时间:2022-07-01 12:47:37
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇物理实验教学论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:半导体物理实验;教学改革;专业实验
实验教学作为高校教学环节中的一个重要组成部分,不仅因为其是课堂教学的延伸,更由于通过实验教学,可以加深学生对理论知识的理解,培养学生的动手能力,拓展学生的创造思维[1,2]。实验教学分为基础实验和专业实验两部分[3,4]:基础实验面向全校学生,如大学物理实验、普通化学实验等,其主要任务是巩固学生对所学基础知识和规律的理解,旨在提高学生的观察、分析及解决问题的能力,提供知识储备[5,6];与基础实验不同,专业实验仅面向某一专业,是针对专业理论课程的具体学习要求设计的实验教学内容,对于学生专业方向能力的提高具有极强的促进作用[7~8]。通过专业实验教学使学生能够更好的理解、掌握和应用基础知识和专业知识,提高分析问题的能力并解决生活中涉及专业的实际问题,为学生开展专业创新实践活动打下坚实的基础[9~11]。
1半导体物理实验课程存在的问题与困难
半导体物理实验是物理学专业电子材料与器件工程方向必修的一门专业实验课,旨在培养学生对半导体材料和器件的制备及测试方法的实践操作能力,其教学效果直接影响着后续研究生阶段的学习和毕业工作实践。通过对前几年本专业毕业生的就业情况分析,发现该专业毕业生缺乏对领域内前沿技术的理解和掌握。由于没有经过相关知识的实验训练,不少毕业生就业后再学习过程较长,融入企事业单位较慢,因此提升空间受到限制。1.1教学内容简单陈旧。目前,国内高校在半导体物理实验课程教学内容的设置上大同小异,基础性实验居多,对于新能源、新型电子器件等领域的相关实验内容完全没有或涉及较少。某些高校还利用虚拟实验来进行实验教学,其实验效果远不如学生实际动手操作。我校的半导体物理实验原有教学内容主要参照上个世纪七、八十年代国家对半导体产业人才培养的要求所设置,受技术、条件所限,主要以传统半导体物理的基础类实验为主,实验内容陈旧。但是在实验内容中添加新能源、新型电子器件等领域的技术方法,对于增加学生对所学领域内最新前沿技术的了解,掌握现代技术中半导体材料特性相关的实验手段和测试技术是极为重要的。1.2仪器设备严重匮乏。半导体物理实验的教学目标是使学生熟练掌握半导体材料和器件的制备、基本物理参数以及物理性质的测试原理和表征方法,为半导体材料与器件的开发设计与研制奠定基础。随着科学技术的不断发展,专业实验的教学内容应随着专业知识的更新及行业的发展及时调整,从而能更好的完成课程教学目标的要求,培养新时代的人才。实验内容的调整和更新需要有新型的实验仪器设备做保障,但我校原有实验教学仪器设备绝大部分生产于上个世纪六七十年代,在长期实验教学过程中,不少仪器因无法修复的故障而处于待报废状态。由于仪器设备不能及时更新,致使个别实验内容无法正常进行,可运行的仪器设备也因为年代久远,实验误差大、重复性低,有时甚至会得到错误的实验结果,只能作学生“按部就班”的基础实验,难以进行实验内容的调整,将新技术新方法应用于教学中。因此,在改革之前半导体物理实验的实验设计以基础类实验为主,设计性、应用性、综合性等提高类实验较少,且无法开展创新类实验。缺少自主设计、创新、协作等实践能力的训练,不仅极大地降低学生对专业实验的兴趣,且不利于学生实践和创新创业能力的培养,半导体物理实验课程的改革势在必行。
2半导体物理实验课程改革的内容与举措
