探究式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究與實(shí)踐

聶 妍，王艷麗，王志林

（佳木斯大學(xué)理學(xué)院，黑龍江佳木斯154007）

探究式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究與實(shí)踐

聶 妍，王艷麗，王志林

（佳木斯大學(xué)理學(xué)院，黑龍江佳木斯154007）

以通識(shí)教育理念和探究式教學(xué)法為基礎(chǔ)，以物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革為鍥入點(diǎn)，從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、教學(xué)模式、考評(píng)方法等多維度構(gòu)建探究式“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式，并取得良好成效。

探究式教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；通識(shí)教育；教學(xué)模式

探究式教學(xué)是一種新的教學(xué)模式，它是以學(xué)生的主體活動(dòng)為中心，學(xué)生圍繞問題進(jìn)行獨(dú)立思考，在集體討論中相互啟發(fā)、學(xué)習(xí)，自由表達(dá)見解的教學(xué)模式。這種模式突出了學(xué)生的主體地位，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)及良好的社會(huì)品質(zhì)，是實(shí)行通識(shí)教育的重要手段。

“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程是目前高等學(xué)校設(shè)定的一門必修課程，通過這一基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生不僅可以掌握物理學(xué)中一些基本的概念、理論和方法，還可以接受系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練[1]；它不僅承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和基本實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的任務(wù)，更是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和科學(xué)探究能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的有效載體[2]?；谕ㄗR(shí)教育的培養(yǎng)理念，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入探究式教學(xué)，對(duì)完善知識(shí)和能力結(jié)構(gòu)，落實(shí)學(xué)生全面素質(zhì)培養(yǎng)，具有十分重要的意義。

1 探究式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建

本項(xiàng)目在通識(shí)教育理念指導(dǎo)下，根據(jù)探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)，分析了滿足探究式教學(xué)應(yīng)當(dāng)具備的要素，通過整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、建立探究式教學(xué)模式、實(shí)施科學(xué)的課程考核評(píng)價(jià)三個(gè)環(huán)節(jié)，建立了一套能夠滿足探究式教學(xué)要求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)。

1.1 建立多層次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資源庫

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置，不僅要遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，還要符合學(xué)生的實(shí)際水平和學(xué)科背景，基于從基礎(chǔ)到前沿、從知識(shí)的學(xué)習(xí)到能力的培養(yǎng)的循序漸進(jìn)的培養(yǎng)目標(biāo)，建立層次化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資源庫是首要任務(wù)[3]。

項(xiàng)目組分析、研究了力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)和近代物理學(xué)等幾大板塊的實(shí)驗(yàn)，充分考慮了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的平衡性和教學(xué)可操作性，設(shè)置了四個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，建立了一個(gè)具有梯度和內(nèi)在聯(lián)系的層次化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資源庫。

1.1.1 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練是使學(xué)生從抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成具體的物理圖景的一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。通過基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握一些基本物理量的測(cè)量方法，熟悉一些通用儀器的操作和使用，還可以學(xué)會(huì)如何正確地記錄、處理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如何準(zhǔn)確地表述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如何規(guī)范地書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等[4]。通過基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的認(rèn)識(shí)，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法和思想也有了初步的了解。對(duì)應(yīng)力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)四大板塊，篩選出具有普遍意義的八個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，分兩學(xué)期開設(shè)。

1.1.2 綜合性實(shí)驗(yàn)

此類實(shí)驗(yàn)的目的是鞏固基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段的學(xué)習(xí)成果，利用前面已經(jīng)掌握的實(shí)驗(yàn)知識(shí)及物理理論來解釋所觀察到的物理現(xiàn)象，促進(jìn)學(xué)生逐步有序、有效地提高自身發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。對(duì)應(yīng)力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)四大板塊，篩選出具有代表性的八個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，分兩學(xué)期開設(shè)。

1.1.3 選做實(shí)驗(yàn)

選做實(shí)驗(yàn)階段的培養(yǎng)目標(biāo)是進(jìn)一步拓展思維，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力，培養(yǎng)綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法的能力。實(shí)行多目標(biāo)的培養(yǎng)模式，學(xué)生根據(jù)各自的專業(yè)方向和發(fā)展需要，選擇相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。面向機(jī)械、材料、信息學(xué)院的學(xué)生，篩選出具有典型意義的八個(gè)實(shí)驗(yàn)，分兩學(xué)期開設(shè)，每個(gè)學(xué)生每學(xué)期任選兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。

