启发式、互动式大学物理实验教学模式的探索与应用

戎茂华　许积文　袁昌来　丘伟

【摘 要】在新工科背景下，为培养应用型、创新型工程技术人才，大学物理实验作为一门本科生必修课，必须与时俱进改革教学方法适应新形势要求，本文以教师间团队协作，学生间讨论交流、师生间充分互动为主线，探讨了启发式、互动式教学方法的重要性和适用性。

【关键词】启发式；互动式；教学方法

中图分类号：G642 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）35-0095-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.040

Exploration and Application of Heuristic and Interactive University Physics Experiment Teaching Mode

RONG Mao-hua XU Ji-wen YUAN Chang-lai QIU Wei

（School of Materials Science and Engineering， Guilin University of Electronic Technology， Guangxi Guilin 541004， China）

【Abstract】In the context of new engineering， in order to cultivate applied and innovative engineering and technical talents， university physics experiment as a compulsory course for undergraduates must reform the teaching method with the times to adapt to the new situation. This paper explores the importance and applicability of heuristic and interactive teaching methods based on teamwork among teachers， discussion among students， and full interaction between teachers and students.

【Key words】Heuristic； Interactive； Teaching method

启发式、互动式教学模式是以教师为引导，学生围绕问题进行独立思考，在回答问题、集体讨论中相互启发、学习，互动的一种教学模式。这种模式能有效调动学生的学习积极性和主动性，有利于培养学生的知识的掌握、提高课堂效率，有利于学生应用能力、综合素质的培养。

大学物理实验课程是目前高等学校开设的一门公共必修课程，通过课程学习，培养学生的科学素养、动手实践和创新能力。如何开展大学物理实验教学，发挥实验教学在创新人才培养方面的积极作用和优势尤为重要，目前我国大部分高等院校现行的大学物理实验教学模式一般为如下步骤：首先由教师检查学生书写的实验预习，然后教师讲解实验目的、原理、仪器、注意事项，最后学生再按照教师和教材上讲授的步骤进行实验，测量数据，验证结果，写实验报告。这种传统的教学模式以教师为中心，忽视了学生的主观能动性，学生只是被动的重复实验步骤，不利于学生创新能力的培养。因此在大学物理实验教学过程中应用启发式、互动式教学模式，对巩固基本物理知识，提高学生学习的积极性培养创新能力，具有十分重要的意义。本文通过多年的实验教学经验积累，在教学过程中应用了启发式、互动式教学模式，取得了良好的教学效果。

1 发挥教师团队协作精神

高校实验教师队伍的建设是一个长期的持续的过程，大学物理实验课程是与理论课程相辅相成的，大学物理理论课程是基础理论知识的储备，而所有的理论都需要经过实践的检验，并在检验的过程中有可能进一步发现新的实验现象推动理论的发展。因此，应该树立团队互动的观念，创造条件，营造氛围，尊重实验教师，鼓励理论教师与实验教师互动交流，提高教学水平。现代科学技术的发展趋于综合化， 科学与技术的深入结合，技术本身的日益综合，使得实验手段更加先进和精确，这对高等学校的人才培养产生了重大的影响， 同时也对实验教师的知识结构、实验技能、综合素质提出了更高的要求。这就要求实验教师应不断地学习新知识，掌握新技术，拓宽自己的知识面。实验教师队伍要全面持续发展，要求实验教师队伍的职称要构成合理的“正三角形”结构，其中有学科带头人，有教学经验丰富的中青年教学骨干，有年轻教师有储备和培养[1]。更要加强老教师和青年教师间的结对互动交流，取长补短，发扬团结互助、集体协作的精神，针对一个实验项目集体备课、相互讨论、互相听课，在互动的过程中，青年教师学到优秀的讲课方法而老教师学到先进的现代教学手段。比如，本文作者与新进青年博士教师形成新老教师结对，在电表改装与校准这一实验项目的集体备课、相互听课过程中，本人学到了年轻教师先进的课件制作方法，而青年教师学习到了课堂组织以及教学的一些基本的教学技能。

