俞勝清，黃曉俊，周向玲

（喀什大學　物理與電氣工程學院，新疆　喀什　844008）

物理專業(yè)基礎物理實驗中引入“課題研究”型教學模式的探索與實踐

俞勝清，黃曉俊，周向玲

（喀什大學物理與電氣工程學院，新疆喀什844008）

結合物理專業(yè)基礎物理實驗教學實際，提出了在實驗教學中引入了“課題研究”型教學模式及實施方法，并對實驗教學效果進行了總結.

基礎物理實驗；課題研究；教學模式

1　引言

物理學是一門以觀察和實驗為基礎的科學.物理實驗不僅是建立物理概念和規(guī)律，理解和掌握物理知識不可缺少的環(huán)節(jié)，而且是探索物理學的研究方法，培養(yǎng)學生實驗技能和實事求是科學態(tài)度的重要手段.大學基礎物理實驗作為物理專業(yè)的基礎實驗課程，作為實踐教學環(huán)節(jié)的一個重要組成部分，對提高學生獨立提出問題、分析問題、解決問題的科學素質(zhì)、培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和動手能力等方面有著重要的作用［1］（梁堅）.然而，我校物理專業(yè)基礎物理實驗教學模式仍然采用的是傳統(tǒng)單純的驗證性實驗教學模式，已不利于對學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造精神的培養(yǎng)，不利于激發(fā)學生的實驗興趣，不利于提高實驗教學質(zhì)量和教學效果.為此，我們結合本校物理專業(yè)基礎物理實驗教學的實際情況，對物理專業(yè)基礎物理實驗中引入“課題研究”型教學模式進行了一些探索.

2　物理專業(yè)基礎物理實驗中引入“課題研究”型教學模式的必要性

（1）目前，國內(nèi)許多高校［2-5］在物理實驗教學方面都進行了較大力度的改革，在實驗教學中引入了“課題研究”型教學模式，并進行了大量探索與實踐，取得了很多有益經(jīng)驗.

（2）我校一貫重視本科教學工作，為徹落實教育部、財政部《關于“十二五”期間實施“高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程”的意見》（教高［2011］6號）、《關于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》（教高［2012］4號）和《關于實施高等學校創(chuàng)新能力提升計劃的意見》（教技［2012］6號）精神，為提升我校人才培養(yǎng)水平和本科教學質(zhì)量，在物理專業(yè)基礎物理實驗中引入“課題研究”型教學模式，對加強學生實踐教學環(huán)節(jié)的技能訓練，提高學生的知識應用能力和科技創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W思維和創(chuàng)新精神，都有著重要的意義.

（3）2014年1月我們對本院（物理與電氣工程學院）物理專業(yè)大一至大四年級約398名民漢學生進行了問卷調(diào)查，結果顯示，有近70%學生認為物理實驗很重要，但卻只有不到40%的學生對物理實驗感興趣.原因是實驗內(nèi)容陳舊，還以驗證性實驗為主，學生只是按照實驗教材機械式地完成規(guī)定的實驗內(nèi)容［4-6］（梁堅），實驗內(nèi)容缺乏擴展性和創(chuàng)新性；其次，實驗教師仍沿襲傳統(tǒng)物理實驗教學模式授課，教學模式缺乏啟發(fā)性、新穎性.以上兩方面綜合起來嚴重束縛了學生在求知方面的主觀能動性、積極性，導致學生對物理實驗越來越不感興趣，以至于應付實驗.

3　物理專業(yè)基礎物理實驗中引入“課題研究”型教學模式及方法

3.1“課題研究”型教學模式

為促進我校物理專業(yè)基礎物理實驗課教學質(zhì)量和教學效果的提高，提高學生實踐能力和創(chuàng)新能力，近兩年來，我們結合我院實際情祝，并借鑒其他兄弟院校的經(jīng)驗和做法，通過不斷探索與實踐，總結出了我院物理專業(yè)基礎物理實驗“課題研究”型教學模式.課題研究性物理實驗教學模式及過程流程圖如圖1所示.

圖1　實驗教學模式及過程流程圖

“課題研究”型教學模式突出在基礎物理實驗教學中，以學生為主體，教師僅充當指導、引導和輔助角色.學生通過閱讀教師提供的文獻、資料；選擇確定實驗研究課題；設計實驗方案；完成實驗并撰寫論文；論文交流答辯等一系列科學研究方法的訓練，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新精神.

3.2實施方法

在物理專業(yè)基礎物理實驗中引入“課題研究”型教學模式中，我們所選取的研究對象是物理專業(yè)大學二年級學生，所選取的實驗課程是光學實驗，原因是大學二年級學生已在上一學年通過做力學實驗、熱學實驗，初步掌握了物理實驗的基本測量方法和數(shù)據(jù)處理的基礎知識，養(yǎng)成了按操作規(guī)范進行物理實驗的良好習慣；再通過做電磁學實驗，使學生在儀器設備的使用、基本實驗技能和基本知識等方面又得到了進一步訓練，學生的實驗技能、實驗素質(zhì)、分析問題解決問題的能力也得到明顯提高.這樣學生在做光學實驗時，就為引入“課題研究”型教學模式打下了良好基礎.

“課題研究”型教學模式實施分為四個主要階段：即教師擬定實驗研究課題階段；學生選擇實驗研究課題階段；教師指導學生實驗研究階段；實驗研究成果及考核階段.

