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【摘要】
以通識教育理念和探究式教學法為基礎，以物理實驗教學改革為鍥入點，從實驗項目、教學模式、考評方法等多維度構建探究式“大學物理實驗”教學模式，并取得良好成效。
【關鍵詞】
探究式教學；實驗教學；通識教育；教學模式
探究式教學是一種新的教學模式，它是以學生的主體活動為中心，學生圍繞問題進行獨立思考，在集體討論中相互啟發、學習，自由表達見解的教學模式。這種模式突出了學生的主體地位，調動了學生學習的積極性和創造性，有利于培養學生的綜合能力、團隊意識及良好的社會品質，是實行通識教育的重要手段。“大學物理實驗”課程是目前高等學校設定的一門必修課程，通過這一基礎的實驗課程，學生不僅可以掌握物理學中一些基本的概念、理論和方法，還可以接受系統的實驗方法和實驗技能的訓練[1]；它不僅承擔著培養學生動手能力和基本實驗素質的任務，更是培養學生創新思維和科學探究能力、團隊協作精神的有效載體[2]?；谕ㄗR教育的培養理念，在大學物理實驗教學中引入探究式教學，對完善知識和能力結構，落實學生全面素質培養，具有十分重要的意義。
1探究式大學物理實驗教學模式的構建
本項目在通識教育理念指導下，根據探究式實驗教學的培養目標，分析了滿足探究式教學應當具備的要素，通過整合實驗內容、建立探究式教學模式、實施科學的課程考核評價三個環節，建立了一套能夠滿足探究式教學要求的實驗教學體系，實現了大學物理實驗教學改革的目標。
1.1建立多層次實驗項目資源庫
實驗項目的設置，不僅要遵循學生的認知規律，還要符合學生的實際水平和學科背景，基于從基礎到前沿、從知識的學習到能力的培養的循序漸進的培養目標，建立層次化的實驗項目資源庫是首要任務[3]。項目組分析、研究了力學、熱學、光學、電磁學和近代物理學等幾大板塊的實驗，充分考慮了實驗內容的平衡性和教學可操作性，設置了四個層次的實驗項目，建立了一個具有梯度和內在聯系的層次化的實驗項目資源庫。
1.1.1基礎性實驗
基礎性實驗的訓練是使學生從抽象的理論知識轉化成具體的物理圖景的一個不可缺少的環節。通過基礎性實驗的學習，學生可以掌握一些基本物理量的測量方法，熟悉一些通用儀器的操作和使用，還可以學會如何正確地記錄、處理、分析實驗數據，如何準確地表述實驗結果，如何規范地書寫實驗報告等[4]。通過基礎性實驗的學習，進一步加深了學生對物理規律的認識，對物理實驗的實驗方法和思想也有了初步的了解。對應力學、熱學、電磁學、光學四大板塊，篩選出具有普遍意義的八個實驗項目，分兩學期開設。
1.1.2綜合性實驗
此類實驗的目的是鞏固基礎性實驗階段的學習成果，利用前面已經掌握的實驗知識及物理理論來解釋所觀察到的物理現象，促進學生逐步有序、有效地提高自身發現問題、解決問題的能力。對應力學、熱學、電磁學、光學四大板塊，篩選出具有代表性的八個實驗項目，分兩學期開設。
1.1.3選做實驗
選做實驗階段的培養目標是進一步拓展思維，培養學生獨立實驗的能力，培養綜合運用實驗技術和實驗方法的能力。實行多目標的培養模式，學生根據各自的專業方向和發展需要，選擇相關的實驗項目。面向機械、材料、信息學院的學生，篩選出具有典型意義的八個實驗，分兩學期開設，每個學生每學期任選兩個實驗。
1.1.4設計性實驗
設計性實驗的教學目標是充分發揮學生的主體作用，讓學生了解科學實驗的全過程，逐步掌握科學方法和科學思想，全方位地培養學生的實驗研究能力和綜合設計能力。學生根據給定的實驗題目、要求，依據現有的實驗條件，獨立設計實驗方案并基本獨立完成實驗操作。設立四個設計性實驗選題，學生每學期至少要選一個實驗，對于學有余力的同學，鼓勵多選。
1.2建立探究式實驗教學模式
“大學物理實驗”的教學目標不僅是提高學生對于理論知識的認識及動手能力，更重要的是培養學生的創造力。在傳統的實驗教學中，往往過分注重動手能力的訓練而不注重思維能力的訓練，過分注重基礎知識和實驗技能的訓練，忽視了學生對實驗原理、實驗方法的理解，忽視了實驗技術問題的分析處理，不利于創新精神和科學探究能力的培養。因此在實驗課堂進行師生互動，啟發他們做實驗的思想與方法是至關重要的[5]。探究式教學是一種全新的實驗教學模式，在不同的教學階段，根據具體的實驗內容、培養目標，采用分層次、循序漸進、多種教學手段相結合的教學模式；在教學過程中重視師生共同進行的探索創新，教師不僅僅是“教”，更重要的是“導”，將學生在教學中的主體作用和教師的主導作用進行了有機的融合。在基礎性實驗階段，實驗內容相對來說比較淺顯、容易掌握，施行“自立”教學法：學生在課前要做好充分地預習，課上自由組合，直接開始實驗，通過討論、研究得出實驗結論，最后由教師根據學生實驗的情況，找出問題，進行討論、評析、總結。