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学科教育论文-突出创新能力培养构建物理实验教学新体系.doc

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学科教育论文-突出创新能力培养构建物理实验教学新体系.doc

学科教育论文突出创新能力培养构建物理实验教学新体系【摘要】以突出创新思维、创新意识和创新实践能力培养为主线,构建实验教学新体系,实现了物理实验教学中四个方面的实质性转变,为学生全面发展奠定基础。【关键词】物理实验创新能力研究探索课题一、遵循认知规律,实现教学内容科学分级遵循学生认知规律,根据不同实验项目的原理结构、知识综合程度,将实验分为基础性实验、综合性实验、设计性实验和研究性实验,形成从基础到前沿逐级提高的四级物理实验课程新体系。1.一级物理实验为基础性实验,强调三基培养。着重培养学生严谨的科学态度和实验操作的规范性,获得实验物理学的基本知识和技能,建立科学实验的基本思维方式,培养运用物理规律解决实际问题的基本能力。其实验内容主要包括基本物理量的测量、基本实验仪器的使用和基本方法的训练,是大学物理实验的入门级实验。2.二、三级实验是综合与设计性实验,强调知识运用与技能提高。综合性实验包含知识综合、方法综合和仪器结构综合等,目的是培养学生综合实践能力,提高动手能力和解决问题能力。实验项目包括激光全息摄影、传感器等。在学生掌握了一定的实验技能、方法的基础上,引导学生进行设计性实验。项目可以是原实验装置上的内容延拓,或是独立的设计性实验课题。学生根据要求及操作提示,查阅并理解文献、资料,设计方案并在教师指导下完成实验内容。通过设计性实验教学,学生在成功与失败中得到锻炼,体验科学实验中启迪心智的感悟,切实领会物理规律的真谛。3.四级实验为研究创新性实验,强调思维、意识的创新突破。以培养创新意识、创新思维和研究探索能力为目标,在独立环境下完成课题研究过程。研究课题紧密联系物理实验课程教学,围绕实验装置、实验方法、实验过程等组织研究课题。如全息干版自动存取器,干涉圆环条纹变化计数器等。通过前三级实验课程的学习,学生熟悉课题背景知识,明确课题研究目标,但对研究项目的设计、装置构造及功能的实现模式等都是未知的,正是这种未知引发学生极大的研究兴趣,也正是这种未知促使学生的思维空前活跃,在摆脱教材框架限制后,学生创新思维和创新意识凸现,并在其研究成果中得到很好地体现。几年来,我们努力探索研究性实验教学规律,构建创新实践平台,成效明显,得到教学主管部门的肯定和支持,同时也受到学生的普遍欢迎。在实验环境和政策环境的支持下,研究创新性实验迅速发展,并成为我校物理实验教学一大亮点。二、利用网络资源,实现教学空间信息化转变打赢信息化条件下的现代战争,是军队信息化建设当务之急,也对高校培养信息化军事人才提出了迫切要求。几年来,理化实验室以以计算机网络技术为支撑,以实验、技能资源共享为手段,逐步建立物理空间、虚拟空间和网络空间相互嵌套的立体结构体系,实现物理实验教学空间信息化。1.物理空间是实验教学的主载体。实验教学仪器、设备等硬件环境构成实验教学的物理空间。实验室自组建以来,教学规模不断扩大,仪器设备不断更新。现有教学面积1500平方米,实验教学位450个,实验仪器1000余台(套),实验教学专用计算机50台,为实验教学提供可靠的硬件支持。2.虚拟仿真实验构成教学虚拟空间。物理虚拟仿真实验室配备计算机21套,3D仿真开发工作站1套,服务器1台。实现了物理实验网络化教学,开设经典物理实验31项,近代物理实验26项。学生通过该系统可完成课前预习、实验操作、课后复习等学习活动实现课堂讲授、交互讨论、报告讲评等教、学互动功能有利于自主开发,为设计性实验、探索性实验提供强大的虚拟平台。3.网络空间实现信息资源共享。网络实验教学以计算机技术为支撑,由局域网构成实验教学平台,直接实现资源共享、信息交换和信息服务。我们依托校园网,将教学视频、实验课件等置于网上,学生可在校园网任一终端自主学习。实验教学空间的信息化真正做到了实物实验、虚拟仿真实验和网络实验教学三位一体,实现了实物虚拟网络之间的有序重组和无限延伸,为学生创新能力的培养提供了信息化实验空间。三、实验教学方法实现多元化随着实验教学新体系的不断完善,逐渐淘汰单一的课堂教学模式。结合我校实际状况,采用课堂、课余相结合,开放式、自主式、研究式教学相融合,突出自主创新,强调能力提升。1.演示实验激发学习兴趣。演示实验目的是对学生进行基础物理学知识的普及,为学生学习大学物理实验课打基础。演示实验使抽象理论直观化、真实化和生动化,在拓展知识面、培养学生观察、分析和解决问题能力,特别是激发学生对自然现象、物理知识的兴趣方面具有事半功倍的效果。2.基础性和综合性实验实行全面开放。一是实验内容开放,实行必做和选做实验相结合,为学生提供进一步探索的空间二是实验时间开放,学生自选实验时间和实验项目,调动了学习主动性三是实验模式开放,从单纯实物实验转化为实物与虚拟实验相结合四是实验过程开放,教师进行简要启发和引导,对实验注意事项做必要提示,学生力争独立解决实验问题,完成实验内容。3.设计性实验强调自主。设计性实验是实验教学的高级阶段。学生根据所学的理论知识,在教师的引导下自选实验项目,设计实验方案,检索文献资料,提交课题报告。促进了理论与实践、创新设计与动手操作的紧密结合。教师组织学生进行方案论证和交互讨论,引导学生分析解决问题。掌握科学的实验方法,最大限度地激发学生的智慧潜能,实现从教我学到我会学的转变。4.研究性实验注重创新和启迪心智。从06年开始,实验室在05、06和07级学生中开展课题研究型实验教学,共有370余名学生自愿报名参加,完成研究课题87项。经过成果答辩和专家评审,共评出优秀成果31项,对成绩优秀者,均报请教学主管部门给予实验课笔试免考奖励。这一活动着眼于小处,得益于大处,对学生科研能力的初步形成具有一定的促进作用。四、实验考核侧重操作实践从四个方面对学生实验能力进行考核一是平时成绩,根据平时实验操作和实验报告评定二是笔试成绩,根据期末实验笔试结果评定三是虚拟实验成绩,根据虚拟实验的完成情况评定四是创新评价,根据学生对实验数据处理、设计性实验有独到创意进行评定,这是实验考核的创新点。平时实验成绩占总成绩的50。每个实验项目按五级分制计分,采用122比分制的评价标准,即预习报告1分、现场操作2分、正式报告2分。期末笔试成绩占总成绩的40。期末组织学生进行闭卷实验笔试,对课题研究获得优秀成绩者免试。虚拟实验成绩占总成绩的10。创新评价是我们实验考核方式的一个创新点。若学生在实验设计和实验数据处理中有独到的见解,就应给予创新评价,给予实验成绩加分或全期实验成绩评优的奖励。参考文献1黄允中.在物理化学实验中引入信息技术的探索J.上海实验室研究与探索,2007,(5)56.2李晔,王斌科,付振堂.PBL使学习发生在问题的解决过程之中J.石家庄教育经济研究,2008,(11)7576.

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