劉竹琴

(延安大學(xué) 物理與電子信息學(xué)院, 陜西 延安 716000)

近代物理實(shí)驗(yàn)是物理專業(yè)的一門重要的實(shí)驗(yàn)課程，是為大學(xué)高年級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程所涉及的物理知識(shí)面較廣，具有較強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性[1-4]。通過(guò)近代物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠較好地豐富他們的物理思想，激發(fā)起他們的物理思維，進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的觀察能力和分析能力的目的。同時(shí)通過(guò)這門實(shí)驗(yàn)課程，可以使學(xué)生全面、客觀地了解實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的地位和作用，并通過(guò)學(xué)習(xí)近代物理中一些常用的實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)代物理測(cè)試技術(shù)，使學(xué)生初步掌握物理實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的操作和使用。通過(guò)這一系列的培養(yǎng)，使學(xué)生能夠形成良好的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和科學(xué)作風(fēng)，并獲得一定的采用實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)研究物理現(xiàn)象和規(guī)律的工作能力。近幾年來(lái),參考其他院校的做法[5-7],在傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,融入了“分組同伴互助”教學(xué)法,這樣既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又能提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,從而提高了教學(xué)效果。

1 采用“分組同伴互助”教學(xué)法

“分組同伴互助”教學(xué)法就是將全班學(xué)生分為幾個(gè)實(shí)驗(yàn)小組,每組選出一名組長(zhǎng),隨時(shí)與教師聯(lián)絡(luò),每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需進(jìn)行三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。

1.1 實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)

第一環(huán)節(jié)是實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)。學(xué)生主要是利用校園網(wǎng)絡(luò)資源,預(yù)習(xí)教師所確定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這樣使學(xué)生能夠?qū)φn上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容先有一個(gè)初步的了解,同時(shí)也能回顧理論知識(shí),將所學(xué)的物理基本知識(shí)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn),通過(guò)初步的預(yù)習(xí),學(xué)生弄清了實(shí)驗(yàn)命題的目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)的物理思想、所用公式、需直接測(cè)量的物理量和記錄數(shù)據(jù)的表格等。學(xué)生初步預(yù)習(xí)之后,教師利用網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)向?qū)W生提出一系列與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的思考題,讓學(xué)生進(jìn)一步了解所預(yù)習(xí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,發(fā)現(xiàn)預(yù)習(xí)中沒(méi)有理解的難點(diǎn)。此外,對(duì)教師而言,也能更準(zhǔn)確地了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況,預(yù)計(jì)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的困難及問(wèn)題所在,能更合理、更科學(xué)、高效地組織教學(xué)。具體來(lái)說(shuō),教師讓學(xué)生預(yù)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,并完成相應(yīng)的預(yù)習(xí)報(bào)告,學(xué)生在課前通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提交課前實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告,教師通過(guò)查看學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告,了解學(xué)生的預(yù)習(xí)程度，并發(fā)現(xiàn)學(xué)生可能遇到的實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)及問(wèn)題。通過(guò)選擇學(xué)生反饋的疑難問(wèn)題,教師及時(shí)修改課堂的教學(xué)內(nèi)容,以便更有效地利用課內(nèi)的教學(xué)時(shí)間,更好地組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1.2 課堂操作實(shí)驗(yàn)

第二環(huán)節(jié)是操作實(shí)驗(yàn)。課堂上,學(xué)生根據(jù)分組進(jìn)行討論、自由辯論、操作實(shí)驗(yàn)等活動(dòng),在這些實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過(guò)程中,教師在一定的程度上擺脫了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教師的角色，而成為了實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的組織者和引導(dǎo)者；學(xué)生的角色也發(fā)生了變化，從被動(dòng)做實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)做實(shí)驗(yàn)。由于教師是按照學(xué)生的具體情況而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的，具有較強(qiáng)的針對(duì)性，所以學(xué)生要想完成好相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，必須積極主動(dòng)地投入到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中。此外，學(xué)生課前做了比較充分的預(yù)習(xí)，并帶著具體問(wèn)題進(jìn)入實(shí)驗(yàn)，所以學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)更加專注，參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的熱情比傳統(tǒng)教學(xué)方式更高、學(xué)習(xí)興趣更濃、實(shí)驗(yàn)效果更好。

在課堂上,有的學(xué)生主動(dòng)站起來(lái)給同組學(xué)生耐心講解、動(dòng)手示范,講者很有勁、聽(tīng)者很專心,有的學(xué)生為了一個(gè)問(wèn)題爭(zhēng)執(zhí)不息,請(qǐng)教師來(lái)裁決,學(xué)生的學(xué)習(xí)完全是主動(dòng)的,教師教學(xué)的內(nèi)容完全是以學(xué)生為出發(fā)點(diǎn)的。對(duì)同一物理量的測(cè)量,學(xué)生提出了不同的實(shí)驗(yàn)方案,學(xué)生邊操作邊記錄原始數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)記錄是實(shí)驗(yàn)中獲得的物理信息的最重要、最珍貴的資料,每個(gè)學(xué)生必須準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)原始記錄紙,實(shí)驗(yàn)前設(shè)計(jì)好記錄表格,嚴(yán)肅認(rèn)真地記錄一切現(xiàn)象和數(shù)據(jù),不能涂改或撕掉,只有通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析才能確定是否需要對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器或?qū)嶒?yàn)操作進(jìn)行改進(jìn)。課堂結(jié)束后,學(xué)生要將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、原始記錄拿給教師檢查,如果測(cè)量數(shù)據(jù)符合要求,教師要簽字; 如果測(cè)量數(shù)據(jù)不符合要求,學(xué)生就需要重新補(bǔ)做,直至符合要求,達(dá)到教學(xué)效果為止。

