課題研究在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用

谷溫靜

摘 要：課題研究性物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生能力的重要手段，課題研究性物理實驗課程是物理實驗教學(xué)改革的重要成果。通過這種學(xué)習(xí)方法能將學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與社會適應(yīng)能力相結(jié)合，更好的培養(yǎng)出符合社會發(fā)展需要的未來型人才。

關(guān)鍵詞：課題研究 物理實驗教學(xué) 教學(xué)方法 教學(xué)改革

實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的基本素質(zhì)、實驗技能技巧及創(chuàng)造性能力的重要手段。但在過去的物理實驗教學(xué)中往往是以驗證理論為主，這樣的教學(xué)方法對鞏固理論知識和掌握實驗技能方面起到一定的作用。但在實驗方式上卻要按統(tǒng)一的實驗指導(dǎo)書，規(guī)定了具體的內(nèi)容、方法和步驟整個過程仍是以教師為中心。所以傳統(tǒng)的教學(xué)方式無法達到培養(yǎng)學(xué)生自主性和創(chuàng)新能力的效果，一定程度上還打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。所以各大專院校紛紛推行了實驗教學(xué)改革，以改善教學(xué)質(zhì)量、提高教學(xué)深度。而開設(shè)綜合性、設(shè)計性實驗就成為了實驗改革的重要手段。

在實驗教學(xué)改革的實踐中許多院校迫于設(shè)備條件、師資和課程安排等等方面的原因，雖然開設(shè)了綜合性、設(shè)計性實驗，但往往是幾個基礎(chǔ)實驗的簡單疊加，還是讓學(xué)生按照著標(biāo)準(zhǔn)的實驗步驟從頭做到尾。在實驗中能讓學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維、自己去建構(gòu)知識、自己去摸索的機會太少了。所以在綜合性、設(shè)計性實驗中引入課題研究開始引起了大家的關(guān)注，希望它能給實驗改革帶來巨大作用。課題研究就是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下， 以一個問題作為學(xué)習(xí)的起點， 通過自己擬定探究主題、設(shè)計策略與方法， 經(jīng)過進一步的資料收集，通過實驗分析得出結(jié)論的學(xué)習(xí)過程或?qū)W習(xí)方式。

一、引入課題研究的作用

(1 )課題研究物理實驗的目的旨在“開發(fā)學(xué)生智能，培養(yǎng)與提高學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰退仞B(yǎng)”。因為課題性質(zhì)的實驗不再是傳統(tǒng)的那樣機械的按實驗步驟操作就完事，往往有一定的難度并且需要在進行基礎(chǔ)物理實驗知識和方法技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上綜合運用各科的知識，所以要解決這個問題必然要去翻閱大量的文獻資料，運用許多的實驗方法去作多次的嘗試。在這整個過程中必然讓學(xué)生拓寬了知識面、扎實了所接觸到的實驗方法和操作方法，提高了科學(xué)研究的素質(zhì)。這樣的實驗課程很容易變成學(xué)生解決類似問題的能力，影響他們以后的生活工作。

(2)它能有效的激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)的熱情，壓力在許多時候是動力的來源。試想如果你很清楚在大二、大三的時候?qū)⒚鎸艽蟮膲毫?，要做許多課題的時候你自然就不敢馬虎對待一些基礎(chǔ)課程了。課題研究倡導(dǎo)的是具有主動參與、樂于探究、交流與合作特征的新的學(xué)習(xí)方式，鼓勵學(xué)生積極主動、富有個性的學(xué)習(xí)。這不僅是一種學(xué)習(xí)手段的改變，而且是一次學(xué)習(xí)的革命。

(3)現(xiàn)在大學(xué)生面臨著越來越嚴(yán)重的人才市場就業(yè)壓力。學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位，應(yīng)該能夠把學(xué)過的知識比較靈活地運用到實際工作中去。我們的畢業(yè)生有不少反映學(xué)的東西用不上，用人單位也反映，學(xué)生不能處理應(yīng)該能夠處理的問題，實際動手能力遠遠不能適應(yīng)工作的需要。開展物理實驗課題研究，可以提高學(xué)生探究和創(chuàng)新能力，增強實踐動手能力，是培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才的有效手段。而且在個人簡介上出現(xiàn)這種帶有一定價值和深度的研究課題也是用人單位非常喜歡看到的，為學(xué)生的就業(yè)增加了一個很好的砝碼。

(4)課題研究的廣泛推廣能很大的提高學(xué)校的科研氛圍，開展的好也可以得到許多研究成果，提高學(xué)校實力。同時日積月累的課題成果、論文是一筆寶貴的資源可以讓后來的學(xué)生從中汲取營養(yǎng)。對教師而言，豐富變化的課題內(nèi)容為教師的專業(yè)化發(fā)展提供一個平臺。教師的教學(xué)不再是機械的做重復(fù)勞動，迫使他們不斷學(xué)習(xí)提高綜合運用知識的能力和指導(dǎo)能力，讓他們在教學(xué)實踐中不斷的成長。

