基于实验项目开发的应用型大学物理课程改革探索论文

时间:2018-08-12 物理毕业论文 我要投稿

  1、应用型本科大学物理课程教学要求

  应用型本科教育是目前国内热议的高等教育模式,泛指以应用型为办学定位,而不是以科研为办学定位的本科院校。应用型本科教育对于满足中国经济社会发展,对高层次应用型人才需要以及推进中国高等教育大众化进程起到了积极的促进作用。如何真正体现教学活动中的“应用型”特色,一直都是各应用型本科院校研究和实践的重要课题。应用型本科相对于普通本科来讲,就课程体系有着自身的特点:即不是建立在学科体系上的课程内容体系,而是以技术体系为依据的课程内容体系,在“基础扎实、口径适当、强化能力、注重实践”目标指导下,强调理论的应用性、技术的先进性。

  大学物理作为本科院校,特别是理工类专业的一门重要的基础课程,自然成为应用型本科专业学生进入应用型课程学习的敲门砖,在课程教学中既不能照搬高水平本科院校的教学模式,更不能弱化大学物理在应用型本科院校的地位,而应该通过深入研究,探索适合于应用型本科院校的大学物理课程教学模式。

  在我校进行应用型本科人才培养探索中,我们通过与本科院校进行应用型本科联合培养模式,获得宝贵的经验,在大学物理课程教学,我们另辟蹊径,大胆提出“理实一体化”的物理课程教学模式。理实一体化方式是职业教育中惯用的教学手段,是“理论教学与实践教学一体化”的简称,是一种理论知识讲解和实践技能训练并重的教学模式,在知识讲解过程中加入技能训练,在技能训练过程中加深对知识的理解和掌握。基于物理课程的特点和应用型本科教学的目标,本文中所提到的“实”并非仅仅上述内容的套改,而是一种重新的定义。

  2、大学物理理实一体化的可行性分析

  物理课中的实践部分常常被大家理解为演示实验,对于中学阶段的物理课,实践部分主要是让学生更深刻理解理论部分的内容而做的一些演示和实操验证;普通本科教学中,大学物理实验往往是一些历史上比较经典的实验项目的再现,对于授课教师年复一年,日复一日的重复,毫无新意可言,偶尔的创新也只是处于某些现实的目的,比如如何节省材料、如何让实验更容易理解等,从这个角度讲,大大降低了教师对实验课程的兴趣和创造力,对学生来讲,物理实验几乎成了一个已知既定目标,而被教师牵着鼻子走的过程,往往在这个过程中学生只是被动的接受,而无法展开自身的创造性。我校在应用型本科建设中,提出对基础课程内容要做到怡当适度,适当削减理论部分,化整为零,不过多强调理论体系的完整性,而更多强调如何提高学生的实际操作能力和应用性,为专业课程做好基础服务。因此,我们着力打造兼具基础性、实用性、趣味性的物理课程,这其中重要的尝试之一就是以实验项目开发为核心的理实一体课程建设。

  实验项目开发重点在于“开发”其主要内涵是依托授课对象的专业需求与兴趣爰好,教师制定授课内容模块,并拆解为若干知识点,由师生共同制定课程实施内容,以再现、自组、演示、表演等多种形式完成项目开发,教师加以引导和提示,从而让学生获得该知识点内容,各类不同的项目可通过“微课”等方式积累和复现,形成课程的案例库。比如,对于经典力学的传统内容“牛顿第二定律”的授课中,常规教学法是直接列出定律内容,然后写出公式,剩下的就是数学推导了,同样在大学物理实验课程中一般会通过气垫导轨等方式来进行定律的验证,但往往实验部分和理论部分课程安排上并没有必然的联系,无法形成闭环;我们教学实践中发现,这种方式对于应用型本科学生来讲行不通,主要原因有以下几点:

