探究式教學(xué)在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用研究

卞寶安　吳亞敏　王義翔　祁冬祥

[摘 要]實(shí)施探究式教學(xué)方法的條件是轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，深化教學(xué)方法。大學(xué)物理是高校理工科專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門公共基礎(chǔ)課，它是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)的重要課程。探究式教學(xué)不僅向?qū)W生傳授了知識(shí)，而且?guī)椭鷮W(xué)生提高在學(xué)習(xí)過(guò)程中獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的探索積極性，拓展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。探究式教學(xué)方法的應(yīng)用，有利于教師教學(xué)水平的提高，促進(jìn)了理論教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用的結(jié)合。大學(xué)物理實(shí)施探究式教學(xué)需要教師在教學(xué)過(guò)程中不斷探索和實(shí)踐，掌握好探究式教學(xué)方法的運(yùn)用尺度，最大限度地提高教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]大學(xué)物理 教學(xué)方法 探究式教學(xué)

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2015）05-0102-02

大學(xué)物理是高校理工科專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門公共基礎(chǔ)課，它是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)的重要課程。但由于學(xué)時(shí)不斷壓縮、教學(xué)模式和教學(xué)方式單一等問(wèn)題，使得大學(xué)物理的重要作用沒(méi)有得到充分的發(fā)揮。

教師按照傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式來(lái)進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生也按照這個(gè)模式慣性地接受知識(shí)。突出學(xué)科的系統(tǒng)性和邏輯性的傳統(tǒng)教學(xué)模式充分發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用，但卻忽視了學(xué)生的主體地位，限制了學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，加強(qiáng)大學(xué)物理教學(xué)，需要鼓勵(lì)教師進(jìn)行大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的改革，發(fā)揮該課程的優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生良好的綜合素質(zhì)。近年來(lái)，以學(xué)生自主、探究式學(xué)習(xí)為核心的教學(xué)模式成為教學(xué)改革的一個(gè)研究熱點(diǎn)。[1] [2]

探究式教學(xué)是指教師在教學(xué)過(guò)程中給學(xué)生設(shè)置適當(dāng)?shù)膯?wèn)題，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生積極動(dòng)手、動(dòng)腦，通過(guò)自主探究獲得知識(shí)，從而達(dá)到教學(xué)目的的一種教學(xué)方法。[3] [4]探究式教學(xué)要求在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過(guò)自主探究學(xué)習(xí)進(jìn)行知識(shí)構(gòu)建，初步掌握基本的科學(xué)研究方法，它特別強(qiáng)調(diào)教學(xué)的開(kāi)放性、自主性、過(guò)程性。它注重師生交流合作，所以探究式教學(xué)法也是突破傳統(tǒng)教學(xué)方式的教改之一。[5] [6]

從事大學(xué)物理教學(xué)的教師基本都具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和一定的科研經(jīng)歷，具備了實(shí)施探究式教學(xué)的能力；物理學(xué)具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)性和探究性，目前多媒體技術(shù)的發(fā)展，為在大學(xué)物理教學(xué)中開(kāi)展探究式教學(xué)提供技術(shù)支持；高校擁有豐富的圖書(shū)資料資源，還有與大學(xué)物理相關(guān)的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室以及定期舉辦的各種學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)等，為學(xué)生的探究式學(xué)習(xí)提供了良好的條件。下面分析探究式教學(xué)的特點(diǎn)和條件，并提出大學(xué)物理探究式教學(xué)的構(gòu)建方法。

一、探究式教學(xué)方法的特點(diǎn)

探究式教學(xué)的主要優(yōu)點(diǎn)是鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，增強(qiáng)他們的創(chuàng)新能力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)師生共同創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、猜想與假設(shè)、制訂計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究和信息收集、分析論證、評(píng)估、交流與合作等一系列活動(dòng)，讓學(xué)生自己去調(diào)查研究、自己去發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，培養(yǎng)他們的動(dòng)手實(shí)踐能力。[4]這一教學(xué)方法是將科學(xué)的研究方法融入大學(xué)物理教學(xué)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)的實(shí)踐性、自主性、開(kāi)放性、過(guò)程性。讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究、論文寫(xiě)作等過(guò)程來(lái)獲取知識(shí)并掌握基本的科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生基本的科研能力和科研素養(yǎng)。學(xué)生通過(guò)自主探究的方式學(xué)習(xí)物理知識(shí)，在經(jīng)受科學(xué)思想和精神的熏陶中體驗(yàn)科學(xué)探究式學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。

