学生实践能力及创新能力培养

学生实践能力及创新能力培养

机电学院——姜玉生大学物理实验是工科大学生必修的一门公共基础课程,它在培养学生的动手能力、分析问题与解决问题的能力,培养学生的探索精神、科学研究的基本素养等方面占有重要地位。其最终目的是培养、提高学生的创新能力 ,为学生的发展打好基础。但是 ,由于现实的情况 ,某些时候 ,大学物理实验课程并没有很好地起到上述作用。例如 ,学生多 ,课时紧 ,教学任务繁重 ,为在有限时间内完成教学 ,教师往往先讲、甚至示范 ,学生后做 ,实质把学生的探索过程弱化了。因此 ,有必要改进教学程序 ,对教师的角色进行重新定位 ,强化学生的探索过程 ,以利培养其创新能力。

1 对现行大学物理实验教学程序的改进

目前的程序是 :课前预习 ———教师讲解 (甚至示范 ) ———学生操作 ———教师指导 ———完成实验。

在上述程序下 ,不可避免的使学生有了“大脑偷懒 ”的机会 ,学生只要按照教师的讲解操作就能把实验完成,学生在实验过后未必很好的理解他所做的实验。这样的教学程序事实上没有给于学生充分探索的机会。

大学物理实验是学习科学实验基础知识方法和技能的入门课程,是学生进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端,也是后续实验课程的重要基础。但是,在大学物理实验教学上述程序中,教师处于导演的地位,学生做实验的过程是程式化的,使得学生的探索过程被省略和弱化,这种教学模式从本质上说是违背对“科学”的认知规律的,对培养学生科学研究的基本素养是不足的,对于培养和提高学生的创新能力是不利的。必须促使学生“建立进实验室学习的意识,从而有利于摒弃重理论轻实验的价值取向。

改进后的大学物理实验教学程序是: 课前预习———实验操作———发现问题(包括教师提问) ———展开讨论———教师点评———完成实验。

1. 1 课前预习一般情况下要对学生的预习情况进行检查,我们的方式是提出开放性的问题,而不是封闭式的问题。这样做的好处是不至于人为的限制学生的思维,也有利于发现学生在预习时对本实验的关注点在哪里 ,做到对学生的预习情况心中有数。同时也打消了学生课前预习仅仅是在实验报告上照搬课本一部分内容、甚至课前不预习的想法;

不至于使学生的预习流于形式。

1. 2 实验操作学生直接进入实验操作,教师并不讲解。为避免发生安全事故和对仪器造成大的损害,教师只给学生最低限度的提示。而在传统的“课前预习 ———教师讲解 (甚至示范 ) ———学生操作 ”的教学程序下,导致学生在思想上对大学物理实验课程重视不够,每次实验操作都是按部就班的应付了事。改进后的教学程序在很大程度上调动了学生的主动性和积极性,容易激发他们对实验课的兴趣,促进了学生的创新意识、创新思维和创新能力的发展。

1. 3 发现问题包括学生自己发现问题和教师发现学生在操作过程中存在的问题。教师也可以在学生操作过程中启发式的提问,引导学生思考。这样就强化了学生的探索过程 ,是符合对“科学 ”的认知规律的。

1. 4 展开讨论发现问题后 ,教师并不急于解答 ,而是鼓励学生:大学物理实验教学中培养学生创新能力的探索与研究。在这一阶段, 教师也可以适时加入到学生的讨论当中来,与学生打成一片,培养学生大胆质疑的怀疑精神和敢于向权威挑战的意识。这就使得学生的基本实验技能得到训练,又充分调动了他们的积极性,并且锻炼了学生分析和处理实际问题的能力。

1. 5 教师点评针对学生的讨论意见,教师进行点评。引导学生对具有代表性、典型的观点深入思考,评价优劣。教师要善于发现学生的闪光点,我们尤其注意了鼓励不同观点的出现。同时调动学生主动积极思考:此次实验与以往做过的实验有何不同。例如,比较迈克尔逊干涉和牛顿环等厚干涉,拉伸法测量金属丝的杨氏模量与拉脱法测液体的表面张力 ,拉伸法测量金属丝的杨氏模量与金属线涨系数的测定。

1. 6 完成实验我们制定了不同的标准供学生选择。在实验室开放和分级教学的基础上实现了学生可以对所修实验进行选作。每一个实验都有选作部分,学生依据兴趣选作,便于学生得到最大限度的锻炼与发展。

2 改进大学物理实验教学程序后教师角色的新定位改进教学程序,实质是对教师的角色进行重新定位。

在传统的教学程序中,教师处于主导地位,学生处于演员地位,学生按照老师设计好的剧本做 ,属于从属地位 ;事实上 ,教师“剥夺 ”了学生作为科学训练实践主体的地位 ,多少显得有些喧宾夺主。

在改进后的教学程序中,教师首先是学生的后勤与助手、仪器管理者的角色 ,其次是导师的角色。对学生和教师在“学 ”、“教 ”过程中的角色进行新定位,突出培养学生的创新能力。充分调动学生的主动性,做到以学生为主。实验的主动权交给学生,学生获得了更大的自由度,有利于学生综合能力的培养。

在实验课中,让学生唱主角,还学生以主体地位。教师只是其帮助者、促进者,教师的主导作用只有在学生这个认识主体的学习自主性获得充分调动的情况下 ,才会产生实际效果。

让学生有足够的空间与时间进行科学探索过程,摸着石头过河,接触到科学研究过程所需要的基本元素 ,使学生感受到科学研究的基本氛围,从而使得学生受到最基本的科学训练,创新能力得到提升。而教师则唱配角,待学生在实验过程中存在的问题和困惑得到足够的暴露后,教师再有针对性的加以引导和提供帮助 ,直至学生完成实验。以学生为主体,使得其课堂学习过程类似于现实中的科研过程,实质是前者模拟后者。于是“提高大学生科研能力的工作可以结合课堂知识的学习进行。本课题的顺利实施还得益于大学物理实验仿真软件的引入。这套软件,为学生和教师提供了极大的便利。学生在预习了相关的书本知识后,通过理学院网络进入仿真系统 ,进行仿真实验。有了这一过程 ,为开展本课题的探索与研究提供了极好的条件和有力的保证。

3实践证明学生唱主角、教师唱配角的理念是可行的、高效的。首先,提高了课堂效率。由于学生操作在前,教师指导在后,使得学生能够尽快的理解实验的核心思想和关键操作技能,教师必要的讲解往往能起到事半功倍的效果。同时也便于教师针对学生的个体差异展开指与导帮助 ,做到因材施教。其次 ,由于强化了学生的探索过程 ,有利于调动学生的主动性、积极性和学习自然科学的兴趣好奇心。在学生唱主角、教师唱配角的教学模式中,学生处于主体地位,实验的每一个步骤都要先经过学生本人的思考,然后再决定下一步怎么做,而不是通过看老师的示范 ,这就强化了学生探索过程 ,充分调动了学生的主观能动性 ,使学生的心理活动与有趣的自然科学现象合拍,从而激发他们的对自然科学的兴趣与好奇心。最后,有利于培养学生的创新能力。以学生为主, 积极思考,教师尊重学生的意见,其讲解就不易于在学生的头脑中先入为主。在兴趣与好奇心的驱动下 ,学生的创新能力得到了提升与展现。