物理专业基础物理实验中引入“课题研究”型教学模式的探索与实践

俞胜清，黄晓俊，周向玲

（喀什大学　物理与电气工程学院，新疆　喀什　844008）

物理专业基础物理实验中引入“课题研究”型教学模式的探索与实践

俞胜清，黄晓俊，周向玲

（喀什大学物理与电气工程学院，新疆喀什844008）

结合物理专业基础物理实验教学实际，提出了在实验教学中引入了“课题研究”型教学模式及实施方法，并对实验教学效果进行了总结.

基础物理实验；课题研究；教学模式

1　引言

物理学是一门以观察和实验为基础的科学.物理实验不仅是建立物理概念和规律，理解和掌握物理知识不可缺少的环节，而且是探索物理学的研究方法，培养学生实验技能和实事求是科学态度的重要手段.大学基础物理实验作为物理专业的基础实验课程，作为实践教学环节的一个重要组成部分，对提高学生独立提出问题、分析问题、解决问题的科学素质、培养学生创新精神和动手能力等方面有着重要的作用［1］（梁坚）.然而，我校物理专业基础物理实验教学模式仍然采用的是传统单纯的验证性实验教学模式，已不利于对学生的创新意识和创造精神的培养，不利于激发学生的实验兴趣，不利于提高实验教学质量和教学效果.为此，我们结合本校物理专业基础物理实验教学的实际情况，对物理专业基础物理实验中引入“课题研究”型教学模式进行了一些探索.

2　物理专业基础物理实验中引入“课题研究”型教学模式的必要性

（1）目前，国内许多高校［2-5］在物理实验教学方面都进行了较大力度的改革，在实验教学中引入了“课题研究”型教学模式，并进行了大量探索与实践，取得了很多有益经验.

（2）我校一贯重视本科教学工作，为彻落实教育部、财政部《关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的意见》（教高［2011］6号）、《关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高［2012］4号）和《关于实施高等学校创新能力提升计划的意见》（教技［2012］6号）精神，为提升我校人才培养水平和本科教学质量，在物理专业基础物理实验中引入“课题研究”型教学模式，对加强学生实践教学环节的技能训练，提高学生的知识应用能力和科技创新能力，培养学生严谨的科学思维和创新精神，都有着重要的意义.

（3）2014年1月我们对本院（物理与电气工程学院）物理专业大一至大四年级约398名民汉学生进行了问卷调查，结果显示，有近70%学生认为物理实验很重要，但却只有不到40%的学生对物理实验感兴趣.原因是实验内容陈旧，还以验证性实验为主，学生只是按照实验教材机械式地完成规定的实验内容［4-6］（梁坚），实验内容缺乏扩展性和创新性；其次，实验教师仍沿袭传统物理实验教学模式授课，教学模式缺乏启发性、新颖性.以上两方面综合起来严重束缚了学生在求知方面的主观能动性、积极性，导致学生对物理实验越来越不感兴趣，以至于应付实验.

3　物理专业基础物理实验中引入“课题研究”型教学模式及方法

3.1“课题研究”型教学模式

为促进我校物理专业基础物理实验课教学质量和教学效果的提高，提高学生实践能力和创新能力，近两年来，我们结合我院实际情祝，并借鉴其他兄弟院校的经验和做法，通过不断探索与实践，总结出了我院物理专业基础物理实验“课题研究”型教学模式.课题研究性物理实验教学模式及过程流程图如图1所示.

图1　实验教学模式及过程流程图

“课题研究”型教学模式突出在基础物理实验教学中，以学生为主体，教师仅充当指导、引导和辅助角色.学生通过阅读教师提供的文献、资料；选择确定实验研究课题；设计实验方案；完成实验并撰写论文；论文交流答辩等一系列科学研究方法的训练，培养学生分析问题、解决问题的能力和创新精神.

3.2实施方法

在物理专业基础物理实验中引入“课题研究”型教学模式中，我们所选取的研究对象是物理专业大学二年级学生，所选取的实验课程是光学实验，原因是大学二年级学生已在上一学年通过做力学实验、热学实验，初步掌握了物理实验的基本测量方法和数据处理的基础知识，养成了按操作规范进行物理实验的良好习惯；再通过做电磁学实验，使学生在仪器设备的使用、基本实验技能和基本知识等方面又得到了进一步训练，学生的实验技能、实验素质、分析问题解决问题的能力也得到明显提高.这样学生在做光学实验时，就为引入“课题研究”型教学模式打下了良好基础.

“课题研究”型教学模式实施分为四个主要阶段：即教师拟定实验研究课题阶段；学生选择实验研究课题阶段；教师指导学生实验研究阶段；实验研究成果及考核阶段.

