郭 穎

(陜西理工學(xué)院 物理與電信工程學(xué)院, 陜西 漢中 723000)

物理教學(xué)論實驗課開放式教學(xué)的改革與實踐*

郭 穎

(陜西理工學(xué)院 物理與電信工程學(xué)院, 陜西 漢中 723000)

以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力為目標，通過對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及考核方式等方面的改革和實踐，構(gòu)建了新課標下物理教學(xué)論實驗課開放式教學(xué)的新體系.實踐表明，改革后的教學(xué)方法調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，取得了良好的教學(xué)效果.

物理教學(xué)論實驗課；開放式教學(xué)；自主學(xué)習(xí)；創(chuàng)新能力

2012年3月,教育部頒布了《關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》(下文簡稱《意見》).《意見》第八條指出強化實踐育人環(huán)節(jié),要求結(jié)合專業(yè)特點和人才培養(yǎng)需求,制定加強高校實踐育人工作的辦法,分類制訂實踐教學(xué)標準.這對促進高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才,全面提高各類專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的引導(dǎo)作用[1],特別是對于地方院校服務(wù)地方經(jīng)濟具有重要的指導(dǎo)意義.

物理教學(xué)論實驗課是物理學(xué)專業(yè)的一門必修課,在訓(xùn)練學(xué)生實驗技能、提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)等方面發(fā)揮著重要作用,是培養(yǎng)具有地方特色的合格中學(xué)物理教師的必要環(huán)節(jié).文獻中報道的實驗課開放式教學(xué)是一種有序的、靈活的、具有完整的教學(xué)過程和考核體系的實驗教學(xué)模式[2-6].結(jié)合中學(xué)物理新課程標準的要求,筆者對物理教學(xué)論實驗課程的教學(xué)內(nèi)容和考核方式進行了相應(yīng)的改革與實踐探索,目標是體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,提出了新的實驗課開放式教學(xué)模式,建立了新的評價和考核體系.

1 突出學(xué)生主體地位,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力

上世紀80年代,物理教學(xué)論實驗課定位為“(培養(yǎng)學(xué)生)中學(xué)物理實驗的基本技能……主要使學(xué)生對中學(xué)物理實驗中必備的基本實驗技術(shù)進行訓(xùn)練和對一些重要的、難度較大的演示實驗和學(xué)生實驗進行研究”[7].但是物理教學(xué)論實驗課主要教學(xué)目的和任務(wù)是：使學(xué)生鞏固中學(xué)物理實驗的基本操作技能,培養(yǎng)學(xué)生的實驗分析能力、設(shè)計能力與創(chuàng)新能力,為學(xué)生以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)；同時具有建設(shè)中學(xué)物理實驗室,設(shè)計簡單實驗和自制教具的能力[8].其中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是本門課程最核心的任務(wù).傳統(tǒng)的實驗課教學(xué)模式是以教師為中心,是一種被動的學(xué)習(xí)方法.學(xué)生按照教師的要求和講解結(jié)合教材現(xiàn)有內(nèi)容按部就班的完成實驗,很難確定學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性[9].采用這種教學(xué)方法養(yǎng)成了學(xué)生對教師的盲目依賴,在某種程度上限制了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力.

實驗課開放式教學(xué)的特點是學(xué)生自主性學(xué)習(xí),教師僅僅只是學(xué)生學(xué)習(xí)知識和能力培養(yǎng)的組織者和指導(dǎo)者,主要是體現(xiàn)學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用[10].在物理教學(xué)論實驗課開放式教學(xué)過程中,學(xué)生具有很大的主動性和探索性,能加強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,更能充分體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體[11]，主要表現(xiàn)在：

第一，從學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容上講，學(xué)生的實驗預(yù)習(xí)報告、實驗報告、實驗討論、實驗日志等各個環(huán)節(jié),因為沒有教師的具體演示和講解,課本中也沒有詳細的內(nèi)容,所以都要求學(xué)生和小組中的成員相互討論、相互協(xié)作,最后自己獨立完成；教師僅僅只是提綱挈領(lǐng)式的指導(dǎo),學(xué)生在這些具體的學(xué)習(xí)過程中必須主動的進行學(xué)習(xí),成為名副其實的學(xué)習(xí)主體,從“被動的盲目的學(xué)習(xí)狀態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃拥淖灾鞯膶W(xué)習(xí)狀態(tài)”.

第二，從學(xué)生學(xué)習(xí)形式上講，在實驗課開放式教學(xué)模式下,學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)習(xí)慣、興趣愛好、能力和志向,結(jié)合相關(guān)的專業(yè)知識在實驗小組內(nèi)自主選擇實驗內(nèi)容、實驗方式和實驗時間；而實驗指導(dǎo)教師則根據(jù)每個學(xué)生的不同需求和特點對其進行不同的指導(dǎo),對學(xué)生和教師來說,效果上起到了因人而異、因材施教的作用[12].

