淺談探究式物理實驗對提高教學質量的教育功能
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摘 要：本文探討了探究式物理實驗的教育功能，并結合我校物理實驗的教學實際提出了在實驗教學方面的改革建議。
關鍵詞：探究式物理實驗教育功能教學質量實驗教學改革
現代高等教育的人才培養目標由“知識型”向“智能型”、“復合型”轉化，如何努力培養出素質高、能力強的優秀人才，是當今高等院校所面臨的主要問題。要提高高等院校的教學質量，充分發揮教育中心和科研中心的作用，更重要的是開發學生的智能，培養他們的能力。實驗教學能促進學生將理論應用于實踐，通過實驗操作和結果分析培養其科學素養。在物理實驗的教學中，具有綜合性、自主性和開放性特征的探究式物理實驗更有助于學生獨立創新思維的發展，激發物理教師的理論與實踐創新，對于教學質量的提高起著積極的作用。
一、探究式物理實驗的教育功能
在實驗教學中，探究式實驗表現出雙重教育功能。對學生，探究式實驗能夠能激發學生不同層次的學習興趣；對教師，探究式實驗對教師提出了更高的教學要求，有利于激發教師的創造性。其雙重教育功能主要體現在以下幾方面：（1）在物理實驗探究中，能夠直接觀測的實驗現象容易激發學生的直覺興趣和操作興趣，在教師的適當引導下，也可進一步激發學生的探索興趣。例如：在光的偏振現象實驗中消光現象可以產生“黑色屏障”，這給學生帶來的視覺震撼不僅促使其進一步動手利用偏振片觀察其他光現象，并且也延伸了他們在理論課上的知識應用。（2）探究式的物理實驗更強調學生在實驗過程中的學習自主性。區別于驗證性和測量性實驗的是，探究式實驗選題除教師指定外也可以由學生自己提出，從實驗課題的提出、實驗方案的擬定、實驗研究的操作到實驗結果的分析與改進等過程中，學生是研究主體，教師則起到引導與評價督促的作用。這種角色轉換可以使學生親自體會到將物理基礎知識學以致用的現實意義，對于非物理學專業的學生而言更有助于促進物理學理論與其專業應用的結合。（3）探究式物理實驗的開發，為教師的教育創新提供動力。探究式物理實驗的課題具有綜合性，其研究對象與其他事物具有復雜的聯系及其規律。因此，實驗方案的多樣性和實驗結果的不確定性對教師而言也具有挑戰性，通過實踐探究，原有方案、器材或操作等因素的不足之處將激起教師進行改進的欲望，為教師創造性地解決現實問題提供直接的推動力。（4）探究式物理實驗的交互性，能激發教師對學生、對物理的教學熱情，促進其充實教學生活，熱愛物理教學。在實驗研究過程中學生的疑問與教師的指導使得教學相長，這種交互探討在喚起教師自身的創造性同時，對于學生個體的發展也起著積極的教育意義。因此，探究式物理實驗的教學將促進物理實驗教學系統開放性和交互性的提高。
二、改革物理實驗教學，提高教學質量
本校理、工、農、醫等專業的學生進入大學后最早接觸的通識教育實驗課程就是大學物理實驗課程，這將為所有其他實驗課程打下實驗基礎。現有的物理實驗教學比較多地強調實驗教學內容的穩定性，以知識的記憶和復現為基本目標，沒有充分調動學生的主動性和積極性。而探究式物理實驗教學，需要學生綜合運用所學知識觀察、分析、判斷實驗現象，能夠訓練學生的探究能力，有助于提高學生的參與意識和創新意識。因此，在教學實踐中，建議從以下兩方面深化物理實驗教學改革，增加以綜合、設計為主的探究式實驗以提高教學質量。
1.探索專業模塊下的物理實驗教學模式
不同的專業的其定位和人才培養目標存在差異，因此各專業對大學物理實驗知識需求的側重點也存在差別。在保持物理實驗主要實驗內容的基礎上，調整實驗體系，針對不同的學科專業設置匹配度較高的物理實驗項目模塊，從而有利于達到教育效益的合理性。首先，配合各專業的培養方案，在其就業分配為導向的指引下確定實驗內容的層次化；其次，按理、工、農、醫等專業確定實驗內容的模塊化。遵循循序漸進的認知規律，倡導應用創新能力的培養，將現行物理實驗的教學設計成“基礎模塊”、“專業模塊”和“創新模塊”三個層次為整體構架的教學體系。其中，基礎模塊中的實驗以基本測量和驗證為主，要求所有專業的學生掌握基本的實驗儀器使用方法，而專業模塊中實驗內容選擇的依據則是各學生的專業特點。該模塊分為偏重于力學實驗的機械模塊、偏重于電磁學實驗的電子模塊和偏重于力熱學實驗的理工模塊。在綜合性的創新模塊中，則可針對對物理有興趣的學生設置探究式物理實驗，突出實驗教學中學生的自主性、學習性和創新性。
2.針對不同專業實施探究式物理實驗教學
目前，我校大學物理實驗課程最多的學時為32學時，開出15個實驗項目，這些項目中主要以驗證測量為主而缺乏探究式實驗的內容。此外，現行的教學形式多為理論和實驗分開，對于實驗物理這門實踐性強的課程來說存在很大的弊端，因此需改革課程設置，如：（1）增加儀器設備，細化實驗小組，保證人人都有動手實驗的機會。（2）設立開放型實驗環境的研究室，將一學期所有實驗所需儀器及用品各配置一套放于室中，學生可以在開放時間嘗試各項實驗操作，從而使學生對實驗器材在整體上有所把握，有助于學生提出探究式物理實驗課題。（3）規范實驗教學流程，在實驗預習方面嚴格把關，各小組設計的實驗方案必須經指導老師確認可行后方可進行實驗，這樣有助于提高實驗教學效率以及學生的綜合應用能力。隨著本?；A實驗大樓的建成，物理系已經擁有28間物理實驗室，并配置了多套實驗儀器，現已足夠開設供各專業選擇的實驗項目，所以增加探究式物理實驗勢在必行。
結語
本文探討了探究式物理實驗在實驗教學中的教育功能，并結合我校物理實驗的教學實際提出了實施實驗教學改革的建議。當然，本論文的探討只是一種初步的探索研究，關于在實際教學改革中實施并發揮好探究式物理實驗的教育功能的工作都還有待擴展和加深。
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