半导体物理实验开设时间为本科大四秋季学期,该实验课与专业理论课半导体物理学、半导体器件、薄膜物理学在同一学期进行。随着半导体技术日新月异发展的今天,对半导体物理实验的教学内容也提出了新的要求,因此,要求这门实验课程不仅能够通过对半导体材料某些重要参数和特性的观测,使学生掌握半导体材料和器件的制备及基本物理参数与物理性质的测试方法,而且可以在铺垫必备基础和实际操作技能的同时,拓展学生在电子材料与器件工程领域的科学前沿知识,为将来独立开展产品的研制和科学研究打下坚实的基础。2.1实验基础设施的建设。2013年年底,基于我校本科教学项目的资金支持,半导体物理实验教学团队通过调研国内外高校现行半导体物理实验教学资料,结合我校实验教学的自身特点,按照创新教育的要求重新设计了半导体物理实验内容,并根据所开设实验教学内容合理配置相应的实验仪器设备,新配置仪器设备具有一定的前瞻性,品质优良,数量合理,保证实验教学质量。由于作为一门专业实验课,每学年只有一个学期承担教学任务,为了提高仪器设备的利用率,做到实验设备资源的不浪费,计划成立一间半导体物理实验专属的实验室,用于陈放新购置的实验设备,在没有教学任务的学期,该实验室做为科研实验室和创新创业实验室使用。通过近三年的建设,半导体物理实验专属实验室———新能源材料与电子器件工程创新实验室建成并投入使用,该实验室为电子材料与器件工程方向的本科生毕业论文设计以及全院本科生的创新创业实验设计提供了基本保障,更为重要的是该实验室的建成极大地改善了半导体物理实验的原有教学条件,解决了实际困难,使得半导体物理实验教学效果显著提升。不仅加强了学生对专业核心知识理解和掌握,而且启发学生综合运用所学知识创造性地解决实际问题,有效提高学生的实践动手能力、创新能力和综合素质。2.2实验教学内容的更新。半导体物理实验是一门72学时的实验课,在专属实验室建成后,按照重视基础、突出综合、强调创新、提升能力的要求,逐步培养与提高学生的科学实验素质和创新能力,构建了“九—八—五”新的实验内容体系,包括如下三个层次(表1)。第一层次为“九”个基础型实验,涵盖对半导体材料的物理性质(结构、电学、光学)的测定,通过对物理量的测量验证物理规律,训练学生观察、分析和研究半导体物理实验现象的能力,掌握常用基本半导体物理实验仪器的原理、性能和测量方法等。第二层次为“八”个提高型实验(综合、应用性实验),学生通过第一层次的实验训练后,已掌握了基本的实验方法和技能,在此基础上,开展综合性实验,可以培养学生综合运用所学知识以及分析和解决问题的能力。通过应用性实验培养学生将来利用设备原理从事生产或者技术服务的能力。第三层次为“五”个设计创新型实验,学生需运用多学科知识、综合多学科内容,结合教师的科研项目进行创新研究,通过设计型实验可以锻炼学生组织和自主实验的能力,着力培养学生创新实践能力和基本的科研素质。每个基础型实验4学时,提高型实验8学时,创新型实验12学时,规定基础型为必修实验,提高型、创新型为选作实验。九个基础型实验全部完成后,学生可根据兴趣和毕业设计要求在提高型、创新型实验中各分别选做一定数量的实验,在开课学期结束时完成至少72个学时的实验并获得成绩方为合格。2.3实验教学方式的优化。在教学方式上,建立以学生为中心、学生自我训练为主的教学模式,充分调动学生的主观能动性。将之前老师实验前的讲解转变为学生代表讲解实验内容,然后老师提问并补充完善,在整个实验安排过程中,实验内容由浅入深、由简单到综合、逐步过渡至设计和研究创新型实验。三个层次的实验内容形成连贯的实验梯度教学体系,在充分激发学生学习兴趣的同时,培养学生自主学习、自发解决问题的能力。2.4实验考核机制的改革。目前大部分实验课的成绩由每次实验后的“实验报告”的平均成绩决定,然而单独一份实验报告并不能够完整反应学生的实际动手操作能力和对实验内容的熟悉程度。因此,本课程将此改革为总成绩由每次“实验”的平均成绩决定。每次实验成绩包括实验预习、实验操作和实验报告三部分,实验开始前通过问答以及学生讲解实验内容来给出实验预习成绩;实验操作成绩是个团队成绩反映每组实验学生在实验过程中的动手能力以及组员之间的相互协助情况;针对提高型和创新性实验,特别是创新性实验,要求以科技论文的形式来撰写实验报告,以此来锻炼本科生的科技论文写作能力。通过三部分综合来给出的实验成绩更注重对知识的掌握、能力的提高和综合素质的培养等方面的考核。
