以學(xué)生為中心的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)個性化教學(xué)研究

劉利清 王利霞 張紅光 何學(xué)敏

摘 要：本文主要探索以學(xué)生為中心的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)個性化教學(xué)模式，結(jié)合成果導(dǎo)向理念，構(gòu)建新時期物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評估體系，同時提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)適合社會發(fā)展需要的應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)；個性化教學(xué)；質(zhì)量評估體系；應(yīng)用型人才

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是理工科院校的一門重要的公共基礎(chǔ)課，其目的是培養(yǎng)與提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力、獨(dú)立思考解決問題的能力，要求學(xué)生具有理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)和實(shí)事求是的態(tài)度，主動研究的創(chuàng)新探索精神。而傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課在教學(xué)模式、考核方式等方面還存在一些不足，因此，如何通過新的理念和方法，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式和考核方式來提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性是目前高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)亟待解決的問題。

一、 當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的問題

（一） 教學(xué)模式相對單一

由于實(shí)驗(yàn)課上課時間有限，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然多以“教師為中心”的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式開展，實(shí)驗(yàn)過程中，老師在講臺上講述實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)操作方法及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，學(xué)生接下來根據(jù)老師所述按部就班操作，導(dǎo)致學(xué)生被動地完成實(shí)驗(yàn)，師生之間互動不多，交流較少，有些同學(xué)為了完成任務(wù)而抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因?yàn)槠渲胁糠謱W(xué)生往往不能按規(guī)定完成實(shí)驗(yàn)，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量受損，學(xué)生的創(chuàng)造性思維難以開發(fā)。

其次，實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生的開放程度不夠，只有上課時間開放，很難營造學(xué)生自主設(shè)計、自主研究的氛圍。因此，這種單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，不利于新時代學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（二） 實(shí)驗(yàn)考評方式，存在一定的缺陷

目前，我校的考核方式是以平時成績、實(shí)驗(yàn)報告和期末試卷成績加和的方式進(jìn)行考核。從實(shí)驗(yàn)報告來講，經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中不認(rèn)真聽課和不認(rèn)真操作實(shí)驗(yàn)，課后抄襲他人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。

其次，考試安排不是很合理，我校的物理實(shí)驗(yàn)課開設(shè)一學(xué)年，每學(xué)期開設(shè)7個實(shí)驗(yàn)，一共14個實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)（上）的期末考試內(nèi)容是緒論部分，這部分內(nèi)容是我們第一節(jié)課講授，所學(xué)內(nèi)容時間和考試時間相隔時間太長。而實(shí)驗(yàn)（下）的期末考試是實(shí)驗(yàn)操作考試，操作考試一共選取9個實(shí)驗(yàn)，隨機(jī)抽取。

學(xué)生們在考試時才知道自己要考哪一個實(shí)驗(yàn)，這樣就存在一些問題，有的學(xué)生抽到的實(shí)驗(yàn)是剛上過的，所以比較熟悉，而有些學(xué)生抽到的實(shí)驗(yàn)可能是上個學(xué)期做過的，就比較陌生，這樣缺乏公平性。

（三） 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的絕大部分，只有較少的探究性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)供學(xué)生學(xué)習(xí)研究，實(shí)驗(yàn)層次偏低

目前，應(yīng)用型本科高校開設(shè)的物理實(shí)驗(yàn)多是以證明已知結(jié)論的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，而忽略了未知結(jié)論，通過做實(shí)驗(yàn)，求證假設(shè)是否正確的探究性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)相對較少，這樣不利于學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整體層次不高。

二、 以學(xué)生為中心的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)個性化教學(xué)的優(yōu)勢

探究和接受是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的兩種主要方法。玻亞利曾說：“學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題并解決是學(xué)習(xí)任何知識的最佳途徑，這種發(fā)現(xiàn)不僅理解深刻，更能領(lǐng)悟到其中的規(guī)律、性質(zhì)以及聯(lián)系。”