第三，從教學(xué)的形式上講，采取小組討論式教學(xué)模式,每次實驗課教師負責指導(dǎo)的學(xué)生不超過16名,分成4組,組長分工負責制.實驗課之前學(xué)生先預(yù)習(xí)準備相關(guān)材料,課堂上教師簡單指導(dǎo),學(xué)生先分組討論、然后小組代表再做詳細講解.教學(xué)模式變成學(xué)生講解為主,教師講解為輔的形式；每組的同學(xué)都是帶著自己在預(yù)習(xí)實驗和查閱資料時的問題進入實驗,在實驗中討論問題和解決問題.通過這種形式希望能夠培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣和獨立的學(xué)習(xí)與思考的思維形式,并逐步建立以學(xué)生為主的實驗教學(xué)形式.

第四，從授課時間上講，采取實驗室多時間段開放,學(xué)生主動聯(lián)系的教學(xué)模式.結(jié)合實驗課程的具體內(nèi)容和實驗項目的需要,實驗室每周開放多個時間段.學(xué)生根據(jù)自己的時間選擇時段,然后聯(lián)系實驗指導(dǎo)教師,方便學(xué)生自主安排實驗時間.每個開放時段都有教師值班,進行實驗指導(dǎo).

物理教學(xué)論實驗課開放式教學(xué)不僅在形式上,而且在實質(zhì)上體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進而能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力.

2 改革教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)

中學(xué)物理新課程標準中針對傳統(tǒng)中學(xué)物理教學(xué)大綱實驗內(nèi)容繁、難、偏、舊等現(xiàn)象,增加了許多新的實驗內(nèi)容[8].基于這種情況,物理教學(xué)論實驗課開放式教學(xué)改革內(nèi)容分三大部分.

第一，應(yīng)采用“必做實驗任務(wù)型”的教學(xué)內(nèi)容.教師給出必做實驗的課題、實驗的目的和要求,簡單介紹相關(guān)背景知識,對于實驗的完成只做提示和引導(dǎo).這樣學(xué)生就必須自己去思考、分析、討論和查閱資料,提出實驗預(yù)習(xí)報告,實驗步驟設(shè)計,然后進行實驗,最后得出實驗結(jié)果,寫出實驗報告.實驗課的這種教學(xué)內(nèi)容使得學(xué)生的獨立分析與解決問題能力、收集信息和分析信息能力、實驗動手能力和創(chuàng)造力都得到了一定的提高.

第二，自制實驗設(shè)備,充實實驗教學(xué)內(nèi)容.實驗室設(shè)備的數(shù)量和先進性是影響實驗教學(xué)質(zhì)量的主要原因之一,除了實驗內(nèi)容要不斷的更新外,實驗設(shè)備也應(yīng)常作相應(yīng)的更新和補充,有必要自制一部分教學(xué)設(shè)備,這樣既充實了實驗教學(xué)設(shè)備,又促進了學(xué)生的動手能力.開放性實驗教學(xué)為學(xué)生提供開放的實驗室,為學(xué)生提供了研究實驗的場所,鼓勵學(xué)生積極參加實驗興趣小組活動,利用廢舊物品和實驗室報廢的設(shè)備,制作簡單的實驗教具和設(shè)備，進一步提高學(xué)生在實驗中的動手操作能力.這種實驗教學(xué)內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、分析問題的能力,進一步提高了教學(xué)質(zhì)量.

第三，將仿真物理實驗和計算機輔助物理實驗教學(xué)系統(tǒng)引進實驗室,充實實驗教學(xué)內(nèi)容與形式.把HPCI實驗輔助教學(xué)系統(tǒng)引進實驗室,該系統(tǒng)包含了50多個實驗項目,涵蓋了物理學(xué)的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)等各個部分的實驗項目.軟件包含有實驗?zāi)康?、實驗原理、操作步驟、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),學(xué)生完全可以通過自學(xué)掌握這部分的內(nèi)容.實驗輔助教學(xué)系統(tǒng)在物理教學(xué)論實驗中的應(yīng)用,可以使實驗操作水平、實驗測試技術(shù)、實驗數(shù)據(jù)結(jié)論的準確性、實驗效率和實驗效果得到較大的提高和改進.

改革后的教學(xué)內(nèi)容更充實,形式更多樣,緊扣中學(xué)新課程標準改革的具體實施辦法,更能提高學(xué)生的實驗操作水平和學(xué)習(xí)的積極性,也能夠提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì).

3 改革考核方式,提升教學(xué)質(zhì)量

加強教學(xué)考核是端正學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、提高教學(xué)質(zhì)量的重要辦法[13].經(jīng)過多年的教學(xué)實踐,實行物理教學(xué)論實驗課開放式教學(xué)全面考核辦法,徹底改變了以前僅憑實驗報告的實驗成績考核辦法.

在開放式實驗教學(xué)中,筆者要求學(xué)生撰寫實驗日志.實驗日志記錄實驗過程中的每一個環(huán)節(jié),包括：小組分工、小組討論、查閱文獻和實驗進展情況.教師通過檢查各個小組的實驗日志,來督促、檢查每個小組中同學(xué)的實驗進度,從而保證實驗教學(xué)質(zhì)量.

