導(dǎo)語：普通物理實驗教學(xué)模式探索一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:基于傳統(tǒng)普通物理實驗課程體系存在的主要問題，以研究性教學(xué)思想為指導(dǎo)，將學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)劃分為基本能力、綜合能力、科研能力培養(yǎng)三個階段，設(shè)計了障礙性、問題性和課題研究性的教學(xué)內(nèi)容，實施啟發(fā)式、探究式、導(dǎo)師制的研究性教學(xué)方法，提出了一種夯實基礎(chǔ)、強化綜合、面向科研實踐的“三位一體”的全程式研究性實驗教學(xué)新模式．

關(guān)鍵詞:研究性教學(xué);創(chuàng)新能力培養(yǎng);實驗教學(xué)模式;普通物理實驗

普通物理實驗是為物理專業(yè)類學(xué)生專門開設(shè)的一門必修基礎(chǔ)實驗課程，在廣度、深度和綜合程度上都要高于非物理專業(yè)類學(xué)生的大學(xué)物理實驗．在工科院校中，物理專業(yè)類學(xué)生較少，教學(xué)上仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即根據(jù)相同的教材，學(xué)生在相同的儀器上按照教師的講解，按部就班地完成相同的實驗內(nèi)容［1-4］，傳統(tǒng)的教學(xué)模式對學(xué)生的基本實驗技能培養(yǎng)方面起到了顯著的效果，但卻不利于學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，不能滿足創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求［5-7］．為此，筆者提出了“一個目標(biāo)，三個階段，三個模塊，三種教學(xué)方法”的改革思路，以學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)，將創(chuàng)新能力培養(yǎng)劃分為基本能力、綜合能力、科研能力培養(yǎng)三個階段，采用基礎(chǔ)性、問題性、課題研究性模塊化教學(xué)內(nèi)容，實施啟發(fā)式、探究式、導(dǎo)師制的教學(xué)方法，構(gòu)建夯實基礎(chǔ)、注重綜合、面向科研實踐的“三位一體”的全程式研究性教學(xué)新模式．