二、實(shí)施探究式教學(xué)方法的條件

（一）轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念

教師只有轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，從以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變，善于激發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題，調(diào)動(dòng)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)積極性；從以課內(nèi)為主向課內(nèi)課外結(jié)合轉(zhuǎn)變，多將理論知識(shí)與實(shí)踐技術(shù)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，這樣才可以實(shí)現(xiàn)探究式教學(xué)目標(biāo)。物理學(xué)中有些知識(shí)是比較抽象的，如果將抽象轉(zhuǎn)化為形象，學(xué)生就能夠較好地掌握。這就需要教師充分認(rèn)識(shí)實(shí)施探究式教學(xué)的重要性，鉆研教材，敢于創(chuàng)新，充分發(fā)揮想象力和能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極、主動(dòng)思考，在實(shí)踐中解決問(wèn)題并獲得物理知識(shí)。

（二）深化教學(xué)方法

在實(shí)施探究式教學(xué)初期，要考慮學(xué)生的適應(yīng)性，適當(dāng)?shù)亻_(kāi)展相對(duì)簡(jiǎn)單的探究活動(dòng)，如“牛頓定律”。在循序漸進(jìn)的探究活動(dòng)中，學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的方法有了一定的了解，在獲得物理知識(shí)的同時(shí)掌握了初步的科學(xué)研究方法。那么教師就可以在此基礎(chǔ)上逐步加深探究難度，使學(xué)生對(duì)科學(xué)探究形成深刻的認(rèn)識(shí)。在這一過(guò)程中，教師應(yīng)結(jié)合實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行講解，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用物理原理規(guī)律分析、解決實(shí)際問(wèn)題。例如，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的動(dòng)量定理，對(duì)雞蛋下落與水泥地和海綿的碰撞受到的沖力進(jìn)行估算，加深學(xué)生對(duì)動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理的理解。

探究式教學(xué)將枯燥的理論教學(xué)與應(yīng)用相結(jié)合，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)與實(shí)際生活的緊密聯(lián)系，體會(huì)到用所學(xué)知識(shí)解釋生活現(xiàn)象、解決實(shí)際問(wèn)題帶來(lái)的成就感，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理的興趣。

三、探究式教學(xué)方法的構(gòu)建

（一）利用信息技術(shù)、設(shè)置情境問(wèn)題

探究式教學(xué)從設(shè)置問(wèn)題開(kāi)始，圍繞情境問(wèn)題展開(kāi)教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中教師要充分挖掘教材中的重點(diǎn)內(nèi)容和難點(diǎn)內(nèi)容，提出難度適度、邏輯合理、啟發(fā)性強(qiáng)的問(wèn)題，激發(fā)起學(xué)生的探索興趣。同時(shí)要考慮在情境中有效引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并自主地解決問(wèn)題。針對(duì)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)不足，但探究欲強(qiáng)烈的心理，教師可運(yùn)用信息技術(shù)的建模、仿真、演示等來(lái)建立模擬物理學(xué)家探究物理問(wèn)題的教學(xué)環(huán)境，展示物理學(xué)家思維活動(dòng)過(guò)程，以此讓學(xué)生體會(huì)到科研探索精神的可貴。如在介紹熱學(xué)中的循環(huán)過(guò)程時(shí)，利用計(jì)算機(jī)演示實(shí)驗(yàn)，展示熱機(jī)和制冷機(jī)的工作原理，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，然后自然而然地提出問(wèn)題：什么是循環(huán)過(guò)程？其效率如何？是否可以全部利用其熱量？接著讓學(xué)生針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行思考和討論，進(jìn)入研究模式。這一方法逐步培養(yǎng)了學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為深入探究教學(xué)打下了良好基礎(chǔ)。

