楊 燕

(文山學(xué)院數(shù)理系,云南文山 663000)

1 研究背景

在物理教師教育專業(yè)化發(fā)展背景下,學(xué)者們依托高師物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),從三個(gè)層面就如何使師范生成為“研究者”這一課題進(jìn)行了研究。第一是對(duì)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)的研究,目前,實(shí)驗(yàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)已逐漸形成分層遞進(jìn)模塊式結(jié)構(gòu)模式[1],如圖 1所示?！胺謱舆f進(jìn)模塊式”課程結(jié)構(gòu)既考慮師范生已有的認(rèn)知水平,同時(shí)也考慮到師范生學(xué)習(xí)發(fā)展的需要。第二是對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織形式的研究,其組織形式已逐漸形成分級(jí)開(kāi)放式模式[2],模式既注重基礎(chǔ)也重視對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的擴(kuò)展。第三是對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式建構(gòu)的研究,其建構(gòu)已逐漸形成多元化教學(xué)模式。

圖1 分層遞進(jìn)模塊式知識(shí)結(jié)構(gòu)圖

隨著研究不斷深入,在高師物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)滲透研究型學(xué)習(xí)的必要性凸顯出來(lái)。首先,在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)滲透研究型學(xué)習(xí)是物理教師教育自身發(fā)展的需要。新課程背景下的基礎(chǔ)物理教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及學(xué)生的學(xué)習(xí)方式都體現(xiàn)出回歸生活、全人發(fā)展的課程理念,把物理實(shí)驗(yàn)課程作為載體進(jìn)行“研究型”學(xué)習(xí)有利于師范生深刻理解現(xiàn)代教育理念、教學(xué)觀、課程觀和學(xué)生觀。其次,在物理實(shí)驗(yàn)中滲透研究型學(xué)習(xí)是師范生獲得研究能力的有效學(xué)習(xí)方式。研究型學(xué)習(xí)貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,意味著實(shí)驗(yàn)不僅具備對(duì)理論進(jìn)行驗(yàn)證的功能,而且具備讓學(xué)生親身體驗(yàn)研究物理實(shí)驗(yàn)的功能。所謂體驗(yàn)過(guò)程是一個(gè)自我認(rèn)識(shí)過(guò)程,是指學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的反思、對(duì)實(shí)驗(yàn)控制變量的選取、對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)等一系列認(rèn)識(shí)過(guò)程。顯然,通過(guò)研究型學(xué)習(xí)師范生可獲得實(shí)驗(yàn)方法、技巧最后形成技能。

基于上述觀點(diǎn),筆者認(rèn)為作為教師職前培訓(xùn)基地的師范物理教育必須以教師專業(yè)化發(fā)展為導(dǎo)向開(kāi)展研究型學(xué)習(xí)。通過(guò)自主研究、互動(dòng)研究、設(shè)計(jì)并自制教具三種有效學(xué)習(xí)方式,使高師學(xué)生在實(shí)驗(yàn)研究學(xué)習(xí)過(guò)程中得到必要的科研訓(xùn)練,提高師范生研究能力,使師范生向著“研究者”的目標(biāo)發(fā)展。

2 自主研究型學(xué)習(xí)

自主研究型學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)師范生成為 “研究者”的有效學(xué)習(xí)方式之一。在自主研究型學(xué)習(xí)中,師范生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和搭建實(shí)驗(yàn)設(shè)備,自主探究物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反復(fù)調(diào)整,自主完成對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中出現(xiàn)的問(wèn)題的分析,最后自主完善實(shí)驗(yàn)方案?？梢?jiàn),從師范生自主研究型學(xué)習(xí)的特征來(lái)看,自主研究型學(xué)習(xí)其本質(zhì)是研究型學(xué)習(xí),從自主研究型學(xué)習(xí)的過(guò)程來(lái)看,自主研究型學(xué)習(xí)離不開(kāi)研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)這一特定環(huán)境。

研究型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)師范生而言是一個(gè)獲得較高層次科學(xué)研究方法的特定平臺(tái)。借助這一平臺(tái),學(xué)生通過(guò)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)方法、裝置、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和研究,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)研究能力將得到專門訓(xùn)練。從研究型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求來(lái)看其本質(zhì)上是一種創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué),與傳統(tǒng)的測(cè)量性或者是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相比較,研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有利于學(xué)生進(jìn)行研究型學(xué)習(xí),發(fā)揮創(chuàng)造性思維能力,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立從事實(shí)驗(yàn)研究工作的能力,有利于學(xué)生學(xué)以致用,用所學(xué)的物理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,自選實(shí)驗(yàn)儀器,自擬實(shí)驗(yàn)操作程序。

