大学物理的讨论式教学

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一、大学物理实验课程的传统教学方法

分别由基础性实验、综合性实验、设计性实验和创新性实验等模块开展教学。实验课分三个阶段完成，第一阶段为基础实验阶段，以培养学生基本的实践能力、操作能力和数据处理能力为目标；第二阶段为综合实验阶段，主要培养学生将所学的多方面的物理理论和实验知识融合在一起，综合的分析问题和解决问题的能力；第三阶段为设计性实验和创新性实验阶段，主要培养学生初步的实验研究能力、创新能力和自主的设计能力。此课程根据学生自身专业的特点和要求，采用多层次教学的模式授课，各层次的教学时数和教学内容也与各自专业培养目标相匹配，突出基础性、综合性、设计性和创新性[4]。

同时,我们应该看到在大学物理的教学中传统的教学理念还是根深蒂固的。传统的教学观念认为实验教学只是理论教学的附属和补充，是为了巩固、验证理论课的知识而进行的实验环节，因此大学物理实验的教学内容、教学方法和教学理念都比较陈旧。课程的大部分教学内容还是集中在与大学物理理论课教学相关的验证性实验和认知性实验上，已经远远不能满足学生素质教育和科学素养形成的要求。科学素养是人们在处理与自然、社会的关系中应该具备的知识、精神要素和实践能力。大学生是国家建设和发展的主力军，是提高国民素质、提升公众科学素养水平的中坚力量，提高大学生的科学素养是造就大批具有创新能力人才的关键，大学物理实验课程应当承担起这份责任。大学新生的实验知识和动手能力非常之贫乏，而大学物理实验又是他们首次参与的系统性实验课程，因此该课程就责无旁贷的承担起了把学生引领进实验科学大门的任务。实验课程通常以基础实验导入，着重培养的学生动手能力、观察能力和理论联系实际能力。对不同教学内容要求学生了解、理解和应用实验折射出的物理概念、原理和知识点，掌握实验的基本规则、基本方法和基本技能。在此基础上开展综合性实验，包括实验内容的综合、实验方法的综合和实验手段的综合，着重培养学生对所学知识的综合运用能力、自我分析能力和解决具体物理问题的能力。并在实验教学中适当的安排部分设计性、探索性、研究性和创新性实验，鼓励学生对实验方法和技术进行改革和创新，力图用现有的设备和设施更合理、更科学、更精确的解决物理问题，让学生打破条条框框建立起创新的思维和发明发现的意识。

二、大学物理实验课程中讨论式教学方法的探讨

目前，高校大学物理实验课程的教学效果参差不齐，大多不尽如人意。一方面是由于长期以来实验教学的模式比较单一，课堂成了教师的一言堂，事无巨细统统包办，限制了学生的主动思维和创造性思维。另一方面是由于部分学生缺少主动学习的积极性，不想动脑，不勤动手，不愿探究，不求甚解。所以，实验课的教学过程往往是从教师讲解试验目的、实验要求和实验原理开始，在老师演示并讲解实验过程后，学生被动的按教师设定的实验步骤和要求逐一完成实验。这种教学模式下，大学物理课程就失去了提高学生素质，增强学生分析问题和解决问题能力的功能。为了改变这一现状，我们在大学物理实验课堂中进行了讨论式教学的尝试。变学生被动式学习为主动，变教师督促为学生自我监控，变教师鼓励为学生自我激励，最大限度地发掘学生的潜能，在教师的引领下完成教学任务，提高学生的科学素养[5]。

