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普通物理實(shí)驗(yàn)考核方式研究論文
摘要:文章闡述了普通物理實(shí)驗(yàn)的考核內(nèi)容，分析了考核方式改革的必要性，介紹了我校普通物理實(shí)驗(yàn)考核方式改革的實(shí)施情況。實(shí)踐表明:改革后的考核方式有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新意識、實(shí)驗(yàn)思維能力、科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ染C合能力。
關(guān)鍵詞:普通物理實(shí)驗(yàn)考核;創(chuàng)新;改革
普通物理實(shí)驗(yàn)是各大高校理工科專業(yè)一門傳統(tǒng)課程，是理工科大學(xué)生接受系統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的一個重要環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生初步的科學(xué)研究能力和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)風(fēng)作、全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)方面有著其他課程所不能替代的特殊作用［1-2］。由于學(xué)生在大學(xué)之前的學(xué)習(xí)基本都是重理論、輕實(shí)踐，同時在高校的教學(xué)考核中，實(shí)驗(yàn)課與其它課程相比也不夠重視［3］。從事物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工作者對物理實(shí)驗(yàn)的考核方式做了很多研究，有的強(qiáng)調(diào)操作考試的作用，有的強(qiáng)調(diào)多元化考核的作用，有的推行無紙化在線考核［3-6］。本文就我校近幾年對普通物理實(shí)驗(yàn)的考核方式的改革進(jìn)行深入探討［7］。
1普通物理實(shí)驗(yàn)考核的基本內(nèi)容
與其它課程一樣，普通物理實(shí)驗(yàn)課程的考核方式應(yīng)從教和學(xué)兩個方面來進(jìn)行考查。對學(xué)生而言，應(yīng)考查學(xué)生的個體發(fā)展是否達(dá)到預(yù)定的教育目標(biāo)。具體來講，應(yīng)考查以下幾方面的能力。1．學(xué)生是否掌握了物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)理論知識、基本方法和基本實(shí)驗(yàn)技能。包括根據(jù)實(shí)驗(yàn)儀器的規(guī)格正確記錄有效數(shù)字、實(shí)驗(yàn)誤差的基本理論、不確定度，相關(guān)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法，如在楊氏模量實(shí)驗(yàn)的逐差法(作圖法)、自由落體法測重力加速度實(shí)驗(yàn)的最小二乘法等，并會用這些理論分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)。2．是否會正確使用與相關(guān)的基本儀器、設(shè)備。比如會調(diào)楊氏模量實(shí)驗(yàn)的直尺望遠(yuǎn)鏡，能熟練掌握物理天平的正確的使用方法和注意事項(xiàng)。3．是否具備了完成物理實(shí)驗(yàn)的基本的科學(xué)素養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)技能。包括實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)是否充分，實(shí)驗(yàn)原理是否理解，實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范、讀數(shù)是否正確，數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)分析是否正確、合理等，是否具有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，以及根據(jù)要求獨(dú)立完成準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)和初步的分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，是否具備初步的�?shí)驗(yàn)科學(xué)思維、敢于探索的創(chuàng)新精神、理論聯(lián)系實(shí)際的能力。4．從實(shí)驗(yàn)過程的情感態(tài)度看，是否具有良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、遵守紀(jì)律和愛護(hù)公共財(cái)產(chǎn)、保持實(shí)驗(yàn)場所干凈整潔的優(yōu)良品德。
2普通物理實(shí)驗(yàn)考核改革的必要性
雖說實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)方面有重要作用，但我國從中學(xué)到大學(xué)，實(shí)驗(yàn)考核一直是個薄弱環(huán)節(jié)。在中學(xué)，幾乎所有考試都采用筆試這種單一的考核方式，只有少數(shù)的競賽有操作考試。因此，許多學(xué)生有種思維定式，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)不要重要，實(shí)驗(yàn)過程不積極參與。上大學(xué)后仍然不重視，不提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)、不明白實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊约皩?shí)驗(yàn)所采用的方法和步驟;在具體的實(shí)驗(yàn)操作過程中，不認(rèn)真觀察出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不認(rèn)真檢查實(shí)驗(yàn)是否滿足的理論要求，不積極思考各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，只是為了追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確，以便完成一份完好的實(shí)驗(yàn)報告。這種現(xiàn)象嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，制約著學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，與當(dāng)代人才培養(yǎng)的目標(biāo)是相違背的，因而客觀合理的普通物理實(shí)驗(yàn)的考核方式是很有必要的。以前，我校的普通物理實(shí)驗(yàn)考核采用平時考核(主要是考核實(shí)驗(yàn)報告的完成情況)基本都采用筆試或筆試加簡單操作的方式進(jìn)行考核，這種考核方式形式太單一，考查學(xué)生的能力太片面，特別是筆試，基本考查不到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平，創(chuàng)新能力等更高層次的能力更無從考核。這使得學(xué)生沒有信心去參加物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽，即使在老師的鼓勵下有學(xué)生參加，設(shè)計(jì)的作品以及取得的成績都不理想。
3我校普通物理實(shí)驗(yàn)的考核方式的改革
經(jīng)過幾年的探索，我校普通物理實(shí)驗(yàn)的考核方式和以前有很大的改革，對不同年級的學(xué)生采取不同考核方式，主要采用了以下幾種考核方式。
