應用型本科高校物理探究性實驗實施方案

朱守金 邊健

摘要：本文結合高校的自身條件，通過改革大學物理實驗的教學形式和內容，使大學物理實驗從基礎性、設計性向探究性轉變，以便提高學生的探究和創新能力。根據探究性實驗的理念，提出了適合高校的大學物理探究性實驗的實施方案。通過大學物理探究性實驗的實施證明，大學開設物理探究性實驗能發揮學生的主動性，提高學生的探究能力，能夠培養適應社會需求的高素質人才。

關鍵詞：大學物理;探究性實驗;實施方案

中圖分類號： TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）21-0115-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： This paper combines the university's own conditions， through the reform of the teaching form and content of the university physics experiment， to transform the university physics experiment from basic， design to inquiry， in order to improve students' ability of inquiry and innovation. According to the concept of exploratory experiment， the implementation strategy of university physics inquiry experiment suitable for colleges and universities is proposed. Through the implementation of the university physics inquiry experiment， the university's physics inquiry experiment can give students the initiative， improve students' inquiry ability， and cultivate high-quality talents that meet the needs of the society.

Key words： University physics; exploratory experiment; implementation plan

大學物理實驗不僅是應用型本科院校理工科學生必修的基礎實驗課程，而且是培養學生的實驗技能和方法的重要手段。它在培養學生科學實驗能力、理論聯系實際、嚴謹的治學態度、創新能力等方面起到重要的作用。因此，大學物理實驗課的教學質量對人才的培養具有重大意義。目前，一些高校大學物理實驗課仍以驗證性實驗、綜合性實驗為主，著重培養學生的基本實驗技能、基本操作能力。隨著社會對人才素質要求的日趨提高，學生就業競爭日趨激烈，人們認識到要培養學生的探究和創新能力的重要性。

探究性實驗是學生自己選題、實驗、探索、分析、研究得出結論，是“做科學”的過程，是形成科學概念的認知活動。在大學物理實驗教學中引入探究教學理念， 不僅可以改善傳統實驗教學模式所帶來的種種弊端， 提高學生探究、創新思維能力、獨立分析與解決問題的能力， 而且可以大大提升學生學習物理實驗的興趣， 充分發揮學生的主體性[1]。因此，大學物理探究性實驗可以提高人才培養的質量。本文在吸取高校開設探究性實驗的經驗基礎上[2]，結合培養應用型人才的辦學定位及長期的探究性實驗教學經驗，擬探討大學物理探究性實驗的實施方案。希望此研究能為大學物理探究性實驗的發展提供必要的基礎。

1大學物理探究性實驗的特點

探究性實驗教學是學生提出探究問題或教師創設問題情境，學生提出問題的假設和猜想，然后設計實驗方案、實驗、收集實驗數據，通過對數據的分析得出結論的過程，其特點如下：

1）開放性

探究性實驗在內容上是開放的，學生可以根據自身情況選擇熱點、難點問題或感興趣的問題進行探究;探究性實驗的場所是開放的，學生先提出探究的問題，推測可能的結果，通過已有的知識或查閱資料，寫出合理的探究方案，再到實驗室進行實驗;對探究結果的要求是開放的，探究性實驗可能有理想的結果，也可能沒有結果，但只要對原因做出合理的分析，就是一個成功的實驗。

2）自主性

學生自主選擇探究內容，用已經掌握的知識和經驗來探索、發現、解決并親自實踐，把知識納入自己的認知結構中，并用來解決其他新問題。

3）過程性

探究性實驗強調讓學生像科學家那樣，發現問題和解決問題，經歷知識的發現、形成、應用、發展、再創新的一個完整過程。

2大學物理探究性實驗的總體實施方案

根據大學物理探究性實驗自主性、開放性和過程性的特點，精心設計了大學物理探究性實驗的總體實施方案，如圖1所示。學生先分層完成基礎物理實驗課，在開設探究性實驗課之前開設輔導課，講解探究性教學的概念、探究性教學的基本要素、大學物理探究性實驗的基本流程、開放實驗室的地點、實驗報告的撰寫、實驗的考核等等，然后組織學生自擬或選題，學生設計出具體的實施方案交教師審核，審核通過后自主實驗，完成數據記錄、分析、處理，最后交報告或分析報告。

