淺談探究式物理實(shí)驗(yàn)對提高教學(xué)質(zhì)量的教育功能

王銳 王博 王雪燕

摘 要：本文探討了探究式物理實(shí)驗(yàn)的教育功能，并結(jié)合我校物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)際提出了在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的改革建議。

關(guān)鍵詞：探究式物理實(shí)驗(yàn)教育功能教學(xué)質(zhì)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

現(xiàn)代高等教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)由“知識型”向“智能型”、“復(fù)合型”轉(zhuǎn)化，如何努力培養(yǎng)出素質(zhì)高、能力強(qiáng)的優(yōu)秀人才，是當(dāng)今高等院校所面臨的主要問題。要提高高等院校的教學(xué)質(zhì)量，充分發(fā)揮教育中心和科研中心的作用，更重要的是開發(fā)學(xué)生的智能，培養(yǎng)他們的能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)能促進(jìn)學(xué)生將理論應(yīng)用于實(shí)踐，通過實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)果分析培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)。在物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，具有綜合性、自主性和開放性特征的探究式物理實(shí)驗(yàn)更有助于學(xué)生獨(dú)立創(chuàng)新思維的發(fā)展，激發(fā)物理教師的理論與實(shí)踐創(chuàng)新，對于教學(xué)質(zhì)量的提高起著積極的作用。

一、探究式物理實(shí)驗(yàn)的教育功能

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，探究式實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出雙重教育功能。對學(xué)生，探究式實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚰芗ぐl(fā)學(xué)生不同層次的學(xué)習(xí)興趣；對教師，探究式實(shí)驗(yàn)對教師提出了更高的教學(xué)要求，有利于激發(fā)教師的創(chuàng)造性。其雙重教育功能主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）在物理實(shí)驗(yàn)探究中，能夠直接觀測的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象容易激發(fā)學(xué)生的直覺興趣和操作興趣，在教師的適當(dāng)引導(dǎo)下，也可進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探索興趣。例如：在光的偏振現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中消光現(xiàn)象可以產(chǎn)生“黑色屏障”，這給學(xué)生帶來的視覺震撼不僅促使其進(jìn)一步動手利用偏振片觀察其他光現(xiàn)象，并且也延伸了他們在理論課上的知識應(yīng)用。（2）探究式的物理實(shí)驗(yàn)更強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的學(xué)習(xí)自主性。區(qū)別于驗(yàn)證性和測量性實(shí)驗(yàn)的是，探究式實(shí)驗(yàn)選題除教師指定外也可以由學(xué)生自己提出，從實(shí)驗(yàn)課題的提出、實(shí)驗(yàn)方案的擬定、實(shí)驗(yàn)研究的操作到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與改進(jìn)等過程中，學(xué)生是研究主體，教師則起到引導(dǎo)與評價督促的作用。這種角色轉(zhuǎn)換可以使學(xué)生親自體會到將物理基礎(chǔ)知識學(xué)以致用的現(xiàn)實(shí)意義，對于非物理學(xué)專業(yè)的學(xué)生而言更有助于促進(jìn)物理學(xué)理論與其專業(yè)應(yīng)用的結(jié)合。（3）探究式物理實(shí)驗(yàn)的開發(fā)，為教師的教育創(chuàng)新提供動力。探究式物理實(shí)驗(yàn)的課題具有綜合性，其研究對象與其他事物具有復(fù)雜的聯(lián)系及其規(guī)律。因此，實(shí)驗(yàn)方案的多樣性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性對教師而言也具有挑戰(zhàn)性，通過實(shí)踐探究，原有方案、器材或操作等因素的不足之處將激起教師進(jìn)行改進(jìn)的欲望，為教師創(chuàng)造性地解決現(xiàn)實(shí)問題提供直接的推動力。（4）探究式物理實(shí)驗(yàn)的交互性，能激發(fā)教師對學(xué)生、對物理的教學(xué)熱情，促進(jìn)其充實(shí)教學(xué)生活，熱愛物理教學(xué)。在實(shí)驗(yàn)研究過程中學(xué)生的疑問與教師的指導(dǎo)使得教學(xué)相長，這種交互探討在喚起教師自身的創(chuàng)造性同時，對于學(xué)生個體的發(fā)展也起著積極的教育意義。因此，探究式物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)將促進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)開放性和交互性的提高。

