浅析高等林业院校大学物理教学改革的探索与实(2)

    和专业相结合、例题举活。理论教学离不开例题，一个好的例题往往能取得事半功倍的效果。在一些学生感觉晦涩枯燥的物理理论问题，模糊不清、容易混淆的地方，为了增强学生的利用物理思想剖析专业问题的能力，我们和专业相结合，结合经典物理理论自编一些例题，如对专业，我们将流体力学中的毛细现象理论和植物中水的传输相结合，给出了自然现象的理论解析，阐明物理理论在具体专业中的具体运用。。

    改变传统的教学呈现方式。多媒体技术与演示实验结合运用，促进理论教学教授模式改革。有些物理内容很难用文字说清楚，多媒体能通过结合内容给出的演示动画，形象的将授课内容展示在学生面前。物理课程中有些物理模型在一般实验室下也很难完成，而利用模拟、仿真理想状态，可以很好地呈现，一目了然。如原子物理中的小粒子散射实验、相对论长度收缩与时间膨胀等，利用多媒体电脑制作这类实验的动画，为大学物理理论教学提供了崭新的平台，大大激发了学生的学习兴趣。演示实验不仅能让学生观看，还能让学生自己动手操作，亲身体验所学内容在实际应用中的乐趣，从而加深对课堂理论知识的理解与掌握，培养提高学生的观察能力、思维能力和概念转化能力。

    3.加强基础物理实验教学，注重探究能力的培养

    利用基础实验培养学生的动手能力，掌握必备的通用技能。物理实验课是学生进人大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是对理、工、农、林、医科各类专业学生进行科学实验基本训练的·门必修课程。通过物理实验教学，使学生在对实验现象观察、分析和对物理量的测量中学习物理实验知识、方法和技能，初步了解科学实验的一般方法特点。使学生在物理实验的基本知识、基本方法、基本技能等方面受到较系统的训练(包括基本实验仪器的使用，基本物理量的测量，误差分析和评定，数据处理等)，培养和提高学生的科学实验素养。使学生具有实事求是的科学态度，严肃认真的工作作风，主动研究的创新探索精神。

    利用“开放实验”和“设计性试验”升华学生的实验思想，培养学生的创新意识和科学探究能力。开放性实验不仅可以实现因人而异的教学方式，有效保护学生的学习兴趣;更有利于学生根据各自的专业有目的地选择与专业相关的物理实验。为此，我们建立了开放物理实验室，设有力学、热学、电学、光学和近代物理五个方面36个实验供学生自由选择。我们引导学生从理论走向技术，将理论应用于技术，用技术实现理论。学生在学习了物的基础知识以后，充分开拓思路，将物理学理论知识与各种专业知识相结合，设计、制作了一个个新颖的系统。例如教师提出一些具体要求(或任务)，即要求得到的结果，同时提供完成这些实验所需要的仪器、设备及小部件，而实际完成任务所用的物品可能只需要其中的一部分。教师的任务只是介绍主要设备的性能及使用和注意事项，而具体实验时使用哪些设备，以及使用它们的哪种功能、如何搭配、如何进行实验，则完全由学生自己独立提出。教学过程是:

    (1)教师提出要学生完成的任务;(2)介绍可能用到的仪器设备性能、各种功能、操作仪器的注意事项;(3)学生开始思考，并提出完成任务的设想及步骤;(4)与教师讨论确定可行性与最佳路线，最后确定实验方案，并开始动手进行;(5)记录现象或数据，完成后整理仪器;(6)写出(实验)报告。

    通过扩展和加深实验内容、提高实验技术难度、加强实验的设计性和综合性、专业性，培养学生初步具有自己提出问题、发现问题和独立解决问题的能力。培养学生的计划能力、分离能力、科学推理能力、概念转化能力，使学生具有良好的科学素质和创新能力。学生的探究与科学家的科学探究在本质上是相同的。科学家的探究包括通过观察、收集信息、总结分析、建立模型，提出假说并给以解释，交流自己的假说、思想和观念，从而形成方法、规则、标准和知识等。学生的学习同样也经历了以上科学家探究的历程;通过设计性试验，使学生的学习在情景中理解，探究和科学知识获得相互结合、融为一体。

    我们对全国高等学校类专业物理实验课教学状况进行了全面调研，在此基础上制订了中国高等院校农林类专业物理实验课程教学基本要求，修订了农林类专业物理实验课程教学大纲，编写了《大学物理实验—基础性实验》、《大学物理实验—提高性实验》、《大学物理实验—近代物理实验》系列物理实验课教材。对高等农林院校的物理实验室开放方式教学进行了创新性研究，研究内容包括实验室日常管理、规章制度建立、学生上网选课、学生预习、教师授课方式与方法、检查原始实验数据、实验报告的数据处理、教师批改实验报告等一系列问题。目前，东北大学的大学物理教学改革，大学物理开放实验教学模式得到了学校各主管部门、广大学生和教师的一致认可，我们也总结了一整套的开放实验教学管理办法，为大学物理实验课的开放、创新打下了坚实基础。大学物理开放实验教学模式已经在中国大学、北华大学等院校推广应用，广大教师和学生反映良好。制订的中国高等院校农林类专业物理实验课程教学基本要求、物理实验课程教学大纲和大学物理实验系列教材，在国家高等农林院校基础学科教学委员会的支持下已经在中国农业大学、南京农业大学、华中农业大学、北京林业大学、西北农林科技大学等30余所中国高等农林院校推广应用。该成果的推广应用可以使高等农林院校的大学物理实验教学更加规范化，对培养学生动手能力、分析问题解决问题的能力、创新思维能力有很好的促进作用，同时可以增加仪器设备利用率，最大限度地达到仪器设备资源共享。

    4.理论教学、实验教学应有机结合

    理论教学中应加强对相关物理理论产生的实验现象的论述。物理学中的概念的建立、定律的获得几乎都是建立在观察现象、科学实验的基础上的。物理学中的很多名词用文字叙述往往晦涩难懂，学生很难理解;如光学中的‘衍射’一词，我们先给出实验现象的图像，再阐述‘衍射’一词的定义，给出物理原理及公式。这不仅使学生对定义“一目了然”，更有兴趣推导产生这种现象的理论解析。如利用电磁波的演示系统可以直观地认识电磁波的干涉、衍射特点以及验证电磁波是横波的特性，利用静电演示系统可以清楚地认识静电场的各种性质。例如在讲到静电屏蔽时，可以结合在高压实验室的研究经历，介绍实际工作中实现静电屏蔽的例子;在讲到布儒斯特定律时，以激光器的布儒斯特窗为例，介绍该定律的实际应用。这样，学生在接受这些知识时不是仅仅记住了该定律的形式，更将该定律与实际生活和生产联系在一起，使得该定律成为“活”的知识。学生反映从中得到很大收获，对物理概念的理解与体会更深了。

    高等农、林院校大学物理理论教学和实验教学形式上是各自独立的课程体系，往往造成理论教学和实验教学脱节。教学过程中我们注重对学生强调基础理论、基础知识的重要性;没有坚实的理论基础，实验只会停留在表面上，只会是低水平的，无法实现真正有意义的理论或技术创新，会阻碍学生探究能力的完整形成。