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【摘要】
以通识教育理念和探究式教学法为基础，以物理实验教学改革为锲入点，从实验项目、教学模式、考评方法等多维度构建探究式“大学物理实验”教学模式，并取得良好成效。
【关键词】
探究式教学；实验教学；通识教育；教学模式
探究式教学是一种新的教学模式，它是以学生的主体活动为中心，学生围绕问题进行独立思考，在集体讨论中相互启发、学习，自由表达见解的教学模式。这种模式突出了学生的主体地位，调动了学生学习的积极性和创造性，有利于培养学生的综合能力、团队意识及良好的社会品质，是实行通识教育的重要手段。“大学物理实验”课程是目前高等学校设定的一门必修课程，通过这一基础的实验课程，学生不仅可以掌握物理学中一些基本的概念、理论和方法，还可以接受系统的实验方法和实验技能的训练[1]；它不仅承担着培养学生动手能力和基本实验素质的任务，更是培养学生创新思维和科学探究能力、团队协作精神的有效载体[2]。基于通识教育的培养理念，在大学物理实验教学中引入探究式教学，对完善知识和能力结构，落实学生全面素质培养，具有十分重要的意义。
1探究式大学物理实验教学模式的构建
本项目在通识教育理念指导下，根据探究式实验教学的培养目标，分析了满足探究式教学应当具备的要素，通过整合实验内容、建立探究式教学模式、实施科学的课程考核评价三个环节，建立了一套能够满足探究式教学要求的实验教学体系，实现了大学物理实验教学改革的目标。
1.1建立多层次实验项目资源库
实验项目的设置，不仅要遵循学生的认知规律，还要符合学生的实际水平和学科背景，基于从基础到前沿、从知识的学习到能力的培养的循序渐进的培养目标，建立层次化的实验项目资源库是首要任务[3]。项目组分析、研究了力学、热学、光学、电磁学和近代物理学等几大板块的实验，充分考虑了实验内容的平衡性和教学可操作性，设置了四个层次的实验项目，建立了一个具有梯度和内在联系的层次化的实验项目资源库。
1.1.1基础性实验
基础性实验的训练是使学生从抽象的理论知识转化成具体的物理图景的一个不可缺少的环节。通过基础性实验的学习，学生可以掌握一些基本物理量的测量方法，熟悉一些通用仪器的操作和使用，还可以学会如何正确地记录、处理、分析实验数据，如何准确地表述实验结果，如何规范地书写实验报告等[4]。通过基础性实验的学习，进一步加深了学生对物理规律的认识，对物理实验的实验方法和思想也有了初步的了解。对应力学、热学、电磁学、光学四大板块，筛选出具有普遍意义的八个实验项目，分两学期开设。
1.1.2综合性实验
此类实验的目的是巩固基础性实验阶段的学习成果，利用前面已经掌握的实验知识及物理理论来解释所观察到的物理现象，促进学生逐步有序、有效地提高自身发现问题、解决问题的能力。对应力学、热学、电磁学、光学四大板块，筛选出具有代表性的八个实验项目，分两学期开设。
1.1.3选做实验
选做实验阶段的培养目标是进一步拓展思维，培养学生独立实验的能力，培养综合运用实验技术和实验方法的能力。实行多目标的培养模式，学生根据各自的专业方向和发展需要，选择相关的实验项目。面向机械、材料、信息学院的学生，筛选出具有典型意义的八个实验，分两学期开设，每个学生每学期任选两个实验。
1.1.4设计性实验
设计性实验的教学目标是充分发挥学生的主体作用，让学生了解科学实验的全过程，逐步掌握科学方法和科学思想，全方位地培养学生的实验研究能力和综合设计能力。学生根据给定的实验题目、要求，依据现有的实验条件，独立设计实验方案并基本独立完成实验操作。设立四个设计性实验选题，学生每学期至少要选一个实验，对于学有余力的同学，鼓励多选。
1.2建立探究式实验教学模式
“大学物理实验”的教学目标不仅是提高学生对于理论知识的认识及动手能力，更重要的是培养学生的创造力。在传统的实验教学中，往往过分注重动手能力的训练而不注重思维能力的训练，过分注重基础知识和实验技能的训练，忽视了学生对实验原理、实验方法的理解，忽视了实验技术问题的分析处理，不利于创新精神和科学探究能力的培养。因此在实验课堂进行师生互动，启发他们做实验的思想与方法是至关重要的[5]。探究式教学是一种全新的实验教学模式，在不同的教学阶段，根据具体的实验内容、培养目标，采用分层次、循序渐进、多种教学手段相结合的教学模式；在教学过程中重视师生共同进行的探索创新，教师不仅仅是“教”，更重要的是“导”，将学生在教学中的主体作用和教师的主导作用进行了有机的融合。在基础性实验阶段，实验内容相对来说比较浅显、容易掌握，施行“自立”教学法：学生在课前要做好充分地预习，课上自由组合，直接开始实验，通过讨论、研究得出实验结论，最后由教师根据学生实验的情况，找出问题，进行讨论、评析、总结。