3．1科技制作
科技制作是讓學(xué)生利用日常生活中的廢舊物品或簡單材料，制作出具有物理原理的作品，寫出簡單的物理原理和制作過程，然后統(tǒng)一在課堂上演示并講解自己的作品，并由老師和同學(xué)一起提問進(jìn)行評價�？萍贾谱魃婕暗膬�(nèi)容廣泛、形式不限，具有富含科技、結(jié)構(gòu)簡單、材料好找、加工容易、花錢少、能夠獨(dú)立完成等特點(diǎn)，同時也初步培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)作能力、思維能力及動手能力。是大一新生期中考核常用的方式。
3．2拍實(shí)驗(yàn)微課
根據(jù)教學(xué)計(jì)劃，我校的普通物理實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ各開設(shè)12個實(shí)驗(yàn)，期末考核的主要方式是采取拍微課的形式，將全班同學(xué)分成十二個小組，每個組認(rèn)真研究一個實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)的操作過程、注意事項(xiàng)等拍成視頻記錄下來，拍攝過程中同時要講解所研究實(shí)驗(yàn)的原理、所用到的實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟，拍完進(jìn)行剪輯，鍛煉了學(xué)生的口頭表達(dá)能力和課堂組織能力。各組完成拍攝后各小組成員和老師一起觀看視頻，各小組之間相互評價、互相提問，最后由老師進(jìn)行總評。
3．3創(chuàng)新性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)普通物理實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ完成后，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本操作能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力等都得到很大提升，所以期末考核的主要方式是進(jìn)行研究創(chuàng)新性物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。這種考核方式是老師安排一些研究性實(shí)驗(yàn)課題或自己找到一些創(chuàng)新性、研究性課題，提出具有靈活性的要求，學(xué)生根據(jù)要求自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選取實(shí)驗(yàn)設(shè)備、進(jìn)行可行性分析，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，寫報告。這種方式主要分以下幾個方面來進(jìn)行:一、選題階段，學(xué)生根據(jù)兩年所積累的實(shí)驗(yàn)知識和技能以及個人興趣，以物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，在查閱文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，搜集并分析有關(guān)的信息及資料，提出創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)研究課題、設(shè)計(jì)研究實(shí)驗(yàn)，二、實(shí)驗(yàn)探索階段，學(xué)生可以充分利用實(shí)驗(yàn)室條件，在自己探索配合老師的指導(dǎo)，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)階段，對得到的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化驗(yàn)證，得出較為滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果或研究結(jié)果后，然后針對研究成果撰寫實(shí)驗(yàn)報告和研究論文。四、考核，采取論文答辯的形式，答辯過程先演示講解自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，然后由老師和同學(xué)一起提問，最后老師和同學(xué)共同打分，當(dāng)然以老師的評分為主要部分。
4各種考核方式的比較
4．1科技制作
這種方式主要是啟發(fā)學(xué)生嘗試著去發(fā)現(xiàn)問題，鼓勵學(xué)生動手制作，初步培養(yǎng)學(xué)生的操作能力和解決問題的能力。但這種方式對學(xué)生能力的考核相對較單一，沒有考核到學(xué)生對數(shù)據(jù)處理、誤差分析等能力。
4．2拍實(shí)驗(yàn)微課
這種考核方式主要在鍛煉學(xué)生的動手操作能力的同時也訓(xùn)練了學(xué)生的口頭表達(dá)能力、計(jì)算機(jī)軟件的使用能力，特別是同學(xué)之間的相互協(xié)作能力。
4．3創(chuàng)新性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
這是要求比較高的一種考核方式，文獻(xiàn)檢索、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、儀器設(shè)備的選取到實(shí)驗(yàn)的組織實(shí)施、數(shù)據(jù)采集處理和撰寫實(shí)驗(yàn)論文均由學(xué)生獨(dú)立完成。這就要求學(xué)生具備一定的物理理論知識、實(shí)驗(yàn)操作能力以及對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理能力。在完成課題的整個過程中，學(xué)生實(shí)驗(yàn)真正做到正確、嚴(yán)謹(jǐn)、完整和規(guī)范，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維能力、科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新意識在實(shí)驗(yàn)過程中得到培養(yǎng)和提高。這種方式與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽的要求一致。
5結(jié)語
本文提到的考核方式是針對物理專業(yè)的學(xué)生，是建立在獨(dú)立設(shè)課的基礎(chǔ)上的，每種考核方式是層層遞進(jìn)、相輔相成，逐步讓學(xué)生做到正確、嚴(yán)謹(jǐn)、完整和規(guī)范，使學(xué)生動手能力和獨(dú)立設(shè)計(jì)、組織實(shí)施完成實(shí)驗(yàn)課題的能力、實(shí)驗(yàn)思維能力、科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新意識在實(shí)驗(yàn)過程中得到培養(yǎng)和提高，同時在物理思想、物理方法和物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)等方面打下良好的基礎(chǔ)。我校物理專業(yè)的學(xué)生的普通物理實(shí)驗(yàn)考核經(jīng)以上改革后，學(xué)生參加物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽的積極性有了很大提高，比賽的成績更是有質(zhì)的飛躍。參加廣東省大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽的獲獎率在逐年提升，由以前的一個二、三等獎上升到今年的兩個一等獎、兩個二等獎、一個三等獎，具有歷史性的突破，說明這種實(shí)驗(yàn)考核方式在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力是著實(shí)有效的。
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