3半导体物理实验课程改革后的成效
半导体物理实验在我校本科教学项目的支持下,购置并更新了实验设备建立了专属实验室,构建了“九—八—五”新实验内容体系,并采用新的教学方式和考核机制,教师和学生普遍感觉到新实验教学体系的目的性、整体性和层次性都得到了极大的提高。教学内容和教学方式的调整,使学生理论联系实际的能力得到增强,提高了学生的积极性和主动性。实验中学生实际动手的机会增多,对知识的渴求程度明显加强,为了更好地完成创新设计实验,部分本科生还会主动去查阅研中英文科技文献,真正做到了自主自觉的学习。通过实验课程的教学,学生掌握了科技论文的基本格式,数据处理的图表制作,了解了科学研究的过程,具备了基本的科研能力,也为学生的毕业设计打下了良好的基础。与此同时,利用新购置的实验设备建立的实验室,在做为科研实验室和创新创业实验室使用时,也取得了优异的成绩。依托本实验室,2015年“国家级大学生创新创业训练计划”立项3项,2016年“国家级大学生创新创业训练计划”立项4项。
4结语
一、新课程理念下,构建物理实验教学的新模式
目前多数学校的实验教学仍是传统的教学模式,实验教学只是教师传授理论知识的“附属品”,只侧重于教师的实验演示。对学生的要求只限于了解实验目的,会用实验仪器,记住实验数据。学生思维只能在教师画好的圈子里转,学生只能观察到沿着教师设计好的实验思路去完成的实验现象。做实验变成了讲实验,学生对实验认识只停留在表面上。长此以往,学生实验学习的积极性必然会受到压抑,实验教学也将流于形式。因此,在物理教学过程中,更新实验教学观念,转变陈旧的教学模式是必然的选择。新的教学模式应充分发挥教师的主导作用,突出学生的主体地位。让学生成为实验教学的主体,自己设计,自己组织,自己操作,最终由学生得出实验的结果,让学生真正成为实验的“操作者”和“设计者”。由学生自主地去观察、发现、搜集信息,并用已有知识对所获信息进行归整,可以给学生提供更多创造性思维的学习机会。设法让学生多动手做实验,让学生在实验过程中体验成功的喜悦和从失败中发现问题,获得新知识,从而在亲身体验中感受学习物理的兴趣。这样也很好地调动了学生自主学习的积极性和主动性。
二、新课程理念下,体现物理实验教学回归现实生活
在实验室和课堂上有目的地安排物理实验,对中学生来说还远远不够。实验室和课堂上的物理实验不可以替代学生在自然界和生活环境中进行的实验。要把他们的物理学习和他们身边的自然环境、社会环境及个人的日常生活结合在一起,从其中学,在其中用,使学校规定的物理实验教学变成令学生感兴趣的活的物理学习,才能更有效地使学生学到物理学的方法,领悟到物理学与人类社会的相互关系。例如,在农村很多家庭都在自家院子外安装一个门灯,但是门灯的开关却是问题,晚上经常要摸黑开灯,很不方便。在电学部分通过对“楼道灯”原理的学习,学生了解到这种电路的原理,对于院子的门灯同样适用。因此,教师可以鼓励学生在家长的帮助下对于家庭的门灯进行改装。对从出生就与自己相伴的自然界,学生已积累了相当多的体验、了解和认识。这对学生的物理学习兴趣、学习方法和具体的学习内容都可以产生较大影响。诸如,看见闪电的同时是否能听见了雷声,空气的流动与风的形成,穿不同的鞋或滑板在土地、沙滩上行走的不同感觉。让学生经常进行类似几乎不用什么工具就可在生活中完成的实验,可对物理学习产生很好的辅助作用。但是,学生的生活经验有时可能让学生形成一些错误的认识。如自行车不蹬不动,门不推不开,会使学生误以为力是物体运动的原因;抛出的石子总比纸片落下得快,让学生误以为重物就是比轻物下落快;灯一开就亮,让学生误以为导线中的电流也是以光速运动的。教师需要正确分析这些体验和经验,让学生认识科学的真面目。鼓励学生从对自然界、社会环境的了解中,从自己亲身体验或经验中,提出需要研究的问题,最大限度地拓展物理实验教学的时间和空间。
三、新课程理念下,物理实验教学中教师角色的转换
