文科物理实验教学模式探索

摘要：为提高文科生的自然科学素养，培养文科生的科学方法、科学思想和科学精神，对文科物理实验的教学内容和教学模式进行了探索。通过对文科物理实验试点的教学改革，发现将趣味物理实验引入课堂，以任务驱动学生，更能激发学生的学习兴趣和积极性，提高学生学习的效率和质量。

关键词：文科物理；实验教学；教学模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）09-0180-03

一、引言

随着国家教育部对通识性教育与素质教育的要求，大学文科物理实验课程已经逐步在高校开设，以适应现代的复合型人才培养和发展的需要[1-3]。由于物理学是一门自然学科，以实验为基础的科学，观察和实验既是研究物理学的基本方法[4]，也是学习物理学的基本方法，而我国的大学生早在高中时代就进行了文理分科，文科生的物理基础比较薄弱，物理意识相对不强，对物理的兴趣仅仅限于表面层次，因此如何启发学生，提高他们的学习兴趣，加强他们的实验操作能力，培养他们的科学创新思维，变得比较关键和重要了。然而大部分高校的文科物理实验还是仅满足于有限的课堂实验中，采用传统的教学方法，很难激发学生的兴趣。根据文科生的特点，近年来，我校不断对部分文科生进行试点教学，从中总结经验，逐步形成了一套有效的教学方法和教学模式，该教学模式改变了传统的教学思路，以任务驱动的开放式教学，实现了师生间的良性互动，提高了学生的学习热情和主动性，教学效果得到了明显提升。

二、开设文科物理实验的必要性和存在的问题

（一）开设文科物理实验的必要性

1.高速发展的现代科技离不开物理学的发展。物理学实验中的力、热、电、声、光、磁等内容的概念、定理和思想已经深深地渗透到现代科技中的各个领域，现代科学技术的进步与发展离不开物理学理论。当前我国积极跟踪世界新科学技术，在自动化技术、新材料、新能源、航空航天、海洋工程、超导、通讯等新技术领域取得新的进步与发展，而这些科技发展，都是与物理学的应用有着非常密切关系的。只有我们储备了更多的物理知识，才能够逐步地认识和了解到物理对改造自然世界的强大作用力，也才能在日新月异的今天享受着物理学给当今人类生活带来的巨大变革。因此作为对当今大学生的素质教育课程，在21世纪的今天，在教育条件不断提高、师资力量不断增强的各高校，应该从传统的只面向理科生的物理实验教育课程转为面向所有在校大学生，特别应该加强培养文科生的自然科学素养，使文科生能够逐渐地了解和认识到物理课程给我们人类世界带来的巨大变革和经济效益。

2.人们的日常生活与物理紧密联系。生活中的物理学是一门非常有趣又有用的自然科学，在我们日常生活中常常有一些有趣的物理现象，比如我们常见的自然现象，朝霞和晚霞是怎么形成的，如果我们了解了物理学中的散射现象，就可以很好地解释了。再比如我们在快速地骑自行车时，突然把前轮刹住，发现后轮会跳起来，这个现象根据物理学中的惯性定律就能够很好地解释。还有许多我们日常生活中用到的电器，比如微波炉如何加热食品，电磁炉如何用来烧饭的，空调、冰箱是如何工作的等等。实际上我们每天接触到的许多事情都是和物理有着千丝万缕的联系，只不过在成人的世界中，我们已经习惯了各种事物的存在，很少探究它们发生的机理。但是非常有趣的是，在我们不以为然的时候，许多学龄前的儿童反而更喜欢探究各种自然现象。如何才能够更好地理解我们身边的物理，激发学生的兴趣，提高文科生对物理世界的认识，那就需要我们从日常生活的点滴做起，让他们能够从原理上理解，从实验中能够重复物理现象，切实地感受到变幻无穷的物理世界。

