【摘 要】基于目前大學物理實驗教學低成效的現狀,文章對大學物理學生實驗教學課程進行重新審視,并對教學過程中教師的行為進行分析討論,提出可行且有效的教學方案。

【關鍵詞】大學物理 實驗教學 行為

基金項目:咸陽師范學院專項科研項目(08XSYK332);咸陽師范學院專項科研項目(12XSYK020)。

問題的提出

大學物理是理工科專業開設的一門必修基礎課,其目的在于提高和培養學生的科學素養,而物理學是在生產實踐和實驗基礎上發展建立起來的。所以大學物理實驗是學習大學物理的一個不可缺少的環節。一般來講,大學物理實驗分為課堂上用來服務于教學的演示實驗;走進實驗室在教師的指導下完成的學生實驗;學生基于興趣在課外完成的課外實驗。本文討論的主旨是在教師指導下的學生實驗教學。

在多年的實驗教學和大學物理實驗室管理過程中,可以看到有兩類這樣不同的大學物理學生實驗課堂教學模式,一類是用過多的時間將實驗的方方面面都講得很細很清楚,包括實驗目的、原理、過程、注意事項、甚至都是簡單示范一下的教學。這樣的教學學生聽得多,做得少,等到做的時候,可能本應一個多小時完成的實驗,半小時甚至更少時間完成了,這種模式我們稱之為教師“包辦”模式;還有一種模式是教師什么都不管,什么也不講,讓學生去自己完成的一種完全“放羊”的模式。這兩種模式的存在是否能夠達到我們大學物理學生實驗的目的呢?有何利弊?應如何去進行學生實驗。筆者對此有一些粗淺的認識與各位同仁進行探討。

兩種模式的行為分析

對教學行為的分析,首先要分析大學物理學生實驗的目的。學生實驗的主要目的一是在物理實驗的基本知識、基本方法、基本技能方面得到嚴格系統的訓練,這類實驗包括各種儀器的使用、調試等等;二是學習用實驗方法研究物理現象、驗證物理規律、加深對物理理論的理解和掌握,并在實踐中提高發現問題、分析問題和解決問題的能力;三是養成實事求是的科學態度和積極創新的科學精神。這三大目的是有層次的,從“三基”教育到方法、能力的培養最后經過長期的過程而形成科學素養。那么我們教學中所出現的“包辦”模式可能在學生接受知識方面有一定的效果,但由于學生沒有自己的想法參與,只能是簡單的模仿實驗,其發現問題、分析問題和解決問題的能力不能夠得到充分的培養,更談不上有所創新了;而“放羊”模式教學,由于學生沒有經過系統的訓練,也沒有任何的指導,學生無所事事,簡單的實驗可能能夠摸索著做一些,而復雜的實驗就無能為力,加之如果教師沒有很好地評價程序,那么實驗就成了走過程,更談不上達到怎樣的實驗目的。鑒于此,我們在長期的教學實踐中總結出了一套行之有效的教學模式——“問題主線”實驗教學模式。

“問題主線”模式的基本思路及設計

所謂“問題主線”模式就是在整個學生實驗過程以“問題”貫穿整個實驗環節,包括帶著問題預習實驗;在預習中發現問題;帶著發現的問題走進實驗室;教師在學生實驗前以提問題的方式導入本節實驗;在實驗的過程中解決問題;指導學生發現新的問題;進一步解決問題;實驗結束后小結解決問題的方案(實驗報告)。現在就以大學物理實驗中比較經典的“單擺測重力加速度”實驗的教學設計為例來闡述“問題主線”模式的主要思想。

首先,以“單擺測重力加速度”為例,該實驗以實驗器材簡單,實驗原理易懂而備受各專業師生的喜愛,如果用“包辦”的實驗教學模式,教師講得過多過細,實驗中學生便覺得沒多大意思去做;而如果完全放手以“放羊”的模式進行,學生則用自己在中學學到的一點知識去理解、完成實驗,又達不到我們大學物理實驗的教學目的。該實驗目的一是要學會測量長度和時間的方法;二是要學會設計實驗,用不同的角度去測定周期;三是要學會處理數據的方法。“問題主線”模式首先要求學生在預習中帶著問題,這些問題包括教師提出的,如“該實驗目的是什么?”“該實驗基本原理是什么?”……也包括學生在預習過程中發現的。學生帶著這些問題去預習,可以促進思考,有預習的重點,在上實驗課時也會將聽課的重點放在沒有解決的問題上。教師在上課時要帶著問題進行重點的講解,有時要提出新的問題促進學生在實驗時進行思考,比如,我們能不能研究一下擺球的質量對測定重力加速度的影響?如何設計?等等,在學生實驗的過程中去解決問題,比如“如何用秒表去測量時間,用什么方法可以減少讀數的誤差?”。在學生測定過程中發現問題,比如,如何控制擺角,如何測定擺長,在實驗過程中將教材中的實驗進行擴展,如何能提出新的設計方案,實驗結束后學生如何進行數據處理。現以表格將此實驗的教學過程展示如下:

“問題主線”教學模式在“單擺測重力加速度”實驗中的應用

“問題主線”教學模式實施過程中的建議

“問題主線”教學模式主要是問題的提出和問題如何解決,在實施過程中需要教師在教學過程中不斷摸索,逐漸發現問題,并能找到很好的解決問題的方法。因此,筆者經過觀察和嘗試,主要有以下幾點建議供大家參考:

1.問題的提出要有層次性

“問題主線”模式主要是以“問題”呈現的,并不是問題越多越好,在不同的階段所提的問題要在數量和質量上有層次性,難易程度要有所把握。既要考慮不同層次的學生學習狀態,也要考慮課堂的不同時段,比如在預習過程所提的問題,應當簡單一些,知識內容涵蓋多一些,而在實驗過程中,隨著實驗的推進應提出有思考性、能激發學生創新的問題。

2.問題在解決過程中,“引導”很重要

恰當的引導是“問題主線”模式順利進行的保證,該模式中,問題貫穿始終,但不是所有的問題,學生通過自學都可以解決,學生在解決問題過程中肯定會有所“惑”,作為教師要多鼓勵學生,可以適當地進行“引導”,從方法、手段和實驗設計上入手,讓學生找到解決問題的思路。

3.問題的反饋和解決要及時

及時地對學生回答的問題和解決的問題給予回應是學生學習的動力,對大學實驗教學來講,學生本身自覺性并不是很強,如果沒有及時而合理地回應學生,那么他們的積極性就逐漸消失,如果只提出了問題而沒有及時處理問題,那么該模式就會“流產”,學生就沒有思考和解決問題的動力。

4.在學生解決問題后,評價要中肯

一個新的教學模式能否順利進行,進行的成效如何,評價很關鍵,評價除了要及時,在方式方法上也應有所考慮,對學生解決問題后,在評價過程中,應具體問題具體分析,要有針對性,哪點好,好在哪,哪里不對,應如何改進,讓學生反思,形成重新思考。千萬不能以一個單獨的分值或過度的贊揚來代替,這樣的評價失去了意義。

參考文獻:

[1]吳俊林.基礎物理實驗[M].科學出版社,2010,8.

[2]廖伯琴.物理教學中的“以惑為誘”新模式[J].教育評論,1995,3.