1全程式研究性教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建

研究性教學(xué)更加強調(diào)學(xué)生的主體性地位，重視問題的研究，允許懷疑，鼓勵爭論［8］．其顯著的特點是通過“自主、探究、合作”的學(xué)習(xí)方式主動發(fā)現(xiàn)和解決問題［9］．傳統(tǒng)的普通物理實驗由驗證性、基礎(chǔ)性、綜合性等不同類型的多個實驗項目組成，不同類型之間并沒有嚴(yán)格的界限，模式較為單一，不能滿足“自主、探究、合作”的教學(xué)要求．根據(jù)能力培養(yǎng)的“三個階段”，在不改變實驗教學(xué)儀器的條件下，本文將傳統(tǒng)的實驗項目加以改造，設(shè)計為基礎(chǔ)性、問題性和課題研究性三個教學(xué)模塊，以保證學(xué)生從基礎(chǔ)實驗?zāi)芰Φ絼?chuàng)新實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)的全程中實施研究性教學(xué)方法．1．1基于人為設(shè)置障礙的基礎(chǔ)性教學(xué)模塊實踐表明，實驗過程中人為的設(shè)置實驗故障、障礙或者思考點，能培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力［10-12］．基礎(chǔ)性教學(xué)模塊由6～8傳統(tǒng)的實驗項目組成，要求物理思想清楚、面向基礎(chǔ)、能力培養(yǎng)全面，選擇的實驗項目如《直流電橋及其應(yīng)用》、《數(shù)字存儲示波器的原理與使用》等基本項目．但在實驗內(nèi)容中需要人為地設(shè)置實驗故障、障礙點，“逼迫”學(xué)生在實驗中停頓，發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題．如在《直流電橋及其應(yīng)用》實驗中，在操作時，提前把靈敏度旋鈕調(diào)節(jié)至最靈敏狀態(tài)，設(shè)置操作障礙;在單臂電橋測量電阻時提供一個內(nèi)部斷開導(dǎo)線連接的電阻，設(shè)置電阻測量故障;在測量銅棒直徑時設(shè)定直徑為3．960mm，設(shè)置千分尺測量障礙．1．2基于簡化實驗講義的問題性教學(xué)模塊問題性教學(xué)模塊采用PBL教學(xué)模式［13，14］，即不改變傳統(tǒng)的研究內(nèi)容和實驗條件，印制活頁講義，采用一系列的問題取代教材中的實驗原理、實驗內(nèi)容、實驗步驟等固定內(nèi)容，讓學(xué)生自己查閱資料、制定實驗方案、自主地完成實驗，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和設(shè)計能力．開設(shè)的實驗項目要求具有一定擴展性、儀器能夠組合、有多種方案可以實現(xiàn)．如《數(shù)字溫度計的設(shè)計與制作》實驗，給定的實驗儀器有加熱井、帶有數(shù)字電壓表的恒溫控制儀、穩(wěn)壓電源、滑線電阻器、電阻箱、單刀雙擲開關(guān)，并有負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻溫度傳感器、正溫度系數(shù)熱敏電阻溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器、PN結(jié)溫度傳感器等多種溫度傳感器，要求學(xué)生選擇一種溫度傳感器，設(shè)計制作溫度與電壓有線性變化關(guān)系的數(shù)字溫度計．1．3面向科研實踐的課題研究性教學(xué)模塊為了使得學(xué)生盡早的掌握科研的基本流程、基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的初步科研能力，課題研究性教學(xué)模塊采用課題研究式教學(xué)模式［15］，由教師組成的課題組給學(xué)生提供不同深度的研究性課題，學(xué)生需要查閱資料完成開題、確定研究方案，創(chuàng)造實驗條件，自主地完成研究內(nèi)容，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力．課題研究性教學(xué)模塊完成時間設(shè)定在4周左右．具體流程圖如圖1所示．在課題準(zhǔn)備階段，全系教師根據(jù)當(dāng)前的實驗條件、教學(xué)積累或者科研項目提出與物理實驗有關(guān)的研究性課題，學(xué)生也可以參與，形成多個研究性課題．教師組成的課題組依據(jù)“融入科研、緊貼實驗、適于學(xué)生、儀器改造優(yōu)先”的原則對研究性課題的可行性、層次性進(jìn)行把關(guān)，確定合適的研究課題，對學(xué)生公布．學(xué)生組隊并與教師雙向選擇，保證因材施教，使得低層次的學(xué)生得到充分鍛煉，較高能力的學(xué)生得到更好的發(fā)展．課題實施階段，學(xué)生根據(jù)課題，查閱資料，完成文獻(xiàn)綜述，確定研究內(nèi)容和方案，根據(jù)現(xiàn)有的實驗條件或者自己創(chuàng)造條件完成課題．進(jìn)入課題驗收階段，學(xué)生需要撰寫規(guī)范的科技論文并答辯，課題組對學(xué)生的成績進(jìn)行評定，對優(yōu)秀的結(jié)果進(jìn)行培育．

