◆張薇薇
隨著社會科技迅猛發(fā)展,國家對人才培養(yǎng)的要求不斷提高,培養(yǎng)高素質(zhì)和高能力的創(chuàng)新型人才已成為當今人才培養(yǎng)的重中之重。高校作為人才聚集和人才培養(yǎng)的重要場所,在人才創(chuàng)新思維的養(yǎng)成和科技能力的提升方面扮演重要角色。實驗教學作為基礎(chǔ)教育中不可或缺的一部分,對人才創(chuàng)新能力的養(yǎng)成具有重要作用。
大學物理實驗課程是理工類高校學生的基礎(chǔ)必修課,是學生繼高中后系統(tǒng)接受科學實驗思維和方法的開端。這門課程涵蓋的知識面廣,具有較強的綜合性和實踐性。學生通過大學物理實驗課的系統(tǒng)培訓(xùn),能夠形成良好的科學實驗習慣,掌握一定的實驗方法、技術(shù)及較強的工作適應(yīng)能力,為今后繼續(xù)深造打下必要的基礎(chǔ)[1]。而當前高校對大學物理實驗教學的改革明顯滯后,甚至照搬照抄過時的教學方法,課堂教學在“講解—演示—模仿—糾錯”過程中循環(huán)往復(fù)。這不僅導(dǎo)致學生實驗興趣不高,在枯燥乏味的實驗課堂中變得更加懈怠,敷衍了事,以不掛科為最終學習目標,更限制了學生的個性化發(fā)展,喪失開設(shè)大學物理實驗課程的初衷,不利于學生能力的培養(yǎng)。因此,為順應(yīng)時代發(fā)展,實現(xiàn)人才培養(yǎng)模式的優(yōu)化,大學物理實驗課程必須重新審視專業(yè)設(shè)置、培養(yǎng)方案及人才培養(yǎng)模式,不斷學習前沿科學技術(shù)、創(chuàng)新教學手段、改革教學模式,實現(xiàn)實驗課程優(yōu)勢最大化。
一些高校基礎(chǔ)物理實驗室因為實驗教學經(jīng)費有限,儀器設(shè)備老舊、更新緩慢,相同的實驗題目開設(shè)多個學期,遠遠落后于物理學學科的發(fā)展步伐[2]。多數(shù)高校大學物理實驗專業(yè)課程的教學內(nèi)容側(cè)重于力學、熱學、光學、電磁學和近代物理實驗等已有定理和實驗現(xiàn)象的驗證,實驗儀器操作簡單、枯燥乏味,且學生在初高中對這些實驗項目已經(jīng)有所接觸,毫無新鮮感,難以激發(fā)實驗興趣和探索欲望。
教師是學生的領(lǐng)路人,教師的教學水平會嚴重影響學生的能力發(fā)展。當前多數(shù)高校對大學物理實驗課程的重視程度不高,教師因?qū)W術(shù)資源和科研經(jīng)費緊張等條件的限制,很少外出參加學術(shù)研討會,對于時下先進的教學技術(shù)知之甚少,嚴重阻礙了教學理念的更新和教學方法的改進,難以有效引導(dǎo)學生樹立正確的學習觀。此外,教學實施過程仍采用以教師為主體的傳統(tǒng)教學方法,側(cè)重于知識的灌輸,學生課前進入實驗室預(yù)習、書寫實驗報告,課堂上參照教師示范開展實驗操作,課后完成實驗報告的數(shù)據(jù)分析,完全處于一種被動的學習狀態(tài),對教師的依賴性太強,缺乏創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和主動性,不利于綜合能力和科學素質(zhì)的養(yǎng)成,同時限制了教學質(zhì)量的提高[2]。
大學物理實驗課程考核評價主要依據(jù)學生的出勤和實驗報告兩部分,最后匯總得到最終成績。這種單一的考核方式直接導(dǎo)致實驗課程的選課率低,多數(shù)選課學生敷衍了事,以拿到學分為最終目標,無法反映學生的實際學習情況。學生的科研素養(yǎng)得不到鍛煉,便失去開設(shè)物理實驗課的真實目標。長期以來,由于課堂實驗時間有限,學生沒有充足的時間進行實踐操作,但為了完成考核,多數(shù)學生將主要精力投入最后上交的實驗報告上,抄襲、篡改他人實驗數(shù)據(jù)現(xiàn)象明顯。因此,要改變物理實驗課程現(xiàn)狀,必須更新完善傳統(tǒng)實驗教學內(nèi)容,創(chuàng)新改進實驗教學方法,豐富考核方式,將學生對物理現(xiàn)象的探索欲激發(fā)出來。學生只有真正以興趣為前提選擇物理實驗課程,才能有效提高實踐創(chuàng)新能力和綜合能力,提高大學物理實驗的教學質(zhì)量[3]。
埃里克·馬祖爾(Eric Mazur)教授在Peer Instruction一書中提出在教學過程中引入同伴教學法,即采用啟發(fā)式教學策略,創(chuàng)設(shè)問題情境,鼓勵學生積極思考、互助合作,共同解決問題。不同于傳統(tǒng)課堂上“教師為主體”的教學模式,課堂上學生角色的轉(zhuǎn)變,提高了學生的學習主動性和學習效率,課堂氛圍更加融洽。在傳授知識的同時,引導(dǎo)學生探究、合作,對學生創(chuàng)新思維能力的養(yǎng)成和教師教學質(zhì)量的提高具有促進意義[4]。