二、改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量

本校理、工、農(nóng)、醫(yī)等專業(yè)的學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后最早接觸的通識教育實(shí)驗(yàn)課程就是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程，這將為所有其他實(shí)驗(yàn)課程打下實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。現(xiàn)有的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)比較多地強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的穩(wěn)定性，以知識的記憶和復(fù)現(xiàn)為基本目標(biāo)，沒有充分調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性。而探究式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需要學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識觀察、分析、判斷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能夠訓(xùn)練學(xué)生的探究能力，有助于提高學(xué)生的參與意識和創(chuàng)新意識。因此，在教學(xué)實(shí)踐中，建議從以下兩方面深化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，增加以綜合、設(shè)計(jì)為主的探究式實(shí)驗(yàn)以提高教學(xué)質(zhì)量。

1.探索專業(yè)模塊下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

不同的專業(yè)的其定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)存在差異，因此各專業(yè)對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)知識需求的側(cè)重點(diǎn)也存在差別。在保持物理實(shí)驗(yàn)主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，調(diào)整實(shí)驗(yàn)體系，針對不同的學(xué)科專業(yè)設(shè)置匹配度較高的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目模塊，從而有利于達(dá)到教育效益的合理性。首先，配合各專業(yè)的培養(yǎng)方案，在其就業(yè)分配為導(dǎo)向的指引下確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的層次化；其次，按理、工、農(nóng)、醫(yī)等專業(yè)確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的模塊化。遵循循序漸進(jìn)的認(rèn)知規(guī)律，倡導(dǎo)應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，將現(xiàn)行物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)成“基礎(chǔ)模塊”、“專業(yè)模塊”和“創(chuàng)新模塊”三個層次為整體構(gòu)架的教學(xué)體系。其中，基礎(chǔ)模塊中的實(shí)驗(yàn)以基本測量和驗(yàn)證為主，要求所有專業(yè)的學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)儀器使用方法，而專業(yè)模塊中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇的依據(jù)則是各學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)。該模塊分為偏重于力學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)械模塊、偏重于電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)的電子模塊和偏重于力熱學(xué)實(shí)驗(yàn)的理工模塊。在綜合性的創(chuàng)新模塊中，則可針對對物理有興趣的學(xué)生設(shè)置探究式物理實(shí)驗(yàn)，突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生的自主性、學(xué)習(xí)性和創(chuàng)新性。

2.針對不同專業(yè)實(shí)施探究式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

目前，我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程最多的學(xué)時為32學(xué)時，開出15個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這些項(xiàng)目中主要以驗(yàn)證測量為主而缺乏探究式實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。此外，現(xiàn)行的教學(xué)形式多為理論和實(shí)驗(yàn)分開，對于實(shí)驗(yàn)物理這門實(shí)踐性強(qiáng)的課程來說存在很大的弊端，因此需改革課程設(shè)置，如：（1）增加儀器設(shè)備，細(xì)化實(shí)驗(yàn)小組，保證人人都有動手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會。（2）設(shè)立開放型實(shí)驗(yàn)環(huán)境的研究室，將一學(xué)期所有實(shí)驗(yàn)所需儀器及用品各配置一套放于室中，學(xué)生可以在開放時間嘗試各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作，從而使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)器材在整體上有所把握，有助于學(xué)生提出探究式物理實(shí)驗(yàn)課題。（3）規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程，在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)方面嚴(yán)格把關(guān)，各小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案必須經(jīng)指導(dǎo)老師確認(rèn)可行后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣有助于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率以及學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。隨著本?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)大樓的建成，物理系已經(jīng)擁有28間物理實(shí)驗(yàn)室，并配置了多套實(shí)驗(yàn)儀器，現(xiàn)已足夠開設(shè)供各專業(yè)選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所以增加探究式物理實(shí)驗(yàn)勢在必行。

結(jié)語

本文探討了探究式物理實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的教育功能，并結(jié)合我校物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)際提出了實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的建議。當(dāng)然，本論文的探討只是一種初步的探索研究，關(guān)于在實(shí)際教學(xué)改革中實(shí)施并發(fā)揮好探究式物理實(shí)驗(yàn)的教育功能的工作都還有待擴(kuò)展和加深。