大学物理实验教材pdf_在大学物理实验教学中开展研究性教学的思考

　　【摘要】大学物理实验课程开展研究性教学可以更好地促进学生能力和素质的提高，选择或设计内容新颖、难易适度的研究性实验教学内容，是顺利开展研究性实验、发挥研究性实验教育功能的重要前提。分层次开展研究性实验教学，可以尽可能地观照学生基础知识、个性发展水平参差不一的现实，让尽可能多的学生享受到探究的乐趣，教师恰当地运用多元教学评价可以有效地促进研究性实验教育功能的实现。
　　【关键词】大学物理　研究性实验　教学内容
　　20世纪90年代以来，很多高校开始实施研究性教学，这对于深化我国的高等教育改革具有重要意义。在大学物理实验课程中开展研究性教学有着得天独厚的条件，但是现实的问题是，研究性学习的理念虽然好，但是结合到具体学科教学中去的理论研究还不够成熟，模式、方法的匮乏和可操作性不强。还无法有效实施，使得当前在大学物理实验课程中开展研究性教学还停留在比较肤浅的阶段，如何在大学物理实验课程中更好地开展研究性教学，的确值得我们深入思考。
　　一、研究性实验教学内容的选择与设计
　　在选择或设计研究性实验时应当做到内容新颖、难易适度，这是能否发挥研究性实验教育功能的先决条件。
　　内容新颖，是指研究性实验的内容相对学生己有经历是新的而不是旧的，以满足学生的好奇心，激发他们的研究欲望，使学生能够始终保持着盎然的兴趣，而浓厚的兴趣有利于提高学生学习的自觉性和主动性，可以极大地发挥学生的潜能和想象力，使学生的创新意识和能力得到提高。因此研究性实验教学内容应该尽可能与最新的科学技术接轨，及时地将前沿科研成果转化成新的物理实验，不断地更新研究性实验内容，这样才能体现研究性实验的新颖性、时代性和先进性等特点，使大学物理研究性实验保持蓬勃的生命力。
　　难易适度，是指研究性实验的内容既要与学生已有的知识经验有一定的联系，同时又有一定的难度，这种难度应该是学生通过自己的努力探索――必要时借助于教师的指导――可以克服的。现代心理学己揭示，人在完成任务的过程中，如果内容陈旧或过于简单，由于机体没有受到新的挑战而觉得任务枯燥无味，这样的教学内容就没有价值可言；如果任务太难，原有的知识一点也用不上，这种过高的挑战性会使人感到无能为力，甚至产生恐惧，长此以往，会使人产生逃避失败的心理，这样的教学内容同样没有教育价值，甚至是有害的。维果茨基认为，每个学生都存在两种发展水平，一是现有水平，二是潜在水平，现有水平与潜在水平之间的发展区域就是最近发展区。所以好的研究性实验内容，应该处于学生的“最近发展区”。内容新颖、难易适度的研究性实验对学生来说既具有一定的吸引力，学生又必须跳一跳才能摘到“挑子”，从而有效地激发学生的主动性和积极性，使学生在积极参与探究活动的过程中，充分实现自身的发展。
　　应当指出的是，在设计研究性物理实验的教学内容时，应当把科学探究能力的培养和物理知识的建构两个目标和谐地统一起来，让学生既能体验科学研究的一般过程，又能掌握一定量的物理知识和操作技能，避免只注重激发学生学习的兴趣和培养学生科学研究的能力，忽视物理知识的建构，从而使科学研究能力的培养和物理知识的建构出现矛盾。实际上，强调培养学生的科学研究能力，并非要淡化物理知识的建构，二者是可以做到相辅相成、互相促进的，科学探究可以作为物理知识建构过程中的一条有效途径，而物理知识也是进一步开展科学探究的基础和动力。
　　二、分层次开展研究性实验教学