3.培养学生正确的自然观和世界观，树立创新意识。物理教学的价值在于培养学生的科学素质，而良好的科学素质来源于科学知识和科学精神的和谐统一，这是素质教育所倡导的宗旨和基本要求的体现。物理学作为一门基础科学，对人类改造自然、推动社会发展起着极其重要的作用。同时，可以使人们很好地认识世界、了解自然，为人类破除迷信、建立唯物主义世界观起着指导作用。物理学研究的对象是物质世界，主要描述和揭示物质世界的运动、发展和变化的规律，人们在不断认识自然世界和改造自然世界的过程中认识到物质的发展和变化规律。因此通过加强文科生的物理知识，可以帮助他们正确认识物理现象，树立正确的自然观和世界观，让学生们通过对物理实验课程的学习，培养其探究科学与实际、科学与社会相联系的能力，建立其人文精神和科学精神相融相承的思想意识，突破常规，培养学生的探索精神、创新精神。

（二）开设文科物理实验存在的问题

1.课程教学模式单一。目前虽然全国有部分学校已经开设了文科物理实验，但是教学模式比较单一，很多学校要么是以操作具体的实验为主，要么以演示实验为主进行教学，这两种教学模式虽然都是旨在提高学生对物理理论知识的理解，但是分别忽视了文科生物理兴趣不高、理论知识薄弱的现实。具体操作实验可以培养学生的动手能力、理论联系实际的能力，但是文科生对物理的兴趣有限，枯燥的实验，常规的数据处理，难以激发学生的学习兴趣，而且也不符合文科生的思维习惯。而演示实验虽然在视觉上给予文科生很大的冲击，大大激发了学生的求知欲，但是单一的课程内容通常会造成学生无视动手能力，往往会浅尝辄止，难以理解物理精神。因此文科物理实验教学要进行多模式、多内容的协调，才能达到事半功倍的效果。

2.合适的文科物理实验教程较少。文科物理实验教学的重要性虽然得到了不少学校的重视，并且也开设了物理实验课程，但很大程度上是附属于理工科物理实验，只是在课时上比理工科少、内容比理工科简单，教师在教学过程中不论是理工科学生还是文科学生，教学过程、教学要求都是同一套标准[5]。由此，一部分学校通常采用和理工科学生一样的教材。虽然也有一部分学校自主编著了一些文科物理教材，但是在很大程度上仍然采用理科教材的编著模式，教材的使用情况并不理想。事实上，文科物理应该更注重物理内容和生活实际、现代科技的关联性，由现象导出物理原理以及对物理现象的再现，因此在编著文科物理教材时，应关注其趣味性、现实性及可重现性，启发学生思维，培养其探究能力。

3.教师的教学观念难以改变。理工科物理实验要求的是科学性、严谨性和完整性，很多物理实验教师都是按照科学的实验流程去要求学生，常年的教学习惯，使得很多老师在教授物理实验课程时，往往会不自觉地沿袭以往的教学方式和教学模式。对文科生的实验教学只不过简化了教学内容，而没有从文理生的本质区别中来改变教学方式，导致了不理想的教学效果。事实上，文科生和理科生的兴趣、爱好和思维习惯有很大的不同，物理教师应该因材施教，改变传统，寻找切合实际的文科物理实验的教学方法和模式，更好地服务于文科生的物理实验教学。

三、文科物理实验教学模式探索

我校通过两年多的文科物理实验教学实践，逐渐形成了自己的教学方法和教学模式。在教学的初期我们主要采取鼓励的方式，使学生自主学习，选择自己感兴趣的实验，然后在教师的指引下，以团队协作的方式开展实验过程，以开放的形式提供给学生宽松自由的实验空间和时间，鼓励学生自己查阅资料解决问题，使学生通过不断的观察、学习、模仿，然后进行创造性的设计。实验末期，要求每个实验小组都进行实验的讲解或演示，并组织了学生评分团，对实验结果进行总结。该教学模式真正激励了学生的学习兴趣，让学生摆脱了考试的压力，同时也体会到了实验的快乐以及团队协同作战的重要性。具体的教学实施可以分为三个阶段。