1.1.4 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，讓學(xué)生了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的全過程，逐步掌握科學(xué)方法和科學(xué)思想，全方位地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)研究能力和綜合設(shè)計(jì)能力。學(xué)生根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)題目、要求，依據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并基本獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作。設(shè)立四個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)選題，學(xué)生每學(xué)期至少要選一個(gè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)有余力的同學(xué)，鼓勵(lì)多選。1.2建立探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)目標(biāo)不僅是提高學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)及動(dòng)手能力，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，往往過分注重動(dòng)手能力的訓(xùn)練而不注重思維能力的訓(xùn)練，過分注重基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，忽視了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法的理解，忽視了實(shí)驗(yàn)技術(shù)問題的分析處理，不利于創(chuàng)新精神和科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。因此在實(shí)驗(yàn)課堂進(jìn)行師生互動(dòng)，啟發(fā)他們做實(shí)驗(yàn)的思想與方法是至關(guān)重要的[5]。

探究式教學(xué)是一種全新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，在不同的教學(xué)階段，根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、培養(yǎng)目標(biāo)，采用分層次、循序漸進(jìn)、多種教學(xué)手段相結(jié)合的教學(xué)模式；在教學(xué)過程中重視師生共同進(jìn)行的探索創(chuàng)新，教師不僅僅是“教”，更重要的是“導(dǎo)”，將學(xué)生在教學(xué)中的主體作用和教師的主導(dǎo)作用進(jìn)行了有機(jī)的融合。

在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)來說比較淺顯、容易掌握，施行“自立”教學(xué)法：學(xué)生在課前要做好充分地預(yù)習(xí)，課上自由組合，直接開始實(shí)驗(yàn)，通過討論、研究得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，最后由教師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的情況，找出問題，進(jìn)行討論、評(píng)析、總結(jié)。由于這部分實(shí)驗(yàn)是由學(xué)生獨(dú)立完成的，這種教學(xué)方法可以促使學(xué)生主動(dòng)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，可以激發(fā)學(xué)生的自信心和學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的自學(xué)能力[6]。

在綜合性實(shí)驗(yàn)階段，實(shí)驗(yàn)難度稍大一些，針對(duì)這一特點(diǎn)，采用“引導(dǎo)、啟發(fā)”的教學(xué)方法開展教學(xué)，講解和討論、總結(jié)相結(jié)合，集中講解和個(gè)別指導(dǎo)相結(jié)合。課前要求學(xué)生必須充分預(yù)習(xí)，教師可以適當(dāng)增加預(yù)習(xí)思考題，學(xué)生可以通過預(yù)約到實(shí)驗(yàn)室熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，思考實(shí)驗(yàn)原理，也可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站模擬實(shí)驗(yàn)。課堂上，教師先通過隨機(jī)抽查、提問等方式了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，然后講解實(shí)驗(yàn)原理及注意事項(xiàng)，學(xué)生再自由組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師只需幫助學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)中遇到的共性問題即可。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師再把一些課堂上常見的問題拿到課堂上進(jìn)行討論，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生積極思考、主動(dòng)探索，通過討論、分析、總結(jié)，學(xué)生更加深入地理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和過程。

在選做實(shí)驗(yàn)階段，采用“討論、互動(dòng)”的教學(xué)方法開展教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生在完成第一、二層次的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，已經(jīng)掌握了一定的物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能，具備了獨(dú)立開展一定難度實(shí)驗(yàn)的條件。學(xué)生在課前要充分地預(yù)習(xí)，課堂上教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性地講解，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)于學(xué)生遇到的問題，教師只需進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生通過分析、討論解決問題。

在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段，采用“引導(dǎo)、啟發(fā)”的教學(xué)方法。以自主學(xué)習(xí)和合作討論為前提，學(xué)生在課前，要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的條件，通過查閱資料，制訂出可行的實(shí)驗(yàn)方案，然后到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到結(jié)果后，教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯l(fā)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析、討論，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，直至最后完成實(shí)驗(yàn)。此過程不僅培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)參與和獨(dú)立思考的能力，而且增強(qiáng)了學(xué)生的進(jìn)取意識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣。在此過程中，教師也可以充分利用網(wǎng)絡(luò)等方式適時(shí)適度地引導(dǎo)，適時(shí)跟進(jìn)，保證實(shí)驗(yàn)在合適的時(shí)間內(nèi)順利完成。