新课程提倡的是要让学生主动参与、发现、探究知识,在探究中掌握知识,培养创新精神和实践能力。在新课程理念下,要求教师的角色不再只是知识的传授者,而是学生发展的组织者、引导者和参与者;强调教师“教”的本质是在于帮助和引导学生的“学”,引导学生主动参与物理实验教学,促进学生主动富有个性的学习;倡导在实验教学过程中形成一个师生互动交流的学习过程,教师要把握好实验教学理念和放的力度,在学生自主体验的同时,加强引导随时发现问题并给予指导,使学生成为实验的主人。进行实验的教学过程中,教师是学生的引路人,适当提一些引导性问题,会起到有益的作用。如在用漏斗拾起乒乓球的实验中(流体压强实验),抓住学生因出乎意料而“目瞪口呆”的时机,提出一个引导思路的问题,就更为需要,这样可以促使学生的思维走到正确的方向并向纵深发展。让学生自己在实验中发现问题,产生质疑甚至争论,让学生自己感受从问题的提出到解决的整个过程,就充分突出了学生在实验活动中的主体地位,也体现了教师对学生学习进行必要的指导和点拨的作用。
四、新课程理念下,组织多种形式的实验教学
物理实验教学的组织形式是多样的。要建立开放的实验室,充分开发和利用实验室的丰富课程资源,尽快改变实验室的封闭式管理状态;要发挥教材中小实验的作用。课本中“纸盒烧开水”“小风轮”“电铃”“楼梯开关”等小实验、小制作,有很强的趣味性和知识性,要很好地利用;要有效利用多媒体,通过多媒体向学生展示多种多样的新技术,使学生对于这些新技术有所认识和了解;要多开展科技创新、小发明、小制作等物理竞赛和兴趣小组活动。如小火箭、简单计时器、两用卷尺、自制潜望镜、密度计等制作活动的开展,使学生置身于科学的海洋和有趣的物理情境中,扩大学生的知识面,提高学生的动手能力。
五、结语
综上所述,要实现新课程理念下的物理实验教学,就要准确理解和把握新课程所蕴含的理念。教师要走进新课程,学习新的课程理论,更新传统教育观念,实现教师角色的转换,重建教学方式。教师要让课堂走向生活,真正做到“教是为了不教”、“授之以鱼,不如授之以渔”,在新课程理念下实现全面、和谐发展的教育目标。
作者:徐莉 单位:河北省栾城职业技术教育中心
关键词:物理;学生;能力培养
一、领好路,入好门
物理课是初二年级的一门新开学科,我校对此十分重视。物理学所研究的是自然界中最普遍的物质运动现象,是研究物质的一切最基本、最普遍的运动形态和物质各层次的结构、相互作用和运动的基本规律的科学。物理科学一门实验科学,在物理实验教学中,也应重视对学生能力的培养。我校初二有五个班,五个物理教师每人一个班,初三有六个班,由六个人教,这样让每个物理教师在新课程的推进中都有充分展示自己的机会。暑假中,我校六个物理教师全部到东台市第三中学去听了新课改讲座。从中我们了解到新课程的特点有这样两点:(1)以能量为主线贯穿始终,不强调定义的严谨和严密。(2)易学,难教。为了不影响初三的中考质量,抓好物理课的教学,我觉得在初二时的关键就在于教师帮学生领好路,让学生入好门。刚接触物理这门课,学生对之往往有一种新鲜感。初中学生刚接触物理,必须指导学生要严格按照实验操作的程序,许多学生对此表现出极大的兴趣,但也只是停留在表面而已,如不及时深化,这种热情是短暂的,这就要求教师在上第一节课时,认真设计教案,上好第一堂物理实验课。如我在二(1)班就做了大气压强的实验,学生感到很新奇,水为什么没有从倒着的杯子中留下来,是谁托住了水杯中的水;再如我用三棱镜在太阳光的照射下得到了彩虹等现象明显的实验,以激起他们求知的欲望,为学生今后发奋学习埋下了火种。这样良好的开端使得我校在第一次初二月考中每班物理优秀人数都在25人(班级人数一半)以上,及格人数在45人左右,低分控制在1~2人,收到了优良的效果。
二、亲其师,信其道
