探究式教學在大學物理教學中的應用研究

卞寶安　吳亞敏　王義翔　祁冬祥

[摘 要]實施探究式教學方法的條件是轉變傳統的教學觀念，深化教學方法。大學物理是高校理工科專業開設的一門公共基礎課，它是學生學習專業課程的基礎，是培養學生探索精神和創新意識的重要課程。探究式教學不僅向學生傳授了知識，而且幫助學生提高在學習過程中獨立發現問題、解決問題的能力，激發學生的探索積極性，拓展學生的自主學習能力和創新能力。探究式教學方法的應用，有利于教師教學水平的提高，促進了理論教學與實踐應用的結合。大學物理實施探究式教學需要教師在教學過程中不斷探索和實踐，掌握好探究式教學方法的運用尺度，最大限度地提高教學效果。

[關鍵詞]大學物理 教學方法 探究式教學

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）05-0102-02

大學物理是高校理工科專業開設的一門公共基礎課，它是學生學習專業課程的基礎，是培養學生探索精神和創新意識的重要課程。但由于學時不斷壓縮、教學模式和教學方式單一等問題，使得大學物理的重要作用沒有得到充分的發揮。

教師按照傳統的灌輸式教學模式來進行教學，學生也按照這個模式慣性地接受知識。突出學科的系統性和邏輯性的傳統教學模式充分發揮了教師的主導作用，但卻忽視了學生的主體地位，限制了學生創新思維和創新能力的培養。因此，加強大學物理教學，需要鼓勵教師進行大學物理教學內容、教學方法、教學手段的改革，發揮該課程的優勢，培養學生良好的綜合素質。近年來，以學生自主、探究式學習為核心的教學模式成為教學改革的一個研究熱點。[1] [2]

探究式教學是指教師在教學過程中給學生設置適當的問題，引導和啟發學生積極動手、動腦，通過自主探究獲得知識，從而達到教學目的的一種教學方法。[3] [4]探究式教學要求在教師的指導下，學生通過自主探究學習進行知識構建，初步掌握基本的科學研究方法，它特別強調教學的開放性、自主性、過程性。它注重師生交流合作，所以探究式教學法也是突破傳統教學方式的教改之一。[5] [6]

從事大學物理教學的教師基本都具有豐富的教學經驗和一定的科研經歷，具備了實施探究式教學的能力；物理學具有較強的實驗性和探究性，目前多媒體技術的發展，為在大學物理教學中開展探究式教學提供技術支持；高校擁有豐富的圖書資料資源，還有與大學物理相關的開放性實驗室以及定期舉辦的各種學術報告會等，為學生的探究式學習提供了良好的條件。下面分析探究式教學的特點和條件，并提出大學物理探究式教學的構建方法。

一、探究式教學方法的特點

探究式教學的主要優點是鍛煉學生的學習自主性，增強他們的創新能力，激發他們的學習興趣。通過師生共同創設問題情境、猜想與假設、制訂計劃和設計實驗、實驗探究和信息收集、分析論證、評估、交流與合作等一系列活動，讓學生自己去調查研究、自己去發現和解決問題，培養他們的動手實踐能力。[4]這一教學方法是將科學的研究方法融入大學物理教學，強調教學的實踐性、自主性、開放性、過程性。讓學生通過實驗研究、論文寫作等過程來獲取知識并掌握基本的科學研究方法，培養學生基本的科研能力和科研素養。學生通過自主探究的方式學習物理知識，在經受科學思想和精神的熏陶中體驗科學探究式學習的樂趣。

二、實施探究式教學方法的條件

（一）轉變傳統的教學觀念

教師只有轉變傳統的教學觀念，從以教為主向以學為主轉變，善于激發、引導學生思考問題、分析問題，調動學生內在的學習積極性；從以課內為主向課內課外結合轉變，多將理論知識與實踐技術相結合，培養學生的動手能力和創新能力，這樣才可以實現探究式教學目標。物理學中有些知識是比較抽象的，如果將抽象轉化為形象，學生就能夠較好地掌握。這就需要教師充分認識實施探究式教學的重要性，鉆研教材，敢于創新，充分發揮想象力和能動性，激發學生的學習興趣，引導學生積極、主動思考，在實踐中解決問題并獲得物理知識。

（二）深化教學方法

在實施探究式教學初期，要考慮學生的適應性，適當地開展相對簡單的探究活動，如“牛頓定律”。在循序漸進的探究活動中，學生對科學探究的方法有了一定的了解，在獲得物理知識的同時掌握了初步的科學研究方法。那么教師就可以在此基礎上逐步加深探究難度，使學生對科學探究形成深刻的認識。在這一過程中，教師應結合實際問題進行講解，使學生學會運用物理原理規律分析、解決實際問題。例如，讓學生根據所學的動量定理，對雞蛋下落與水泥地和海綿的碰撞受到的沖力進行估算，加深學生對動量、沖量、動量定理的理解。

