啟發(fā)式、互動式大學(xué)物理實驗教學(xué)模式的探索與應(yīng)用

戎茂華　許積文　袁昌來　丘偉

【摘 要】在新工科背景下，為培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型工程技術(shù)人才，大學(xué)物理實驗作為一門本科生必修課，必須與時俱進(jìn)改革教學(xué)方法適應(yīng)新形勢要求，本文以教師間團(tuán)隊協(xié)作，學(xué)生間討論交流、師生間充分互動為主線，探討了啟發(fā)式、互動式教學(xué)方法的重要性和適用性。

【關(guān)鍵詞】啟發(fā)式；互動式；教學(xué)方法

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）35-0095-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.040

Exploration and Application of Heuristic and Interactive University Physics Experiment Teaching Mode

RONG Mao-hua XU Ji-wen YUAN Chang-lai QIU Wei

（School of Materials Science and Engineering， Guilin University of Electronic Technology， Guangxi Guilin 541004， China）

【Abstract】In the context of new engineering， in order to cultivate applied and innovative engineering and technical talents， university physics experiment as a compulsory course for undergraduates must reform the teaching method with the times to adapt to the new situation. This paper explores the importance and applicability of heuristic and interactive teaching methods based on teamwork among teachers， discussion among students， and full interaction between teachers and students.

【Key words】Heuristic； Interactive； Teaching method

啟發(fā)式、互動式教學(xué)模式是以教師為引導(dǎo)，學(xué)生圍繞問題進(jìn)行獨立思考，在回答問題、集體討論中相互啟發(fā)、學(xué)習(xí)，互動的一種教學(xué)模式。這種模式能有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的知識的掌握、提高課堂效率，有利于學(xué)生應(yīng)用能力、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

大學(xué)物理實驗課程是目前高等學(xué)校開設(shè)的一門公共必修課程，通過課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、動手實踐和創(chuàng)新能力。如何開展大學(xué)物理實驗教學(xué)，發(fā)揮實驗教學(xué)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面的積極作用和優(yōu)勢尤為重要，目前我國大部分高等院?，F(xiàn)行的大學(xué)物理實驗教學(xué)模式一般為如下步驟：首先由教師檢查學(xué)生書寫的實驗預(yù)習(xí)，然后教師講解實驗?zāi)康摹⒃?、儀器、注意事項，最后學(xué)生再按照教師和教材上講授的步驟進(jìn)行實驗，測量數(shù)據(jù)，驗證結(jié)果，寫實驗報告。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師為中心，忽視了學(xué)生的主觀能動性，學(xué)生只是被動的重復(fù)實驗步驟，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此在大學(xué)物理實驗教學(xué)過程中應(yīng)用啟發(fā)式、互動式教學(xué)模式，對鞏固基本物理知識，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性培養(yǎng)創(chuàng)新能力，具有十分重要的意義。本文通過多年的實驗教學(xué)經(jīng)驗積累，在教學(xué)過程中應(yīng)用了啟發(fā)式、互動式教學(xué)模式，取得了良好的教學(xué)效果。

1 發(fā)揮教師團(tuán)隊協(xié)作精神

高校實驗教師隊伍的建設(shè)是一個長期的持續(xù)的過程，大學(xué)物理實驗課程是與理論課程相輔相成的，大學(xué)物理理論課程是基礎(chǔ)理論知識的儲備，而所有的理論都需要經(jīng)過實踐的檢驗，并在檢驗的過程中有可能進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)新的實驗現(xiàn)象推動理論的發(fā)展。因此，應(yīng)該樹立團(tuán)隊互動的觀念，創(chuàng)造條件，營造氛圍，尊重實驗教師，鼓勵理論教師與實驗教師互動交流，提高教學(xué)水平。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨于綜合化， 科學(xué)與技術(shù)的深入結(jié)合，技術(shù)本身的日益綜合，使得實驗手段更加先進(jìn)和精確，這對高等學(xué)校的人才培養(yǎng)產(chǎn)生了重大的影響， 同時也對實驗教師的知識結(jié)構(gòu)、實驗技能、綜合素質(zhì)提出了更高的要求。這就要求實驗教師應(yīng)不斷地學(xué)習(xí)新知識，掌握新技術(shù)，拓寬自己的知識面。實驗教師隊伍要全面持續(xù)發(fā)展，要求實驗教師隊伍的職稱要構(gòu)成合理的“正三角形”結(jié)構(gòu)，其中有學(xué)科帶頭人，有教學(xué)經(jīng)驗豐富的中青年教學(xué)骨干，有年輕教師有儲備和培養(yǎng)[1]。更要加強老教師和青年教師間的結(jié)對互動交流，取長補短，發(fā)揚團(tuán)結(jié)互助、集體協(xié)作的精神，針對一個實驗項目集體備課、相互討論、互相聽課，在互動的過程中，青年教師學(xué)到優(yōu)秀的講課方法而老教師學(xué)到先進(jìn)的現(xiàn)代教學(xué)手段。比如，本文作者與新進(jìn)青年博士教師形成新老教師結(jié)對，在電表改裝與校準(zhǔn)這一實驗項目的集體備課、相互聽課過程中，本人學(xué)到了年輕教師先進(jìn)的課件制作方法，而青年教師學(xué)習(xí)到了課堂組織以及教學(xué)的一些基本的教學(xué)技能。

