以學(xué)習(xí)者為中心的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革*

吳勝舉 莫潤(rùn)陽(yáng)

(陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院 陜西 西安 710062)

1 前言

普通物理實(shí)驗(yàn)課是綜合性大學(xué)和理工科院校的必修課,是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的重要途徑，是大學(xué)生接受系統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開(kāi)端．為了培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)厚、實(shí)踐能力強(qiáng)的創(chuàng)新人才,必須對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容、教師的配置、教學(xué)方法和手段、管理制度和方法等進(jìn)行積極有效的改革．

“以學(xué)習(xí)者為中心”主張學(xué)生是認(rèn)知的主體,是知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者；教學(xué)思想、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法等方面均以學(xué)習(xí)者為中心．在這一教育過(guò)程中，教師的主要任務(wù)不是“傳授”，而是“促進(jìn)”學(xué)習(xí)者自我實(shí)現(xiàn)其潛能[1]．在高等教育國(guó)際化和大眾化的條件下,大學(xué)普通物理實(shí)驗(yàn)教育應(yīng)轉(zhuǎn)變教育觀念,樹(shù)立起教育服務(wù)理念．更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),從實(shí)驗(yàn)教師配置、教學(xué)方法、學(xué)生管理和考核辦法等方面實(shí)施改革,提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效．

2 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

2.1 教學(xué)方法

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法要求教師不僅要告訴學(xué)生本次實(shí)驗(yàn)的目的, 還要詳細(xì)地講解實(shí)驗(yàn)原理、方法、步驟、儀器使用、數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理等[2]．物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，其實(shí)驗(yàn)儀器往往由實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員提前備好，實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生被動(dòng)地在有限的時(shí)間內(nèi)按照規(guī)定好的步驟與方法進(jìn)行，然后計(jì)算結(jié)果．有的教師還要在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)之前把實(shí)驗(yàn)從頭到尾演示一遍, 讓學(xué)生看得清清楚楚, 明明白白, 學(xué)生不用在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)，只要根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式要求抄寫(xiě)實(shí)驗(yàn)原理、方法、步驟等, 抄寫(xiě)實(shí)驗(yàn)教材上的數(shù)據(jù)表格, 然后在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中像照著菜單煮飯一樣．這種教學(xué)方法嚴(yán)重弱化了學(xué)生思考問(wèn)題的過(guò)程, 使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)失去興趣，實(shí)驗(yàn)效果實(shí)效甚微, 更談不上提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神．

2.2 實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)

長(zhǎng)期以來(lái)，高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫(xiě)作評(píng)分沿襲傳統(tǒng)守舊形式所造成的各種弊端:一是報(bào)告模式僵化，實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理等條目千篇一律,不同年級(jí)、不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生的報(bào)告沒(méi)有區(qū)別,沒(méi)有特色；二是學(xué)生抄襲便利,由于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容、格式雷同，學(xué)生互相之間借用方便,沒(méi)有完成實(shí)驗(yàn)或根本沒(méi)做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生只要稍微更改一下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),就可以完成報(bào)告寫(xiě)作任務(wù)；三是照抄教材,助長(zhǎng)惰性；四是教師評(píng)分失真,面對(duì)千篇一律的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,教師很難給予公平合理的成績(jī)?cè)u(píng)定,這就導(dǎo)致惡性循環(huán),使學(xué)生越來(lái)越不重視物理實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)報(bào)告刻板守舊的寫(xiě)作形式與拘泥僵化的評(píng)分考核程序?qū)儆陉惻f的注入式教學(xué)方式,它完全背離了提高學(xué)生綜合素質(zhì)能力、造就全面發(fā)展的新世紀(jì)人才的培養(yǎng)目標(biāo),也嚴(yán)重制約了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,不適應(yīng)高等教育改革開(kāi)放的發(fā)展形勢(shì),其弊端日益彰顯[3]．

