能力培養(yǎng)過程化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)研究

藍(lán)愛群，韋雪嬌，曾福軍

（1.2.3梧州學(xué)院數(shù)理系，廣西 梧州 543002）

能力培養(yǎng)過程化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)研究

藍(lán)愛群1，韋雪嬌2，曾福軍3

（1.2.3梧州學(xué)院數(shù)理系，廣西 梧州 543002）

分析大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)能力培養(yǎng)缺失問題，闡述融合能力培養(yǎng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)過程教學(xué)對策，并通過教學(xué)實(shí)例，論述構(gòu)建三維能力發(fā)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)主線、設(shè)計(jì) “問題—探究”的實(shí)驗(yàn)過程環(huán)節(jié)、創(chuàng)設(shè)依托實(shí)驗(yàn)提高能力探究互動(dòng)平臺(tái)的課堂實(shí)踐環(huán)境的能力培養(yǎng)過程化教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)師生能力共同發(fā)展的能力培養(yǎng)過程化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)； 能力培養(yǎng)過程化；教學(xué)

“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”是理工科專業(yè)學(xué)生的必修課，是學(xué)生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練的重要課程，它的一整套實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識、基本方法和基本技能對于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新精神和科學(xué)素養(yǎng)具有不可或缺的直接作用。因此，將能力培養(yǎng)貫穿于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)過程中，對于提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展具有重要意義。

一、 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)能力培養(yǎng)缺失問題分析

隨著高校教育改革的不斷深化，與其他課程一樣，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)有效性問題得到了許多物理實(shí)驗(yàn)教師的關(guān)注，并對物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)活動(dòng)以及教學(xué)效果等等進(jìn)行了改革、探索和實(shí)踐，取得了一定成效。但由于各高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件、師資力量和教改程度參差不齊等原因，目前，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中學(xué)生能力培養(yǎng)缺失的問題依然是普遍的存在，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（一）過程環(huán)節(jié)探究及思考缺失

物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)過程缺乏設(shè)計(jì)，課堂教學(xué)時(shí)間的利用沒有計(jì)劃，學(xué)生能力培養(yǎng)實(shí)質(zhì)內(nèi)容得不到真正落實(shí)。課堂內(nèi)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作程序和實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練差異性較大，學(xué)生偏向儀器使用操作方面的練習(xí)，偏重實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄和計(jì)算等。多數(shù)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程要做什么、應(yīng)該如何去做、怎樣做會(huì)更順利、科學(xué)，缺乏自覺思考，缺乏對實(shí)驗(yàn)過程主動(dòng)探究、主動(dòng)思考的意識，在遇到問題時(shí)才急急忙忙尋找原因和請教老師和同學(xué)。

（二）教學(xué)互動(dòng)針對性缺失

課堂中，師生常常是依據(jù)實(shí)驗(yàn)教材或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)驗(yàn)的教與學(xué)，教師較少從學(xué)生的現(xiàn)有發(fā)展角度以及學(xué)生綜合素質(zhì)訓(xùn)練方面再設(shè)計(jì)教學(xué)，學(xué)生也缺乏主動(dòng)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣。教師做一遍以后學(xué)生學(xué)著做，或者學(xué)生看著實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書慢慢試做的現(xiàn)象仍然普遍存在，師生互動(dòng)常常是儀器操作方面的互動(dòng)，互動(dòng)內(nèi)容沒有針對性，師生互動(dòng)缺少共鳴，學(xué)生接受的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練缺乏生機(jī)。

（三）能力培養(yǎng)教學(xué)氛圍缺失

物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)環(huán)境仍處在比較注重儀器、設(shè)備等硬件的滿足，課堂教學(xué)過程大多還是儀器設(shè)備操作技能的傳遞、交流，師生之間、學(xué)生之間以及學(xué)生身心意愿關(guān)系的構(gòu)建流連于簡單的層面，學(xué)生仍以完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)為主要目的，師生教學(xué)相長還沒能在師生共同發(fā)展的成效中得以體現(xiàn)。學(xué)生的知識、能力缺乏有利的誘導(dǎo)和開發(fā)。