（二）深入探究、鼓勵(lì)猜想與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

猜想是尋找對(duì)問(wèn)題的解釋，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。雖然學(xué)生的猜想不一定是正確的，但教師要鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識(shí)大膽猜想與假設(shè)，如根據(jù)上面的例子，讓學(xué)生回憶學(xué)過(guò)的吸熱、放熱和做功知識(shí)，提出自己的結(jié)論。在這一過(guò)程中教師可以了解學(xué)生對(duì)所學(xué)過(guò)知識(shí)的掌握情況，把握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)。

學(xué)生提出的假設(shè)只有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證才能知道是否正確，因此，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證猜想是整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。教師可以將學(xué)生分成幾個(gè)小組，圍繞學(xué)習(xí)內(nèi)容查閱相關(guān)資料，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并制訂出實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到熱機(jī)和制冷機(jī)的不同工作原理和效率計(jì)算方法。

（三）歸納總結(jié)、拓展應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之后，教師要幫助學(xué)生對(duì)獲得的結(jié)論進(jìn)行分析，最后得出正確、可靠及表述科學(xué)的結(jié)論。教師還要和學(xué)生一起探討實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生在總結(jié)過(guò)程中，通過(guò)回顧探究過(guò)程拓展思維能力，培養(yǎng)了他們的歸納總結(jié)能力。學(xué)習(xí)的最終目的是要開(kāi)拓創(chuàng)新，將知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中。因此教師最后可以展示所學(xué)知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例，如液體燃料火箭、汽油機(jī)、空調(diào)等，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度，實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生具備一定創(chuàng)新能力的科學(xué)素養(yǎng)。

四、實(shí)施探究式教學(xué)的困難

探究式教學(xué)是一種新的教學(xué)方法，能鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，但實(shí)施起來(lái)存在著一定的困難。實(shí)施探究式教學(xué)要求學(xué)生在上課前投入大量的時(shí)間預(yù)習(xí)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，課后還需要進(jìn)一步地消化所學(xué)知識(shí)，鞏固不同科學(xué)方法探究學(xué)習(xí)帶來(lái)的收獲。國(guó)外高校教師在上完一節(jié)新課后，會(huì)安排一定時(shí)間的討論課，而我們的新課和討論課都包含在了規(guī)定的授課學(xué)時(shí)里。由于課時(shí)所限，以及學(xué)生對(duì)大學(xué)物理的重視程度不夠，無(wú)法有充分的時(shí)間保證探究式教學(xué)的全方位進(jìn)行。

同時(shí)，大學(xué)物理涉及物理學(xué)很多領(lǐng)域，跨度大，不同專業(yè)的本科生掌握的高中階段的物理知識(shí)是有差別的，有的學(xué)生連基礎(chǔ)知識(shí)都沒(méi)有掌握，這就給探究式教學(xué)的實(shí)施帶來(lái)一定的限制。

五、結(jié)束語(yǔ)

探究式教學(xué)不僅向?qū)W生傳授了知識(shí)，而且?guī)椭鷮W(xué)生提高在學(xué)習(xí)過(guò)程中獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，激發(fā)了學(xué)生的探索積極性，拓展了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)，探究式教學(xué)方法的應(yīng)用，有利于教師教學(xué)水平的提高，促進(jìn)了理論教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用的結(jié)合。大學(xué)物理實(shí)施探究式教學(xué)需要教師在教學(xué)過(guò)程中不斷探索和實(shí)踐，掌握好探究式教學(xué)方法的運(yùn)用尺度，最大限度地提高教學(xué)效果。

[ 注 釋 ]

[1] 蔣治國(guó).建立自主探究式大學(xué)物理教學(xué)模式淺談[J].課程教育研究，2013（5）：169.

[2] 周戰(zhàn)榮，王紅霞，沈曉芳.大學(xué)物理探究式教學(xué)的探索和實(shí)踐[J].西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（16）：145.

[3] 靳玉樂(lè).探究學(xué)習(xí)[M].成都：四川教育出版社，2005：38.

[4] 衡耀付.大學(xué)物理教學(xué)開(kāi)展探究式教學(xué)的探討[J].教育探索，2008（3）：51.

[5] 盧德馨.大學(xué)物理研究性教學(xué)[J].物理與工程，2004（14）：1.

[6] 呂健，衡耀付.大學(xué)物理教育中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)的探討[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（5）：36.

[責(zé)任編輯：覃侶冰]