我校平时教研气氛很浓,要给学生一杯水,教师首先得有一缸水,上学期35周岁以下的青年教师全参加了我校举行的新课程教学竞赛,一批业务能力强,教学水平高的年青教师在这一活动中脱颖而出。我校还要求教师写案例交流,写教学论文并编写成论文交流集,名称为《走进新课程》海中教研第六期、第七期等。兴趣总是与人们对事物的情感态度紧密相连,当学生对自己的老师产生崇拜心理,认为老师学富五车时,如果我们的教师再能在此时深入到学生中去,与他们同欢乐,共忧患,关心爱护自己的学生,尊重学生的人格,和学生打成一片,利用一切可能的手段激发学生对物理学的热爱之情,有了良好的师生关系,加之教师又在学生面前表现得学识渊博,学生才能热爱老师,听从教师的教诲,真正做到“亲其师,信其道”。
三、强探究,重实验
根据青少年身心发展的阶段性,教育工作者必须从教育对象的实际出发,针对不同年龄的学生,提出不同的任务,采用不同的教育内容和方法。由于初中学生的身心特点决定了他们好动,喜欢实际操作。根据初中生的这一身心特点,我把初二(1)班和初三(1)班各分成了10个实验小组,每组5~6人,列学号1~10号为实验小组长,11~20号的为实验小组副组长。我在课堂教学中加强了实验教学,多给学生动手的机会,让学生在实际操作中感受到学习的乐趣,从而增强对物理学习的兴趣。我经常在课上与学生一起进行探究,合作学习,如:探究放满水的水杯中还能再放多少回形针时,先让学生猜测,有学生猜能放5枚,也有学生猜能放30枚,在我的启发下,有学生大胆的猜测能放80枚,而这位学生大胆的猜测却招来了其他学生的一片嘲笑声,我并没有在此时打断学生,而是继续做实验,学生随着我放回形针的动作,一枚一枚的数着,当过了30枚时,略感意外,当过了80枚时,教室时已极奇安静,真是针掉在地上都听得见响,当过了150枚时,好多学生都已忘记了呼吸,脸上写满了不可思议的表情,结果放了168枚后仍未有水溢出,使学生大感意外。在此基础上,我让学生进行了分组实验,并引导学生对实验现象进行了分析、讨论和探究。在这个实验中,我先提出探究的问题再让学生去做出猜想和假设,并让他们亲身参与到实验的操作中,引导他们分析实验现象,并加强了他们在实验中的交流与协作,从而对学生的实验操作能力、探究能力进行了较好的培养,使之得到了较大程度的提高,为今后学生独立对实验现象进行探究打下了坚实的基础。
再如,东台实验初中的王宪老师在盐城亭湖初中的新课程会教课上,把学生现场分成多组,让每个学生都参与到测量长度的探究活动中,学生各自测量的结果暂时不提,当四个小组的学生都测量完以后,让四人同时上台写出自己的测量结果,由于四人的结果各不相同,必然会使学生感到惊奇。这既增强了学生的兴趣,同时又对多次测量取平均值教学的展开,有很好的启发性。这节课也因此获得了这次会教的一等奖,该同志代表盐城去省里参加全国会教,再次获得全国13个一等奖中的第二名,这为我们东台的物理教育在全省树立了一个标杆,同时这也是我市推进新课程教改而结出的又一丰硕成果。
四、重思维,力创新
在初中物理教学中,我常常鼓励学生敢于联想,敢于发表不同的见解,我有时也有意地制造“矛盾”,把学生置于是非徘徊中,诱导他们从不同的角度去思考问题,使基思维能发散,多元化,从而发挥其思维独特的创造性。在串、并联电路实验教学后,提出问题:一个电路中有一个电源,一个电键K两个灯泡L1、L2,这两个灯泡串联,当电键K断开时,L1、L2均发光,但K闭合后,L1不发光,L2发光。这种情况可不可能存在,我先让学生画出所有的电路图,再让5~6人为一个实验小组,利用器材进行探究。受已学知识的干扰,学生置于“矛盾”之中。这时学生排除“电键只能与用电器串联”的思维定势进行逆向思维才能解决这个问题。事实证明,学生的积极性空前高涨,感觉到有新意,在讨论中,不时迸发出创造性思维的火花,很快就有7~8个实验小组解决了这个问题,并随之提出了新的问题,而这是我始料所不及的。这既加深了对知识的理解,又锻炼了他们思维的创造性和深广度,这也正是我所期望的效果。
五、重实践,强应用
