大學物理實驗分組協作式教學方法的研究

野仕偉

摘 要：本文討論了分組協作式教學方法的基本內容及其在大學物理實驗教學中的應用。通過建立實驗組長制度，設立提問、討論和解答環節，讓學生在多人協作的過程中完成實驗，以充分發揮其積極性和主動性，并做到因材施教。

關鍵詞：大學物理實驗；教學改革；分組協作

一、大學物理實驗課程的現狀和問題

大學物理實驗課程對提高學生的理論知識水平，培養學生的觀察、學習、動手、研究以及理論聯系實際等方面的能力，起著十分重要的作用。但傳統的實驗教學方式，在一些方面與新時期教育不相適應，這就要求教師結合其所在學校和教學對象的特點，從教學內容、教學方法、考核方式等方面，對大學物理實驗教學進行一系列改革與創新，真正達到培養并提高學生的科學素質和能力的目標。本文主要探討教學方法的改革，即分組協作式方法在物理實驗課程中的應用。

目前在物理實驗教學中，存在著一些亟待解決的問題。例如：一些學生對實驗不夠重視，課前不認真預習；大多數學生的課前預習報告都只是羅列教材上的內容，沒有從提出問題到解決問題的思考過程。在實驗過程中，學生則按照教師的講解和教材上的步驟，程式化、機械式地進行操作，不求甚解，對一些本來能自己思考解決的問題也要依賴教師。在課堂上，學生的基礎各不相同，但都在教師的統一指導下完成相同的任務，導致一些學生跟不上進度，另一些學生則覺得對實驗沒有必要進行過于詳細的講解。此外，很多大學中的物理實驗課程，通常是單人實驗或者兩人一組進行實驗。單人完成實驗的缺點是：實驗過程中缺少交流，學生遇到困難往往不是想找到方法獨立解決，而是依賴教師、模仿同學，甚至抄襲，希望蒙混過關。雙人完成實驗的缺點是：分工不明，往往是一人做得比較多，另外一人做得少甚至不做，濫竽充數。長期固定的分組形式也會形成學生之間的依賴關系，使得一些學生在課上實驗過程中偷懶、課后完成報告時抄襲。

上述問題大多和傳統的教學方法有著密切的關聯。按照傳統的講授式教學方法，在課堂上，通常教師先將實驗基本原理、儀器使用方法、實驗步驟、注意事項、數據處理方式等內容詳細地介紹給學生，并對實驗步驟進行演示，然后再讓學生按教師的講解及操作示范，進行數據的記錄，經過教師檢查后由學生在實驗課后完成該次的實驗報告。這種教學方法只注重過程和形式，卻沒有給學生留下主動思考的空間，忽略了對學生能力的培養。學生只需機械地模仿重現教師的操作過程、記錄數據，不需思考即可完成實驗，易養成惰性和依賴性。要有效地減少上述現象的發生，讓實驗課程真正起到鞏固理論知識、培養實踐能力的作用，就必須探索新的教學方法，使之滲透至實驗課程的各個環節，包括實驗操作過程、課前的預習過程以及課后對數據的處理過程。

二、分組協作式教學方法

針對上述問題，我們采取分組協作式教學方法來改進大學物理實驗的教學效果。其具體內容包括：建立實驗組長制度，設立提問、討論和解答環節，讓學生在多人協作的過程中完成實驗。

1.分組協作式教學方法的基本內容

在物理實驗課程中建立實驗組長制度，將學生劃分成小組，每個小組有3～4名成員，并依據學生對實驗的預習情況，采用自我推薦、同學推薦的方式選出小組組長。

教師在講解重點后，讓各位小組長共同參與實驗的指導過程。對于實驗過程明確、儀器功能清晰的實驗，教師在實驗講解過程中可先保證各組組長迅速地領會實驗原理和操作中的重點，這樣組長們就能夠為各自小組的成員提供基本的幫助和提示。

在實驗進行的同時，學生會遇到各種各樣的問題。此時，為了避免學生產生依賴心理，教師不應立即就給出答案，而要引導學生進行討論分析，自發解決。對于一些具有普遍性、代表性的問題，可以讓小組成員進行相互提問，通過同學之間的積極交流和互相幫助來解決問題，在完成實驗目標的基礎上，加深對實驗內容的理解。這一過程大致可以分為提問環節、討論環節和解答環節。