由此可知，學(xué)生在進(jìn)行知識探究的過程中，老師可以參與輔導(dǎo)學(xué)生，但是最重要的思考、發(fā)現(xiàn)還是應(yīng)該由學(xué)生來完成。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是如此，增加探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生處于一種再發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生能夠在自己動手操作實(shí)驗(yàn)的同時，體會到實(shí)驗(yàn)知識的細(xì)節(jié)，這一過程有利于學(xué)生對已知和未知知識的重領(lǐng)會和新研究。

學(xué)生自己的親身體驗(yàn)和心靈感悟在知識探究過程中得到建立和提高，由此可見，個性化教學(xué)能讓學(xué)生在探究中前進(jìn)，并轉(zhuǎn)換為技能和方法用來解決問題，從而提高大學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。

當(dāng)前的大學(xué)物理教學(xué)中存在一個普遍的現(xiàn)象，即重講解輕實(shí)驗(yàn)，就算進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也只是簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生的探究性、創(chuàng)造性并沒有能夠調(diào)動起來，因此部分學(xué)生對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)這門課不重視，后果是學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力比較差。

這就是本文研究如何培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的出發(fā)點(diǎn)，通過自己多年對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行研究以學(xué)生為主體，在不增加物理實(shí)驗(yàn)難度的基礎(chǔ)上，將大部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，將原來只用動手或者只用動腦的實(shí)驗(yàn)變?yōu)榧纫獎邮钟忠獎幽X，力求讓學(xué)生帶著興趣也帶著思考來學(xué)知識、做學(xué)問?？己朔绞揭矐?yīng)該體現(xiàn)多元化特征，比如：對實(shí)驗(yàn)的設(shè)計、動手能力、實(shí)驗(yàn)原理的理解程度、處理數(shù)據(jù)的方式方法以及誤差的分析等。

三、 以學(xué)生為中心的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)個性化教學(xué)的具體實(shí)施

（一） 與時俱進(jìn)，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

為了將學(xué)生培養(yǎng)成為一個基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高、具有創(chuàng)新能力的人才使之能夠立足于變化多端的社會，我們在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課上著力培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

他們一方面可以運(yùn)用所掌握的知識去解決現(xiàn)有的問題；另一方面也有能力學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)去解決未來發(fā)展出現(xiàn)的新問題；可以說，新經(jīng)濟(jì)對人才提出了新的目標(biāo)定位與需求。

為此，學(xué)校教書育人的理念也應(yīng)該與時俱進(jìn)，將提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力放在首位，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主要目的，而不僅僅是讓學(xué)生達(dá)到能夠照本宣科、會做實(shí)驗(yàn)的目的。

（二） 構(gòu)建新時期的物理教學(xué)質(zhì)量評價體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革能夠成功的關(guān)鍵，那就是要有教學(xué)質(zhì)量的評價體系和評價標(biāo)準(zhǔn)來衡量。對此，我們通過借鑒OBE教學(xué)的先進(jìn)理念，在制定評價體系和評價標(biāo)準(zhǔn)時，要以適應(yīng)國家社會及教育發(fā)展需要、行業(yè)發(fā)展及職場需求為原則，以培養(yǎng)工程技術(shù)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才為主要目標(biāo)。制定了以下適合我校的教學(xué)質(zhì)量評價體系和具體實(shí)施流程圖（見圖1）。

圖1

（三） 利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，創(chuàng)新教學(xué)模式

在當(dāng)今社會上，教育與互聯(lián)網(wǎng)息息相關(guān)，互聯(lián)網(wǎng)擁有豐富的資源、高效和快捷的信息儲存和良好的交互性，能促進(jìn)教育的傳播，教育的進(jìn)步也帶動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。所以互聯(lián)網(wǎng)+教育是現(xiàn)在發(fā)展的主流。學(xué)生追求的是個性化發(fā)展，學(xué)校的培養(yǎng)人才方案只能做到大眾標(biāo)準(zhǔn)。

眾所周知，一個人在某個方面發(fā)展得好，一定對此有很大興趣。注重學(xué)生的個人興趣培養(yǎng)是一個重要的方面。通過網(wǎng)絡(luò)教育這一靈活的學(xué)習(xí)方式，提供給學(xué)生更多的選擇空間，為個人興趣的發(fā)展提供了充足的動力。