（1）教師擬定實驗研究課題階段.教師首先將光學實驗講義中規(guī)定必做的十二個驗證性實驗項目，根據(jù)所使用的測量儀器光或?qū)W器件劃分為八類別：即分光計類實驗、牛頓環(huán)類實驗、雙棱鏡類實驗、光柵類實驗、單色儀類實驗、光電效應類實驗、邁克爾遜干涉儀類實驗、硅光電池類實驗等.然后，教師再根據(jù)八個類別實驗查閱相關文獻、資料，并進行仔細分析和提煉，最終擬定實驗研究課題.例如，對于分光計類實驗，我們把“利用分光計測定鈉原子里德堡常數(shù)”作為實驗研究課題；再例如，對于光電效應類實驗，我們把“光電管暗盒及通光孔徑與光源之間的距離對準確測定普朗克常數(shù)的影響”作為實驗研究課題等等.

（2）學生選擇確定實驗研究課題階段.學生首先通讀光學實驗講義中規(guī)定必做的十二個驗證性實驗項目，了解教師擬定的課題研究項目，并閱讀教師提供的文獻、資料.之后，教師把學生召集在一起，學生根據(jù)自己個人感興趣的課題研究項目結合成興趣小組，每小組2至3人，小組間學生對教師擬定的課題研究項目進行相互交流討論，最終選擇確定各小組實驗研究課題項目，并報教師備案.

（3）實驗研究過程指導階段.各小組根據(jù)所選擇的實驗研究課題項目，設計出實驗方案，并交由教師審定.之后，學生根據(jù)實驗室儀器設備條件，自己組裝實驗測量裝置，觀察并測量實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結果，最后完成實驗研究課題論文的撰寫.在實驗研究過程指導階段，教師給予學生必要的指導、引導和幫助.

（4）實驗研究成績考核階段.每個小組須提交課題研究論文，并組織教授光學實驗的相關教師組成答辯委員會，對每個小組提交論文進行評閱.同時，要求每小組學生制作PPT，對課題研究成果進行匯報和答辯，對學生實驗研究成績進行綜合評定.具體驗考核主要由過程考核、課題研究論文和答辯等成績組成.其中過程考核主要考查學生學習能力、合作交流能力、實驗和操作能力以及創(chuàng)新思維能力，該項占總成績的30%.課題研究論文主要考查學生實驗方案設計的可行性、合理性，論文結果的正確性、規(guī)范性和創(chuàng)新性，該項占總成績的50%.答辯主要考查學生的語言表達能力、思維能力和應變能力，該項占總成績的20%.

4　實驗教學效果

（1）激發(fā)了學生做實驗的積極性.通過在基礎物理實驗中引入“課題研究”型教學模式，有效地提高了學生做實驗的積極性，使得原來學生被動地做實驗變?yōu)橹鲃硬殚喆罅抠Y料，學習新知識和新方法，主動地思考和分析去解決實驗課題中的問題，從而激發(fā)了他們強烈的求知欲望，使學生真正感受到了做實驗帶來的樂趣.

（2）提高了學生的綜合素質(zhì).學生通過“課題研究”型實驗教學的訓練，除進一步強化實驗技能外，使學生從中學習和獲得一整套科學研究的方法，有效地提高了學生獨立分析問題、解決問題的能力，激發(fā)了學生創(chuàng)新思維，增進了學生間合作交流的能力，也為學生將來進一步從事科研工作和學習奠定了良好基礎.

（3）促進了教師科研水平的提高.在引入“課題研究”型實驗教學模式的同時，本身也對教師科研水平提出了更高要求，因為要給學生“一杯水”，教師必須要有“一桶水”，這就迫使教師要不斷地閱讀大量參考文獻，并進行分析和提煉，凝練出具有創(chuàng)新性的實驗研究課題供學生選擇.教師在指導學生完成課題研究的過程，其實也是教師自我提升科研水平的過程.

（4）提高了實驗教學資源及儀器的利用率.通過引入“課題研究”型實驗教學模式，一方面使得大量學生要到實驗室做實驗，這在客觀自然就加大了實驗室的開放力度.同時，為了保證課題研究實驗工作的順利開展，也使得我院組建的自治區(qū)級基礎物理實驗教學示范中心資源配置得到了優(yōu)化.另一方面在進行課題研究實驗過程中，往往要利用同一儀器設計多種實驗，或利用同儀器及方法完成相似目的的實驗研究，這大大提高了實驗儀器的利用率.

5　結束語

經(jīng)過近兩年多來的探索與實踐，我們認為在物理專業(yè)基礎物理實驗中引入“課題研究”型教學模式具有一定的可行性，雖然實踐過程中會受到實驗教學條件、設施和儀器的限制，會遇到一些困難，但畢竟該實驗教學模式徹底改變了我院傳統(tǒng)基礎物理實驗以教師為中心的教學模式，使學生真正成為了實驗教學中的主體，學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力得到了顯著提升.

〔1〕梁堅，方誠.大學物理實驗教學的“課題研究”型模式探索［J］.東華理工大學學報，2012，31（2）:181-183.

〔2〕歐慧靈，孔祥翔，關健慧.學生自主研學和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［J］.大學物理實驗，2009，22（3）:98-100.

〔3〕解光勇，施衛(wèi).課題研究性物理實驗教學研究與實踐［J］.第五屆全國高等學校物理實玲教學研討會論文集（上），109-112.

〔4〕朱湘萍，熊文元，包本剛.用科研項目推進大學物理實驗教學改革的研究與探索［J］.大學物理實驗，2011，24（3）:110-112.

〔5〕毋志民，江金，曾毅.創(chuàng)新研究型物理實驗教學改革初探［J］.大學物理實驗，2011，24（3）:95-98.

G642

A

1673-260X（2016）07-0270-02

2016-04-09

喀什大學校內(nèi)教學研究改革課題（KJGY1324，KJFY1512）