由于這部分實驗是由學生獨立完成的，這種教學方法可以促使學生主動預習實驗，學會獨立完成實驗，可以激發學生的自信心和學習興趣，提高學生的自學能力[6]。在綜合性實驗階段，實驗難度稍大一些，針對這一特點，采用“引導、啟發”的教學方法開展教學，講解和討論、總結相結合，集中講解和個別指導相結合。課前要求學生必須充分預習，教師可以適當增加預習思考題，學生可以通過預約到實驗室熟悉實驗儀器，思考實驗原理，也可以進入實驗中心網站模擬實驗。課堂上，教師先通過隨機抽查、提問等方式了解學生的預習情況，然后講解實驗原理及注意事項，學生再自由組合進行實驗。在實驗過程中，教師只需幫助學生解決實驗中遇到的共性問題即可。實驗結束后，教師再把一些課堂上常見的問題拿到課堂上進行討論，以學生為主體，讓學生積極思考、主動探索，通過討論、分析、總結，學生更加深入地理解實驗的設計和過程。在選做實驗階段，采用“討論、互動”的教學方法開展教學活動。學生在完成第一、二層次的實驗基礎上，已經掌握了一定的物理實驗知識和技能，具備了獨立開展一定難度實驗的條件。學生在課前要充分地預習，課堂上教師對學生進行有針對性地講解，鼓勵學生獨立開展實驗。在實驗過程中，對于學生遇到的問題，教師只需進行適當的引導，鼓勵學生通過分析、討論解決問題。在設計性實驗階段，采用“引導、啟發”的教學方法。以自主學習和合作討論為前提，學生在課前，要明確實驗目標，根據實驗室提供的條件，通過查閱資料，制訂出可行的實驗方案，然后到實驗室進行實驗，得到結果后，教師進行適當的啟發，引導學生進一步分析、討論，改進實驗方案，直至最后完成實驗。此過程不僅培養了學生主動參與和獨立思考的能力，而且增強了學生的進取意識，培養了學生對科學研究的興趣。在此過程中，教師也可以充分利用網絡等方式適時適度地引導，適時跟進，保證實驗在合適的時間內順利完成。事實證明，層次化、循序漸進、多種手段相結合的實驗教學模式不僅提高了學生的綜合實驗能力，更增強了學生自學和探索知識的能力。
1.3實施科學的課程考核評價體系
項目組對傳統的實驗測評方法進行了改革，確立了“注重平時、注重能力”的實驗考核方式，測評成績包括平時考核成績、期末考核成績、創新能力成績三部分。平時考核成績占總成績的60%，根據學生平時的實驗預習、實驗態度、實驗操作、實驗報告的數據處理、分析情況綜合給出。期末考核成績占總成績的30%，期末考核時，每位學生隨機抽取所要操作的實驗，獨立進行操作，主要考查學生動手操作的技能和獨立完成實驗的能力。創新能力成績占總成績的10%，主要考查學生主動參與和獨立思考、創新的能力，在實驗過程中提出合理的、有創新的設計，對實驗問題分析有新意、有創見的學生要給出較高的分數。通過這樣的改革，避免了學生臨時突擊、應付考試的現象，大大改變了過去學生只注重實驗結果，忽視平時實驗操作的學習態度，兼顧了理論與實踐、平時實驗與期末考核等多方面的因素。實踐證明，這種考核方式起到了很好的監督與引導作用，能夠促使學生認真對待每一次實驗，利于培養嚴謹的科學作風。
2大學物理實驗教學改革的成效
結合學校物理實驗課程的教學條件和教學現狀，項目組對大學物理實驗教學進行了上述探索性的改革，基礎薄弱的同學得到補齊提高，基礎好的同學有了“用武之地”，實現了“個性化”的教學[7]，提升了學生的主體地位，學生參與課程的主動性、積極性有了明顯的增強，學生的實驗操作技能和思維能力得到了進一步的提高，實驗教學出現了良性循環狀態。探究式實驗教學為大學生創新意愿的建立、創新意識的培養、創新能力的提高提供了一個廣闊的實踐平臺，受到了學校師生的好評。
3結束語
任何一種教學模式，都未必是完美的模式，實現探究式實驗教學模式，目前還有許多問題需要解決，在接下來的工作中，要進一步完善實驗改革的具體細節工作，加強師資隊伍建設、教材建設、實驗室的規章制度建設、網絡信息平臺建設等。在今后的工作中，繼續深入改革與實踐，促進教學質量的全面提高。
作者：聶妍 王艷麗 王志林 單位：佳木斯大學理學院
【參考文獻】
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[4]張俊.大學物理實驗教學改革的探討[J].電子設計工程,2011(24):39.
[5]崔連敏.淺談大學物理實驗教學存在的問題和方法[J].大學物理實驗,2015（6）:124-125.
[6]李海東,郝好山,劉扭參,鄭麗麗.大學物理實驗課程的教學改革與學生綜合實驗素質的培養[J].河南工程學院學報，2011(4):78.
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