大学物理教学开展探究式教学的探讨

摘 要：满堂灌、填鸭式教学是目前大学物理教学最明鲜的特征。培养学生的创新精神和创新能力，必须改变目前大学物理教学的现状，采用探究式的教学模式。大学物理教学探究式教学模式的程序是：创设情境、猜想与假设、制订计划和设计实验、归纳总结和意义建构以及迁移运用等。

关键词：大学物理；探究式教学；可行性；程序

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1002－0845(2008)03－0051－02

一、开展探究式教学的意义

所谓探究式教学是指教师在教学过程中帮助学生自己进行知识构建，引导学生自己去认识和发现问题，激励学生积极动手、动脑，通过自主探究获得知识的一种教学模式。探究式物理教学的重要特点是以发展学生的探究思维为目标，以物理学科的基本结构为内容，以再发现为学习方法，着重强调学生是“发现者”。探究式教学要求在教师的指导和帮助下，学生通过探究学习和自己的实践活动，自己进行知识构建，掌握和应用基本的科学研究方法，它特别强调教学的开放性、自主性、过程性、实践性和教学方式的任务驱动性。

大学物理是大学理、工、农、医等专业学生的一门必修课，它包括力、热、光、电及原子物理学等五大部分。由于内容多、课时少，怎样有效教学，进而培养学生对大学物理课程学习的兴趣，让学生从被动接受知识向主动获取知识转化，并在此基础上形成对已有知识的接纳整理和重组能力，对未知知识的探究和发现能力，已成为每一位物理教育工作者必须深入研究和探讨的问题。

基于基础教育课程改革和新课程理念下的大学物理创新教学的要求，多年来，我校在大学物理教学中积极探索和实践，并实施了探究式教学模式。通过师生共同创设问题情境、猜想与假设、制订计划和设计实验、实验探究和信息收集、分析论证、评估、交流与合作等一系列活动，让学生自己去调查研究、自己去发现和解决问题，把学生视为像科学家一样的探究者和发现者。这不但能激发学生自主学习物理课程的兴趣和热情，激活学生的思维，使学生掌握物理知识和技能，经受科学态度和科学精神的熏陶，体验到成功后的喜悦，而且能培养学生的各种能力，提高学生的科学素养，促进学生的全面发展。

二、目前大学物理教学中存在的主要问题

许多专家评价我国现行教育的基本模式是小学为“听话教育”，中学是“分数教育”，大学是“知识教育”。应该说，这种概括是切中时弊的。目前，尽管有的教师在物理课的课堂教学中也采用了一些现代化的教学手段来配合讲授，但由于课时紧张和教师教学任务繁重(大部分学校是一学年114学时，部分学校是一学期90学时或72学时)，所以大部分教师仍然只重视学习的结果，不重视学习的过程，满堂灌、填鸭式教学仍然是大学物理教学的最明显的特征。这种情况最突出的表现就是教师往往从概念出发，按照“概念—性质与理论—公式—应用”的模式来组织和进行教学，学生同样也按照这个模式接受教师传授的知识，学生学得毫无兴趣。这种演绎法模式突出了学科的系统性和逻辑性，体现了教师的主导作用，但却不利于学生创新精神和创新能力的培养，原因是忽视了学生的主体地位。

大学物理课程是在大学第一年的下学期开设的，对于刚进入大学不久的学生来说，他们的学习目标还不确定，学习物理的目的也不太明确。一些学生还存在着“休整”心理，思想上有一定的惰性；也有部分学生由于中学物理课的基础不好，对大学物理产生畏惧心理。学生面对学时少、难度较大的大学物理课程，表现各异：一些学习比较认真的学生虽然上课能认真听讲，但也只是被动地跟着教师上课时的演绎思路走，套用公式完成平时作业，到时考出比较好的成绩而已；另有一部分学生是上课时的前一段时间能听讲，往后则自行其是(自己看参考书或课本等)，最后只要能应付考试就行；还有一部分学生是感到上课单调枯燥，不听讲，最后是考试难以通过。因此，从大学物理教学的现状、学生的认知规律和思想实际出发，在大学物理课堂教学中，要实现学生创新精神和创新能力的培养，体现21世纪创新教育的理念，最重要的一环是突破旧的“知识教育”的模式。

三、开展探究式教学的可行性

在大学物理教学中开展探究式教学是可行的。一是该课程一般是在大一下学期或大二上学期开设，学生具备了一定的理论基础及一定的实验操作能力和搜集整合信息的能力，特别是目前中学轰轰烈烈开展的探究式、研究式学习活动已使大部分学生具备了自主性学习的能力；二是大学生心理、生理的发展已经达到了比较成熟的阶段，这为他们进行探究式学习提供了条件；三是物理学本身就是一门实验科学，课程本身就具有很强的实验性、探究性，特别是目前计算机技术的发展和网络多媒体技术的应用，可为在大学物理中开展探究式教学提供最有力的支持；四是高校从事大学物理教学的教师一般都具备渊博的知识、丰富的教学经验和前瞻性的思维，具有丰富的课题研究实践经验，具备指导学生进行探究式学习的能力；五是高校的资源和便于开展的相关活动为探究性教学搭建了平台，如开放的实验室、先进的仪器设备、丰富的文献资料以及各种学术交流活动和竞赛活动等，都为探究性学习的开展和深化提供了良好的条件。

