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探究物理实验课程教育创新

1激发学生学习兴趣

高分子是一门与日常生活和工农业生产实践联系非常紧密的实用科学,传统的《高分子物理实验》课程教学过程中所使用的实验试剂往往与实际生活脱节,导致学生在学习过程中对该课程产生一定的距离感,实验热情不足[6]。为了提高学生在进行高分子物理实验时的兴趣和积极性,我们在实验教学过程中紧密联系实际,力求使知识与生活相结合。例如,在“电子拉力机法测定高聚物的应力-应变曲线”教学过程中,让学生先行准备生活中典型的纤维、塑料和橡胶等材料若干种,在进入实验室之前,学生对自己准备的实验材料的性能已有一个模糊的认识。在进行具体实验之前首先提出一个启发性的问题:在日常生活中,我们常用脆韧和软硬等词描述材料的性能,这些性能与本实验中的应力-应变曲线有何联系?学生将带着这些问题开始实验,以此激发他们的求知欲和学习兴趣,通过具体实验结果来验证其理论课程中学到的知识,使其对典型的聚合物机械性能指标等基本概念和基本实验方法的掌握更加深入,避免了“操作工”式的实验教学模式[7],有力地促进理论教学成效,也加深了对本专业的了解与热爱。在教学过程中,教师的“教”与学生的“学”是不可分割的,需要教师和学生双方配合。我们在教学过程中鼓励学生大胆质疑,采用讲授、提问和讨论相结合的互动式教学方法[8-9]。例如:在讲解“差示扫描量热法分析聚合物的特征转变温度”时,让学生首先自行分组讨论,一些高分子材料在不同季节具有明显不同的使用性能,其间的原理是什么?在讨论的过程中引导学生将这些实际问题与聚合物玻璃化转变温度等基本概念联系起来。学生的实验兴趣和学习主动性提高后,其最终实验教学效果将得到有效加强。

2改革实验评价体系

传统的实验课程成绩主要以学生上交的实验报告为依据,这种评价方式存在较大的弊端。实验教学相对于理论课程有其独特性,由于实验过程中存在较多的不确定性,同一个实验项目,可能不同的学生会做出不同的实验结果,很难仅仅通过最终结果来判定其优劣。甚至,有少数同学的实验报告存在抄袭现象,若仅以实验报告为依据,其最终成绩可能高于一些认真做实验的同学。这些“唯结果论”造成的不良现象将给学生带来消极的影响,并打击其实验积极性和主动性。实验课程的主要目的应为培养学生解决实验过程中遇到的问题和合理分析实验结果的能力,因此,我们认为实验过程和实验后的思考与总结比实验过程更为重要[10]。基于此,我们建立新的评价机制来考核学生,其最终实验成绩由以下几部分组成:(1)实验前查阅文献资料,预习实验并制定实验计划;(2)实验过程中对仪器设备的的操作熟练程度和原始数据记录情况(此部分作为重点考察内容,突出和强调学生对基本实验技能的掌握情况);(3)分析实验结果,解释实验现象;(4)总结实验,阐述实验心得与体会。这种评价体系更加符合独立学院“培养高级应用型专业人才”的特点,可综合考量学生对理论知识的掌握程度和具体实验的能力,并培养其认真踏实的学风和严谨求实的科学精神。

3完善教学体系

在传统的教学观念中,理论教学与实验教学之间泾渭分明,独立开展。而将理论教学与实验教学两者有机结合,对于取得理想的教学效果是必不可少的。因此,在实验教学内容与进度的安排上,不能机械地将其视为理论教学的附属而迁就理论教学进度,而应设法将两者实现模糊结合,使学生在不同的学习进程中自如学习[10]。同时,《高分子物理实验》课程不仅与《高分子物理》课程密切相关,还作为《高分子复合材料》、《高聚物材料性能分析》和《聚合物材料改性》等课程学习以及毕业论文和相关专业科研实验的基础。目前各门课程均按自己的要求独立授课,教师之间缺乏必要的联系、沟通与协调,相应地,在知识传授过程中难免出现重复、脱节和遗漏等现象。为解决以上问题,需设法做好《高分子物理实验》教学与其他高分子相关课程之间的衔接工作,并构建合理的高分子材料与工程专业师资平台与教学梯队[11-12]。在做好课堂实验教学工作的基础上,我们对高分子物理实验室实施开放性管理模式[3,13-15],以调动和激发学生的学习积极性与主动性,并培养他们自主学习的能力。目前,本院高分子材料与工程专业学生的毕业论文、科技活动开放实验和学生科学研究项目均可在高分子物理实验室开展。

作者:陈世良 单位:杭州师范大学钱江学院材料与化学工程分院


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