由于这部分实验是由学生独立完成的，这种教学方法可以促使学生主动预习实验，学会独立完成实验，可以激发学生的自信心和学习兴趣，提高学生的自学能力[6]。在综合性实验阶段，实验难度稍大一些，针对这一特点，采用“引导、启发”的教学方法开展教学，讲解和讨论、总结相结合，集中讲解和个别指导相结合。课前要求学生必须充分预习，教师可以适当增加预习思考题，学生可以通过预约到实验室熟悉实验仪器，思考实验原理，也可以进入实验中心网站模拟实验。课堂上，教师先通过随机抽查、提问等方式了解学生的预习情况，然后讲解实验原理及注意事项，学生再自由组合进行实验。在实验过程中，教师只需帮助学生解决实验中遇到的共性问题即可。实验结束后，教师再把一些课堂上常见的问题拿到课堂上进行讨论，以学生为主体，让学生积极思考、主动探索，通过讨论、分析、总结，学生更加深入地理解实验的设计和过程。在选做实验阶段，采用“讨论、互动”的教学方法开展教学活动。学生在完成第一、二层次的实验基础上，已经掌握了一定的物理实验知识和技能，具备了独立开展一定难度实验的条件。学生在课前要充分地预习，课堂上教师对学生进行有针对性地讲解，鼓励学生独立开展实验。在实验过程中，对于学生遇到的问题，教师只需进行适当的引导，鼓励学生通过分析、讨论解决问题。在设计性实验阶段，采用“引导、启发”的教学方法。以自主学习和合作讨论为前提，学生在课前，要明确实验目标，根据实验室提供的条件，通过查阅资料，制订出可行的实验方案，然后到实验室进行实验，得到结果后，教师进行适当的启发，引导学生进一步分析、讨论，改进实验方案，直至最后完成实验。此过程不仅培养了学生主动参与和独立思考的能力，而且增强了学生的进取意识，培养了学生对科学研究的兴趣。在此过程中，教师也可以充分利用网络等方式适时适度地引导，适时跟进，保证实验在合适的时间内顺利完成。事实证明，层次化、循序渐进、多种手段相结合的实验教学模式不仅提高了学生的综合实验能力，更增强了学生自学和探索知识的能力。
1.3实施科学的课程考核评价体系
项目组对传统的实验测评方法进行了改革，确立了“注重平时、注重能力”的实验考核方式，测评成绩包括平时考核成绩、期末考核成绩、创新能力成绩三部分。平时考核成绩占总成绩的60%，根据学生平时的实验预习、实验态度、实验操作、实验报告的数据处理、分析情况综合给出。期末考核成绩占总成绩的30%，期末考核时，每位学生随机抽取所要操作的实验，独立进行操作，主要考查学生动手操作的技能和独立完成实验的能力。创新能力成绩占总成绩的10%，主要考查学生主动参与和独立思考、创新的能力，在实验过程中提出合理的、有创新的设计，对实验问题分析有新意、有创见的学生要给出较高的分数。通过这样的改革，避免了学生临时突击、应付考试的现象，大大改变了过去学生只注重实验结果，忽视平时实验操作的学习态度，兼顾了理论与实践、平时实验与期末考核等多方面的因素。实践证明，这种考核方式起到了很好的监督与引导作用，能够促使学生认真对待每一次实验，利于培养严谨的科学作风。
2大学物理实验教学改革的成效
结合学校物理实验课程的教学条件和教学现状，项目组对大学物理实验教学进行了上述探索性的改革，基础薄弱的同学得到补齐提高，基础好的同学有了“用武之地”，实现了“个性化”的教学[7]，提升了学生的主体地位，学生参与课程的主动性、积极性有了明显的增强，学生的实验操作技能和思维能力得到了进一步的提高，实验教学出现了良性循环状态。探究式实验教学为大学生创新意愿的建立、创新意识的培养、创新能力的提高提供了一个广阔的实践平台，受到了学校师生的好评。
3结束语
任何一种教学模式，都未必是完美的模式，实现探究式实验教学模式，目前还有许多问题需要解决，在接下来的工作中，要进一步完善实验改革的具体细节工作，加强师资队伍建设、教材建设、实验室的规章制度建设、网络信息平台建设等。在今后的工作中，继续深入改革与实践，促进教学质量的全面提高。
作者：聂妍 王艳丽 王志林 单位：佳木斯大学理学院
【参考文献】
[1]王章银.新形势下大学物理实验教学的创新模式探索[J].大学物理实验,2016（3）:138.
[2]闫雷兵,田丰庆.大学物理实验教学改革探索[J].科技信息,2010(1):886.
[3]孙建,孙宇航,邹志纯.对大学物理实验教学改革的几点思考[J].西安邮电学院学报,2011(12):158.
[4]张俊.大学物理实验教学改革的探讨[J].电子设计工程,2011(24):39.
[5]崔连敏.浅谈大学物理实验教学存在的问题和方法[J].大学物理实验,2015（6）:124-125.
[6]李海东,郝好山,刘扭参,郑丽丽.大学物理实验课程的教学改革与学生综合实验素质的培养[J].河南工程学院学报，2011(4):78.
[7]魏要丽,杨亮.大学物理实验分层教学模式的探究[J].大学物理实验,2015（5）:128.