探究式教學將枯燥的理論教學與應用相結合，使學生認識到物理知識與實際生活的緊密聯系，體會到用所學知識解釋生活現象、解決實際問題帶來的成就感，從而增強學習物理的興趣。

三、探究式教學方法的構建

（一）利用信息技術、設置情境問題

探究式教學從設置問題開始，圍繞情境問題展開教學。在教學過程中教師要充分挖掘教材中的重點內容和難點內容，提出難度適度、邏輯合理、啟發性強的問題，激發起學生的探索興趣。同時要考慮在情境中有效引導學生發現問題，并自主地解決問題。針對學生感性認識不足，但探究欲強烈的心理，教師可運用信息技術的建模、仿真、演示等來建立模擬物理學家探究物理問題的教學環境，展示物理學家思維活動過程，以此讓學生體會到科研探索精神的可貴。如在介紹熱學中的循環過程時，利用計算機演示實驗，展示熱機和制冷機的工作原理，激發學生的探究興趣，然后自然而然地提出問題：什么是循環過程？其效率如何？是否可以全部利用其熱量？接著讓學生針對這些問題進行思考和討論，進入研究模式。這一方法逐步培養了學生自己發現問題、分析問題和解決問題的能力，為深入探究教學打下了良好基礎。

（二）深入探究、鼓勵猜想與實驗驗證

猜想是尋找對問題的解釋，是培養學生創新能力的有效途徑。雖然學生的猜想不一定是正確的，但教師要鼓勵學生根據所學的知識大膽猜想與假設，如根據上面的例子，讓學生回憶學過的吸熱、放熱和做功知識，提出自己的結論。在這一過程中教師可以了解學生對所學過知識的掌握情況，把握學生的學習動態。

學生提出的假設只有經過驗證才能知道是否正確，因此，設計實驗來驗證猜想是整個學習過程中的一個重要環節。教師可以將學生分成幾個小組，圍繞學習內容查閱相關資料，根據實驗室條件設計實驗方案，并制訂出實驗計劃。教師指導學生進行實驗，得到熱機和制冷機的不同工作原理和效率計算方法。

（三）歸納總結、拓展應用

實驗驗證之后，教師要幫助學生對獲得的結論進行分析，最后得出正確、可靠及表述科學的結論。教師還要和學生一起探討實驗驗證過程中出現的問題，總結經驗。學生在總結過程中，通過回顧探究過程拓展思維能力，培養了他們的歸納總結能力。學習的最終目的是要開拓創新，將知識應用到實踐中。因此教師最后可以展示所學知識在實際生產中的應用實例，如液體燃料火箭、汽油機、空調等，加強學生對所學知識的掌握程度，實現對所學知識的實踐應用，培養學生具備一定創新能力的科學素養。

四、實施探究式教學的困難

探究式教學是一種新的教學方法，能鍛煉學生的創新思維和能力，培養學生自主學習的能力，但實施起來存在著一定的困難。實施探究式教學要求學生在上課前投入大量的時間預習將要學習的內容，查閱相關文獻資料，課后還需要進一步地消化所學知識，鞏固不同科學方法探究學習帶來的收獲。國外高校教師在上完一節新課后，會安排一定時間的討論課，而我們的新課和討論課都包含在了規定的授課學時里。由于課時所限，以及學生對大學物理的重視程度不夠，無法有充分的時間保證探究式教學的全方位進行。

同時，大學物理涉及物理學很多領域，跨度大，不同專業的本科生掌握的高中階段的物理知識是有差別的，有的學生連基礎知識都沒有掌握，這就給探究式教學的實施帶來一定的限制。

五、結束語

探究式教學不僅向學生傳授了知識，而且幫助學生提高在學習過程中獨立發現問題、解決問題的能力，激發了學生的探索積極性，拓展了學生自主學習能力和創新能力。同時，探究式教學方法的應用，有利于教師教學水平的提高，促進了理論教學與實踐應用的結合。大學物理實施探究式教學需要教師在教學過程中不斷探索和實踐，掌握好探究式教學方法的運用尺度，最大限度地提高教學效果。

[ 注 釋 ]

[1] 蔣治國.建立自主探究式大學物理教學模式淺談[J].課程教育研究，2013（5）：169.

[2] 周戰榮，王紅霞，沈曉芳.大學物理探究式教學的探索和實踐[J].西安郵電學院學報，2011（16）：145.

[3] 靳玉樂.探究學習[M].成都：四川教育出版社，2005：38.

[4] 衡耀付.大學物理教學開展探究式教學的探討[J].教育探索，2008（3）：51.

[5] 盧德馨.大學物理研究性教學[J].物理與工程，2004（14）：1.

[6] 呂健，衡耀付.大學物理教育中開展研究性學習的探討[J].華北水利水電學院學報，2005（5）：36.

[責任編輯：覃侶冰]