崔金剛+李威燃+楊可欣+李帥

摘要：研究型教學(xué)模式要求在教學(xué)過程中結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容把科研方法、科研態(tài)度、科研思想等灌輸給學(xué)生，使學(xué)生能知其然并知其所以然，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。大學(xué)物理實驗是重要的實踐性課程，其課程特點非常適合采用研究型教學(xué)模式，在教學(xué)過程中采用研究型教學(xué)模式有利于提高實驗教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：研究型；教學(xué)模式；創(chuàng)新；質(zhì)量

自1977年恢復(fù)高考以來，高考錄取率已經(jīng)由1977年的不到4.8%提高到2015年的75%以上。相應(yīng)的錄取人數(shù)也由27萬提高到700萬以上。隨著畢業(yè)生人數(shù)的增加，社會對學(xué)生素質(zhì)的要求也越來越高。但當前教育模式大多側(cè)重于書本上知識的傳授，結(jié)合具體實踐的內(nèi)容相對較少。這使得高等學(xué)校學(xué)生普遍缺乏良好的動手能力與解決實際問題的能力，在工作時難以滿足用人單位高標準的要求。在就業(yè)壓力日益增大的今天，如何提高學(xué)生的綜合素質(zhì)是全國各高校面臨的一個迫切問題。

為了提高學(xué)生的素質(zhì)，我們要注重加強學(xué)生的實踐動手能力，增強學(xué)生自主解決問題的能力。而大學(xué)物理實驗是大多數(shù)本科學(xué)生學(xué)習(xí)的第一個實踐類課程，該課程對學(xué)生的后期實踐學(xué)習(xí)具有重要的輔助作用，它可以為學(xué)生打下堅實的實踐基礎(chǔ)，促進學(xué)生實踐動手能力，提高學(xué)生的應(yīng)變能力，對學(xué)生的綜合發(fā)展有著重要的作用。

大學(xué)教育要培養(yǎng)具備良好科學(xué)素質(zhì)的人才，因此大學(xué)物理實驗教學(xué)應(yīng)該建立一種適合當代科技發(fā)展、能夠培養(yǎng)具備深厚基礎(chǔ)知識的創(chuàng)造性人才的實驗教學(xué)新體系。實驗內(nèi)容應(yīng)結(jié)合當代教育思想和高科技成果，實驗教學(xué)方法和教學(xué)手段應(yīng)改變過去的講解加演示模式，逐步建立針對不同層次學(xué)生的開放實驗室，以滿足不同知識層次學(xué)生的需要，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

一、研究型教學(xué)模式的特點及意義

研究型教學(xué)模式要求在教學(xué)過程中把與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的科學(xué)進展、科研方法、研究思維等傳授給學(xué)生。把科學(xué)知識、科學(xué)研究與實踐教學(xué)緊密的結(jié)合，這是研究型教學(xué)和創(chuàng)新性教育的本質(zhì)要求，也就是說要邊學(xué)習(xí)、邊研究、邊實踐，強調(diào)要把實踐與研究融入到教學(xué)過程中，并在教學(xué)過程中通過不斷優(yōu)化調(diào)整課程結(jié)構(gòu)建立一種基于研究探索的學(xué)習(xí)模式。該模式以研究為本，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中獲得一個發(fā)現(xiàn)世界、探索世界的寬松教學(xué)環(huán)境，能夠給學(xué)生提供自主研究問題的時間和條件，能夠激發(fā)學(xué)生進行創(chuàng)新的欲望。