2實施全程化的研究性教學(xué)方法

傳統(tǒng)的普通物理實驗以教師為主體，教師的講解面面俱到，學(xué)生處于被動接受的地位，自主學(xué)習(xí)性不足．研究性的教學(xué)方法就是以學(xué)生為主體，學(xué)生需要“主動探索、主動思考、主動實踐”．為此，在不同的教學(xué)模塊中應(yīng)采用不同的教學(xué)方法．2．1啟發(fā)式的教學(xué)方法基礎(chǔ)性教學(xué)模塊采用啟發(fā)式的教學(xué)方法．實驗過程中，通過合理地設(shè)置實驗障礙點，讓學(xué)生在實驗中發(fā)現(xiàn)問題，自己解決問題．對于發(fā)現(xiàn)問題，通過自主分析解決問題的學(xué)生給予高分?jǐn)?shù)鼓勵．對于發(fā)現(xiàn)問題而無法自主分析的學(xué)生，教師采用啟發(fā)、引導(dǎo)的方法讓學(xué)生復(fù)習(xí)實驗原理，在基本原理的指導(dǎo)下分析問題，自己動手解決問題，培養(yǎng)學(xué)生批判性的思維能力．如在《直流電橋及其應(yīng)用》實驗中，學(xué)生在剛調(diào)節(jié)電橋時發(fā)現(xiàn)一旦閉合開關(guān)檢流計指針迅速打偏，當(dāng)學(xué)生無法解決而咨詢教師時，對其進(jìn)行啟發(fā)，如什么是電橋的平衡，平衡狀態(tài)與檢流計指針的偏轉(zhuǎn)有何關(guān)系，平衡點的精確性保證與平衡的判斷有何矛盾，如何解決等;在學(xué)生遇到電阻測量障礙時，發(fā)現(xiàn)怎樣調(diào)節(jié)也不平衡，可以讓學(xué)生重新學(xué)習(xí)電橋的基本原理，并尋找導(dǎo)致電橋不平衡的各種可能，從而發(fā)現(xiàn)故障原因．2．2探究式的教學(xué)方法問題性教學(xué)模塊采用探究式的教學(xué)方法．教師不再用傳授式的教學(xué)方法，學(xué)生需要自主探究．探究過程如圖2所示．課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，學(xué)生需要根據(jù)問題性講義自己查閱資料、制定實驗方案，做好充足的課前準(zhǔn)備，教師檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)及方案制定情況，確保實驗順利進(jìn)行;實驗過程中，學(xué)生先自主實驗，教師根據(jù)學(xué)生遇到的問題進(jìn)行分析整理，指導(dǎo)學(xué)生分組、合作探究，對于合作探究后學(xué)生所遇到的障礙和問題，教師指導(dǎo)學(xué)生討論，后集中解疑;實驗完成后，學(xué)生完成實驗報告，教師則對整個教學(xué)進(jìn)行過程評價總結(jié)．2．3低年級導(dǎo)師制的教學(xué)方法課題研究性教學(xué)模塊采用導(dǎo)師制的教學(xué)方法，一名教師指導(dǎo)一到三名學(xué)生，教師按照畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)方法指導(dǎo)學(xué)生完成選題、文獻(xiàn)綜述、方案擬定，實驗測試、結(jié)果分析整理和答辯．導(dǎo)師要求學(xué)生每周匯報研究進(jìn)展，學(xué)生有問題可以隨時導(dǎo)師聯(lián)系．導(dǎo)師為學(xué)生提供充足的實驗儀器，保證高度開放的實驗室條件并對學(xué)生科研行為進(jìn)行監(jiān)督和管理，學(xué)生在自由、民主、開放的環(huán)境下完成課題的研究．同時，由教師組成的課題組對導(dǎo)師的指導(dǎo)及學(xué)生科研活動的重要環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督和評判，確保導(dǎo)師制的實施質(zhì)量．

3結(jié)束語

新教學(xué)模式中的模塊化教學(xué)內(nèi)容由傳統(tǒng)實驗項目加以改造而成，不需要添置新的實驗儀器，不改變現(xiàn)有的研究內(nèi)容和實驗條件，具有實施方便的特點．在基本能力培養(yǎng)、綜合能力培養(yǎng)、科研能力培養(yǎng)的“三個階段”，分別實施啟發(fā)式、探究式、導(dǎo)師制的教學(xué)方法，保證了創(chuàng)新能力培養(yǎng)全程中研究性教學(xué)方法的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)從屬被動的地位．以研究性教學(xué)方法為抓手，以基礎(chǔ)性、問題性模塊化的教學(xué)內(nèi)容為載體，經(jīng)過狠抓基礎(chǔ)、強化綜合，使得低年級學(xué)生在課程內(nèi)具備了開展課題研究的基礎(chǔ)．以學(xué)生熟悉的實驗內(nèi)容為研究性課題來源，以“申請大創(chuàng)、參加競賽、、申請專利”為研究性課題實施目標(biāo)，以導(dǎo)師制的教學(xué)方法為質(zhì)量保證，提出了低年級學(xué)生科研能力培養(yǎng)的新模式．實踐證明，新的教學(xué)模式的實施大大提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力，教學(xué)成果顯著，近三年以來，我院理科學(xué)生承擔(dān)國家級校級“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目”10項，校級31項;參加全國挑戰(zhàn)杯專項競賽等國家級賽事，獲得國家級獎項4項，其中一等獎2項，參加山東省大學(xué)生物理科技創(chuàng)新大賽等省級賽事，獲得省級獎項20多項，其中一等獎9項;在《大學(xué)物理》［16，17］、《實驗技術(shù)與管理》［18］、《大學(xué)物理實驗》［19，20］等有影響力的期刊上發(fā)表科技論文20多篇．

作者:尹教建 徐志杰 張亞萍 李書光 郭雅慧 單位:中國石油大學(xué)