二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)過程融合能力培養(yǎng)教學(xué)對策

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)承擔(dān)著能力培養(yǎng)課程教學(xué)的重任。解決上述問題的對策是將能力培養(yǎng)融合在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的整個(gè)過程中。

（一）構(gòu)建三維能力發(fā)展的物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)主題

大學(xué)課程教學(xué)是以知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀念為課程教學(xué)三大目標(biāo)的三維能力培養(yǎng)過程。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)是學(xué)生三維能力全面發(fā)展的重要戰(zhàn)場，應(yīng)該充分利用物理實(shí)驗(yàn)，積極構(gòu)建適合學(xué)生三維能力鍛煉的實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生在實(shí)踐運(yùn)用過程中實(shí)現(xiàn)知識與技能的意義構(gòu)建，得到過程與方法的實(shí)踐、反思及運(yùn)用，使學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀隨著對知識、技能及方法的思考、掌握及運(yùn)用得以提升。

（二）設(shè)計(jì) “問題—探究”的實(shí)驗(yàn)過程環(huán)節(jié)

教育學(xué)家認(rèn)為：問題是思維的起源，探究是思維發(fā)展的動(dòng)力。發(fā)現(xiàn)問題是提出問題的基礎(chǔ)，提出問題是解決問題的前提 。由此可知，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中，能力培養(yǎng)訓(xùn)練的關(guān)鍵是設(shè)計(jì) “問題”引導(dǎo)學(xué)生 “探究”，讓問題引導(dǎo)學(xué)生思考和分析，在解決問題的過程中學(xué)生再發(fā)現(xiàn)問題，形成思考—發(fā)現(xiàn)—思考的思維學(xué)習(xí)良性循環(huán)。通過 “問題—探究”的物理實(shí)驗(yàn)過程，鍛煉學(xué)生在其知識、能力范圍內(nèi)對問題的提出和解決做到舉一反三、融會(huì)貫通，使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)過程成為學(xué)生思考、探究、能力訓(xùn)練的有效環(huán)節(jié)。

（三）創(chuàng)設(shè)依托實(shí)驗(yàn)提高能力探究互動(dòng)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)氛圍

在物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有發(fā)展水平、學(xué)生客觀存在的不同程度群體之間的差異、兼顧不同能力學(xué)生的訓(xùn)練，創(chuàng)設(shè)具有一定問題設(shè)障的、激勵(lì)思考的、真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)氛圍。讓學(xué)生在以實(shí)驗(yàn)興趣為依托、能力提高為動(dòng)力、問題探究為互動(dòng)平臺(tái)的課堂環(huán)境氛圍中，師生之間、生生之間進(jìn)行真正意義的互動(dòng)，達(dá)到物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)師生知識、能力共同提高。

三、能力培養(yǎng)過程化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)實(shí)例

將能力培養(yǎng)融合在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)過程中，亦即以學(xué)生的能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、教師的教學(xué)有效投入為基礎(chǔ)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)過程。

現(xiàn)以基礎(chǔ)性綜合類必做實(shí)驗(yàn) “用箱式電位差計(jì)校準(zhǔn)電表”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例。

（一）課堂教學(xué)過程設(shè)計(jì)

《高等教育學(xué)》指出：課堂教學(xué)過程設(shè)計(jì)是指課堂教學(xué)過程環(huán)節(jié)的組織、教學(xué)活動(dòng)的順序安排和開展。能力培養(yǎng)過程化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)過程設(shè)計(jì)是教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、學(xué)生現(xiàn)有能力水平，關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展需求進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)過程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的問題難易程度必須考慮學(xué)生知識能力的認(rèn)知程度和需求，學(xué)生的能力培養(yǎng)才能在最大限度下得以實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生首先是了解儀器設(shè)備，掌握其基本操作，然后才能綜合應(yīng)用。因此，針對實(shí)驗(yàn)儀器操作、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求，在“用箱式電位差計(jì)校準(zhǔn)電表”實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程設(shè)計(jì)中，需考慮的基本要素有：