大學(xué)物理實驗作為一門實踐性課程，要求學(xué)生結(jié)合理論知識去操作儀器從而獲得實驗數(shù)據(jù)，在教學(xué)過程中注重學(xué)生的實驗技能、實驗方法、實驗態(tài)度等方面的培養(yǎng)。當前的實驗教學(xué)過程多采用教師講解理論、儀器操作示范、數(shù)據(jù)計算說明等傳統(tǒng)模式。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在剛接觸實驗課時，學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容有較高的興趣，這表明學(xué)生更愿意學(xué)習(xí)實踐性課程。但上過幾輪實驗課后，學(xué)生的熱情下降，喜歡物理實驗的學(xué)生比例降低。這其中一個原因是學(xué)生認為實驗學(xué)習(xí)過程只是機械模仿老師的實驗操作，感覺枯燥乏味沒有挑戰(zhàn)，從而喪失學(xué)習(xí)熱情。而采用研究型教學(xué)模式，可以開拓學(xué)生思維，使他們思考為什么做、怎么做這個實驗，這個實驗有什么用處、還能干什么，不斷地思考以及結(jié)合科學(xué)的講解，能夠極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

教育部關(guān)于進一步加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見中明確提出“積極推動研究性教學(xué)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力”。因此，在教學(xué)過程中如何實施研究性教學(xué)，推動學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)，處理好教與學(xué)兩者之間的關(guān)系，進一步深化實驗教學(xué)改革，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是高校教育改革的重要課題之一。

二、研究型教學(xué)模式在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用

做好物理實驗，需要理論與實踐相結(jié)合，對提高學(xué)生的實踐能力具有重要的意義。在教學(xué)過程中采用研究型教學(xué)模式可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、開拓學(xué)生視野、鍛煉科研思維。在實驗教學(xué)過程中采用研究型教學(xué)模式有以下特點。

（一）研究型教學(xué)模式在教學(xué)過程中要強調(diào)“知其然”

在實驗教學(xué)中，通常每個實驗項目都是一個獨立的知識點，學(xué)生經(jīng)常困惑于為什么做這個實驗，它對我們有什么用處。因此，在實驗介紹中要與科研調(diào)研相似，講述實驗背景、實驗的發(fā)展、研究現(xiàn)狀等。講授內(nèi)容要豐富，要結(jié)合具體事例，讓學(xué)生明確實驗所涉及的理論在現(xiàn)實生活中的意義，使學(xué)生理解為什么要測量這個參數(shù)。如在導(dǎo)熱系數(shù)實驗中，導(dǎo)熱系數(shù)表示物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小，是衡量材料熱物理性質(zhì)的重要參數(shù)。在強調(diào)節(jié)能減排的今天，提高能源利用率，降低熱量損耗具有重要意義。在工業(yè)、建筑、軍事、生活等領(lǐng)域，選擇不同導(dǎo)熱性能的材料或采取改善導(dǎo)熱性能的手段會起到?jīng)Q定性作用。如現(xiàn)在研究熱點的陶瓷發(fā)動機就利用了陶瓷導(dǎo)熱性能差，可以提高發(fā)動機燃燒效率，降低能耗等優(yōu)點。只有“知其然”學(xué)生才能更好地結(jié)合生活實際，更容易理解接受實驗內(nèi)容。

（二）研究型教學(xué)模式要求明確“知其所以然”

每個實驗都利用自己獨特的原理，原理明確了實驗內(nèi)容就易于學(xué)習(xí)。因此實驗原理的講解要有啟發(fā)性，針對具體測量的目標能通過不同的手段進行測量，要結(jié)合科研中的方法進行綜合性說明。講授課本外的知識，可以有效地開拓學(xué)生思維。如導(dǎo)熱系數(shù)的測量主要依據(jù)其定義，具體在理論上分為穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)兩大類。每種方法都有依托的理論依據(jù)，而測量對象的不同使得測量方法也不相同，同時測量速度與測量精度也大相徑庭。我們在實驗中是采用平板穩(wěn)態(tài)法。該方法的樣品要制成平板形，其上表面與一個穩(wěn)定的均勻發(fā)熱體相接觸，下表面與一個均勻散熱體相接觸，根據(jù)溫度梯度的變化來進行測量。該方法直接來源于導(dǎo)熱系數(shù)定義，原理簡潔直觀，學(xué)生非常容易理解。

