探究式教学在大学物理教学中的应用研究

卞宝安　吴亚敏　王义翔　祁冬祥

[摘 要]实施探究式教学方法的条件是转变传统的教学观念，深化教学方法。大学物理是高校理工科专业开设的一门公共基础课，它是学生学习专业课程的基础，是培养学生探索精神和创新意识的重要课程。探究式教学不仅向学生传授了知识，而且帮助学生提高在学习过程中独立发现问题、解决问题的能力，激发学生的探索积极性，拓展学生的自主学习能力和创新能力。探究式教学方法的应用，有利于教师教学水平的提高，促进了理论教学与实践应用的结合。大学物理实施探究式教学需要教师在教学过程中不断探索和实践，掌握好探究式教学方法的运用尺度，最大限度地提高教学效果。

[关键词]大学物理 教学方法 探究式教学

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）05-0102-02

大学物理是高校理工科专业开设的一门公共基础课，它是学生学习专业课程的基础，是培养学生探索精神和创新意识的重要课程。但由于学时不断压缩、教学模式和教学方式单一等问题，使得大学物理的重要作用没有得到充分的发挥。

教师按照传统的灌输式教学模式来进行教学，学生也按照这个模式惯性地接受知识。突出学科的系统性和逻辑性的传统教学模式充分发挥了教师的主导作用，但却忽视了学生的主体地位，限制了学生创新思维和创新能力的培养。因此，加强大学物理教学，需要鼓励教师进行大学物理教学内容、教学方法、教学手段的改革，发挥该课程的优势，培养学生良好的综合素质。近年来，以学生自主、探究式学习为核心的教学模式成为教学改革的一个研究热点。[1] [2]

探究式教学是指教师在教学过程中给学生设置适当的问题，引导和启发学生积极动手、动脑，通过自主探究获得知识，从而达到教学目的的一种教学方法。[3] [4]探究式教学要求在教师的指导下，学生通过自主探究学习进行知识构建，初步掌握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。它注重师生交流合作，所以探究式教学法也是突破传统教学方式的教改之一。[5] [6]

从事大学物理教学的教师基本都具有丰富的教学经验和一定的科研经历，具备了实施探究式教学的能力；物理学具有较强的实验性和探究性，目前多媒体技术的发展，为在大学物理教学中开展探究式教学提供技术支持；高校拥有丰富的图书资料资源，还有与大学物理相关的开放性实验室以及定期举办的各种学术报告会等，为学生的探究式学习提供了良好的条件。下面分析探究式教学的特点和条件，并提出大学物理探究式教学的构建方法。

一、探究式教学方法的特点

探究式教学的主要优点是锻炼学生的学习自主性，增强他们的创新能力，激发他们的学习兴趣。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，培养他们的动手实践能力。[4]这一教学方法是将科学的研究方法融入大学物理教学，强调教学的实践性、自主性、开放性、过程性。让学生通过实验研究、论文写作等过程来获取知识并掌握基本的科学研究方法，培养学生基本的科研能力和科研素养。学生通过自主探究的方式学习物理知识，在经受科学思想和精神的熏陶中体验科学探究式学习的乐趣。

二、实施探究式教学方法的条件

（一）转变传统的教学观念

教师只有转变传统的教学观念，从以教为主向以学为主转变，善于激发、引导学生思考问题、分析问题，调动学生内在的学习积极性；从以课内为主向课内课外结合转变，多将理论知识与实践技术相结合，培养学生的动手能力和创新能力，这样才可以实现探究式教学目标。物理学中有些知识是比较抽象的，如果将抽象转化为形象，学生就能够较好地掌握。这就需要教师充分认识实施探究式教学的重要性，钻研教材，敢于创新，充分发挥想象力和能动性，激发学生的学习兴趣，引导学生积极、主动思考，在实践中解决问题并获得物理知识。

（二）深化教学方法

在实施探究式教学初期，要考虑学生的适应性，适当地开展相对简单的探究活动，如“牛顿定律”。在循序渐进的探究活动中，学生对科学探究的方法有了一定的了解，在获得物理知识的同时掌握了初步的科学研究方法。那么教师就可以在此基础上逐步加深探究难度，使学生对科学探究形成深刻的认识。在这一过程中，教师应结合实际问题进行讲解，使学生学会运用物理原理规律分析、解决实际问题。例如，让学生根据所学的动量定理，对鸡蛋下落与水泥地和海绵的碰撞受到的冲力进行估算，加深学生对动量、冲量、动量定理的理解。

