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探究式教学在大学物理实验的应用

作者:lylunwen 所属分类:网络 点击:135次

关键词:学术论文,著作出版,参编教材,理工论文发表
 
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探究式教学更加突出学员的主体地位,使学员在思考讨论中学习,在提升学员学习效率的同时也能培养学员提出问题、分析问题、解决问题的能力。文章主要探讨这种教学方法在《大学物理实验》课程中的应用,并以本课程中《迈克尔逊干涉仪的调整和使用》为例,对探究式教学过程进行阐述。
 
一、学情分析
  知己知彼,方能百战百胜。要想使探究式教学在《大学物理实验》课程中顺利进行,教员需对学员有足够的了解和认识。在此基础上,教员在教学过程中创设适当的情景,提出难度适中、逻辑合理[1]的问题才更能发挥出探究式教学的优势。军校学员不同于地方大学生,他们能够自主支配的学习时间较少,这就要求他们在课堂上的学习效率要高。采用探究式教学旨在突出学员的主体地位,让学员更多地参与到课堂当中,提升其学习效果。其次,军校学员的基础参差不齐,甚至有的学员之间差距很大,如果教员仍一味采取“满堂灌”的教学模式,其结果就是部分学员会像听“天书”一样,根本无法融入课堂当中。采取探究式教学可以为学员们提供一个自由发言的平台,每一位学员都能够有机会表达自己的观点,学员在思考讨论中学习,发挥自主性,不会产生被教员甚至被学习遗弃的不安感。
  二、探究式教学法的内涵及实施方法
  探究式教学,又称发现法、研究法,是指学生在学习概念和原理时,教师只是给他们一些事例和问题,让学生自己通过阅读、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径去独立探究,自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法。它的指导思想是在教师的指导下,以学生为主体,以问题为主线,以“问题探究”为核心[2],让学生自觉地、主动地探索,掌握认识和解决问题的方法和步骤,研究客观事物的属性,发现事物的起因和事物内部的联系,从中找出规律,形成自己的概念。探究式教学具体实施方法如下:
  (一)提出问题,激发学员学习兴趣
  教员根据课程具体情况,结合学科特点,创设适当情景[3],选择典型的现象,提出合理、难度适中的问题,将学员迅速拉入到课堂当中,唤起学员的学习动机。这一环节是探究式教学顺利开展的前提。
  (二)分析问题,发挥学员探究能动性
  在这一环节中,学员充分发挥自己的能动性,展开想象,根据典型现象、事例,大胆提出假设[1],并结合课下所收集、整合的材料互相交流信息,进行讨论及深入研究。经过探究,学员或小组各自得出不同结论并对其做出解释。在这个过程中,学员充分发挥了自己的主体地位,教员则扮演了引导者和组织者的角色。在引导学员自主探究问题时,对学员普遍感到困惑的部分,教员可进行适当点拨,为学员继续探究提供保障。这一环节重在突出学员的主体地位,这也是探究式教学最重要的特点。
  (三)解决问题,培养学员自主能力
  学员经过探究、讨论得出结论,并将结论提供给大家一起讨论,最终解决教员所提出的问题。学员在探究过程中,思考、发言、讨论,各自用自己的方式参与到课堂当中,学员的自主性被极大调动;在自己的参与下问题得到了很好的解决,学员本身也会增加成就感和对自我的认同感,获得自信,更愿意积极参与到课堂上来,进而形成一个良性循环。
  (四)归纳总结,提升学员科学素养
  教员对学员所得结论进行归纳总结。对于不完善的地方,再给出适当补充,在拓宽学员知识面的同时,也给学员提供思考问题的新思路。在这种探究学习中,逐步培养并提升学员的科学素养。
  三、探究式教学在《大学物理实验》课程中的应用
  任何教学手段都是为提高教学质量而使用的,使用的前提是要把握好课程特点。教学手段应配合课程教学,而非凌驾于课程教学之上。《大学物理实验》课程教学以培养学员动手操作能力为主,学员在操作中思考问题,学习仪器、原理和实验方法。因此,在课程教学过程中,采用探究式教学时,教员应注意,不能为了提问而提问,所提问题要在于“精”而不在于“多”。以《大学物理实验》课程中《迈克尔逊干涉仪的调整和使用》一讲为例,阐明探究式教学在《大学物理实验》课程教学中的应用。