2.3 實(shí)驗(yàn)考核方式

在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)思想和詳細(xì)教材的前提下,很多實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往把學(xué)生能否順利完成實(shí)驗(yàn)操作，測(cè)試結(jié)果是否正確作為評(píng)判學(xué)生是否掌握實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)[4]．

物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué),物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)或發(fā)明都是探索過(guò)程, 從來(lái)沒(méi)有教材,也沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的操作過(guò)程, 有的只是扎實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)基本功和明確的物理思維．實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)在于引進(jìn)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)思路、正確的摸索過(guò)程、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和改進(jìn)工藝, 一步步逼近完美的實(shí)驗(yàn)結(jié)果．提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神才是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的出發(fā)點(diǎn)和唯一檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[5]．考核方式必須有利于達(dá)到這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的．

3 以學(xué)習(xí)者為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)科技人才的有效手段，對(duì)學(xué)生掌握科學(xué)思想方法、培養(yǎng)創(chuàng)新和探索精神、鍛煉建模能力等方面都有重要的作用[6]．傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程已不能很好地適應(yīng)培養(yǎng)高素質(zhì)人才和科技發(fā)展的需要，改革大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為重要課題．

3.1 教師教育觀念的更新

實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)觀念會(huì)影響教師對(duì)這門(mén)課的理解以及所采取的教學(xué)行為．以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)多地強(qiáng)調(diào)學(xué)生做實(shí)驗(yàn),而不是強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)會(huì)做實(shí)驗(yàn)．由于教科書(shū)對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容、方法、步驟乃至記錄表格都一一俱全,學(xué)生做實(shí)驗(yàn)大都是機(jī)械式地進(jìn)行,獨(dú)立思考問(wèn)題的時(shí)候很少,這就在不同程度上束縛了學(xué)生思維的發(fā)展．

思想是一種純意識(shí)的活動(dòng)，是以“概念”為思考的起點(diǎn)，以“推理”為思考的過(guò)程，以“判斷”為思考的終點(diǎn)．解決問(wèn)題的重要過(guò)程就是思考，唯有透過(guò)思考的過(guò)程才能真正地熟習(xí)并活用一切的認(rèn)知．整個(gè)思考過(guò)程是有步驟的；思考的運(yùn)作可分為三個(gè)時(shí)期，即，疑問(wèn)期：發(fā)出一連串的疑問(wèn)——“為什么”；組織期：尋求解決之道；批評(píng)期：運(yùn)用推理、判斷作反省來(lái)尋得答案．學(xué)習(xí)者思想的精密和條理邏輯的運(yùn)作程度，皆影響其學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的能力．

以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)是“引導(dǎo)學(xué)習(xí)者作獨(dú)立思考的學(xué)習(xí)”的教導(dǎo)，要通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)使學(xué)生懂得如何去研究物理問(wèn)題，而不是只局限在知識(shí)的傳授和技能的訓(xùn)練范圍內(nèi)．這種情況下，教師被賦予新的的角色：學(xué)習(xí)顧問(wèn)．這并不意味這教師角色地位的減輕，而是需要其投入更多的時(shí)間去進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)．

3.2 高度合作開(kāi)放的物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境

實(shí)行全方位、多層次的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不只在于時(shí)間和空間的開(kāi)放，更側(cè)重的是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段上的開(kāi)放，是觀念意識(shí)上的開(kāi)放．這種教學(xué)模式能為學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)和個(gè)性發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)較好的外部環(huán)境，能滿(mǎn)足學(xué)生求知、探索和創(chuàng)新的欲望，側(cè)重創(chuàng)新精神與能力培養(yǎng)，體現(xiàn)了以人為本的教學(xué)理念，有效地解決當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題[7]．