在提問環節，可以針對操作中的細節或實驗中與理論和實際應用關聯最密切的部分來提問。由此可以訓練學生發現問題、總結問題的能力。此外，也可以由教師給出一些具有啟發性的示例，而后組織學生進行提問。通過這種問題，可以讓學生的學習方式由被動接受變為主動探索，培養學生的發散思維能力。

在討論和解答環節，對于比較重要的問題，先組織學生自由交流討論，在討論過程中教師加以適當引導，最后由教師做總結解答，部分問題可由組長做總結回答，其它的問題則可經適當篩選，留作課后作業，由學生獨立完成。在解答環節中，教師給予適時的引導、指正和講解，調動學生的積極性，促使學生勤于思考、樂于思考。

2.分組協作式教學方法應做到因材施教

在小組協作的過程中，擔任組長任務的學生，通過給其他同學做出示范、講解和指導以及組織小組內部的集體討論，更進一步地提高了自己的學科水平，加深了對所學內容的理解，同時鍛煉了語言表達和組織管理等能力，為今后的發展打好基礎。

小組的各位成員，通過參與思考和提問、發現與解答的過程，既可以避免簡單化的模仿操作，做到“知其所以然”，發揮主動學習的熱情，又培養了在集體中的合作精神，通過相互幫助增進了友誼，并逐步消除依賴心理。例如：一些學生遇到問題后，第一反應是找到教師詢問儀器是否出現故障，而沒有排除自己操作失誤的過程。此時，組長會以很自然的方式在同組的學生之間發起討論，小組成員共同出謀劃策，通過有條理地分析、排除，來找到真正的問題所在。

基礎不同的幾位學生，通過共同協作和相互交流，各自都能有所收獲，獲得多方面的提高。例如：在自組惠斯通電橋測量電阻實驗中，有些學生一開始絲毫不在意儀器的安排、接線的先后順序等細節，將幾個電阻箱隨意擺放、連線糾纏不清，在測量過程中就會遇到困難，難以確定比率臂的倍率。而通過與小組內其他成員的及時交流，他們很快就能意識到這樣違背實驗操作規程；相對地，遵守規則的學生，通過眼前的實例來看實驗的基本要求和操作規程，就不再是一些空洞的限制條文了。像這樣，學生分別從正、反兩方面更加深刻地體會到認真所帶來的益處。

3.考核方式和作業形式的改進

除了課堂上教學方法的改進，還可以對考核方式進行適當的調整，采取合適的激勵方法。例如：根據學生反饋，制訂合理的獎勵制度，對擔任組長的學生和在問答環節中表現積極的學生進行評分獎勵。

為了避免實驗報告的相互抄襲，可以布置具有個人特征的課后作業：各組長和成員分別簡述其實驗中遇到的問題和解決的方法以及心得體會；在提問環節中留下的一些問題，指定由不同的學生回答，作為其實驗報告的作業內容。

三、在實踐中完善

教師可在教學實踐的基礎上，參考學生的反饋意見，不斷地推行、完善這種教學方法。例如：與自身的教學風格相結合，改善教學效果；逐步改進小組的組成方式，對不同類型的學生進行適當組合，使每位學生都能積極參與。在選擇組長時，要善于發現學生的長處，帶領學生一起克服困難、完成實驗；同時減輕組長的負擔，使學生能積極自愿地擔當起組長的職責，提高他們的參與積極性。一旦增加了每位學生被指定為組長的幾率，就會促使他們認真地完成課前的實驗預習。通過課堂上相互提問的問答環節以及組長的輪換，可以減少濫竽充數的現象，激勵每一位學生去積極地做好實驗預習準備以及課后的分析工作。

教師利用分組協作式教學方法，引導學生積極地參與到實驗課程的學習和實踐中去，通過主動思考來發現問題，通過討論和協作來解決問題。這樣，在實驗教學中可以做到因材施教，有助于對學生多方面能力的培養。同學之間在相互交流、相互提問時，處于更加放松的心理狀態，通過交流與合作，營造出輕松的課堂氣氛，增進了同學之間的友誼，促進了師生之間的理解。

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