啟發式、互動式大學物理實驗教學模式的探索與應用

戎茂華　許積文　袁昌來　丘偉

【摘 要】在新工科背景下，為培養應用型、創新型工程技術人才，大學物理實驗作為一門本科生必修課，必須與時俱進改革教學方法適應新形勢要求，本文以教師間團隊協作，學生間討論交流、師生間充分互動為主線，探討了啟發式、互動式教學方法的重要性和適用性。

【關鍵詞】啟發式；互動式；教學方法

中圖分類號：G642 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）35-0095-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.040

Exploration and Application of Heuristic and Interactive University Physics Experiment Teaching Mode

RONG Mao-hua XU Ji-wen YUAN Chang-lai QIU Wei

（School of Materials Science and Engineering， Guilin University of Electronic Technology， Guangxi Guilin 541004， China）

【Abstract】In the context of new engineering， in order to cultivate applied and innovative engineering and technical talents， university physics experiment as a compulsory course for undergraduates must reform the teaching method with the times to adapt to the new situation. This paper explores the importance and applicability of heuristic and interactive teaching methods based on teamwork among teachers， discussion among students， and full interaction between teachers and students.

【Key words】Heuristic； Interactive； Teaching method

啟發式、互動式教學模式是以教師為引導，學生圍繞問題進行獨立思考，在回答問題、集體討論中相互啟發、學習，互動的一種教學模式。這種模式能有效調動學生的學習積極性和主動性，有利于培養學生的知識的掌握、提高課堂效率，有利于學生應用能力、綜合素質的培養。

大學物理實驗課程是目前高等學校開設的一門公共必修課程，通過課程學習，培養學生的科學素養、動手實踐和創新能力。如何開展大學物理實驗教學，發揮實驗教學在創新人才培養方面的積極作用和優勢尤為重要，目前我國大部分高等院校現行的大學物理實驗教學模式一般為如下步驟：首先由教師檢查學生書寫的實驗預習，然后教師講解實驗目的、原理、儀器、注意事項，最后學生再按照教師和教材上講授的步驟進行實驗，測量數據，驗證結果，寫實驗報告。這種傳統的教學模式以教師為中心，忽視了學生的主觀能動性，學生只是被動的重復實驗步驟，不利于學生創新能力的培養。因此在大學物理實驗教學過程中應用啟發式、互動式教學模式，對鞏固基本物理知識，提高學生學習的積極性培養創新能力，具有十分重要的意義。本文通過多年的實驗教學經驗積累，在教學過程中應用了啟發式、互動式教學模式，取得了良好的教學效果。

1 發揮教師團隊協作精神

高校實驗教師隊伍的建設是一個長期的持續的過程，大學物理實驗課程是與理論課程相輔相成的，大學物理理論課程是基礎理論知識的儲備，而所有的理論都需要經過實踐的檢驗，并在檢驗的過程中有可能進一步發現新的實驗現象推動理論的發展。因此，應該樹立團隊互動的觀念，創造條件，營造氛圍，尊重實驗教師，鼓勵理論教師與實驗教師互動交流，提高教學水平。現代科學技術的發展趨于綜合化， 科學與技術的深入結合，技術本身的日益綜合，使得實驗手段更加先進和精確，這對高等學校的人才培養產生了重大的影響， 同時也對實驗教師的知識結構、實驗技能、綜合素質提出了更高的要求。這就要求實驗教師應不斷地學習新知識，掌握新技術，拓寬自己的知識面。實驗教師隊伍要全面持續發展，要求實驗教師隊伍的職稱要構成合理的“正三角形”結構，其中有學科帶頭人，有教學經驗豐富的中青年教學骨干，有年輕教師有儲備和培養[1]。更要加強老教師和青年教師間的結對互動交流，取長補短，發揚團結互助、集體協作的精神，針對一個實驗項目集體備課、相互討論、互相聽課，在互動的過程中，青年教師學到優秀的講課方法而老教師學到先進的現代教學手段。比如，本文作者與新進青年博士教師形成新老教師結對，在電表改裝與校準這一實驗項目的集體備課、相互聽課過程中，本人學到了年輕教師先進的課件制作方法，而青年教師學習到了課堂組織以及教學的一些基本的教學技能。