以實(shí)驗(yàn)“測(cè)物體的密度”[3]為例。在組織學(xué)生進(jìn)行自主研究型學(xué)習(xí)時(shí),對(duì)學(xué)生而言,要求學(xué)生提前進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,擬定預(yù)期所要達(dá)到的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。然后,每人提交一份詳細(xì)的“測(cè)物體密度”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 (注:課程共提供四種測(cè)量方案,學(xué)生可以在其中選擇,也可以自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案)。對(duì)教師而言,教師要認(rèn)真閱讀學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)方案,適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可以對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案作一些方法上的指導(dǎo),作好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的準(zhǔn)備工作。在研究過(guò)程中,學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)研究任務(wù),教師原則上只提供學(xué)生所需要的實(shí)驗(yàn)器材。

把自主研究型學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)這一環(huán)節(jié)作為展開(kāi)研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的載體是培養(yǎng)學(xué)生研究實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ挠行緩?。?duì)自主研究型學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是分段進(jìn)行的,每一階段的評(píng)價(jià)就相當(dāng)于一個(gè)小型的研討會(huì)。階段一是學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)全過(guò)程進(jìn)行自我評(píng)價(jià),以口頭報(bào)告的形式進(jìn)行,報(bào)告內(nèi)容主要是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想,誤差分析、如何進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期目標(biāo)的差異性。階段二是教師參與學(xué)生的自我評(píng)價(jià),從兩個(gè)層面上進(jìn)行分析,縱向?qū)用嬷饕治鰧?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo),比較差異性;橫向?qū)用嫔现饕龑?dǎo)學(xué)生欣賞其他小組的實(shí)驗(yàn)方案。階段三是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的反思,表現(xiàn)在根據(jù)實(shí)驗(yàn)誤差,對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行調(diào)整,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告并提出更優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)方案一系列的反思活動(dòng)中。學(xué)生自評(píng)能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,促進(jìn)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)行反思,有助于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的獨(dú)立性、自主性和認(rèn)知系統(tǒng)的完善。在進(jìn)行研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們感覺(jué)到學(xué)生在自主研究型學(xué)習(xí)的過(guò)程中,學(xué)習(xí)的主動(dòng)性明顯增強(qiáng)。

3 互動(dòng)研究型學(xué)習(xí)

互動(dòng)研究型學(xué)習(xí)是在現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論中提倡的“互動(dòng)學(xué)習(xí)”方式的基礎(chǔ)上延伸出來(lái)的一種促進(jìn)師范生研究能力的學(xué)習(xí)方式,是實(shí)現(xiàn)師范生成為“研究者”的第二種有效學(xué)習(xí)方式?；?dòng)研究是指互動(dòng)雙方彼此研究對(duì)方,通過(guò)互動(dòng)研究使師范生的情感以及學(xué)習(xí)得到充分交流。學(xué)生在互動(dòng)研究中一方面會(huì)獲得多次交流、多次修改實(shí)驗(yàn)方案的機(jī)會(huì),而每一次機(jī)會(huì)的出現(xiàn),就意味著互動(dòng)雙方的思維得到進(jìn)一步的提升。另一方面互動(dòng)雙方通過(guò)交流相互間取長(zhǎng)補(bǔ)短,不斷完善物理實(shí)驗(yàn)方案,從而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)研究能力。

以實(shí)驗(yàn)“用氣墊導(dǎo)軌測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的加速度”[3]為例。在組織學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),最關(guān)鍵的是如何使師生以及學(xué)生間的互動(dòng)更有效。為此,對(duì)學(xué)生而言,要求實(shí)驗(yàn)前每一個(gè)小組提交一份詳細(xì)的“用氣墊導(dǎo)軌測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的加速度”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。在此基礎(chǔ)上開(kāi)始第一次互動(dòng),各小組對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行交流討論,此時(shí)的互動(dòng)有時(shí)會(huì)因?yàn)橛^點(diǎn)不同而發(fā)生爭(zhēng)論,各小組通過(guò)交流后對(duì)各自的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行修改,確定實(shí)驗(yàn)方案。對(duì)教師而言,教師認(rèn)真閱讀學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)方案,適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可以對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案作一些方法上的指導(dǎo),這就是第二次互動(dòng)。第三次互動(dòng)是教師將實(shí)驗(yàn)方案返回給學(xué)生,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行最后的修改。