（三）研究型教學(xué)模式的測試樣品要“接地氣”

學(xué)生在本科期間接觸科研工作相對較少，對科研工作好奇又有些敬畏心理。因此，我們的教學(xué)實驗樣品要貼近生活，人們能夠摸得著看得見，改變學(xué)生心目中科研是“高大上”的神秘感覺，讓學(xué)生知道科研是來源于生活，是結(jié)合實際的。如在導(dǎo)熱系數(shù)實驗中，測量樣品我們選擇生活中常見的板材。以四種不同類型的板材制作成大小相同的樣品，分別為實木板、密度板、膠合板、復(fù)合地板。因為板材含水率不同對導(dǎo)熱系數(shù)有較大的影響，所以在測試前，對全部樣品進行了12小時的干燥處理。測量之前要對學(xué)生說明不同樣品之間的區(qū)別，預(yù)測將會產(chǎn)生什么樣的實驗結(jié)果。

（四）研究型教學(xué)模式要求在教學(xué)過程不斷提出“為什么”

在科學(xué)研究中要求我們善于發(fā)現(xiàn)問題，并對產(chǎn)生的問題做出正確的解釋。我們要把這種“較真”精神投入到教學(xué)過程中，我們的教育要有目的地訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度，在具體工作中一定要細致，考慮問題要充分。每一個“為什么”就是一個結(jié)合實際的問題，如何解決“為什么”是對學(xué)生能力的一種鍛煉。我們在導(dǎo)熱系數(shù)實驗中要問學(xué)生“為什么樣品要制作成薄板”“為什么加熱溫度要恒定”“為什么散熱條件要一致”“為什么可以忽略側(cè)面散熱的影響”“為什么熱電偶冷端溫度可以不為零”等。解釋了這些問題，學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容就會有一個充分的理解。

（五）研究型教學(xué)模式訓(xùn)練學(xué)生的實驗習(xí)慣要“標準”

標準不是呆板，是合乎規(guī)定滿足要求，是具備科學(xué)素質(zhì)的一種體現(xiàn)。中國每年都有一些關(guān)于高校實驗室安全事故的報道，而受傷對象絕大多數(shù)都是學(xué)生。究其原因主要是由于學(xué)生在實驗過程中操作不規(guī)范、安全意識淡薄造成的。因此在教學(xué)中教師要以科研的標準嚴格要求學(xué)生，做到儀器操作要規(guī)范，實驗步驟要準確，注意事項要明確，數(shù)據(jù)記錄要真實。在具體實驗過程中，我們從各個環(huán)節(jié)都對學(xué)生提出嚴格要求，如實驗預(yù)習(xí)要充分清楚自己要做什么怎么做；實驗之前要關(guān)注實驗須知，牢記注意事項；實驗操作要嚴格遵守儀器操作要求，電路連接一定要規(guī)范；數(shù)據(jù)處理要認真，要對測試結(jié)果進行不確定度評價等。嚴格的要求才能形成良好的習(xí)慣，實驗習(xí)慣標準了，對學(xué)生日后的學(xué)習(xí)工作有重要的意義。

三、結(jié)束語

研究型教學(xué)模式要求在實驗教學(xué)過程中重視教學(xué)、科研、實踐相結(jié)合。教學(xué)上我們要以書本上的理論為基礎(chǔ)，講清楚講透徹，使學(xué)生具備扎實的理論基礎(chǔ)；科研上要滲透相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)思想，注重培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能與發(fā)散思維，能夠提出問題并自己解決問題；實踐上要訓(xùn)練學(xué)生學(xué)有所用，能用掌握的知識、技能去解決生活中的具體問題。通過與常規(guī)教學(xué)方法的比較我們發(fā)現(xiàn)，采用研究型教學(xué)模式進行實驗教學(xué)有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，開拓學(xué)生視野，鍛煉學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣，對提高實踐教學(xué)質(zhì)量有重要的作用。

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編輯/呂秀妍