每间大学物理实验室中通常包含了4个实验项目，学生进入实验室后一般也会相应的分成4个大组同步的开展各自的实验项目。为了便于教学讨论，我们将每个大组的同学又根据实验项目分成4个实验预习小组，并设小组长。从课前的实验预习开始，老师就要求学生关注自己小组分到的实验项目，课余时间在老师的辅导下该小组的学生要对自己负责的实验项目的内容、理论、原理和实验设备进行较深入的学习和研究，为实验课中的讨论式学习做课前准备。大学物理实验课程与其他的实验课程有一明显的区别，这就是大学物理课讲的理论内容与大学物理实验课程安排的实验内容在时间上不同步。例如：大学物理课在讲力学内容时大学物理实验课程就可能已经超前的做起了电学、热学或光学的实验。当然，也有些实验内容是滞后理论课的。对那些实验课内容超前的实验项目，学生在预习过程中会碰到较多的困难，老师要鼓励学生开展研究性的学习，争取自己解决问题。通过去图书馆查找资料，在开放的实验室中自我探索和向老师请教等不同方式较好的理解和掌握预习的实验内容。上课后教师会在实验操作前简洁的讲解实验原理、实验方法、实验步骤和实验要求等内容，接下来的时间就会交给学生，开展讨论式的实验教学。讨论以实验项目大组为单位展开，本实验预习小组的成员会从学生的视角讲解实验的原理、实验方法和实验步骤等内容，其他同学可以对实验的各个环节提出没搞清楚的问题，并发表自己的意见和建议。经过充分的讨论学生们对实验的内容有了较深入的理解，之后学生们才会去熟悉实验设备的性能，并按步骤开始实验。俗话说“磨刀不误砍柴工”，经过课堂讨论这一教学环节后，学生实验的技能、水平和质量都有提升，提高了大学物理实验课的教学的效果。当然，实验课堂的教学讨论中教师的作用也是十分重要。对那些学生容易掌握，或经过学习和讨论自己可以掌握的实验项目，教师会放手让学生自己制定实验步骤并独立完成实验。例如：电表的改装、拉伸法测金属丝的弹性模量、薄透镜焦距的测量等实验项目。

这些实验项目都属于基础实验，其实验原理和实验方法都与大学新生的知识水平和能力相适应，所以教师应鼓励学生经过研究性的学习后独立完成。但是，还有一些实验项目学生理解、掌握和操作过程中会遇到各种各样的困难。例如：双棱镜干涉、牛顿环实验、光栅的特性及光栅常数的测定等光学实验。在大学物理理论课两学期的教学安排中，光学属较晚讲授的教学内容，当大学物理实验课程超前做起上述实验项目时，学生必然会碰到知识和能力不足带来的困难。这时实验教师就应该有针对性的为学生补充相关的专业知识和实验技巧，之后再安排学生进行课堂讨论，并随时为学生答疑解难。经过这样的教学过程后，学生们通常都能够较好地完成实验任务。大学物理实验课程中开展讨论式教学，可以加深学生对物理现象和规律的理解和认识，掌握自然界中一些最基本的规律和实验事实，激发学生探索、研究和创新精神。便于学生提高自身素质，建立正确的方法论，确立正确的世界观。从而实现了学生的基础知识、科学素养、分析问题和解决问题能力的大提升。

三、结束语

在有限的教学时间和实验空间内丰富教学内容，创新教学手段，提高教学效果和教学质量，始终是大学物理实验课教师研究的课题。大学物理实验课程中开展讨论式教学，调动学生学习的积极性，提升学生对实验课的兴趣，推动了以教师为中心的教学模式向以学生为中心的实验教学模式的转变，推动了学生由被动式的学习方式向探索式学习和研究式学习的转变。这样的尝试是一个有利于物理实验课教学，有利于学生培养，有利于课程建设的有效措施，可以在实施过程中不断地总结经验，创造新的模式，达到更高教学目标。大学物理实验课程的改革，是一个不断完善、发展和创新的过程，需要用现代化的教育理念为指导来丰富教学内容、改革教学方法与教学手段，提高课程的教学效果。所以，大学物理实验课程的改革应该将学生的讨论式学习模式作为一个重要的内容加以完善，以学生的培养为本，以素质教育为要务，培养学生的实践能力，分析问题解决问题的能力和创新的能力。激发学生学习的主动性和积极性，使之学会对科学规律的主动发现、主动探索和主动掌握，实现教与学的良性互动，创建大学物理实验教学的新模式。

作者：关立强单位：青岛科技大学数理学院