　　一方面，人类对事物的认识总是由简单到复杂、由低级到高级、由部分到整体的，因此，开展研究性实验教学也必须遵循由易到难、由浅入深、由低到高、循序渐进的教学规律，采用“分阶段、分层次”安排教学。另一方面。不同学生的最近发展区并不一样，要照顾到每一个学生的最近发展区只能是一对一的个别化教学，这在当下是不可能做到的。分层教学是目前现实条件下可以做到的个别化程度最高的教学模式。所谓分层次教学就是基于学生差异和个性的充分考虑，设计不同层次的教学目标，提出不同层次的学习要求，给予不同层次的辅导，从而使全体学生都能够在各自原有的基础上得到最为有效的发展而实施的一种教学模式。将大学物理研究性实验的课程体系划分为三个层次是合适的：基础层次研究性实验、提高层次研究性实验和拓展层次研究性实验，不同阶段、不同学生有不同要求，使全体学生都能够通过研究性实验的教学逐步提高。
　　基础层次研究性实验的主要目的是激发学生的学习积极性和科学探究的兴趣。一般由教师给出实验课题，提供实验器材，提出实验要求，学生则拟定实验方案和实验步骤，通过实验的观测和分析去研究，从而发现“新”的物理现象，提出猜想或假说解释“新”的物理现象，并设计验证性实验以证明猜想或假说，最终得出他们原来并不知道的规律性的结论。这些实验对物理基础知识要求不高，但是也具有一定的研究余地，具备研究性的特征，而且趣味性强，能够有效激发学生的探究兴趣，让学生在快乐的探究过程中认识自然的奥妙，进而培养学生的科学探究能力和对生活的热爱之情。
　　提高层次研究性实验着重动手能力的提高，实验的选题主要来自于基本实验的改进与延伸。或者一些基本实验的组合，或者是学生自己的一些设想。实验涉及的物理知识在大学物理理论课程中已经学习过，或仅需稍加补充即可。实验中可以提供一些必要的参考资料、一些可供选择和搭配的仪器和元件但是不提供现成的实验教材、实验步骤和成套设备。学生要从查找相关文献资料开始，制订实验方案，组装、调试实验系统，观测实验现象，记录和处理数据，直至完成实验。这类实验需要学生自主选择和搭配的仪器和元件，重在培养学生的动手能力以及分析问题和解决问题的能力。
　　拓展层次研究性实验注重综合与创新能力的培养，课题应具有一定的创新性，鼓励学生自己提出实验课题，也可以从教师的科研课题中选择合适学生探究的子课题，课题涉及的实验内容与方法应具有综合性。学生确定课题后，应先提出初步的实验方案给教师审核，教师只对其中关键性的问题进行指导。在整个实验过程中，学生可以随时与教师交流想法，但不能依赖教师，学生必须自己完成全部实验工作，包括查阅文献资料，制订实验方案，设计、装配、调试实验装置，记录、处理实验数据并解释实验结果。教师要特别注意考察学生能否把掌握的物理知识和技能创造性地运用到所研究的实验课题中。
　　三、坚持多元教学评价
　　从教学评价的含义来看，研究性实验的评价就是为了实现学习的目标，评价主体依据一定的评价标准运用各种评价方法，对研究性实验进行价值判断，并用适当形式描述和解释评价结果的过程。教学评价与研究性实验的教学目标相辅相成，直接影响着研究性实验的实施效果，是研究性实验教学过程中不可或缺的重要一环。研究性实验是一个复杂的系统，其过程受到多种因素的影响，因此，其教学评价也是一个十分复杂的过程，任何单一评价方式都难以全面评价研究性实验教学过程，所以在进行评价时应该坚持多元教学评价、多种评价方式相结合。
　　结果性评价和过程性评价相结合。研究性实验非常注重整个研究过程的体验，这一特点决定了研究性实验的评价是与研究性“行为”和“表现”相联系的过程性评价，初期阶段要评价学生在实验方案的设计、实验仪器的选择、实验步骤的确定等环节中发现问题、提出问题、解决。

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