購買實驗儀器時數目較少,每種實驗儀器均未到達10 臺,為后期安排實驗課程帶來的難度。
以力學儀器為例,各種類型的磨損是不可避免的,比如齒輪的咬合力,久而久之會令齒輪發生嚴重的磨損,再比如學生操作移側顯微鏡時,滑輪經過長期使用,出現磨損后很難牢牢卡住顯微鏡,所以學生操做完實驗之后,想要記錄數據時往往發生顯微鏡下滑的現象,這時圖像就會消失。為了避免這些情況,每隔6 年就要更換電子儀器,然而很多儀器使用期限超過很多年都未更新,儀器的很多部分已經失去了穩定操作的能力。
實驗課程和理論課不同,每節課教師通常只能講解兩個實驗,而實驗室最多包含4 種實驗,可容納學生為32 人,每節實驗課儀器的被使用率只有1/2,如果邀請另外一名教師參與實驗中,同時進行4種實驗,又會造成混亂,很難保證實驗效果。
隨著教學目標的改變和教學體制的不斷改革,大學物理實驗室愈加被重視,作為大學基本設施,實驗室成為物理實驗不可缺少的載體。所以加強實驗室規范化管理是必然要求。通過實驗室教學可以培養多方面發展的人才。人才的標準應該是知識、智力和實踐能力的綜合,在大學課堂中進行知識的學習后,能夠令學生非智力因素獲得有效的鍛煉,比如培養學生團結協作能力、求真務實態度等,還能提高學生動手能力,讓他們具備分析與解決問題的意識。除此之外,通過實驗教學,還能檢測學生所學知識是否扎實,讓他們將理論和實踐建立聯系,通過實驗,對理論知識有更深刻的理解。學生在課堂學習理論知識,在實驗中學習實驗知識,后者能夠鍛煉學生實踐操作能力,還能逐漸培養他們的創造力與創新意識。通過以上的分析可以看出大學物理實驗室是理論與實踐結合的場所,其規范化管理模式對于實驗教學的人才培養起到重要的作用。
大學物理是一門重要課程,實驗教學是其核心內容,能夠將學生在課堂學習的知識內化,使得學生通過參與實驗提高動手實踐能力。除此之外還要養成良好的實驗習慣,比如學生完成實驗后需要整理實驗儀器,還要了解使用儀器的基本方法。在此基礎上,大學物理教師應制定合理的管理目標:首先,學生在實驗過程中要確保自身安全,與此同時要維護實驗室財產安全,教師要有前衛的眼光,選擇的實驗項目,應順應科學技術發展潮流;其次,為了保證實驗效果,教師應提前制定完善的教學計劃與實驗教學體系;再次,高效率完成實驗教學任務與實驗項目;最后,做好儀器設備的日常維護,使其保持在可用狀態,避免由于儀器設備的故障問題影響教學進度,為學生的實驗操作創造便利條件。這些管理目標可以用于評估實驗室管理水平。
1.完善實驗室管理規章制度
隨著教學的不斷整改,實驗室的管理制度也要隨之完善,才能滿足現代化教學目標,在革新實驗室管理制度時,應基于人才需求的角度進行設計。
第一,以有利于學校各大院校資源的合理配置和利用為主要原則,打破院校和專業之間的界限,為了提高資源利用率,應合理滲透實驗室資源,以期創造最佳的經濟效益。
第二,深入推廣實驗室的改革,加強各大院系之間的配合,調動其積極性,實現目標化的管理模式。第三,將培養學生的實踐創新能力作為改革的最終目標,加強實驗室教學對于全方位人才的培養,改革實驗室的管理制度,合理進行資源的配置,發揮出實驗教學在高校基礎教學中的重要地位。
2.實行目標管理原則,加強實驗室設備和資源管理。實驗室設備和資源的管理是教學中的硬件,在設備上出現問題會直接的導致學生無法達到實驗目標。為了提高資源配置的合理性,可以邀請專家評估實驗室教學,將專家意見當做實驗室配置的依據,嚴格的執行實驗室的規范化管理。此外在配置實驗設備時,應遵循學校制定的人才培養目標,還要結合學生的實際需求。
3.完善管理程序,實現科學化的管理模式。實現實驗室的科學化管理要求實驗室的管理程序得到進一步的完善,保證管理的工作能夠落實,各項工作在實施的時候有一定的依據。為了行使有效,應確保規范管理程序的完整性,完善的規章制度的建立有利于工作實施的具體化,各崗位的明確分工和人員職責的明確。
