啟發(fā)式、研討式教學(xué)模式在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

陳賽艷

【摘 要】本文根據(jù)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的課程特點(diǎn)，分析了在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施啟發(fā)式和研討式教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的課程教學(xué)中采用啟發(fā)式和研討式教學(xué)模式有助于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、分析和解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力，為進(jìn)一步提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的課堂教學(xué)質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】啟發(fā)式;探究式;大學(xué)物理實(shí)驗(yàn);教學(xué)模式

中圖分類號(hào)： O4-33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）19-0117-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.19.055

0 引言

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是高等學(xué)校開設(shè)的一門公共基礎(chǔ)必修課程，通過(guò)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的課程學(xué)習(xí)，可以不斷培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、實(shí)踐操作和創(chuàng)新能力。如何開展大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的課堂教學(xué)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的積極作用顯得尤為重要，采用怎樣的教學(xué)模式才能激發(fā)學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的興趣已經(jīng)成為現(xiàn)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的重點(diǎn)[1，3]。而啟發(fā)式和研討式教學(xué)模式是一種非常有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)模式[3-5]。

目前，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的課堂教學(xué)模式一般為：①教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，學(xué)生根據(jù)老師的設(shè)計(jì)畫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格;②教師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法和注意事項(xiàng);③教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示;④學(xué)生根據(jù)教師和教材上講授的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);⑤學(xué)生按老師的要求對(duì)測(cè)量好的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;⑥學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告單。這種傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的課堂教學(xué)模式明顯是以教師為中心的，學(xué)生只是在被動(dòng)地重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生的主體地位完全被忽視，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。由此可見，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的課堂教學(xué)模式必需進(jìn)行改革，而啟發(fā)式、研討式的教學(xué)模式可以很好地將學(xué)生置于一系列的問(wèn)題情景當(dāng)中，這對(duì)基本物理知識(shí)的學(xué)習(xí)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力等方面都是非常有用的。

1 加強(qiáng)教師隊(duì)伍自身建設(shè)

啟發(fā)式、探討式教學(xué)模式的開展需要一批專業(yè)技術(shù)過(guò)硬的教師隊(duì)伍。高校實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的持續(xù)的過(guò)程，教師應(yīng)不斷地學(xué)習(xí)、探索，加強(qiáng)自身修煉，拓展自身的知識(shí)面，增強(qiáng)自身的創(chuàng)新能力，這樣才能使學(xué)生樹立創(chuàng)新意識(shí)。具體以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：（1）建立有效的激勵(lì)機(jī)制和用人機(jī)制。在教師隊(duì)伍建設(shè)過(guò)程中，采取正向激勵(lì)手段，設(shè)計(jì)和改進(jìn)分配機(jī)制，采取獎(jiǎng)勵(lì)為主、懲罰為輔、激勵(lì)和約束相結(jié)合的方法，從精神上和物質(zhì)上滿足教師的合理需求，調(diào)動(dòng)教師的教改熱情和創(chuàng)新積極性。（2）組織部分教師到國(guó)內(nèi)一流高校進(jìn)行教學(xué)觀摩與交流，學(xué)習(xí)新的教育教學(xué)理念，充分的發(fā)揮每個(gè)教師的潛能，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，營(yíng)造教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成長(zhǎng)的良好氛圍。（3）加強(qiáng)中青年教師隊(duì)伍的培養(yǎng)。激勵(lì)青年教師在實(shí)干中學(xué)習(xí)，在實(shí)踐探索中總結(jié)，采取交任務(wù)、壓擔(dān)子的辦法，培養(yǎng)青年教師一專多能，促使優(yōu)秀青年教師脫穎而出，成為教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的生力軍。（4）營(yíng)造教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成長(zhǎng)的良好氛圍。在教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的過(guò)程中，創(chuàng)造條件體現(xiàn)每個(gè)人的自身價(jià)值，在總目標(biāo)一致的前提下，使每個(gè)成員的潛能得到最充分的發(fā)揮，從而使創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的總體能力達(dá)到最大。讓教學(xué)團(tuán)隊(duì)形成積極向上、和諧奮進(jìn)的文化氛圍，將教師的發(fā)展和課程的建設(shè)以及人才的培養(yǎng)融為一體。

2 研討式教學(xué)模式在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

做大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，需要將理論與實(shí)踐相結(jié)合，這對(duì)提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力具有重要的意義。在教學(xué)過(guò)程中采用研討式的教學(xué)模式可以極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、開拓學(xué)生視野、培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。