（1）設(shè)計(jì)儀器設(shè)備使用類問題 （基礎(chǔ)知識）：關(guān)于電位差計(jì)的結(jié)構(gòu)；電位差計(jì)的工作原理；電位差計(jì)面板圖結(jié)構(gòu)；電位差計(jì)面板圖上各旋鈕的用途；調(diào)零鍵的作用；工作電流標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)節(jié)的意義等等，讓學(xué)生預(yù)習(xí)，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前注意思考并通過操作感知儀器，掌握儀器的性能和應(yīng)用。

（2）設(shè)計(jì)知識類、理解類問題 （基本方法）：正確閱讀、理解實(shí)驗(yàn)電路圖；待測電壓表 （電流表）量程接線端的正確選?。粚?shí)驗(yàn)中變阻器相連接的方法對實(shí)驗(yàn)量程是否有影響；扳鍵開關(guān) 的正確操作方法；倍率的意義；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)正確快捷讀取、記錄的方法；小數(shù)值測量時(shí)讀數(shù)指針較難穩(wěn)定的原因，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格設(shè)計(jì)等等，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行判別、分析、解釋和處理、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

（3）設(shè)計(jì)應(yīng)用類、綜合類問題 （基本技能）：電位差計(jì)的其他實(shí)驗(yàn)用途；校準(zhǔn)電壓表與校準(zhǔn)電流表實(shí)驗(yàn)的異同處分析；實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)思路；設(shè)計(jì)用電位差計(jì)測量未知電阻阻值的簡單電路等等，讓學(xué)生根據(jù)已做實(shí)驗(yàn)案例，進(jìn)行思考、設(shè)計(jì)、應(yīng)用，鍛煉創(chuàng)新意識。

（4）將以往學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的典型問題，提供給在做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生思考、分析；及時(shí)對學(xué)生設(shè)計(jì)合理科學(xué)的數(shù)據(jù)記錄表、處理問題有獨(dú)到見解的方法以及美觀、簡練的電路接線方法等等進(jìn)行點(diǎn)評。

（二）創(chuàng)設(shè)能力實(shí)踐環(huán)境

（1） “問題”探究準(zhǔn)備。針對以上教學(xué)過程設(shè)計(jì)，將儀器設(shè)備使用類問題 （基礎(chǔ)知識）放在校園大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程網(wǎng)上，或在師生Q群中提供給學(xué)生。為了較好地完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)前要根據(jù)相關(guān)問題進(jìn)行預(yù)習(xí)、有目的的查閱資料，寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。對于那些微觀機(jī)理復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生還可以利用CAI課件對微觀和抽象的物理過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察和分析，或利用教學(xué)課件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行交互模擬實(shí)驗(yàn)操作，以便在實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行相關(guān)探究。

（2）“問題”探究氛圍。根據(jù)教學(xué)過程設(shè)計(jì)，對于知識類、理解類問題 （基本方法），教師可在實(shí)驗(yàn)前提供給學(xué)生或在實(shí)驗(yàn)室的黑板或PPT屏幕上動(dòng)態(tài)給出，隨著實(shí)驗(yàn)過程的進(jìn)展變換探究問題，題型有“思考題” 、“選擇題”、“應(yīng)答問題”、“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋”等形式。由“問題”引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作時(shí)思考、探究，技能練習(xí)與知識運(yùn)用相聯(lián)系。

（3）反饋和指導(dǎo)。在問題探究的環(huán)境下，學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)具有針對性又有一定的獨(dú)立性，學(xué)生的注意力始終保持在儀器設(shè)備的運(yùn)用操作和實(shí)驗(yàn)問題探究上，學(xué)生的探究興趣得到激發(fā)。學(xué)生之間的知識能力差異又會(huì)讓學(xué)生之間產(chǎn)生互動(dòng) 。對于一些重點(diǎn)、難點(diǎn)以及應(yīng)用性問題，教師適時(shí)組織學(xué)生分析、討論，學(xué)生運(yùn)用已有知識、經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象，各自以不同角度、不同方法分析，進(jìn)行回答或提出解決問題的方法。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，教師能及時(shí)解惑，教師還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況做出評價(jià)。使實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)得以落實(shí)，難點(diǎn)得以突破，教學(xué)任務(wù)有效完成。

