【摘 要】基于目前大学物理实验教学低成效的现状,文章对大学物理学生实验教学课程进行重新审视,并对教学过程中教师的行为进行分析讨论,提出可行且有效的教学方案。

【关键词】大学物理 实验教学 行为

基金项目:咸阳师范学院专项科研项目(08XSYK332);咸阳师范学院专项科研项目(12XSYK020)。

问题的提出

大学物理是理工科专业开设的一门必修基础课,其目的在于提高和培养学生的科学素养,而物理学是在生产实践和实验基础上发展建立起来的。所以大学物理实验是学习大学物理的一个不可缺少的环节。一般来讲,大学物理实验分为课堂上用来服务于教学的演示实验;走进实验室在教师的指导下完成的学生实验;学生基于兴趣在课外完成的课外实验。本文讨论的主旨是在教师指导下的学生实验教学。

在多年的实验教学和大学物理实验室管理过程中,可以看到有两类这样不同的大学物理学生实验课堂教学模式,一类是用过多的时间将实验的方方面面都讲得很细很清楚,包括实验目的、原理、过程、注意事项、甚至都是简单示范一下的教学。这样的教学学生听得多,做得少,等到做的时候,可能本应一个多小时完成的实验,半小时甚至更少时间完成了,这种模式我们称之为教师“包办”模式;还有一种模式是教师什么都不管,什么也不讲,让学生去自己完成的一种完全“放羊”的模式。这两种模式的存在是否能够达到我们大学物理学生实验的目的呢?有何利弊?应如何去进行学生实验。笔者对此有一些粗浅的认识与各位同仁进行探讨。

两种模式的行为分析

对教学行为的分析,首先要分析大学物理学生实验的目的。学生实验的主要目的一是在物理实验的基本知识、基本方法、基本技能方面得到严格系统的训练,这类实验包括各种仪器的使用、调试等等;二是学习用实验方法研究物理现象、验证物理规律、加深对物理理论的理解和掌握,并在实践中提高发现问题、分析问题和解决问题的能力;三是养成实事求是的科学态度和积极创新的科学精神。这三大目的是有层次的,从“三基”教育到方法、能力的培养最后经过长期的过程而形成科学素养。那么我们教学中所出现的“包办”模式可能在学生接受知识方面有一定的效果,但由于学生没有自己的想法参与,只能是简单的模仿实验,其发现问题、分析问题和解决问题的能力不能够得到充分的培养,更谈不上有所创新了;而“放羊”模式教学,由于学生没有经过系统的训练,也没有任何的指导,学生无所事事,简单的实验可能能够摸索着做一些,而复杂的实验就无能为力,加之如果教师没有很好地评价程序,那么实验就成了走过程,更谈不上达到怎样的实验目的。鉴于此,我们在长期的教学实践中总结出了一套行之有效的教学模式——“问题主线”实验教学模式。

“问题主线”模式的基本思路及设计

所谓“问题主线”模式就是在整个学生实验过程以“问题”贯穿整个实验环节,包括带着问题预习实验;在预习中发现问题;带着发现的问题走进实验室;教师在学生实验前以提问题的方式导入本节实验;在实验的过程中解决问题;指导学生发现新的问题;进一步解决问题;实验结束后小结解决问题的方案(实验报告)。现在就以大学物理实验中比较经典的“单摆测重力加速度”实验的教学设计为例来阐述“问题主线”模式的主要思想。

首先,以“单摆测重力加速度”为例,该实验以实验器材简单,实验原理易懂而备受各专业师生的喜爱,如果用“包办”的实验教学模式,教师讲得过多过细,实验中学生便觉得没多大意思去做;而如果完全放手以“放羊”的模式进行,学生则用自己在中学学到的一点知识去理解、完成实验,又达不到我们大学物理实验的教学目的。该实验目的一是要学会测量长度和时间的方法;二是要学会设计实验,用不同的角度去测定周期;三是要学会处理数据的方法。“问题主线”模式首先要求学生在预习中带着问题,这些问题包括教师提出的,如“该实验目的是什么?”“该实验基本原理是什么?”……也包括学生在预习过程中发现的。学生带着这些问题去预习,可以促进思考,有预习的重点,在上实验课时也会将听课的重点放在没有解决的问题上。教师在上课时要带着问题进行重点的讲解,有时要提出新的问题促进学生在实验时进行思考,比如,我们能不能研究一下摆球的质量对测定重力加速度的影响?如何设计?等等,在学生实验的过程中去解决问题,比如“如何用秒表去测量时间,用什么方法可以减少读数的误差?”。在学生测定过程中发现问题,比如,如何控制摆角,如何测定摆长,在实验过程中将教材中的实验进行扩展,如何能提出新的设计方案,实验结束后学生如何进行数据处理。现以表格将此实验的教学过程展示如下:

“问题主线”教学模式在“单摆测重力加速度”实验中的应用

“问题主线”教学模式实施过程中的建议

“问题主线”教学模式主要是问题的提出和问题如何解决,在实施过程中需要教师在教学过程中不断摸索,逐渐发现问题,并能找到很好的解决问题的方法。因此,笔者经过观察和尝试,主要有以下几点建议供大家参考:

1.问题的提出要有层次性

“问题主线”模式主要是以“问题”呈现的,并不是问题越多越好,在不同的阶段所提的问题要在数量和质量上有层次性,难易程度要有所把握。既要考虑不同层次的学生学习状态,也要考虑课堂的不同时段,比如在预习过程所提的问题,应当简单一些,知识内容涵盖多一些,而在实验过程中,随着实验的推进应提出有思考性、能激发学生创新的问题。

2.问题在解决过程中,“引导”很重要

恰当的引导是“问题主线”模式顺利进行的保证,该模式中,问题贯穿始终,但不是所有的问题,学生通过自学都可以解决,学生在解决问题过程中肯定会有所“惑”,作为教师要多鼓励学生,可以适当地进行“引导”,从方法、手段和实验设计上入手,让学生找到解决问题的思路。

3.问题的反馈和解决要及时

及时地对学生回答的问题和解决的问题给予回应是学生学习的动力,对大学实验教学来讲,学生本身自觉性并不是很强,如果没有及时而合理地回应学生,那么他们的积极性就逐渐消失,如果只提出了问题而没有及时处理问题,那么该模式就会“流产”,学生就没有思考和解决问题的动力。

4.在学生解决问题后,评价要中肯

一个新的教学模式能否顺利进行,进行的成效如何,评价很关键,评价除了要及时,在方式方法上也应有所考虑,对学生解决问题后,在评价过程中,应具体问题具体分析,要有针对性,哪点好,好在哪,哪里不对,应如何改进,让学生反思,形成重新思考。千万不能以一个单独的分值或过度的赞扬来代替,这样的评价失去了意义。

参考文献:

[1]吴俊林.基础物理实验[M].科学出版社,2010,8.

[2]廖伯琴.物理教学中的“以惑为诱”新模式[J].教育评论,1995,3.