3 大學物理探究性實驗教學的實施措施

3.1分層教學

學生的實驗能力的培養，需要有一個循序漸進的過程。在實際教學中，我們結合自己學生的實際情況，決定采取分層教學的方式來提高學生的實驗能力，將實驗內容分為三個層次： 大學物理實驗緒論課、基礎物理實驗、設計性實驗。先開設大學物理實驗緒論課，讓學生掌握誤差、測量的基本概念，掌握數據處理的基本方法;然后在實驗技能的訓練上，按實驗的層次，由低到高，從基礎到綜合，循序漸進，逐步提高。在具體實施過程中，三個層次的內容在教學中又有相應的交叉，其目的是增加知識點綜合性、有序地培養學生的實驗能力。

3.2大學物理探究性實驗輔導課

探究性的教學方式是最近國際教育界提倡的，學生不甚了解。為此，在開設大學物理探究性實驗之前，我們有針對性的開設大學物理探究性實驗輔導課，主要介紹探究性教學的概念、探究性教學的基本要素、大學物理探究性實驗的基本流程、開放實驗室的地點、實驗報告的撰寫、實驗的考核等等，使學生對大學物理探究性實驗有全面的了解。

3.3分組探究

探究性實驗是要求學生自己提出問題，自己分析問題，提出解決問題的方法，完成實驗并得出結論。由此可見，探究性實驗對學生的綜合能力要求較高，為了保證實驗的正常進行，采取分組探究的形式。探究內容相似的或能力、優勢相互互補的同學可以組成一個小組，共同完成一個實驗。在老師確定實驗內容或學生提出探究內容后，老師主要負責講解儀器的使用注意事項、答疑、審核實驗方案等。學生通過小組討論、交流，確定實驗的具體方案，選擇實驗儀器，制定詳細的實驗步驟，然后設計實驗記錄表格、做實驗記錄數據并對數據進行處理，最后得出實驗結論并完成實驗報告的撰寫。通過探究性實驗，學生經歷了科學探究的全過程，體會到科學探究的樂趣，體現了團隊合作能力，調動了學生學習的積極性，培養了學生的創新和探究能力。

3.4開放實驗室

學生在做探究性實驗的過程中，會遇到實驗儀器使用、實驗方案和步驟的合理性、實驗條件等方面的問題，也會遇到意想不到的一些問題和現象。這就要求學生要不斷探索，找到產生問題和現象的原因，解決問題。學生可能需要大量的時間來完成實驗，這就要求實驗室是開放的，教學方式是開放的，從而保證探究性實驗的順利完成。

3.5強調實驗過程管理

為了加強實驗過程的管理和提高教學質量，采取了一系列措施。（1）將《實驗室規章制度》《學生實驗守則》《實驗室規章制度》等規章和主要儀器使用說明書張貼在實驗室內。（2）實驗室制定專門的探究性實驗室工作日志、探究性實驗儀器使用記錄本。

為了加強對學生的管理，實驗室所有的實驗儀器都要有存檔卡片、實驗講義、儀器使用說明書。實驗室開放期間，學生要認真填寫實驗運行記錄本。為了對學生的行為進行規范，要求學生設計出探究性實驗方案，必須由相關老師審核并簽字，學生探究性實驗數據也必須由任課老師簽字，最后將兩次簽字附在實驗報告上，否則本次實驗記為零分。學生在離開實驗室時，要將儀器損壞情況進行登記并及時維修。

3.6實驗考核

在基礎實驗完成以后就開設大學物理探究性實驗，為了保證大學物理探究性實驗的順利進行，把探究性實驗作為本學期實驗成績的重要參考。老師給出大學物理探究性實驗的目的和要求或者學生根據自己的興趣和愛好選擇探究的方向，學生結合實驗中心現有的設備，自己設計實驗方案，交負責的老師審核，學生選擇實驗儀器，自主完成實驗，然后提交實驗報告、論文、計算機課件模擬等，老師根據方案的科學性、可行性，數據、報告的情況綜合給出成績。對學有余力的學生，在完成基本實驗的基礎上，可以根據學生的能力和條件，給出一個方向，學生經過查找資料確定自己的研究課題，通過教師的指導完成相應的實驗，這對學生的自主意識和創新意識的培養有非常積極的作用。

4總結

本文通過對探究性實驗的教學方法、特點等進行詳細的介紹，從應用型本科高校的要求出發，設計了大學物理探究性實驗的總體實施方案，并對大學物理探究性實驗的實施措施進行了探討。通過探究性實驗的手段，讓學生在較短時間內能夠深刻認識和理解物理規律、知識和原理，所以加大探究性實驗比重，是提高大學物理實驗課教學效果及效率的有效手段。

參考文獻：

[1] 丁邦平. 探究式科學教學： 類型與特征[J].教育研究，2010（10）： 82 -85.

[2] 靳玉樂.探究教學論[M].重慶：西南師范大學出版社，2001.

【通聯編輯：唐一東】