大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)模式研究

王德豐

摘要：文章論述當(dāng)前應(yīng)用型本科院校學(xué)生學(xué)習(xí)物理的現(xiàn)狀、應(yīng)對(duì)措施，從激發(fā)興趣和激勵(lì)思考等角度提出物理實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)的方法和途徑。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；自主學(xué)習(xí)；理念建設(shè)；現(xiàn)代信息技術(shù)

一、目前大學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀

據(jù)筆者調(diào)查，目前很多高校的物理實(shí)驗(yàn)都沒有對(duì)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力給予足夠的重視，雖然幾乎所有的高校都不同程度的開設(shè)了研究性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的能力，但仍有相當(dāng)部分是流于形式，仍然采用教師講解、學(xué)生照做的方法，在很大程度上束縛了學(xué)生自主探究和創(chuàng)造能力的發(fā)揮。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.教學(xué)過程限制得太死板，只強(qiáng)調(diào)學(xué)生“做”實(shí)驗(yàn)，而不是強(qiáng)調(diào)學(xué)生“學(xué)會(huì)”做實(shí)驗(yàn)。由于教科書對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容、方法、步驟乃至記錄表格都一應(yīng)俱全，所以學(xué)生做實(shí)驗(yàn)大都是機(jī)械式的，根本用不著獨(dú)立思考，更談不上自主學(xué)習(xí)與自主探究。2.教學(xué)方法和教學(xué)手段相對(duì)滯后，仍大多采用單層次教學(xué)方式，忽略或不重視與計(jì)算機(jī)多媒體和網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的現(xiàn)代化激發(fā)興趣的教學(xué)手段，忽視現(xiàn)代化信息技術(shù)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。3.實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容陳舊。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)多是源于經(jīng)典物理學(xué)的一系列驗(yàn)證性和仿效性實(shí)驗(yàn)，對(duì)于這些物理學(xué)里程碑式的實(shí)驗(yàn)，我們當(dāng)然應(yīng)該繼承和發(fā)揚(yáng)。但隨著科技的飛速發(fā)展，知識(shí)更新的加快，實(shí)驗(yàn)教材中的很多內(nèi)容已無法適應(yīng)時(shí)代的要求。因此必須進(jìn)行內(nèi)容上的改革，多增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)并在其中滲透前沿技術(shù)。

二、應(yīng)對(duì)措施

建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者通過已有的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)新知識(shí)進(jìn)行主動(dòng)建構(gòu)，而不是被動(dòng)對(duì)知識(shí)的記載和吸收。學(xué)習(xí)具有自主性、情境性和社會(huì)性；學(xué)習(xí)者不再是外界刺激的接受者而是知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者。教師不再是知識(shí)的灌輸者而是意義建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者，教學(xué)媒體不僅是教師的教學(xué)手段，而且是學(xué)習(xí)者的認(rèn)知工具。

傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是單一的、被動(dòng)的教學(xué)模式，忽略了學(xué)生的主動(dòng)性、獨(dú)立性。自主性學(xué)習(xí)是在教師的指導(dǎo)下，以學(xué)生自己的體驗(yàn)，參與和探究為主的學(xué)習(xí)方法。教與學(xué)的關(guān)系體現(xiàn)在學(xué)生主動(dòng)參與，師生雙向互動(dòng)。學(xué)生通過自己的經(jīng)驗(yàn)主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)與技能，圍繞學(xué)習(xí)的要求安排學(xué)習(xí)環(huán)境，完全成為學(xué)習(xí)的主人，使課堂教學(xué)不再受限于教科書，學(xué)習(xí)的空間與時(shí)間得到拓展。學(xué)生在主動(dòng)求學(xué)的過程中，不僅對(duì)所學(xué)知識(shí)有更全面、更深入的理解，而且培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)的意識(shí)，學(xué)會(huì)了怎樣研究問題。

三、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建

我們?cè)诖髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中從幾個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力：