在学习一个新概念时,我通常都强调学生既要能记住它的定义,还要能理解它的物理意义,即它表示什么,在物理学中引进它有什么作用,在日常生活中有哪些应用,而这才是学习这个概念的作用和意义之所在。不少学生对物理实验感兴趣,觉得好玩,但要他们用所学物理知识去解释日常生活中的现象,他们便会感到茫然,这是因为理论与实践严重脱节的缘故。而大丰市实验初中的陈老师却在比赛中为我们做出了表率,解决了我多年来的困惑,他让一对长得很像的学生相互配合,一个做物体,一个做物体在平面镜中的像,由于戴着一顶帽子,则像的表演难度更大,物不断地做动作,像在不断的出错,不断的纠正,学生对平面镜成像的特点的认识也在不断的深化。这样的优质课也给听课者留下了极其深刻的印象,至今为我所乐道。
因此,教师应重实践,强应用,引导学生灵活的学习物理。每次我向学生讲解物理新知识时,我都能联系日常生活中的物理应用,还要求学生观察身边世界,并找出相关事例来进行比较等。如在“杠杆的平衡条件”一课用杆秤举例,让学生分析出其中的道理,并进一步提出这样一个常见的问题:有的不法商贩“做秤”通常采用的手脚等。
这其中又应用了什么原理?接着引导学生列出“杠杆平衡条件”的表达式,画出杠杆示意图。通过这个例子,学生对“杠杆的平衡条件”就会有更深的理解,从而能运用自如。2007年的中考,物理试卷中就有杠杆使用的一道大题目,而我校学生的得分率就较高,当年我校中考物理成绩列所有乡镇初中第二名,而这也是我校重实践、强应用的最好诠释。同样在学习了“家庭电路和家庭用电”这章内容后,在确保安全的前提下我安排指导学生在家中观察电路,利用家用电笔辨别火线和零线,学习灯头线接法。并利用学校实验室的现有器材,让学生自己设计实验,在课堂上进行汇报展示,如用电能表测量在教室里用自制的电路板烧水时消耗的电能等实验操作,从而提高了对学生在物理实验中实践能力和创新能力的培养。
此外,我还安排学生根据家用电器的数值,算出家中各种用电器每天或每月的耗电量,从而培养学生节约用电、安全用电的习惯,并最终形成节约能源的意识。这样的例子举不胜举,教师要提醒学生步步小心,处处留意,把所学知识和实际生活联系起来,这样才能真正学好物理。
以广东省为例,自2004年进入首批全国高中新课程改革的试验省份以来,部分高中学校由省、市出资配套建设了高中物理数字化信息系统实验室并配备了DIS相关硬件和软件。高中物理DIS实验室建设,适应了高中物理新课程改革的需要,服务于物理探究实验教学,立足于学生探究能力和实验兴趣地培养。
那么,高中物理DIS实验室实际应用状况如何,这批设备有没有很好地用来服务于物理教学,有没有发挥到资金配置的真正功能,这批数字化实验室今后如何更好地发挥其作用,高中物理DIS实验教学如何深入发展并且其发展趋势如何,如何更好的引领高中物理DIS实验教学,这些问题都亟待学者和一线人员去研究。笔者在广东省抽样选取了广州、深圳、东莞等11个市的42所建立了物理DIS实验室的高中学校进行了问卷调查,收回教师有效调查问卷96份,学生有效调查问卷382份。
1调查结果
1.1教师问卷调查
问卷调查共设置了20个问题,调查对象是与DIS实验相关的高中物理教师。问题中除了基本信息以外,主要涉及到物理DIS实验室的利用率、教师的DIS实验技能、DIS实施的困难等3个方面的问题。
1.1.1物理DIS实验室的利用率
物理DIS实验室的利用率是反应高中物理DIS实验室应用状况的最基本要素。本项调查设计了两个问题:“近年来你所教的班级平均每学期使用DIS进行物理实验的次数”、“近年来你们学校的物理DIS实验室使用频率如何”,对于这两个问题的回答统计情况如图1、2所示。
在接受问卷调查的教师中,如图1所示,有52%的被调查者反映他们近年来在物理课堂上没有开设DIS实验;如图2所示,41%的被调查者反映他们学校近年来基本上不怎么使用DIS实验室了。
1.1.2教师的DIS实验技能
物理教师的DIS实验技能,决定了教师开设DIS实验的积极性、实验效果以及实验创新等因素。本项通过问卷的形式了解教师的DIS实验技能,只能从侧面了解该技能的整体状况,并未涉及到与技能有关的操作问题。调查统计结果见表1。