  (1)应用型本科的教学目标是让学生掌握适度的基础知识,其中物理课要求的较高水平的高等数学知识对于学生来说是一个难点。

  (2)物理课程教学目标是旨在让学生通过本门课程的学习,养成一种良好的学习习惯,并对其专业课程的基础有一定了解。

  (3)一味追求学科体系的完整,造成的理论和实验之间的差距明显加大,大学物理实验和理论内容很难衔接,不仅如此,纵观整个应用型本科后续专业课程的设置,很容易发现问题,要么课程设置重复,要么物理课中的相当部分内容无法有效应用。

  为此,我们将理实一体化开发模式应用到大学物理课程中,对教学方式进行了大胆创新,针对不同的专业,制定不同的课程模块:针对不同的模块,对知识体系进行梳理,对课程知识结构中的基本概念、基本原理以及基本理论进行提炼,由师生共同努力,逐步形成多个实验项目,最终形成丰富的教学案例。针对上述问题,我们的实验项目开发教学主要做了以下工作:

  (1)知识背景铺垫:让学生已经基本掌握质点运动的各个基本物理量及关系、自然界中力的类型和力的本质等基础内容。

  (2)生活中寻找运动和力之间的一些关联性内容,比如“马拉车跑起来’“汽车加速牵引力”“自由落体”等。

  (3)设计力和运动关系的演示性实验,制作演示器,让学生利用课下的时间完成设计,并分析出其规律,课堂上进行分享,最后由教师对整个知识进行系统讲解。

  3 多实验项目和典型项目案例化的课堂

  实验项目开发是整个的课程教学中的核心,但教师要把握好项目的内容和难度,在一开始的实施过程中,往往教师和学生搞不清楚实验项目开发教学和专业课程学习中的项目教学及任务驱动教学的区别。项目教学和任务驱动教学都属于行动导向教学的范畴,项目教学法是指师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。而任务驱动教学法是指在教学过程中,以学生为中心,以任务为载体,把教学内容巧妙地隐含在一个个具体任务之中,学生通过独立或协作完成任务,学习新知识和新技能。实验项目开发教学方法,简单讲就是以任务驱动的方式去实施项目,只不过这里的“项目”并不是生产一件具体的、具有实际应用价值的产品,而是大学物理中的知识点。

  多实验项目的开展和典型项目案例化与标准化,是我们课程不断创新的保障,但真正实施过程中也遇到很多困难:

  (1)教学过程充满了诸多的不确定性,这就对教师提出了更高的要求,并确保有足够的精力对项目开发进行指导。

  (2)教学实施中同样对学生的要求也比较高,学生应具有足够的积极性和动手能力,能够利用课外时间进行实操和学习。

  (3)教学的效率有时较低,由于课程中很多内容无法进行实操类实验,同时考虑到精度问题,往往只有一些现象明显的实验项目可以开发。

  (4)场地和经费问题如果无法保证的话,实验项目开发将成为纸上谈兵。综上可见,将实验项目开发作为理实一体化中的“实”部分运用到大学物理教学中,要以学生的主动积极地参与为前提,以教师的有效引导和组织为保证,以设计出能达到教学目的实验为材料,以课下准备课上分享(翻转课堂)为支撑,要做到这些方面的有机结合往往很困难,有时甚至耗费较多时间和精力而收效甚微。

  考虑到以上问题,我们在具体实施过程中,采取了一些改进,比如通过对学生进行分组,每个小组作为一个集体参与到实验案例的开发中去,采取二级考核方式,即教师仅仅对小组表现进行考评,小组成员对本组内其他成员进行评分;再如,对要开发的实验项目进行多方论证,其中包括相关专业的专业课教师、高年级同学、并请相关部门以学生立项的方式展开;其次,学校和部门给予了充分的重视,采取了诸多措施,创办第二课堂,每年给予经费支持,并适时举办创意大赛等措施。

  总之,应用型本科的大学物理课中的理论和实验应该是有机衔接的,在实际授课中,不应该拘泥于现在理论课的体系完整性和实验内容的固定性,学校和教师应该通过各种政策和激励措施让学生参与到教学活动的设计中来,充分发挥自身的学习能力,养成良好的学习习惯,以期掌握一定的知识,达到教学相长的目标。

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