（1）教师拟定实验研究课题阶段.教师首先将光学实验讲义中规定必做的十二个验证性实验项目，根据所使用的测量仪器光或学器件划分为八类别：即分光计类实验、牛顿环类实验、双棱镜类实验、光栅类实验、单色仪类实验、光电效应类实验、迈克尔逊干涉仪类实验、硅光电池类实验等.然后，教师再根据八个类别实验查阅相关文献、资料，并进行仔细分析和提炼，最终拟定实验研究课题.例如，对于分光计类实验，我们把“利用分光计测定钠原子里德堡常数”作为实验研究课题；再例如，对于光电效应类实验，我们把“光电管暗盒及通光孔径与光源之间的距离对准确测定普朗克常数的影响”作为实验研究课题等等.

（2）学生选择确定实验研究课题阶段.学生首先通读光学实验讲义中规定必做的十二个验证性实验项目，了解教师拟定的课题研究项目，并阅读教师提供的文献、资料.之后，教师把学生召集在一起，学生根据自己个人感兴趣的课题研究项目结合成兴趣小组，每小组2至3人，小组间学生对教师拟定的课题研究项目进行相互交流讨论，最终选择确定各小组实验研究课题项目，并报教师备案.

（3）实验研究过程指导阶段.各小组根据所选择的实验研究课题项目，设计出实验方案，并交由教师审定.之后，学生根据实验室仪器设备条件，自己组装实验测量装置，观察并测量实验数据，分析实验结果，最后完成实验研究课题论文的撰写.在实验研究过程指导阶段，教师给予学生必要的指导、引导和帮助.

（4）实验研究成绩考核阶段.每个小组须提交课题研究论文，并组织教授光学实验的相关教师组成答辩委员会，对每个小组提交论文进行评阅.同时，要求每小组学生制作PPT，对课题研究成果进行汇报和答辩，对学生实验研究成绩进行综合评定.具体验考核主要由过程考核、课题研究论文和答辩等成绩组成.其中过程考核主要考查学生学习能力、合作交流能力、实验和操作能力以及创新思维能力，该项占总成绩的30%.课题研究论文主要考查学生实验方案设计的可行性、合理性，论文结果的正确性、规范性和创新性，该项占总成绩的50%.答辩主要考查学生的语言表达能力、思维能力和应变能力，该项占总成绩的20%.

4　实验教学效果

（1）激发了学生做实验的积极性.通过在基础物理实验中引入“课题研究”型教学模式，有效地提高了学生做实验的积极性，使得原来学生被动地做实验变为主动查阅大量资料，学习新知识和新方法，主动地思考和分析去解决实验课题中的问题，从而激发了他们强烈的求知欲望，使学生真正感受到了做实验带来的乐趣.

（2）提高了学生的综合素质.学生通过“课题研究”型实验教学的训练，除进一步强化实验技能外，使学生从中学习和获得一整套科学研究的方法，有效地提高了学生独立分析问题、解决问题的能力，激发了学生创新思维，增进了学生间合作交流的能力，也为学生将来进一步从事科研工作和学习奠定了良好基础.

（3）促进了教师科研水平的提高.在引入“课题研究”型实验教学模式的同时，本身也对教师科研水平提出了更高要求，因为要给学生“一杯水”，教师必须要有“一桶水”，这就迫使教师要不断地阅读大量参考文献，并进行分析和提炼，凝练出具有创新性的实验研究课题供学生选择.教师在指导学生完成课题研究的过程，其实也是教师自我提升科研水平的过程.

（4）提高了实验教学资源及仪器的利用率.通过引入“课题研究”型实验教学模式，一方面使得大量学生要到实验室做实验，这在客观自然就加大了实验室的开放力度.同时，为了保证课题研究实验工作的顺利开展，也使得我院组建的自治区级基础物理实验教学示范中心资源配置得到了优化.另一方面在进行课题研究实验过程中，往往要利用同一仪器设计多种实验，或利用同仪器及方法完成相似目的的实验研究，这大大提高了实验仪器的利用率.

5　结束语

经过近两年多来的探索与实践，我们认为在物理专业基础物理实验中引入“课题研究”型教学模式具有一定的可行性，虽然实践过程中会受到实验教学条件、设施和仪器的限制，会遇到一些困难，但毕竟该实验教学模式彻底改变了我院传统基础物理实验以教师为中心的教学模式，使学生真正成为了实验教学中的主体，学生综合素质和创新能力得到了显著提升.

〔1〕梁坚，方诚.大学物理实验教学的“课题研究”型模式探索［J］.东华理工大学学报，2012，31（2）:181-183.

〔2〕欧慧灵，孔祥翔，关健慧.学生自主研学和创新能力的培养［J］.大学物理实验，2009，22（3）:98-100.

〔3〕解光勇，施卫.课题研究性物理实验教学研究与实践［J］.第五届全国高等学校物理实玲教学研讨会论文集（上），109-112.

〔4〕朱湘萍，熊文元，包本刚.用科研项目推进大学物理实验教学改革的研究与探索［J］.大学物理实验，2011，24（3）:110-112.

〔5〕毋志民，江金，曾毅.创新研究型物理实验教学改革初探［J］.大学物理实验，2011，24（3）:95-98.

G642

A

1673-260X（2016）07-0270-02

2016-04-09

喀什大学校内教学研究改革课题（KJGY1324，KJFY1512）