2 学生小组的讨论式互动

课堂实验教学过程中，将每次做实验的学生分成多个学生小组[2]，每个小组选派一个小组长。学生小组的建立强调以“学生”和“能力”为中心，“教”与“学”在开放、宽松、自由、平等的环境中交流互动，鼓励大家畅所欲言，提出不同观点，提高教学效果。对于同一实验项目，教师首先布置一个讨论议题，学生小组进行充分的研究与讨论，最后由各小组长发言得出讨论结果。教师作为点评者参与学生小组的讨论。比如在电表改装与校准实验项目中，由各小组讨论一下，伏安法、替代法、半偏法等測试改装表内阻的方法到底哪种方法更加合适？在课堂教学的过程中发现学生会主动学习这几种测试方法的不同特点，积极讨论，课堂气氛非常活跃。因为在这种教学模式下，学生能感到自己是一个发现者、研究者、探索者，这重互动式教学模式创造了一个平等、民主、和谐的学习环境。对学生来说，好奇心、探究兴趣、求知欲、对新事物的敏感和对真知、个性的执著追求，是创新的动力，是培养创新能力的基础。因此，这种教学模式更能有助于创新能力的激发与培养。

3 教师与学生之间的启发式互动

教学过程中教师的教是一方面，导是另一方面，教和导的相互配合，才能将学生在教学过程中的主体作用和教师在教学过程中的主导作用积极地发挥出来，教师的教与导应用得当，学生的学与做才更有效地配合，重视教师与学生之间的积极有效互动，达到良好的课堂效果[3-4]。

在基础性、验证性实验项目的教学过程中，实验内容较为基础、容易掌握，应用启发式、互动式教学方法，可以提高学生主动预习的积极性和独立完成实验的自信心。提前通知学生对所做实验项目进行充分预习，学生进入实验室后教师对预习情况进行提问抽查，比如在电表改装与校准实验项目中，可以对学生提出如下主要问题，电表厂出厂的电表的主要部件是什么？为什么要改装？改装表怎样校准？根据抽查结果教师做出针对性的讲解并向学生说明本实验的注意事项后学生可以直接开始实验，最后由教师根据学生实验的情况，找出问题，进行讨论、评析总结。

在综合性设计性实验项目的教学过程中，实验任务相对加重、实验难度相对加强，应用启发式、互动式教学方法，可以培养学生分析问题解决问题的能力和创新能力的培养。教师首先提出设计任务，以学生为主体，让学生积极思考、主动探索，提出设计方案。教师与学生共同讨论、分析、总结，得到更加合理的设计方案和调试方法。比如在设计组装欧姆表实验项目中，教师首先提出设计任务是设计一个并式多量程欧姆表。让同学们讨论中值电阻的选择范围，根据欧姆挡挡位的设定方法，同学们积极讨论，课堂气氛非常活跃。最后教师结合实际的欧姆表进行总结，中值电阻的选择不仅要符合挡位的设定原理还要满足实际电源电压使用范围。通过这种启发式、互动式教学模式，学生能够更加深入地理解实验的设计理念和调试过程，积极顺利完成实验。

在选做实验阶段，采用讨论式、互动式教学方法进一步培养了学生主动参与和独立思考的能力，而且增强了学生的进取意识，培养了学生对科学研究的兴趣。比如在设计组装欧姆表这个实验中教师提出的选做项目是设计一个串式多量程欧姆表并与并式欧姆表进行比较误差的大小。经过小组同学之间、师生之间的讨论，提出合理的设计方案，有效完成实验。得出并式欧姆表虽然设计稍微复杂但误差相对小很多。

课堂教学实践证明，启发式、互动式实验教学模式不仅可以有效巩固基础知识、提高学生独立完成基础实验的自信心，而且能够有效培养学生的综合实验能力，增强学生自学和探索新知识的欲望，激发创新思维和创新能力，值得推广。

【参考文献】

[1]安利民.师生间全面互动的大学物理实验教学模式[J]. 课程教育研究，2018，28：177.

[2]安利民.分层次、开放性、团队化的实验教学模式构建[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2014，7：3-4.

[3]聂妍，王艳丽，王志林.探究式大学物理实验教学模式的研究与实践[J].湖南邮電职业技术学院学报，2016，15：133-135.

[4]范婷，刘云虎，汤国富，曹旭乐，张建军.探究型教学模式下大学物理实验的改革与实践[J].大学物理实，2016，29： 149-152.