開放性物理實驗室在時間和空間上都打破了傳統的局限,實驗的內容和對象上有了很大的變化,將實驗教學和研究中需要的條件得到開發,實現實驗室管理的靈活性和擴展。首先,加強實驗必修課與開放式實驗室的結合。在必修課的物理教學中為學生創造人人動手操作的機會,將教師操作示范的實驗改變為分組實驗,使學生能夠自己進行問題的探討。在課堂實驗沒有達到要求的情況下可以課外進入實驗室進行深入研究,掌握課堂知識且能夠創新和發展。通過研究小組和個人的形式進行實驗室的教學,可以包括以下的幾點內容:課堂演示實驗的進一步開放;學生分組實驗的進一步開放;研究和驗證性的小實驗和小制作的進一步開放;補充實驗的開放和學生自主研究實驗的開放。圍繞教學必修的內容對知識進行一定的深化和鞏固。
其次,加強實驗室的開放與選修課的結合。選修的一些課程也會要求實驗儀器的配合,主要是加強學生的操作技能。在一些相關的選修課例如攝影、物理類電T 等的教學中,應鍛煉學生實踐能力,合理滲透實驗教學。在開放實驗室之前應緊密結合選修課堂教學,其目的在于讓學生通過實踐操作了解相關技能。另一方面,由于時間和場地的限制需要將實驗室在一定的課外時間開放,提高利用效率,保證每個學生都有一定的操作時間。
第三,加強實驗室開放與課外活動的結合。課外活動內容比較多樣化,有利于大學生的成長,是他們的第2 課堂,且具有自主性,時間上充裕而且靈活多變。利用實驗室的開放性可以建立以學生的興趣為導向的興趣小組,利用實驗室的資源進行活動的開展,無線電活動、攝影大賽等都是其發展方向,鍛煉學生特長的同時也加強了實驗資源的有效利用。
高校物理課程離不開實驗教學,能開發學生智力,提高學生實踐能力,對于實驗教學而言,實驗器材是其順利開展的先決條件,也是科研和教學活動的基本要素,這就體現出實驗室儀器的價值和重要性。因此,有效的維護和管理實驗室儀器非常關鍵。為了發揮實驗室儀器的實驗教學效果,教師要運用科學的方法維持儀器的使用狀況,分別在保養、維護和存放方面把好關,決定著實驗教學能否實現規范化管理。基于此,教師要想提高教學儀器的管理效果,應做到以下幾點:
首先,采購質量達標的實驗儀器。實驗儀器在操作過程中會出現磨損,這是不可避免的現象,但是在采購環節要把好質量關,避免儀器還未使用就出現質量問題,從而影響實驗教學效果,所以應采購符合國家技術標準的儀器設備,為教師開展實驗教學,完成教學大綱實驗項目創造良好的條件。
其次,保證儀器驗收效果。物理實驗具有一定的危險系數,因此儀器質量非常重要,決定著學生的人身安全。同時也體現出質量檢驗人員所肩負的重要責任,他們應對檢驗對象用途有所了解,在此基礎上還要熟悉教材和相關實驗標準,以便做好交收檢驗的準備工作。在檢驗儀器之前先要準備好相關的檢測工具,提高檢測準確度。在檢驗儀器質量時先從包裝開始,檢查有無破損,是否受潮等,如果儀器屬于易碎品,要檢查其有無損壞。
最后,要確認儀器的使用性能是否良好,配置完儀器之后是否滿足實驗要求;確認產品的安全性能;確認產品的工藝、尺寸和材料;確認檢驗合格證和產品說明書是否規范;確認產品輔助零件是否齊全?是否配套?檢查產品生產廠商、規格型號是否達標。這些需要檢測人員根據檢驗規則和質量標準判斷產品是否符合實驗要求,檢驗結束之后完成質檢報告單,交由采購部門建檔。
總之,物理實驗室在現代化的背景下是一個具有很大發展潛力的系統。對于理工科學生來說,他們通過系統的學習物理,能夠提高實踐能力和思維能力,這是他們必修科目之一。針對于大學物理課而言,實驗課有著舉足輕重的地位,能幫助學生更好的理解抽象問題,所以和理論課相比,實驗課的優勢非常明顯,所以各高校都要保障實驗室能夠規范化,這樣才能提高學生綜合素養,為社會培養綜合型人才。此外,實驗室的管理應該以學生為主體,教師輔助加強為原則,才能在以后的管理中不斷進取更加適應現代化的需求。