四、在大学物理教学中开展探究式教学的程序

结合创新教育和创新型人才培养的目标，在大学物理教学中开展探究式教学也必须依据教学大纲、教学内容、专业特点、教师教学水平和学生的认知规律，有计划、有步骤地实施。如大学物理“薄膜干涉”一节，既是光的干涉一章中的重点，又是难点，即可采用探究式教学模式进行教学。

1．创设情境，提出问题。针对学生感性认识不足，但好奇心和探究欲强烈的心理，教师可运用多媒体展示等厚干涉的实验装置和光路图，并通过计算机模拟演示如下情境：1）等厚干涉的干涉图样；2）劈尖楔角的变化、入射光波长及媒体折射率的变化导致的条纹间距的变化；3）膜厚的变化导致的条纹移动。通过实验图样的变化，激发学生的好奇心和探究欲，学生就会自然而然地提出问题：1）等厚干涉的规律是什么；2）等厚干涉明暗条纹形成的条件是什么；3）条纹间距变化的规律是什么；4）条纹移动的规律是什么。然后给学生两分钟时间，让学生进行思考和讨论，进而进入下一步的探究式教学程序。

2．启发思考，猜想与假设。猜想是对问题的事实寻求可能的解释，是培养学生创造性想象力的有效途径。尽管学生的猜想往往不一定是最终的科学结论，但这种猜想也不是毫无根据的胡思乱想，它要根据已有的经验、知识、一定的实验和观察结果，如前面已经学习过的光的相干性、光程和光程差、扬氏干涉及等倾干涉等。这一环节的教学活动也可借助“头脑风暴法”进行。

3．设计实验，科学探究。教师将全班学生按其特点分为几个探究小组，每小组5～8人，开展组内合作学习。编组完成后，各小组即围绕教学内容开始阅读等厚干涉的教材内容，查阅相关资料，并根据实验室的仪器设备条件设计出探究等厚干涉规律的实验方案，详细写出操作步骤，设计出数据记录表格，然后进行实验探索。教师在此过程中要注意引导和指导。实验完成后，各组总结实验现象，分析实验数据，结合对教材的自学与理解，在教师引导下得出等厚干涉的规律、干涉明暗条纹形成的条件、条纹间距变化及其移动的规律等。

4．归纳总结，意义建构。为巩固和掌握新知识，实现学生对所学知识的意义建构，教师应继续创设情景引导学生探究。可通过多媒体展示等厚干涉的实验装置和光路图，让学生结合教材自主探究出等厚干涉的规律、干涉明暗条纹形成的条件及条纹间距、条纹移动的规律等。

接下来，教师再通过多媒体对比展示等厚干涉、等倾干涉的实验装置和光路图，对比所形成的干涉图样，在引导学生分析、比较各种干涉图样特点的基础上，对两种薄膜干涉的有关概念及干涉规律等进行概括总结，对探究过程中没涉及到的有关知识进行必要的补充，以强化学生对知识的理解与掌握。

5．迁移运用，设计创新。运用和创新是学习的最终目的，为此教师可通过录像展示光的干涉在实际生产、生活中的应用：1）展示迈克耳孙干涉仪，讲解其结构，让学生阐述其工作原理并进行一次微小长度的测量；2）为增加透射光或反射光的能量而制作的增透膜或增反膜的最小膜厚是多少，让学生利用实验室条件进行设计制作；3）展示工厂工人利用光的干涉测量微小长度、微小角度和进行工件表面质量检查等，让学生利用实验室条件进行相应实验设计及操作。通过实例的展示和学生的亲身实践，不但能加强学生对所学知识的掌握，实现对所学知识的迁移运用，而且能激发学生的学习兴趣和探究欲，为学生以后的科技创新奠定基础。

诺贝尔物理学奖获得者杨振宁教授曾说过：“我到芝加哥大学攻读博士学位，学到一种与中国完全不同的学习方法。教师要你注意的不是最高原则，而是一些新的现象，并抓住这些现象进行探究、研究、归纳、思考。”探究式教学的最大特点是让学生成为课堂的主人，在教学过程中充分发挥其主体作用，学生自始至终参与探究过程，教师只是启发者、引导者、组织者，是与学生一起探究的合作者。因此，结合物理学是一门实验科学这一学科特点，在大学物理教学中实施探究式教学是非常适宜的。它不但能激发学生自主性学习物理课程的兴趣和热情，实现学生对所学物理知识的意义建构，而且能有效培养学生的创新能力，锻炼学生的自主思维,让学生学到科学的学习方法。

参考文献：

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〔责任编辑：杨唯真〕