1.3 課后書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

第三環(huán)節(jié)是書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容通常包括:實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理、表達(dá)結(jié)果、誤差分析、對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論以及提出新的方案等。學(xué)生首先根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)書(shū)寫(xiě)報(bào)告,然后與同組學(xué)生對(duì)比結(jié)果進(jìn)行討論,分析各種測(cè)量方案的優(yōu)缺點(diǎn),最后由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)提交實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告要求按照學(xué)術(shù)論文的格式撰寫(xiě)。為此，在實(shí)驗(yàn)課上，教師向?qū)W生講解必要的科技論文寫(xiě)作方法。教師主要介紹了以下3個(gè)方面的寫(xiě)作知識(shí)：(1)實(shí)驗(yàn)型科技論文的要點(diǎn)：這包括論文要具有新的思想、新的觀點(diǎn)、新的實(shí)驗(yàn)手段、新的發(fā)現(xiàn)、新的結(jié)論等；(2) 實(shí)驗(yàn)型科技論文的結(jié)構(gòu)格式：一篇完整的科技論文應(yīng)具有題目、署名、摘要、關(guān)鍵詞、引言、本論、結(jié)論、參考文獻(xiàn)等；(3)實(shí)驗(yàn)型科技論文的寫(xiě)作步驟,首先是收集資料,資料的來(lái)源有兩個(gè)方面,其一是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量所得的直接資料,其二是通過(guò)查閱文獻(xiàn)所得的間接資料,對(duì)這些資料進(jìn)行整理和分析; 之后是擬定題目,寫(xiě)作成文。

此外,需向?qū)W生講明論文中的圖表、符號(hào)、單位、公式等的規(guī)范表達(dá)方式。通過(guò)講述學(xué)生能夠根據(jù)自己的設(shè)計(jì)內(nèi)容,選定測(cè)量?jī)x器,完成各物理量的測(cè)量,獲取有關(guān)的數(shù)據(jù)資料,查閱相關(guān)的參考文獻(xiàn),完成實(shí)驗(yàn)型論文。教師根據(jù)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告或論文習(xí)作,了解到學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度,以便進(jìn)一步組織教學(xué)[8-10]。

2 “分組同伴互助”教學(xué)法總結(jié)

2.1 提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

隨著大學(xué)實(shí)驗(yàn)人數(shù)的不斷增加,教師與學(xué)生一對(duì)一溝通已經(jīng)很難實(shí)現(xiàn),“分組同伴互助”教學(xué)法能夠幫助解決了這一難題。由于這種教學(xué)方法完全以學(xué)生為主,設(shè)置了一系列互助學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),因而可以更大程度地發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,同組學(xué)生互相積極主動(dòng)地獲得知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,這種教學(xué)方法有助于建立相互幫助、相互信任的學(xué)習(xí)氛圍,在完成一系列實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的過(guò)程中達(dá)成共同的目標(biāo),提高了學(xué)生溝通的能力和參與的熱情,從而提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

2.2 培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作能力

團(tuán)結(jié)協(xié)作應(yīng)該說(shuō)是當(dāng)前大學(xué)生自身素質(zhì)比較薄弱的一個(gè)方面，造成這一情況的原因是多方面的，其中包括家庭、學(xué)校及社會(huì)。但在“分組同伴互助”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的環(huán)境下，學(xué)生能夠通過(guò)互相幫助、集體討論、共同探討和解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，逐步培養(yǎng)起學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神?！胺纸M同伴互助”教學(xué)法的實(shí)質(zhì)是讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)學(xué)會(huì)相互合作。這一教學(xué)的方式是鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)主動(dòng)的參與能夠鍛煉學(xué)生的相互協(xié)作能力，以及相互學(xué)習(xí)的能力。

2.3 提高了教學(xué)效果

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)主要是教師先講，講授的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等。之后，根據(jù)教師的講解以及教師的具體要求，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式通常是以教師為主、學(xué)生為輔。在這種實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生是處在一種比較被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)下，學(xué)習(xí)積極性受到一定的抑制，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

而“分組同伴互助”教學(xué)法為學(xué)生提供了更大的自主學(xué)習(xí)空間,從課前的預(yù)習(xí)、課堂操作、課后書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等每個(gè)環(huán)節(jié)都是自主的。2018年,對(duì)物理學(xué)15級(jí)學(xué)生的近代物理實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行了課堂教學(xué)改革,采用了“分組同伴互助”教學(xué)法,并對(duì)這種教學(xué)法的教學(xué)效果進(jìn)行了研究。從調(diào)查與課堂考勤可以看出,這種教學(xué)方法提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高了教學(xué)質(zhì)量。研究還發(fā)現(xiàn),這種教學(xué)方法可以幫助學(xué)生從同伴身上獲得更多信息、更多實(shí)驗(yàn)技巧、更多創(chuàng)造性思維等。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐表明在近代物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中采用“分組同伴互助”教學(xué)法,改變了傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)課的單向教學(xué)模式,增強(qiáng)了教師的責(zé)任感,增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,促進(jìn)了學(xué)生課內(nèi)外互助學(xué)習(xí),提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作能力,培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,提高了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,從而提高了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。