（三）教學(xué)過程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

能力培養(yǎng)過程化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)注重以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為中心對實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到能力培養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)過程設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要有：

（1）以教師為主導(dǎo)。教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求、學(xué)生現(xiàn)實(shí)能力水平、能力發(fā)展目標(biāo)，以及學(xué)生應(yīng)掌握的知識、技能及技巧，設(shè)計(jì)問題。

（2）以學(xué)生為中心。學(xué)生在 “問題”環(huán)境下，認(rèn)真操作、積極探索或互動(dòng)探究，師生互動(dòng)、學(xué)生之間互動(dòng)，進(jìn)行能力實(shí)踐訓(xùn)練。

（3）反饋、指導(dǎo)。課堂上，學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、經(jīng)驗(yàn)水平和能力狀態(tài)，教師應(yīng)及時(shí)了解掌握，并針對情況作進(jìn)一步的指導(dǎo)，教師還可以對實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行必要的修改和調(diào)整。

（4）能力培養(yǎng)實(shí)踐。利用基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，對學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手能力、綜合分析、歸納總結(jié)和團(tuán)隊(duì)精神基本功訓(xùn)練；通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題、發(fā)現(xiàn)問題以及創(chuàng)新精神。使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成為學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握物理學(xué)基礎(chǔ)和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域知識的課堂，了解物理定律和性質(zhì)的開發(fā)應(yīng)用基本知識及技術(shù)，具備良好的綜合能力。

（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

為了對比能力培養(yǎng)過程化教學(xué)方法和常規(guī)教學(xué)方法的教學(xué)效果，筆者比較了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，分別實(shí)施能力培養(yǎng)過程化教學(xué)方法和常規(guī)教學(xué)方法的2個(gè)教學(xué)班級學(xué)生其大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰y試結(jié)果和期末教學(xué)問卷調(diào)查情況，結(jié)果顯示，實(shí)施能力培養(yǎng)過程化教學(xué)方法班級的學(xué)生學(xué)習(xí)成效以及學(xué)習(xí)積極性優(yōu)于常規(guī)方法教學(xué)班級的學(xué)生，尤其是學(xué)生實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)習(xí)慣和對物理實(shí)驗(yàn)的興趣明顯提高，見表1所示。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與預(yù)習(xí)習(xí)慣是學(xué)生自我獲取知識的動(dòng)力源泉，是提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的基本保證。

?

四、結(jié)束語

綜上所述，能力培養(yǎng)過程化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)，是將學(xué)生的能力培養(yǎng)、品質(zhì)發(fā)展貫穿在整個(gè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)過程中，通過實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)過程設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)學(xué)生能力培養(yǎng)鍛煉的實(shí)踐環(huán)境，實(shí)施能力培養(yǎng)過程化實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生的主體作用得到充分體現(xiàn)，教師 “為育人而教”的主導(dǎo)作用得以積極發(fā)揮，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)有效完成的過程，師生能力獲得共同發(fā)展。

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G 6 4 2.4

A

1 6 7 3-8 5 3 5（ 2 0 1 2）0 1-0 0 7 5-0 4

2 0 1 1-1 2-1 0

藍(lán)愛群 （1956-），女，廣西梧州人，梧州學(xué)院數(shù)理系副主任，副教授，主要研究方向：大學(xué)物理、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)等課程的教學(xué)和研究。

韋雪嬌 （1979－），女，廣西武鳴人，梧州學(xué)院數(shù)理系講師，研究方向：物理學(xué)教學(xué)和研究。

曾福軍 （1957－），女，廣西玉林人，梧州學(xué)院數(shù)理系講師，研究方向：物理學(xué)教學(xué)和研究。

高堅(jiān)）