3.3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告多元化寫(xiě)作

實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫(xiě)作指學(xué)生把記錄實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)施方法、操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其實(shí)驗(yàn)體會(huì)的一手資料加工整理,撰寫(xiě)成匯報(bào)性書(shū)面材料的過(guò)程,所寫(xiě)材料是教師了解學(xué)生掌握知識(shí)的狀況和進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定的依據(jù)[8]．傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告多為實(shí)驗(yàn)課教師設(shè)計(jì)成型的表格,表格有實(shí)驗(yàn)的目的、要求、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)原理、步驟和方法、數(shù)據(jù)記錄或處理等欄目, 學(xué)生只需按照現(xiàn)成的框架逐項(xiàng)填寫(xiě)即可，沒(méi)有理論上深入論證、務(wù)求創(chuàng)新的寫(xiě)作要求．

實(shí)驗(yàn)報(bào)告不只是一種知識(shí)學(xué)習(xí), 更是學(xué)會(huì)思維方法的一種學(xué)習(xí)活動(dòng)．為培養(yǎng)學(xué)生的科技寫(xiě)作能力，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)方面，提倡學(xué)生按實(shí)驗(yàn)性學(xué)術(shù)論文形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)書(shū)寫(xiě)．主要內(nèi)容包括研究目的、假設(shè)與預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、實(shí)驗(yàn)總結(jié)等內(nèi)容要素．要求學(xué)生必須主動(dòng)查閱有關(guān)資料, 明確本實(shí)驗(yàn)的歷史背景與研究現(xiàn)狀, 明確本實(shí)驗(yàn)的研究?jī)r(jià)值；根據(jù)查閱的資料對(duì)所做的實(shí)驗(yàn)提出假設(shè), 即實(shí)驗(yàn)依據(jù)有關(guān)物理學(xué)原理, 操作所需儀器, 遵循合理步驟可能實(shí)現(xiàn)的結(jié)果；按照事先的假設(shè)與所設(shè)計(jì)的技術(shù)路線(xiàn)進(jìn)行具體操作的情況, 包括實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)方法、測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、出現(xiàn)的誤差與發(fā)現(xiàn)的新問(wèn)題及所采取的措施；然后使用圖形分析工具, 運(yùn)用顯示數(shù)據(jù)對(duì)所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算, 印證預(yù)測(cè)結(jié)果；最后對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)性分析．

實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這種變革順應(yīng)了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的新形勢(shì)，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣, 使學(xué)生的思維和創(chuàng)新能力得到了充分發(fā)揮, 也促使學(xué)生實(shí)用寫(xiě)作能力與語(yǔ)言表達(dá)能力進(jìn)一步提高．

4.3 實(shí)驗(yàn)考核模式

教學(xué)評(píng)價(jià)是現(xiàn)代教育教學(xué)管理的一種重要手段，是為改進(jìn)教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量提供決策依據(jù)的過(guò)程．科學(xué)的實(shí)驗(yàn)考核體系有效地推動(dòng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深化[9]．考核體系能否對(duì)教學(xué)活動(dòng)作出科學(xué)、全面和準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，不僅直接影響到教師的工作積極性和學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，更重要的是關(guān)系到對(duì)人才培養(yǎng)．若沒(méi)有切實(shí)可行的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，那么辛辛苦苦設(shè)計(jì)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式將重走舊路．

改革實(shí)驗(yàn)考核方式，應(yīng)以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題和解決問(wèn)題為標(biāo)準(zhǔn), 鼓勵(lì)學(xué)生展開(kāi)討論, 鼓勵(lì)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后重新思考實(shí)驗(yàn), 甚至申請(qǐng)重做實(shí)驗(yàn), 并在分?jǐn)?shù)上予以肯定．在評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的時(shí)候, 實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤+ 錯(cuò)誤分析+ 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)+ 實(shí)驗(yàn)完成, 這樣的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法更符合實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)目的, 更應(yīng)該給予肯定．

5 結(jié)論

大學(xué)普通物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)以學(xué)習(xí)者為中心進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，從教學(xué)理念、方法、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放、報(bào)告書(shū)寫(xiě)、考核方法等進(jìn)行的變革有利于提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效, 促進(jìn)學(xué)生夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ), 提高綜合素質(zhì)能力．

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