研討式教學(xué)模式在教學(xué)過(guò)程中要強(qiáng)調(diào)“知其所有然”。目前大學(xué)物理教學(xué)采用的基本教學(xué)過(guò)程為：教師講解實(shí)驗(yàn)原理和儀器的使用步驟;教師演示實(shí)驗(yàn);學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo);學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告單。整個(gè)過(guò)程學(xué)生基本上是機(jī)械式的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有思考我為什么要做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程我需要那些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，要獲得這些數(shù)據(jù)應(yīng)該采用什么樣的方法，該方法是否存在缺陷，是否可以進(jìn)行改進(jìn)等。因此，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)講解時(shí)，教學(xué)模式要進(jìn)行調(diào)整，讓學(xué)生從機(jī)械式的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成自主探索實(shí)驗(yàn)，研討式的教學(xué)模式是一種行之有效的教學(xué)模式。如進(jìn)行實(shí)驗(yàn)介紹時(shí)要與科研調(diào)研相似，講述實(shí)驗(yàn)的背景、實(shí)驗(yàn)發(fā)展過(guò)程和研究現(xiàn)狀等。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講授要豐富，并且要結(jié)合具體的事例，讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)所涉及的實(shí)驗(yàn)理論與我們?nèi)粘Ｉ钍敲芮邢嚓P(guān)的。實(shí)驗(yàn)原理的講解要具有啟發(fā)性，同一物理量的測(cè)量是否可以采用不同的方法，同時(shí)要適當(dāng)講授一些課本外的知識(shí)和與該實(shí)驗(yàn)相關(guān)的當(dāng)今熱門話題，不斷開拓學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如在不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定的實(shí)驗(yàn)中，首先應(yīng)該讓學(xué)生明白導(dǎo)熱系數(shù)的含義，知道導(dǎo)熱系數(shù)是衡量材料熱物理性質(zhì)的重要參數(shù)。再結(jié)合當(dāng)前國(guó)家強(qiáng)調(diào)的節(jié)能減排的實(shí)際，啟發(fā)學(xué)生探討如何提高能源利用率，降低熱量損耗。其次，導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定理論上分為穩(wěn)態(tài)法和非穩(wěn)態(tài)法兩大類。每種方法都有其具體的理論依據(jù)，測(cè)量對(duì)象不同，采用的測(cè)量方法也不一樣。該實(shí)驗(yàn)我們采用的是穩(wěn)態(tài)平板法，該方法要求把樣品要做成平板形狀，上下表面都達(dá)到穩(wěn)恒態(tài)，然后再根據(jù)溫度梯度的變化計(jì)算物體的導(dǎo)熱系數(shù)。最后提出問(wèn)題讓學(xué)生課后思考，是否可以采用非穩(wěn)態(tài)法進(jìn)行測(cè)量呢？非穩(wěn)態(tài)法一般適用于什么情景呢？

3 啟發(fā)式教學(xué)模式在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課中采用啟發(fā)式教學(xué)模式的實(shí)質(zhì)就是如何將學(xué)生置于“困境”之中，讓學(xué)生親身感受物理學(xué)的巨大魅力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)和自然科學(xué)的興趣，同時(shí)不斷增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。采用啟發(fā)式教學(xué)模式進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體步驟如下：（1）設(shè)置“問(wèn)題”困境。在進(jìn)行每一次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之前，教師可以根據(jù)“如何才能做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)”去設(shè)置一系列的“問(wèn)題”困境。教師在提的問(wèn)題應(yīng)盡可能詳細(xì)，讓學(xué)生帶著問(wèn)題有針對(duì)性地去分析討論，教會(huì)學(xué)生如何去思考實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容。如：該實(shí)驗(yàn)中哪些是直接測(cè)量量，哪些是間接測(cè)量量，各直接測(cè)量量和間接測(cè)量量的之間的關(guān)系是什么等。（2）實(shí)驗(yàn)方法的確定。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理主要包括列表法、作圖法、逐差法和最小二乘法。每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用的數(shù)據(jù)處理方法不盡相同，這需要學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)進(jìn)行自主選擇。如在“拉伸法測(cè)金屬絲的彈性模量”、“等厚干涉實(shí)驗(yàn)”和“邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用”等實(shí)驗(yàn)中都會(huì)用到了“逐差法”進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。這是您可以提問(wèn)，如果不采用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果呢？逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要滿足的基本條件是什么？有什么要注意的問(wèn)題？逐差法處理數(shù)據(jù)的分組依據(jù)是什么等。（3）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的延伸。在學(xué)習(xí)“用三線擺法測(cè)量剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”的原理和方法時(shí)，可以給學(xué)生設(shè)置這樣的問(wèn)題困境。如何利用三線擺法測(cè)量自行車輪子和形狀不規(guī)則、質(zhì)量分布不均勻剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量呢？（4）開拓學(xué)生思路，拓展學(xué)生思維。開拓學(xué)生思路，拓展學(xué)生思維，是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一項(xiàng)重要的開拓學(xué)生啟發(fā)性思維方式的手段。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，可以采用對(duì)比的方法進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，如金屬?gòu)椥阅Ａ康臏y(cè)定可以采用哪些方法？各有哪些優(yōu)勢(shì);電阻的測(cè)量方法有幾種，各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)等。這種啟發(fā)式教學(xué)模式能活躍學(xué)生思維，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，拓寬學(xué)生的思維和想象空間。

4 結(jié)語(yǔ)

啟發(fā)式和研討式的教學(xué)模式相比較傳統(tǒng)教學(xué)模式更加靈活，更能激發(fā)學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)探究的主動(dòng)性和積極性。教學(xué)過(guò)程中可以達(dá)到深入淺出的教學(xué)效果，常能喚醒學(xué)生的思維“動(dòng)力”、激發(fā)學(xué)生的想象力、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。因此，采用啟發(fā)式和研討式教學(xué)模式進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于進(jìn)一步提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

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