事實(shí)證明，層次化、循序漸進(jìn)、多種手段相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不僅提高了學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ鰪?qiáng)了學(xué)生自學(xué)和探索知識(shí)的能力。

1.3 實(shí)施科學(xué)的課程考核評(píng)價(jià)體系

項(xiàng)目組對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)評(píng)方法進(jìn)行了改革，確立了“注重平時(shí)、注重能力”的實(shí)驗(yàn)考核方式，測(cè)評(píng)成績包括平時(shí)考核成績、期末考核成績、創(chuàng)新能力成績?nèi)糠?。平時(shí)考核成績占總成績的60%，根據(jù)學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)處理、分析情況綜合給出。期末考核成績占總成績的30%，期末考核時(shí)，每位學(xué)生隨機(jī)抽取所要操作的實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立進(jìn)行操作，主要考查學(xué)生動(dòng)手操作的技能和獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力。創(chuàng)新能力成績占總成績的10%，主要考查學(xué)生主動(dòng)參與和獨(dú)立思考、創(chuàng)新的能力，在實(shí)驗(yàn)過程中提出合理的、有創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)問題分析有新意、有創(chuàng)見的學(xué)生要給出較高的分?jǐn)?shù)。通過這樣的改革，避免了學(xué)生臨時(shí)突擊、應(yīng)付考試的現(xiàn)象，大大改變了過去學(xué)生只注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，忽視平時(shí)實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)習(xí)態(tài)度，兼顧了理論與實(shí)踐、平時(shí)實(shí)驗(yàn)與期末考核等多方面的因素。實(shí)踐證明，這種考核方式起到了很好的監(jiān)督與引導(dǎo)作用，能夠促使學(xué)生認(rèn)真對(duì)待每一次實(shí)驗(yàn)，利于培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。

2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的成效

結(jié)合學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)條件和教學(xué)現(xiàn)狀，項(xiàng)目組對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了上述探索性的改革，基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)得到補(bǔ)齊提高，基礎(chǔ)好的同學(xué)有了“用武之地”，實(shí)現(xiàn)了“個(gè)性化”的教學(xué)[7]，提升了學(xué)生的主體地位，學(xué)生參與課程的主動(dòng)性、積極性有了明顯的增強(qiáng)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和思維能力得到了進(jìn)一步的提高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)出現(xiàn)了良性循環(huán)狀態(tài)。探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)為大學(xué)生創(chuàng)新意愿的建立、創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)、創(chuàng)新能力的提高提供了一個(gè)廣闊的實(shí)踐平臺(tái)，受到了學(xué)校師生的好評(píng)。

3 結(jié)束語

任何一種教學(xué)模式，都未必是完美的模式，實(shí)現(xiàn)探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，目前還有許多問題需要解決，在接下來的工作中，要進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)改革的具體細(xì)節(jié)工作，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)、教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)建設(shè)等。在今后的工作中，繼續(xù)深入改革與實(shí)踐，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的全面提高。

[1]王章銀.新形勢(shì)下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新模式探索[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2016（3）:138.

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[6]李海東,郝好山,劉扭參,鄭麗麗.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革與學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的培養(yǎng)[J].河南工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2011 (4):78.

[7]魏要麗,楊亮.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分層教學(xué)模式的探究[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2015（5）:128.

Research and practice of exploring teaching pattern of university physics experiment

NIE Yan,WANGYan-li,WANGZhi-lin
（College ofScience,Jiamusi University,Jiamusi,Heilongjiang,China 154007）

Based on the idea of general education and exploring teaching and starting with the innovation of Physics experiment teaching reform,the exploring teaching method of university physics experiment education has been constructed in the aspects of experimental project,teachingmodel and evaluation method.In this way,the fine results have been achieved.

exploringteaching;experiment teaching;general education;teachingpattern

10.3969/j.issn.2095-7661.2016.04.043】

O4-3；G642.423

A

2095-7661（2016）04-0133-03

2016-08-12

佳木斯大學(xué)教研項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JKA2014-014）。

聶妍（1970-），女，黑龍江樺南人，佳木斯大學(xué)講師，學(xué)士，研究方向：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。