埃里克·馬祖爾提出的同伴教學法陸續(xù)在國外的大學及小、初、高不同級別學校中得到廣泛應(yīng)用,具有較強的實用價值和可操作性。在我國,同伴教學法的引入較國外晚了近十年,起初是北京師范大學的張萍教授將同伴教學法應(yīng)用于物理課程的研究,提出多元化評價模式,進一步完善同伴教學法的理論框架,使同伴教學法更為豐富[5]。近幾年,同伴教學法不斷在醫(yī)學、農(nóng)學、工程實踐等學科領(lǐng)域展開探索研究,教學效果顯著,加快了全學科教學改革的步伐。
同伴教學法是一種交互式的教學方法,讓每個學生都有成為教師的機會。實驗課以學生操作為主,但又涉及很多基礎(chǔ)知識,而這些知識并不是所有學生在課前都能掌握的。因此,將同伴教學法分別融入實驗原理環(huán)節(jié)、課上操作環(huán)節(jié)及數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié),學生之間通過查閱資料、自主討論、辯證分析等同伴合作,外加教師引導(dǎo),達到深入學習的目的。學生之間的知識存儲量差距不會太大,不會給同伴造成壓力,這樣的同伴亦師亦友,但又區(qū)別于實驗教師,少了些距離感,多了些信任,更易于同伴教學的開展。
為促進實驗教學改革的深入發(fā)展,將同伴教學法融入大學物理實驗課程改革中,實現(xiàn)學生自主學習、合作學習、師生互動、生生互動的良好學習氛圍,既能激發(fā)學生的學習興趣,又能提高學生分析問題和解決問題的能力,是有效改變傳統(tǒng)課堂教學手段和教學模式的重要方法之一,可以促進大學物理實驗教學更加適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展。
自主學習是一種現(xiàn)代化學習方式,能更好地反映學生的主觀能動性。以學生為課堂教學的主體,通過積極運用咨詢、研究、觀察、實踐等手段,更好地實現(xiàn)知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的三維培養(yǎng)目標。教師根據(jù)實驗要求和需要創(chuàng)設(shè)的實驗教學情境,有計劃地向?qū)W生提出實驗問題,激發(fā)學生的好奇心。課上采用分組同伴教學模式,引導(dǎo)學生思考并進行小組討論,學生根據(jù)已有的學科知識和教師的引導(dǎo)正確分析問題并解決問題。在整個教學過程中,教師只是引導(dǎo)者,通過設(shè)置循序漸進的問題,激發(fā)學生對未知事物的探知欲,同時在討論中發(fā)現(xiàn)自己的薄弱之處,讓學生更加主動地參與學習,及時給自己充電,學生學習的積極性和主動性顯著提高。
合作學習是指學生為了完成共同的學習任務(wù)而有明確分工的互助學習。合作學習鼓勵學生為集體和個人的利益而共同努力,在完成共同任務(wù)的過程中實現(xiàn)自己的理想[6]。在大學物理實驗課堂教學中融入同伴教學法,以保證所有學生都能發(fā)揮自己的能力為前提合理分組,學生以小組為單位共同完成實驗項目。如果實驗過程中組內(nèi)出現(xiàn)意見分歧,組員之間可以通過交流探討統(tǒng)一意見,既加深小組成員的默契度,讓組內(nèi)合作更加融洽,又鍛煉學生的溝通、協(xié)調(diào)能力。此外,課上增加組組互評環(huán)節(jié),激發(fā)學生的競爭意識和危機意識。通過分工合作、共同探討、組組交流等模式解決實驗中遇到的各種問題,逐步培養(yǎng)學生的合作學習能力。
創(chuàng)新能力是在技術(shù)和各種實踐活動領(lǐng)域中不斷提供具有經(jīng)濟價值、社會價值、生態(tài)價值的新思想、新理論、新方法和新發(fā)明的能力。社會快速發(fā)展對人才的要求越來越高,如何培養(yǎng)出新時代創(chuàng)新型高素質(zhì)人才以滿足社會的需求,是現(xiàn)階段教育工作者普遍關(guān)注的問題。增設(shè)創(chuàng)新型實驗項目是提高實驗教學質(zhì)量、培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)的重要手段之一。在大學物理實驗教學改革實踐中,將同伴教學法融入教學環(huán)節(jié),增設(shè)創(chuàng)新實驗項目,引進新型儀器設(shè)備,鼓勵學生利用手機、相機等電子產(chǎn)品改進實驗方法,運用先進的計算、作圖工具進行數(shù)據(jù)處理,不僅能拓寬學生的知識面,還能激發(fā)學生對科研的興趣,培養(yǎng)學生的科研能力和創(chuàng)新思維能力。
同伴教學法在高校大學物理實驗課堂教學改革中的應(yīng)用,實現(xiàn)了傳統(tǒng)實驗教學中師生的角色互換,通過這種同伴互助學習模式,學生能夠及時發(fā)現(xiàn)自身物理知識的短板,查漏補缺,提高自主學習能力,在分析問題、解決問題的過程中培養(yǎng)合作學習能力,鍛煉科研創(chuàng)新能力;教師可以增強責任感,促進教學能力的提升,提高大學物理實驗課的教學質(zhì)量。