二、課題研究性物理實驗的實施

大學(xué)物理實驗課程我們還是應(yīng)該建立一個多級分層次的教育體系。在大學(xué)一、二年級的時候全體學(xué)生都要進行力、熱、電、光、近代基礎(chǔ)實驗，也可包含適量的綜合性、設(shè)計性內(nèi)容，為課題研究性實驗打好實驗基礎(chǔ)，并建立良好的科學(xué)實驗習(xí)慣。從二年級開始理工科學(xué)生或一些有學(xué)習(xí)意向的學(xué)生就可以選擇一些課題性物理實驗，側(cè)重激發(fā)他們的創(chuàng)新欲望、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。對高年級優(yōu)秀生和研究生，我們就要加深課題難度，讓課題往現(xiàn)代專題發(fā)展，培養(yǎng)他們科學(xué)研究的能力。所以說課題性實驗課程是一個循序漸進、不斷加深的過程。具體到實施我們可以把課題研究性物理實驗分為以下四個步驟：

(1 )預(yù)備階段：公布研究性選題，教師和學(xué)生之間進行雙向選擇并給出實驗的目的、要求、參考資料和必要的提示。

(2)設(shè)計階段：讓學(xué)生提出實驗方案，設(shè)計實驗方法。方案經(jīng)與教師討論，獲準(zhǔn)后即可準(zhǔn)備進行實驗。

(3)實驗階段：學(xué)生選擇儀器，領(lǐng)取或采購器材，自己安裝調(diào)試或制作儀器及軟件，正式進行實驗、測試、處理數(shù)據(jù)并得出結(jié)果。

(4)總結(jié)階段：學(xué)生寫出實驗報告，組織匯報交流、觀摩，最后由教師給學(xué)生評定成績。

三、課題研究性物理實驗一定要注意以下幾個方面

(1) 從多個渠道增加課題研究性物理實驗題目。A、物理實驗學(xué)內(nèi)部蘊含著豐富的研究性因素，很多實驗或問題的探究都能作為研究的實驗題目。B、物理實驗學(xué)是理工科各專業(yè)的必修基礎(chǔ)課，它與其它學(xué)科在交叉領(lǐng)域上有許多可供研究的實驗題目，這也與目前的跨學(xué)科綜合不謀而合。C、新科技發(fā)展日新月異，但總離不開物理實驗學(xué)的基本原理，研究性實驗的內(nèi)容具有較高的綜合性和知識的滲透性，為學(xué)生進行科技創(chuàng)新提供了平臺。特別是一些老師自身帶的科研項目就是很好的題目來源。D、校企合作的形式將一些企業(yè)優(yōu)秀的產(chǎn)品或研究的課題直接或部分帶入教學(xué)中來。

(2) 課題研究性物理實驗關(guān)鍵是改變教師的教學(xué)方式，必須采用啟發(fā)式和開放式的教學(xué)方式。要求學(xué)生從查閱文獻、資料，擬定實驗方案直到完成實驗報告，盡量獨立完成，教師只做啟發(fā)式引導(dǎo)，絕不包辦代替。在實驗的時間方面，除固定課時外，學(xué)生還可以與教師另行約定，利用課余時間，到實驗室進行實驗，為學(xué)生提供充足的時間進行鉆研和探討。

(3) 課題研究性物理實驗的最終評價要把實施過程看得比結(jié)果更為重要。課題研究性學(xué)習(xí)沒有固定的教材：沒有教學(xué)大綱；研究內(nèi)容由學(xué)生和教師決定；評價注重過程，不但是為了評定績效，也是為了作出決定，所以評價是回溯的，也是前瞻的。因為研究性學(xué)習(xí)在本質(zhì)上仍然是一種學(xué)習(xí)活動，其重點不在于科學(xué)研究，而在于學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)研究的方法，經(jīng)歷研究的過程，發(fā)展研究能力和創(chuàng)新精神。對于大學(xué)生來說，他們有各種各樣的學(xué)習(xí)任務(wù)和其它事情需要去完成，我們不能要求學(xué)生把大部分時間都用到研究性學(xué)習(xí)中，所以有創(chuàng)新的科學(xué)研究結(jié)論并不是我們的終極目的，經(jīng)歷過程、豐富經(jīng)驗、增強體驗才是目的。

盡管實驗課題研究是一項有積極意義的教學(xué)和評價方式，但由于受到有限教學(xué)時間的限制，學(xué)生數(shù)量的限制、教師實際水平和教師數(shù)量的限制、實驗器材的數(shù)量及保管的限制以及對這種主觀評價可信度的懷疑都使實驗課題研究的大范圍推廣采用遇到不少困難。所以說只有在學(xué)校思想上重視，行動上支持的情況下課題研究才能很好的辦下去。總之，研究性學(xué)習(xí)為學(xué)生的主體發(fā)展，提供了傳統(tǒng)教育無法實現(xiàn)的廣闊的時空環(huán)境和與環(huán)境交互融合的作用方式。這必然給當(dāng)前的教學(xué)改革帶來革命性的深刻變化。

參考文獻：

[1]張大均.教育心理學(xué)[M].北京：人民教育出版社，1996

[2]大學(xué)物理實驗教程/胡湘岳主編 北京-清華大學(xué)出版社 2008

[3] 孫世志.研究性物理實驗與大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)[D]. 中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 (碩士),2006,(08)

[4] 朱世坤,聶宜珍。以專題研究為載體 推動綜合性實驗的開設(shè)[J]實驗室科學(xué), 2008,(02) .

作者單位：溫州大學(xué)物理與電子信息學(xué)院