1.完善自主學(xué)習(xí)的環(huán)境

① 硬件設(shè)施

信息高速的當(dāng)今，實(shí)驗(yàn)室同樣也離不開網(wǎng)絡(luò)通信。要求學(xué)生自主去學(xué)習(xí)，學(xué)生在探究過程中自然需要各種媒介的支持。這就要求實(shí)驗(yàn)室要具備暢通的網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)，必要時(shí)可以搭建供物理實(shí)驗(yàn)用的專用通道，給學(xué)生以最大的信息支持。

② 理念建設(shè)

有調(diào)查數(shù)據(jù)表明，超過80﹪的學(xué)生愿意自主進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的完成，但客觀的講，其中有相當(dāng)部分的學(xué)生不知道或不很清楚如何去自主實(shí)驗(yàn)，這就要求我們組織教師學(xué)習(xí)當(dāng)代實(shí)驗(yàn)教育理論，明確自主學(xué)習(xí)策略的基本特征，做到無論在理論課上還是在實(shí)驗(yàn)課上，都能適時(shí)的滲透自主學(xué)習(xí)的方法、途徑，真正形成教師指導(dǎo)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)的理念，潛移默化的給學(xué)生灌輸自主學(xué)習(xí)的思想及重要性，

2.適時(shí)更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

事實(shí)上，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新與實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新是同步的。科技飛速發(fā)展的今天，實(shí)驗(yàn)的形式和采取的方法也日新月異，且不斷進(jìn)步、改良。過去有些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或方法已經(jīng)無法滿足我們的探索需求，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的適時(shí)更新，不僅可以從中獲取較前沿的信息，還可以激發(fā)學(xué)生的興趣，激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

3.重視現(xiàn)代信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

現(xiàn)代信息技術(shù)的這些發(fā)展和應(yīng)用，給我們物瑰實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了新的活力，現(xiàn)代化的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心應(yīng)該嘗試將計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代信息技術(shù)教育手段引人物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一方面，這種技術(shù)會(huì)很有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面，這一新型的教育手段還將在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮巨大作用，推進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和教學(xué)方法、教育技術(shù)的現(xiàn)代化。

1）用計(jì)算機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

計(jì)算機(jī)具有運(yùn)算速度快的特點(diǎn)，因此在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)方面得到了很快的發(fā)展。如用計(jì)算機(jī)進(jìn)行求平均數(shù)，最小二乘法、用逐差法處理數(shù)據(jù)、解方程等運(yùn)算。并且可多次重復(fù)運(yùn)算，具有自動(dòng)更新、存儲(chǔ)、打印等功能，另外計(jì)算機(jī)也具有很強(qiáng)的圖形圖像處理能力，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析能力等，應(yīng)用計(jì)算機(jī)特別適合于數(shù)據(jù)量大、重復(fù)性強(qiáng)、運(yùn)算量大的數(shù)據(jù)計(jì)算。

2）計(jì)算機(jī)模擬物理實(shí)驗(yàn)

在物理教學(xué)中，有相當(dāng)一部分內(nèi)容比較抽象或者是微觀、動(dòng)態(tài)的過程，沒有與之相配套的直觀教具，無法直接演示，使得抽象思維較弱的學(xué)生難以認(rèn)識(shí)這復(fù)雜的世界，造成了物理難教難學(xué)的被動(dòng)局面。用微機(jī)作為輔助教學(xué)工具，則可充分發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)，在傳統(tǒng)演示教具中無法涉及的地方大顯身手，彌補(bǔ)學(xué)生直觀感覺的不足，減少其抽象思維的難度。

3.用計(jì)算機(jī)采集處理數(shù)據(jù)

把現(xiàn)代科技中微機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)引用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，利用微機(jī)做實(shí)驗(yàn)終端，通過接口電路、各類傳感器和常規(guī)儀器共同完成各類物理量的測(cè)量，可以提高測(cè)量的精度和實(shí)驗(yàn)效果，完成一些常規(guī)儀器難以完成的實(shí)驗(yàn)，把傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器發(fā)展為功能齊全的現(xiàn)代化，智能化的教學(xué)儀器。

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