探究式教学将枯燥的理论教学与应用相结合，使学生认识到物理知识与实际生活的紧密联系，体会到用所学知识解释生活现象、解决实际问题带来的成就感，从而增强学习物理的兴趣。

三、探究式教学方法的构建

（一）利用信息技术、设置情境问题

探究式教学从设置问题开始，围绕情境问题展开教学。在教学过程中教师要充分挖掘教材中的重点内容和难点内容，提出难度适度、逻辑合理、启发性强的问题，激发起学生的探索兴趣。同时要考虑在情境中有效引导学生发现问题，并自主地解决问题。针对学生感性认识不足，但探究欲强烈的心理，教师可运用信息技术的建模、仿真、演示等来建立模拟物理学家探究物理问题的教学环境，展示物理学家思维活动过程，以此让学生体会到科研探索精神的可贵。如在介绍热学中的循环过程时，利用计算机演示实验，展示热机和制冷机的工作原理，激发学生的探究兴趣，然后自然而然地提出问题：什么是循环过程？其效率如何？是否可以全部利用其热量？接着让学生针对这些问题进行思考和讨论，进入研究模式。这一方法逐步培养了学生自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为深入探究教学打下了良好基础。

（二）深入探究、鼓励猜想与实验验证

猜想是寻找对问题的解释，是培养学生创新能力的有效途径。虽然学生的猜想不一定是正确的，但教师要鼓励学生根据所学的知识大胆猜想与假设，如根据上面的例子，让学生回忆学过的吸热、放热和做功知识，提出自己的结论。在这一过程中教师可以了解学生对所学过知识的掌握情况，把握学生的学习动态。

学生提出的假设只有经过验证才能知道是否正确，因此，设计实验来验证猜想是整个学习过程中的一个重要环节。教师可以将学生分成几个小组，围绕学习内容查阅相关资料，根据实验室条件设计实验方案，并制订出实验计划。教师指导学生进行实验，得到热机和制冷机的不同工作原理和效率计算方法。

（三）归纳总结、拓展应用

实验验证之后，教师要帮助学生对获得的结论进行分析，最后得出正确、可靠及表述科学的结论。教师还要和学生一起探讨实验验证过程中出现的问题，总结经验。学生在总结过程中，通过回顾探究过程拓展思维能力，培养了他们的归纳总结能力。学习的最终目的是要开拓创新，将知识应用到实践中。因此教师最后可以展示所学知识在实际生产中的应用实例，如液体燃料火箭、汽油机、空调等，加强学生对所学知识的掌握程度，实现对所学知识的实践应用，培养学生具备一定创新能力的科学素养。

四、实施探究式教学的困难

探究式教学是一种新的教学方法，能锻炼学生的创新思维和能力，培养学生自主学习的能力，但实施起来存在着一定的困难。实施探究式教学要求学生在上课前投入大量的时间预习将要学习的内容，查阅相关文献资料，课后还需要进一步地消化所学知识，巩固不同科学方法探究学习带来的收获。国外高校教师在上完一节新课后，会安排一定时间的讨论课，而我们的新课和讨论课都包含在了规定的授课学时里。由于课时所限，以及学生对大学物理的重视程度不够，无法有充分的时间保证探究式教学的全方位进行。

同时，大学物理涉及物理学很多领域，跨度大，不同专业的本科生掌握的高中阶段的物理知识是有差别的，有的学生连基础知识都没有掌握，这就给探究式教学的实施带来一定的限制。

五、结束语

探究式教学不仅向学生传授了知识，而且帮助学生提高在学习过程中独立发现问题、解决问题的能力，激发了学生的探索积极性，拓展了学生自主学习能力和创新能力。同时，探究式教学方法的应用，有利于教师教学水平的提高，促进了理论教学与实践应用的结合。大学物理实施探究式教学需要教师在教学过程中不断探索和实践，掌握好探究式教学方法的运用尺度，最大限度地提高教学效果。

[ 注 释 ]

[1] 蒋治国.建立自主探究式大学物理教学模式浅谈[J].课程教育研究，2013（5）：169.

[2] 周战荣，王红霞，沈晓芳.大学物理探究式教学的探索和实践[J].西安邮电学院学报，2011（16）：145.

[3] 靳玉乐.探究学习[M].成都：四川教育出版社，2005：38.

[4] 衡耀付.大学物理教学开展探究式教学的探讨[J].教育探索，2008（3）：51.

[5] 卢德馨.大学物理研究性教学[J].物理与工程，2004（14）：1.

[6] 吕健，衡耀付.大学物理教育中开展研究性学习的探讨[J].华北水利水电学院学报，2005（5）：36.

[责任编辑：覃侣冰]