首届全国高校物理实验教学青年教师讲课比赛(上海赛区初赛)观摩有感

Original 2018-01-05 沈元华 物理与工程

本文作者：复旦大学沈元华教授

本微信版是2017年11月《物理与工程》期刊网络优先出版论文，作者为复旦大学沈元华教授。

为激励青年教师投身物理基础教学、交流教学经验、推动教学改革、提高教学质量,教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会和高等学校物理类专业教学指导委员会联合中国物理学会物理教学委员会决定举办全国高等学校物理基础课程(含实验课程)青年教师讲课比赛。

赛事每两年举行一次,2014 年为首届比赛年。在前两届大学物理课程(课堂教学)比赛经验的基础上,今年举办首届大学物理课程(实验教学)比赛。比赛分为 3 个阶段,即各省、市初赛,行政大区复赛,每个行政大区复赛的前二名作为选手参加全国决赛。

2017.5.7 上海

笔者有幸观摩旁听了2017年5月7日在上海复旦大学举行的上海市初赛的全过程。来自上海市11所高校的11名青年选手参加了实验课程讲课比赛。窥一斑而可知全豹。这次观摩使我对目前高校青年教师物理实验教学的现状有了进一步的了解,有一些感想、体会和建议。现在整理成文,以期与国内物理实验教学界的同行们交流讨论。

No.1

赛事的意义

教育部相关教学指导委员会和中国物理学会物理教学委员会联合组织这样的比赛是很有意义的,能促进青年教师的成长、增进各级领导对物理实验教学的重视、提高物理实验的教学质量、有益于创新人才的培养

长期以来,在我国各高校中,重科研轻教学、重讲课轻实验的情况,普遍存在。近年来这种情况似乎并没有实质性的改变,这种情况导致担任物理实验教学的青年教师成长缓慢,甚至不安心工作,而这又直接影响了物理实验教学质量的提高,使在高等学校中培养创新人才的目的难以达到。希望这样的比赛会对改变这种不合理状态有所帮助。

讲课比赛本身表现了强大的生命力和可持续发展性,因为比赛提供了一个难得的平台,既可使有关主管部门藉以了解青年教师的教学现状;也能使年轻教师得以在教学方面展示个人才智技能、相互学习交流心得体会,更可得到老一辈资深教授的悉心指导,从而提高自身水平和教学质量。因此,普遍受到青年教师的重视和积极响应。

关于选手的整体印象

所有的参赛教师都作了充分的准备,认真讲演;给人以深刻的印象。他们普遍表现出较为扎实的讲授基本功

No.2

青年教师讲课条理清楚,语言(包括肢体语言)清晰,都有较强的表达能力,也便于学生理解、记忆。有的教师准备了很好的 PPT ,包括活动的画面和演示;有的采用 PPT 的教师还辅以黑板书写;也有的教师不用 PPT ,仍以传统的板书配合讲课,效果也很不错。但毋庸讳言,比赛也反映出一些青年教师的学术素养和讲课技能,特别是在基本概念的理解和把握方面存在诸多不尽如人意之处,仍有很大的改进提升空间。应该说,能来参加初选赛的青年教师,在自己学校中,是佼佼者;他们自报的参赛实验,是他们自己认为原理掌握比较深刻、教学方法比较成功、教学效果比较好的。但从他们对评审专家提问的回答来看,他们的物理基础还不够扎实,对实验原理和思路的理解也不够深入。例如,关于迈克耳孙干涉仪实验,有评委问,该实验的光源可否不用激光、改用汞灯? 也有评委问,发现干涉条纹不是圆环形的而是直线形的,怎么办? 参赛老师支支吾吾都没能清清楚楚给予简洁明确的回答。实际上,迈克耳孙当年哪有激光啊? 而这个干涉仪最常见的条纹正是直线形的。如果真正清楚明白这个干涉仪的原理,就应该知道它既可以得到等倾干涉、也可以得到等厚干涉,并可以使这两者相互转换;也应该知道它的光源既可以是激光、也可以是汞灯钠灯之类的准单色光源、还可以是白光。虽然评委老师不再追问,大家已经了解该参赛选手的情况了。其他如全息照相实验,当评委问到关于光源的相干长度问题和激光的模式问题时,参赛选手都未能正确回答。可见,青年教师在对实验原理和实验思路的理解方面还需要有较大的提高。此外,对于当前世界科研前沿的发展与我们所带的教学实验的关系,也不够重视。例如,去年令全世界轰动的科学成果“引力波测量”,就是用大规模的迈克耳孙干涉仪完成的,但该实验的“序言”中却完全没有提到此事。总之,从本次初选赛的情况看,选手们对于一个实验应该如何做,是比较清楚的,也能讲明白,相信也能使学生明白;但为什么要这样做,做这个实验的意义,还是不够清楚的,当然,学生也就更不可能清楚了。