互動(dòng)研究型學(xué)習(xí)還體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的過(guò)程中。對(duì)互動(dòng)研究型實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)是在兩個(gè)層面上進(jìn)行,首先在小組自我評(píng)價(jià)層面上,自我評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容有幾個(gè)方面,一是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想,實(shí)驗(yàn)中的誤差評(píng)析;二是提出進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案的方法;三是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)預(yù)期目標(biāo)的差異性等等。這種評(píng)價(jià)往往伴隨著思維的反思,不同層次的學(xué)生在反思中不斷欣賞其他小組的實(shí)驗(yàn)方案,這是一種潛意識(shí)取長(zhǎng)補(bǔ)短的互評(píng),學(xué)生在研究中互評(píng),在互評(píng)中研究,從而調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,促進(jìn)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)行反思?；ピu(píng)有助于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的獨(dú)立性、自主性和認(rèn)知系統(tǒng)的完善。其次在師生間的評(píng)價(jià)層面上,評(píng)價(jià)從縱橫兩個(gè)維度上進(jìn)行,在縱向維度上主要評(píng)價(jià)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性,學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性;在橫向維度上主要評(píng)價(jià)各小組所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)化程度,從而引導(dǎo)學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)方案,找出方案的不足之處,提出更優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)方案,最后通過(guò)互評(píng)形成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施除了能夠培養(yǎng)師范生的研究實(shí)驗(yàn)的能力外,還給我們帶來(lái)了意外的收獲,那就是互動(dòng)雙方為了證明自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性和可靠性,都會(huì)反復(fù)實(shí)驗(yàn),不斷修改實(shí)驗(yàn)方案,尋找更好的實(shí)驗(yàn)方法,由此,互動(dòng)雙方的責(zé)任心在研究學(xué)習(xí)中明顯增強(qiáng)。

4 研究、設(shè)計(jì)并自制中學(xué)物理教具研究型學(xué)習(xí)

師范生研究、設(shè)計(jì)并自制中學(xué)物理教具是基礎(chǔ)物理教學(xué)改革及教師教育專業(yè)化發(fā)展的需要,是實(shí)現(xiàn)師范生成為“研究者”的第三種有效學(xué)習(xí)方式。因此,研究中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)或?qū)χ袑W(xué)物理實(shí)驗(yàn)教具進(jìn)行研究,成為教師職前教育的必修課程。從宏觀上分析物理概念本質(zhì)屬性是設(shè)計(jì)教具的出發(fā)點(diǎn),因此,要設(shè)計(jì)教具必須從研究物理概念本質(zhì)開(kāi)始,只有找到本質(zhì)的東西,教具的設(shè)計(jì)方向才明確。從微觀上分析在制作教具的活動(dòng)中,師范生既要?jiǎng)邮钟忠獎(jiǎng)幽X的過(guò)程是不斷否定自我和超越自我的過(guò)程。最后制作的教具要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。從宏觀研究到微觀設(shè)計(jì)以及制作一系列自主活動(dòng)中,師范生充當(dāng)了一個(gè)研究實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)者的角色。顯而易見(jiàn),師范生的研究實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力在體驗(yàn)中得到了顯著提高。

近幾年來(lái),我校物理實(shí)驗(yàn)室為師范生提供了各種有利于進(jìn)行研究型學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件,如在原有的實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)之上延伸出“學(xué)生創(chuàng)新制做實(shí)驗(yàn)室”、“加工室”。師范生參加了各類教具制作比賽,取得了較好的成績(jī)。師范生自制教具是一種實(shí)驗(yàn)科研能力的訓(xùn)練形式,在訓(xùn)練中師范生的實(shí)驗(yàn)研究能力得到進(jìn)一步的提高。實(shí)踐證明,研究型學(xué)習(xí)能力的形成是師范生職后研究中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ),教師在職前教育是否獲得研究能力直接影響到職后的教研水平。當(dāng)師范生在職前得到良好的科學(xué)研究的訓(xùn)練,那么,他就能在自己的教學(xué)崗位上創(chuàng)造性地投入到中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)研究中,在基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得心應(yīng)手,取得很好的教學(xué)效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

基礎(chǔ)物理教育與高師物理教育是一脈相承的兩個(gè)問(wèn)題,基礎(chǔ)物理教育的重大變革必然會(huì)引起高師物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,高師物理教育改革不僅要隨其變革,更應(yīng)該走在基礎(chǔ)物理教育的前面并成為基礎(chǔ)物理教育改革的理論策源地。高師物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)研究基礎(chǔ)物理教育的特點(diǎn)、規(guī)律與發(fā)展動(dòng)向,在研究的基礎(chǔ)上,滲透具有師范特征的研究型學(xué)習(xí)模式。目前,研究型學(xué)習(xí)已成提高師范生動(dòng)手能力、科學(xué)探究能力以及創(chuàng)新思維能力的重要學(xué)習(xí)方式,也必將成為高師物理實(shí)驗(yàn)課程與教學(xué)的重要理念與策略。

[1] 王培吉.層次模塊化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建與實(shí)踐[J].華東理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,(S1):179.

[2] 任才貴,艾劍鋒.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分級(jí)開(kāi)放教學(xué)改革與實(shí)踐[J].大學(xué)物理,2007,(12):36-40.

[3] 楊述武,等.普通物理實(shí)驗(yàn)—力學(xué)及熱學(xué)部分 [M].北京:高等教育出版社,2000.79-106.

[4] 盧德馨.研究型教學(xué) 20年 [M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.60-156.

[5] 鐘志賢.大學(xué)教學(xué)模式革新:教學(xué)設(shè)計(jì)視域 [M].北京:教育科學(xué)出版社,2008.209-297.