1.在观察中学习物理，鼓励式教学。该教学模式主要采用的是自主物理实验教学，学校物理实验室提供一定的物理设备，在物理教师的引导下，鼓励学生通过对物理实验现象的观察，能够在物理实验教材和网络的帮助下，了解物理实验原理，通过不断的揣摩，能够根据现象总结出实验事实，从而进一步地能够模仿该实验，达到物理实验现象的重现。对于该类实验教学内容，通常选择一些较为常见而简单的实验，使学生能够动手做出来，比如“纵波实验”、“沉浮子实验”、“人造彩虹实验”等，这类实验动手操作起来比较简单，其实都包含着基本的物理原理。这样学生在实验中的动手能力得到了提高，同时学习物理的自信心也得到了培养，另外，通过该类实验，也为物理实验室留下了一批宝贵而简易的实验演示性仪器。

2.在实验中享受物理，团队协作式学习。在开展文科物理实验过程中，实行开放式教学，在时间和空间上不进行限制，学生以团队协作为主，每个团队建议3～4人。我们在设计实验内容时，对实验的过程、结果要求各不相同。有些实验需要以实物的方式作为最终结果展示出来，另外还有一些实验是需要同学们进行讨论、设计和验证的，所以团队的合作是非常必要的。在实验的开展过程中，发现同学们之间的配合非常默契，在团队作用下，有畏难情绪的同学、有偷懒思想的同学都在实验过程中得到了鼓舞，逐渐摆脱了不良的情绪和消极的思想，同学们根据各自的特长，分工负责，每个人都快乐地投入到实验中，真正地享受到了物理实验的乐趣，在不断的思维碰撞中协同完成了实验。

3.在兴趣驱动下学物理，批判性学习。同样在该实验教学模式下，我们最后要求学生以PPT的方式对整个物理实验过程、实验结果、和对完成实验的各种尝试方法进行总结性发言，要求每个团队派出一个同学进行讲解，其他成员则参与解答其他团队的提问，另外组织学生和物理教师共同担任评委，给出分数。在该过程中，每个团队的同学都可以了解到其他团队同学的实验内容，开拓了视野，扩展了知识的范围，从一个实验学习到更多的实验，同时在答辩的过程中，很多学生学会了批判性的学习，通过同学们之间的提问，对实验内容的认识深度和广度都得到了极大的提高。通过这一实验环节，学生动手做PPT的能力得到了提高，内容的总结得到了升华，又锻炼了学生的口头表达能力，学生学习兴趣盎然。

四、结语

文科物理实验在教学上还有很大的提升空间，教师除了要不断地提高自身的知识视野外，还要不断地调整自己的教学方法，逐渐形成符合各自学校实际情况的文科物理实验的教学模式。因此需要广大的一线教师在教学过程中进行不断的探索和总结，建立适合文科生特点的符合时代要求的教学内容和教学方法。

参考文献：

[1]卢佃清，王莉，王勇，等.适合文科学生的物理实验教学模式[J].实验技术与管理，2011，28（6）：179-181.

[2]方兴安，胡建华.文科大学物理实验开设的实践与思考[J].物理实验，2004，24（7）：21-23.

[3]郭阳雪，孔祥洪，王蕊丽.面向基础服务于专业的大学物理实验教学[J].大学教育，2013，（4）：9-10.

[4]郭阳雪，孔祥洪，杨渭.大学物理教学改革探讨[J].科技信息，2012，（36）：501.

[5]何雄辉.文科物理实验教学的探讨和研究[J].湘潭师范学院学报（自然科学版），2007，29（2）：121-122.

基金项目：上海市地方高校基础实验室专项经费建设（B-5109-11-0007）；2012年上海海洋大学实验室技术管理人员开发培养项目（B-5003-11-0084）；农委大学物理实验教材研究课题（D-8005-12-0379）；上海海洋大学大学物理创新实验（B-8606-10-0001-14）。

作者简介：郭阳雪，女，河南南阳人，上海海洋大学，讲师，研究方向：物理教育及光电传感技术。