學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢，可以選擇自己感興趣的部分，拓寬學(xué)習(xí)渠道，豐富學(xué)習(xí)方式。學(xué)習(xí)渠道和學(xué)習(xí)方式的多樣性增加了持續(xù)學(xué)習(xí)發(fā)生的可能性。學(xué)習(xí)不再局限于教室、圖書館，只要學(xué)習(xí)者具備好奇心和想象力，就會擁有探索的動力和能力。

對此我校也在積極創(chuàng)建“網(wǎng)絡(luò)微課視頻+網(wǎng)絡(luò)互動+面授”新型教學(xué)模式，通過這種模式，學(xué)生不僅可以通過面授的傳統(tǒng)教學(xué)模式學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)知識，同時也可以通過線下網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的方式學(xué)習(xí)理論知識，極大地方便了學(xué)生，讓學(xué)生能有更充足、靈活的時間去學(xué)習(xí)，同時也加強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（四） 加大開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，將學(xué)生主動學(xué)習(xí)常態(tài)化

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)是十分重要的，對此，我們大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心提供了開放實(shí)驗(yàn)室，用來彌補(bǔ)創(chuàng)新能力不足這一弊端。我們在時間和內(nèi)容兩個方面入手。

時間上：讓同學(xué)們不再為上課時間所限制，只要學(xué)生想動手參與實(shí)踐，都可以來到開放實(shí)驗(yàn)室探究。

內(nèi)容上：我們擁有豐富的圖書館資源，也擁有互聯(lián)網(wǎng)視頻資源以及實(shí)驗(yàn)室老師指導(dǎo)，可以說，只要學(xué)生對實(shí)驗(yàn)有疑惑，都可以得到解答。

另外，學(xué)生能主動學(xué)習(xí)自己感興趣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這在提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力上有著舉足輕重的作用。

（五） 理清實(shí)踐教育與實(shí)驗(yàn)教學(xué)間的關(guān)系，為學(xué)生提供實(shí)踐平臺，提升學(xué)生的實(shí)踐能力

實(shí)踐教育與實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校實(shí)踐教學(xué)的兩個必要環(huán)節(jié)，相輔相成，缺一不可。但在實(shí)際教學(xué)過程中，往往會孤立地展開，并不能形成一條完整的實(shí)踐教育鏈條。

因此，我們要特別重視這兩個環(huán)節(jié)的銜接性，不僅要為學(xué)生提供豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，同時也要給予學(xué)生實(shí)踐的機(jī)會和平臺，把教育重心放在學(xué)習(xí)知識和運(yùn)用知識能力以及探索創(chuàng)新能力培養(yǎng)上去，對學(xué)生畢業(yè)時應(yīng)達(dá)到的能力及其水平有清楚的構(gòu)想，然后尋求設(shè)計適宜的教育結(jié)構(gòu)來保證學(xué)生達(dá)到這些預(yù)期目標(biāo)。

例如先上理論課再上實(shí)驗(yàn)課（保證學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課時已經(jīng)掌握了相關(guān)的理論知識），開設(shè)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)選修課，指導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競賽等教育手段，積極探索適合學(xué)生的實(shí)踐教育模式，從而培養(yǎng)出一批實(shí)踐能力出色，適應(yīng)企業(yè)要求和社會發(fā)展需要的應(yīng)用型人才。

四、 結(jié)語

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綉?yīng)該是開放式的并且是以學(xué)生為主導(dǎo)的教學(xué)模式。以學(xué)生為主體，為中心，提高學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的重視度和認(rèn)知度，開設(shè)一些可操作性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)；將驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)改為設(shè)計實(shí)驗(yàn)；提高學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的興趣，力求讓學(xué)生自己動手動腦學(xué)知識、做學(xué)問?？己朔绞綉?yīng)該體現(xiàn)多元化特征，比如：對實(shí)驗(yàn)的設(shè)計、動手能力、實(shí)驗(yàn)原理的理解程度、處理數(shù)據(jù)的方式方法以及誤差的分析等。

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作者簡介：

劉利清，王利霞，張紅光，何學(xué)敏，江蘇省南京市，南京郵電大學(xué)理學(xué)院。