2 學生小組的討論式互動

課堂實驗教學過程中，將每次做實驗的學生分成多個學生小組[2]，每個小組選派一個小組長。學生小組的建立強調以“學生”和“能力”為中心，“教”與“學”在開放、寬松、自由、平等的環境中交流互動，鼓勵大家暢所欲言，提出不同觀點，提高教學效果。對于同一實驗項目，教師首先布置一個討論議題，學生小組進行充分的研究與討論，最后由各小組長發言得出討論結果。教師作為點評者參與學生小組的討論。比如在電表改裝與校準實驗項目中，由各小組討論一下，伏安法、替代法、半偏法等測試改裝表內阻的方法到底哪種方法更加合適？在課堂教學的過程中發現學生會主動學習這幾種測試方法的不同特點，積極討論，課堂氣氛非常活躍。因為在這種教學模式下，學生能感到自己是一個發現者、研究者、探索者，這重互動式教學模式創造了一個平等、民主、和諧的學習環境。對學生來說，好奇心、探究興趣、求知欲、對新事物的敏感和對真知、個性的執著追求，是創新的動力，是培養創新能力的基礎。因此，這種教學模式更能有助于創新能力的激發與培養。

3 教師與學生之間的啟發式互動

教學過程中教師的教是一方面，導是另一方面，教和導的相互配合，才能將學生在教學過程中的主體作用和教師在教學過程中的主導作用積極地發揮出來，教師的教與導應用得當，學生的學與做才更有效地配合，重視教師與學生之間的積極有效互動，達到良好的課堂效果[3-4]。

在基礎性、驗證性實驗項目的教學過程中，實驗內容較為基礎、容易掌握，應用啟發式、互動式教學方法，可以提高學生主動預習的積極性和獨立完成實驗的自信心。提前通知學生對所做實驗項目進行充分預習，學生進入實驗室后教師對預習情況進行提問抽查，比如在電表改裝與校準實驗項目中，可以對學生提出如下主要問題，電表廠出廠的電表的主要部件是什么？為什么要改裝？改裝表怎樣校準？根據抽查結果教師做出針對性的講解并向學生說明本實驗的注意事項后學生可以直接開始實驗，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。

在綜合性設計性實驗項目的教學過程中，實驗任務相對加重、實驗難度相對加強，應用啟發式、互動式教學方法，可以培養學生分析問題解決問題的能力和創新能力的培養。教師首先提出設計任務，以學生為主體，讓學生積極思考、主動探索，提出設計方案。教師與學生共同討論、分析、總結，得到更加合理的設計方案和調試方法。比如在設計組裝歐姆表實驗項目中，教師首先提出設計任務是設計一個并式多量程歐姆表。讓同學們討論中值電阻的選擇范圍，根據歐姆擋擋位的設定方法，同學們積極討論，課堂氣氛非常活躍。最后教師結合實際的歐姆表進行總結，中值電阻的選擇不僅要符合擋位的設定原理還要滿足實際電源電壓使用范圍。通過這種啟發式、互動式教學模式，學生能夠更加深入地理解實驗的設計理念和調試過程，積極順利完成實驗。

在選做實驗階段，采用討論式、互動式教學方法進一步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。比如在設計組裝歐姆表這個實驗中教師提出的選做項目是設計一個串式多量程歐姆表并與并式歐姆表進行比較誤差的大小。經過小組同學之間、師生之間的討論，提出合理的設計方案，有效完成實驗。得出并式歐姆表雖然設計稍微復雜但誤差相對小很多。

課堂教學實踐證明，啟發式、互動式實驗教學模式不僅可以有效鞏固基礎知識、提高學生獨立完成基礎實驗的自信心，而且能夠有效培養學生的綜合實驗能力，增強學生自學和探索新知識的欲望，激發創新思維和創新能力，值得推廣。

【參考文獻】

[1]安利民.師生間全面互動的大學物理實驗教學模式[J]. 課程教育研究，2018，28：177.

[2]安利民.分層次、開放性、團隊化的實驗教學模式構建[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2014，7：3-4.

[3]聶妍，王艷麗，王志林.探究式大學物理實驗教學模式的研究與實踐[J].湖南郵電職業技術學院學報，2016，15：133-135.

[4]范婷，劉云虎，湯國富，曹旭樂，張建軍.探究型教學模式下大學物理實驗的改革與實踐[J].大學物理實，2016，29： 149-152.