No.3

评选模式的反思

以选手自报参赛实验的多少给该选手的最终评分乘上权重因子的方法,值得探讨

选手自报参选实验的数目,反映该选手熟知实验的多寡,也可认为正比于选手在准备比赛时所花的精力,因此给以适当加权是合理的;这能鼓励青年教师掌握更多的教学实验,对于他们的成长是有益的。但此权重因子不宜太大,否则可能会滋生投机取巧的不良倾向。实际上,各选手对于一个实验的讲课水平的差别不会很大,尤其在讲课时间和提问时间都极其有限(例如本次比赛总共只有 25 分钟)的情况下,对各选手评分的差别往往只在 5%~40% 之间。而权重因子为 0.9至 1.2 ,其差别竟达 30% ,这显得很不合理。在本次初选赛的过程中,一位选手讲得相当好,条理清晰、逻辑性强、叙述简明、原理正确,回答提问也令人满意。大家都以为这位选手应该是获得最佳成绩者之一;但最后得分却并不高,仔细查看,发现这位选手所得的评分的确很高,但因为参赛实验数目较少,加权的结果,就大大落后了。而有一位选手讲得并不很好、回答问题时还有一些错误,得分却更高,原来是因为参赛实验多所致。实际上,真正被评的实验只有一个(是从自报参选实验中随机抽选的),为了提高权重因子,有人可能会把一些自己并不熟悉的实验也报上来,只要不被抽到,得高分的概率就大大提高了。为了避免这种情况的发生,我建议把权重因子为 0.9~1.2 更改为 0.95~1.1 ;甚至差别更小一些。或者,干脆规定统一的参赛实验的个数(例如 12 个或 13 个),少报取消比赛资格,多报无效。这样,才能真正反映选手的实际水平,减少投机的可能性。实际上,人的精力是有限的,一个青年教师能真正熟练掌握 12~13 个实验的教学工作,已经很好了,并非越多越好。“少而精”的原则在此也是适用的。

实验：“创新教育”的突破口

我们国家已经是世界第二经济大国,但科研水平与先进国家相比还有相当大的差距,这种情况要求我国的高等学校要大力培养学生的创新意识、创新精神和创新能力

No.4

这是科教兴国的关键。与课堂教学相比较,实验教学更有利于学生创新能力的培养。课堂教学一般传授的是比较成熟的科学规律,学生很少能发现教材中的错误或者提出一些教师无法回答的问题。但实验教学不同,实验过程中,具体情况千变万化,学生发现一些教材中没有提及的现象,甚至提出一些教师无法回答的问题的可能性相当大。这正是培养学生的创新意识、创新精神和创新能力的大好机会。遗憾的是,我们的实验课教师缺乏这方面的意识,没有认识到实验室是让学生学会从实践中发现问题、解决问题和将已有知识运用到实际中去的重要场所,是培养高素质创新人才的摇篮。他们往往只是要求学生按教材上的步骤去做,不出故障,能成功地测到数据,完成实验,就满足了。从本次比赛的情况来看,参赛选手完全未能在这方面有任何明确的表达,在关于“学生在实验中容易出现的问题和如何解决这些问题”的表述中,也没有看到有关于如何引导学生从问题中独立思考寻找问题答案的能力培养。在这方面,比赛的组织者也有可改进之处,例如,在“评审指标及观测点”中,是否可加入“在本实验中如何着重培养学生的创新能力的思考与实践”方面的内容?