  (一)由问题展开,初步认识仪器
  《大学物理实验》课程需要学员对仪器有足够的认识和了解,因此,在课前组织学员一起回忆和讨论迈克尔逊干涉仪的相关知识是十分必要的。由问题展开:根据以往所学知识及课下查询的资料,大家对迈克尔逊干涉仪的了解有哪些?学员对问题进行思考,回忆《大学物理》相关知识,再结合课下所收集的相关资料,组织语言,一起进行讨论。学员在讨论过程中体会到自己分析、解决问题及分享观点、学习他人长处的乐趣,在轻松、自主的氛围当中了解迈克尔逊干涉仪的产生背景、构造及使用情况。
  (二)将问题深入,学员明确实验目的、理清实验原理及方法
  在认识了解仪器之后,请学员从实验内容方面分析,这个实验的目的是什么?怎样调整迈克尔逊干涉仪?使用迈克尔逊干涉仪测量光波波长的原理是什么?引导学员思考,得出相应结论。本实验的目的旨在让学员明确迈克尔逊干涉仪的调整,以及学会用它来测量钠光波长。其中,实验的主要内容在于对仪器的调整。利用迈克尔逊干涉仪测量波长是利用光的等倾干涉的原理,通过观察干涉圆环中心处的圆环“吞吐”来计算钠光波长。要想观察到等倾干涉圆环,需将仪器调整至M1(反射镜)和M2(反射镜)相互垂直的状态[4]。此时,教员可适当地点拨学员怎样调整仪器:调节M1背后三个螺丝使两组像的主点重合,适当转动粗调手轮移动M2使图像清晰,交替调节M1下面两个微动螺丝使干涉圆环清晰。缓慢转动微调鼓轮,观察干涉环“涌出”或“陷入”现象。单方向转动微调鼓轮,消除微调鼓轮的空程后再分别记下M2的初读数d1及未读数d2,按照Δd=|d2-d1|及λ=2ΔdN计算出钠光波长。同时,提出更深层次的问题:光波波长是纳米量级,我们利用迈克尔逊干涉仪能够较为精确地测量出钠光波长,这主要归功于它设计上的精巧之处。那么,迈克尔逊干涉仪的设计精巧之处在于哪里?学员带着这个问题进行实验,在实验过程中分析并解决问题。实验结束后,分别请学员回答问题,由于学员对知识的掌握程度及其对仪器产生的时代背景的认识不同,学员对问题的回答和看法就会存在差异,这样,产生的思维碰撞又会激发更多不同意见。教员根据情况可进行总结,或者在学员发言过程中对其回答进行说明及小结而后由学员自己进行总结。
  四、结论
  探究式教学本身具有启发性、引导性,在《大学物理实验》课程当中运用这种教学方式,可以将课程的理论与实际操作更好地结合起来,在此过程中学员也能在更大限度上参与到课堂当中来,主动思考、分析、探究、讨论、解决问题,这不仅调动了学员学习的积极性,也会在很大程度上提高学员的自主学习能力。另外,学员在探究式教学过程中所表现出的主动探索、小组互助、在实际操作中分析并解决问题的能力在其以后的学习、探究及工作中均可以用到。
  参考文献:
  [1]朱莹,等.“探究式”教学方法在《信号与系统》课程中的应用研究.中国电子教育学会秘书处.中国电子教育学会高教分会2013年学术年会论文集[C].中国电子教育学会秘书处:中国电子教育学会,2013:4:107-110.
  [2]石会,等.“问题—探究式”教学模式在电子技术教学中的应用“问题—探究式”教学模式在电子技术教学中的应用.中国电子教育学会高等教育分会.中国电子教育学会高教分会2012年论文集[C].中国电子教育学会高等教育分会:中国电子教育学会,2012:5:47-51.
  [3]伍丽静.关于《探究式教学》的几点体会.中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院.“决策论坛———如何制定科学决策学术研讨会”论文集(上)[C].中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院:《科技与企业》编辑部,2015:2:58-60.
  [4]翁存程,等.迈克尔逊干涉仪反射镜的调节[J].大学物理实验,2016,29(1).
  作者:郑翌洁 席雷平 杨森 周娴 单位:陆军工程大学石家庄校区
 
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