在具體的教學(xué)過程中,教師要檢查學(xué)生的實驗預(yù)習(xí)報告、要和學(xué)生進行實驗討論、要聽小組匯報、要查看學(xué)生的實驗操作等幾個方面的實踐工作.這些都能夠反映出學(xué)生在每個階段的工作特點,最后反映到實驗成績中去.因為每一個實踐環(huán)節(jié)中每個同學(xué)的任務(wù)和分工不同,所以小組成員也會彼此監(jiān)督和督促.這既調(diào)動了學(xué)生的實驗積極性和主動性,又在實驗過程中培養(yǎng)了學(xué)生的團隊合作精神和實踐能力,使學(xué)生具有在科研項目和科研系統(tǒng)層次上的分析問題和解決問題的能力.

最后每組學(xué)生要上交一份實驗報告,內(nèi)容包括：實驗的可行性、實驗的操作、實驗的結(jié)果和數(shù)據(jù)處理、實驗的討論、附件五部分.其中附件包括實驗日志和實驗所查閱的資料；實驗報告中的數(shù)據(jù)處理,提倡學(xué)生使用計算機軟件,例如Excel、Matlab和Origin等；實驗的討論內(nèi)容可以是預(yù)習(xí)實驗過程中遇到的有價值的資料,實驗過程的心得體會,對實驗現(xiàn)象的分析和對實驗結(jié)論的解釋,或者影響實驗結(jié)果因素的討論等幾個方面的內(nèi)容.

通過以上三個方面的全方位考核,能夠考核出學(xué)生在實驗過程中的自主學(xué)習(xí)能力、分析問題能力、實驗操作能力、研究問題的態(tài)度、整理資料和撰寫報告的能力、語言表達能力和數(shù)據(jù)處理能力等.改革后的實驗考核方法可以有效反映學(xué)生的專業(yè)素質(zhì),能夠提高學(xué)生的專業(yè)業(yè)務(wù)能力和師范生技能.

4 改革成效

經(jīng)過3年的改革與教學(xué)實踐,物理教學(xué)論實驗開放性教學(xué)增強了學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣和積極性,學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)效果顯著提升.另外學(xué)生還踴躍參加各類大學(xué)生創(chuàng)新實驗研究、參加教師的科研課題、參與綜合性設(shè)計性實驗的研究.

通過修訂教學(xué)大綱、結(jié)合中學(xué)物理新課程標準要求改革大綱中實驗項目和內(nèi)容,提高了學(xué)生的實驗技能和自主學(xué)習(xí)的能力.在實驗開放性教學(xué)的過程中學(xué)生得到的能力訓(xùn)練具體表現(xiàn)在以下方面.

①通過查閱專業(yè)文獻、設(shè)計實驗方案培養(yǎng)學(xué)生獲取、篩選信息、獨立思考和勇于探索的能力；③通過選擇合理的實驗方法和合適的實驗儀器培養(yǎng)學(xué)生比較、分析、歸納、總結(jié)的思維能力；③通過儀器的安裝、調(diào)試和具體的實驗操作培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力；④通過實驗課的分組合作與討論培養(yǎng)學(xué)生的分工協(xié)作的科研精神和語言表達能力；⑤通過對實驗現(xiàn)象的觀察和分析,培養(yǎng)學(xué)生的綜合研究能力、分析問題和解決問題的能力及勇于創(chuàng)新的實踐能力；⑥通過實驗課開放式教學(xué)還能夠訓(xùn)練的學(xué)生的團隊合作精神和最基本的科研能力,能夠拓寬思維、激發(fā)學(xué)生靈感、對提高師范生的專業(yè)素質(zhì)具有特殊的作用.

這幾個方面的能力培養(yǎng)互相滲透,貫穿于整個實驗開放性教學(xué)過程中,明顯提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和理論聯(lián)系實際的能力,有助于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高,為學(xué)生以后進入到工作中的實驗技能和建設(shè)中學(xué)物理實驗室打下了堅實的基礎(chǔ).

5 結(jié)束語

實驗課開放式教學(xué)已被公認為是一種培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維的教學(xué)方法,是衡量高校實驗教學(xué)質(zhì)量的一個重要指標[14].物理教學(xué)論實驗課開放式教學(xué)改革的目的是把學(xué)生都培養(yǎng)成能夠滿足中學(xué)物理新課程標準要求的、具有地方特色的應(yīng)用型創(chuàng)新人才,能夠擔當起中學(xué)物理實驗室建設(shè)的重任,能夠把物理的思維理念和思維方式傳授給中學(xué)生的新型師范生.為實現(xiàn)這個目標,如何極大限度地發(fā)揮已有的實驗教學(xué)資源的功能和利用率,對實驗室的建設(shè)者和管理提出了更高的要求.

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(責任編輯:王前)

2013-09-08

郭穎(1977-),女,陜西渭南人,講師.

陜西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目(2013JK0635)；陜西理工學(xué)院學(xué)院教改項目XJG1245.

G642.423

A

1008-7974(2014)01-0063-03