No.5

借赛事东风促进实验教学

上海高校的物理实验教学历来在全国处于一流地位,理应通过这次比赛进一步促进教学质量的提高

上海地区是我国改革开放的前沿,是经济和科技的相对发达地区。建议借此东风,把上海的物理实验教学提升到一个新的台阶。具体做法可以是让入围的选手把每一个参赛实验详细讲一遍(每次可以讲述和讨论 2~3 个实验,要留出较多的提问和讨论时间),邀请有关专家进行提问和点评,并请全市高校有关的青年教师都可以来免费听讲(也可以提问);这样,不仅可以使参加下一轮比赛的选手有机会得到进一步锻炼和提高,也可使全市的青年教师从中得益。

关于实验教学的反思与建议

复旦大学物理实验教学虽然有优良的传统,但以本次比赛的规程来看,未必有很大的优势

No.6

各高校过去安排教师带实验有两种模式:一种是教师跟学生挂钩(教师带同一批学生做十几个不同的实验),另一种是教师跟实验挂钩(教师带不同的十几批学生做同一个实验)。此两模式各有利弊:前者有利于密切师生联系,后者有利于教师深入钻研实验。复旦过去主要采用后一种模式,考虑到师生比例和实验仪器套数及实验室充分利用,一般是一个教师带不同的几批学生做 2~3 个实验。这样,教师对于自己所带的几个实验原理确实有很深刻的钻研、对有关实验技巧有很熟练的掌握、对教学方法也有很多具体的经验。对每个学生来说,他们虽然与每个老师未必能建立很亲密的关系,但这些老师对所做的实验都是“专家级”的,因而学到的真本事是比较扎实的。但对每个老师来说,他们的知识面比较狭窄,触类旁通、举一反三的能力相对薄弱,对自己所带的实验在整个学生培养过程中的地位不太明确,也不利于创新意识的激发和创新能力培养。这些缺点,从长远看,是有碍教学质量的提高的。为此,建议借此东风,把我校的物理实验青年教师的培养提升到一个新的台阶。具体做法可以是组织青年教师所带实验的相互轮换和经验交流。使每一位青年教师在保留对原有实验深入钻研的基础上,对其他实验都能带一两遍(例如,实验中心可以每周举行一次实验教学的交流,由一位教师主讲一个实验,把自己多年来所积累的有关实验原理的补充及自己的体会、实验教学中的常见问题及解决方法、数据处理与误差分析的要点、在实验中如何培养和鼓励学生的创新精神等等,都尽量讲明白;其他教师则通过提问增进自己对该实验的了解、为自己去带这些实验打好基础),从而使每一位教师对所有的教学实验都有较广泛的了解。这样,从长远看,必然会提高实验教学的整体质量。

总之,这样的比赛是很好的,必将促进我国物理实验教学水平的提高;比赛的某些规则有待进一步完善和改进,以期更好地达到提高教学质量、培养创新精神的目的;本市和本校都可以此为契机,把我们的物理实验教学提升上一个新的台阶。以上这些意见和建议,只是我个人的感想。由于本人退休已久,对当前的实际教学情况并不清楚了解,因而很可能不正确。只是提供给大家作参考而已。

引文格式：沈元华.首届全国高校物理实验教学青年教师讲课比赛(上海赛区初赛)观摩有感[J].物理与工程,2017(6):20-22+26.

END

请输入标题 abcdefg

更

多

精

彩

请猛戳右边二维码

微信号

physaeng

感谢《物理与工程》微信公众号粉丝＂冬天＂友情制作。

更多精彩文章请点击下面“蓝字”标题查看：