从表1中可以看出,虽然此项调查是在建立了DIS实验室的学校中进行的,但是还有将近10%的被调查者并不了解DIS的相关情况,有将近一半的被调查者没有接受过DIS实验的操作培训,能够较熟练和熟练掌握DIS实验技能的不到40%,有70%的被调查者认为他们学校在开设此类实验方面并没有创新突破。
1.1.3DIS实施困难
DIS实验室的应用,作为物理教学的新型数字化信息系统,不同于传统教学,在硬件和软件等方面都会给教学带来一定冲击和新的要求,在实施中存在一定的困难和阻力。本项调查从硬件设施、支持者、高考关系以及主要障碍几个方面进行了调查,具体情况见表2。
问卷中对于推广物理DIS实验的障碍的问题是多选题,被调查者认为影响DIS的障碍有多方面的,其中,认为对高考没有帮助是主要的,选该项的比例达到74%。另外一个问题“DIS实验对高考有没有帮助”中,86%的被调查者认为对高考没有帮助。这两个问题的统计比例与问题“DIS实验推广谁的支持最重要”的结果比较一致,超过一半的被调查教师认为,高考政策中是否要求设置DIS试题,是影响此类实验能否推广的最重要因素。
1.2学生问卷调查
学生作为此类实验室建设的受益者,他们对DIS实验的看法,既能反映当前的教学现状,也能透视未来DIS实验室应用努力的方向。学生问卷调查共设置了14个问题,除了有关基本信息问题之外,主要涉及两个方面:对DIS实验应用效果的看法以及对DIS实验的认可程度。
1.2.1DIS实验应用效果
学生的实验技能能够比较好地反映DIS实验的应用效果,鉴于目前在高考和水平测试等考试中没有将DIS实验真正纳入到试题中,因此,对这类实验的应用效果的了解,通过学生的看法,可以从侧面得到反馈。调查结果见表3。
表3中几个问题的统计包括了部分高年级的被调查者在内。表中数据反映有将近一半的学生对自己学校的DIS实验室并不熟悉,能够知道3个以上DIS实验器材的只有57%的比例,而45%的学生对这类实验操作是不太熟悉的。
1.2.2对DIS实验的认可
从学生对于“DIS实验对学习是否有帮助”以及“DIS实验如何应用”这两个问题的回答情况可以直接了解学生对于该类实验的认可程度。统计结果如图3、4所示。
此外,对于DIS实验的功能作用的认识,学生的看法与前面统计的教师的看法基本一致。对于“DIS实验可以提高哪些能力”多选题,学生的回答普遍倾向于图象运用能力和合作能力,比例分别为46%和50%,也明显高于动手能力和数据处理能力。被调查的学生还认为“DIS实验最大的优点”是“提高实验兴趣”,选择的比例也达到32%。高于“图象直观”30%的比例和“能够提高探究能力”28%的比例。
2实施建议
从前面的调查数据中可以看到,教师以对高考是否有帮助作为开发利用DIS实验室的主要导向。然而,宏观引导问题不是某个学校和物理教师能够克服和回避的,已经成为DIS实验室推广应用的瓶颈问题。以上调查结果还表明,DIS实验室的深入应用还要受到物理教师的技能和策略等师资因素的影响和制约。对此,笔者提出以下两个建议。
2.1创设DIS实验技能交流的平台
DIS实验室是在教育改革中建立起来的新设施,其教学技能和教学策略也是全新的。而且,不同地区和学校之间在应用DIS方面存在很大差异。在这种情况下,不同地区不同学校之间,教师以及学生的技能交流就显得格外重要。在教师方面,学校和物理科组应当定期就DIS教学实施与实验改进进行校本教研,区县教研室可以在教研活动中增加DIS观摩研讨,或者进行专题研讨,市级或省级教育有关部门则可以开展教师的DIS教学录像交流展示,DIS实验教学论文专项交流等。在学生方面,学校加强对学生利用DIS实验室进行课外兴趣探究的指导,形成学生探究的成果,教育部门则可以搜集展示学生DIS实验创新的成果。这样,从微观到宏观就能形成一系列交流的平台,各学校师生互相取长补短,促进广东省物理教师DIS实验的整体水平的提高。