2 學(xué)生小組的討論式互動

課堂實驗教學(xué)過程中，將每次做實驗的學(xué)生分成多個學(xué)生小組[2]，每個小組選派一個小組長。學(xué)生小組的建立強調(diào)以“學(xué)生”和“能力”為中心，“教”與“學(xué)”在開放、寬松、自由、平等的環(huán)境中交流互動，鼓勵大家暢所欲言，提出不同觀點，提高教學(xué)效果。對于同一實驗項目，教師首先布置一個討論議題，學(xué)生小組進(jìn)行充分的研究與討論，最后由各小組長發(fā)言得出討論結(jié)果。教師作為點評者參與學(xué)生小組的討論。比如在電表改裝與校準(zhǔn)實驗項目中，由各小組討論一下，伏安法、替代法、半偏法等測試改裝表內(nèi)阻的方法到底哪種方法更加合適？在課堂教學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生會主動學(xué)習(xí)這幾種測試方法的不同特點，積極討論，課堂氣氛非?；钴S。因為在這種教學(xué)模式下，學(xué)生能感到自己是一個發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者，這重互動式教學(xué)模式創(chuàng)造了一個平等、民主、和諧的學(xué)習(xí)環(huán)境。對學(xué)生來說，好奇心、探究興趣、求知欲、對新事物的敏感和對真知、個性的執(zhí)著追求，是創(chuàng)新的動力，是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。因此，這種教學(xué)模式更能有助于創(chuàng)新能力的激發(fā)與培養(yǎng)。

3 教師與學(xué)生之間的啟發(fā)式互動

教學(xué)過程中教師的教是一方面，導(dǎo)是另一方面，教和導(dǎo)的相互配合，才能將學(xué)生在教學(xué)過程中的主體作用和教師在教學(xué)過程中的主導(dǎo)作用積極地發(fā)揮出來，教師的教與導(dǎo)應(yīng)用得當(dāng)，學(xué)生的學(xué)與做才更有效地配合，重視教師與學(xué)生之間的積極有效互動，達(dá)到良好的課堂效果[3-4]。

在基礎(chǔ)性、驗證性實驗項目的教學(xué)過程中，實驗內(nèi)容較為基礎(chǔ)、容易掌握，應(yīng)用啟發(fā)式、互動式教學(xué)方法，可以提高學(xué)生主動預(yù)習(xí)的積極性和獨立完成實驗的自信心。提前通知學(xué)生對所做實驗項目進(jìn)行充分預(yù)習(xí)，學(xué)生進(jìn)入實驗室后教師對預(yù)習(xí)情況進(jìn)行提問抽查，比如在電表改裝與校準(zhǔn)實驗項目中，可以對學(xué)生提出如下主要問題，電表廠出廠的電表的主要部件是什么？為什么要改裝？改裝表怎樣校準(zhǔn)？根據(jù)抽查結(jié)果教師做出針對性的講解并向?qū)W生說明本實驗的注意事項后學(xué)生可以直接開始實驗，最后由教師根據(jù)學(xué)生實驗的情況，找出問題，進(jìn)行討論、評析總結(jié)。

在綜合性設(shè)計性實驗項目的教學(xué)過程中，實驗任務(wù)相對加重、實驗難度相對加強，應(yīng)用啟發(fā)式、互動式教學(xué)方法，可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教師首先提出設(shè)計任務(wù)，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生積極思考、主動探索，提出設(shè)計方案。教師與學(xué)生共同討論、分析、總結(jié)，得到更加合理的設(shè)計方案和調(diào)試方法。比如在設(shè)計組裝歐姆表實驗項目中，教師首先提出設(shè)計任務(wù)是設(shè)計一個并式多量程歐姆表。讓同學(xué)們討論中值電阻的選擇范圍，根據(jù)歐姆擋擋位的設(shè)定方法，同學(xué)們積極討論，課堂氣氛非?；钴S。最后教師結(jié)合實際的歐姆表進(jìn)行總結(jié)，中值電阻的選擇不僅要符合擋位的設(shè)定原理還要滿足實際電源電壓使用范圍。通過這種啟發(fā)式、互動式教學(xué)模式，學(xué)生能夠更加深入地理解實驗的設(shè)計理念和調(diào)試過程，積極順利完成實驗。

在選做實驗階段，采用討論式、互動式教學(xué)方法進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生主動參與和獨立思考的能力，而且增強了學(xué)生的進(jìn)取意識，培養(yǎng)了學(xué)生對科學(xué)研究的興趣。比如在設(shè)計組裝歐姆表這個實驗中教師提出的選做項目是設(shè)計一個串式多量程歐姆表并與并式歐姆表進(jìn)行比較誤差的大小。經(jīng)過小組同學(xué)之間、師生之間的討論，提出合理的設(shè)計方案，有效完成實驗。得出并式歐姆表雖然設(shè)計稍微復(fù)雜但誤差相對小很多。

課堂教學(xué)實踐證明，啟發(fā)式、互動式實驗教學(xué)模式不僅可以有效鞏固基礎(chǔ)知識、提高學(xué)生獨立完成基礎(chǔ)實驗的自信心，而且能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的綜合實驗?zāi)芰?，增強學(xué)生自學(xué)和探索新知識的欲望，激發(fā)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，值得推廣。

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