摘要：我國(guó)基礎(chǔ)教育長(zhǎng)期的應(yīng)試訓(xùn)練對(duì)高等教育的影響正逐步顯現(xiàn)。許多學(xué)生平時(shí)不學(xué)、考前才學(xué)的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣給當(dāng)前的高等教育帶來(lái)了問(wèn)題:如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新能力?如何培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度和勇于質(zhì)疑的科學(xué)精神?本文通過(guò)一次大學(xué)物理探究課的實(shí)踐經(jīng)歷, 嘗試為解決這些問(wèn)題提供可行的方案。該探究課以磁鐵作為研究對(duì)象, 從生活情境——磁鐵斷裂現(xiàn)象引出問(wèn)題, 組織學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)、小組實(shí)驗(yàn)、報(bào)告猜想、討論分析、推理總結(jié)等環(huán)節(jié), 使學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)研究的過(guò)程, 在課堂探究過(guò)程中自然構(gòu)建物質(zhì)的磁性、磁疇、居里點(diǎn)、磁化等重要物理概念, 最終用物理理論解釋了“磁鐵斷裂后, 它們以斷裂面靠近時(shí)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象”及其產(chǎn)生原因。

關(guān)鍵詞：探究; 大學(xué)物理; 創(chuàng)新能力; 教學(xué)實(shí)踐; 科學(xué)精神; 科學(xué)態(tài)度;

　　恢復(fù)高考40年來(lái), 從不足5%到超過(guò)70%的錄取率顯示了我國(guó)高等教育“從精英教育到大眾教育”的轉(zhuǎn)變。我國(guó)高等教育實(shí)現(xiàn)了“高等教育覆蓋更多人群”的目標(biāo), 但也出現(xiàn)了諸多引發(fā)關(guān)注的問(wèn)題。如, 在當(dāng)前社會(huì)環(huán)境下, 由于家長(zhǎng)、學(xué)校多以高校錄取率來(lái)衡量中學(xué)教師的執(zhí)教水平, 因此使最容易顯效的應(yīng)試教育模式成為眾多中學(xué)教師的無(wú)奈選擇。這最終導(dǎo)致以題海戰(zhàn)術(shù)為主的教學(xué)方法在我國(guó)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域不僅沒(méi)有逐步消亡, 在某些地區(qū)甚至有愈演愈烈之勢(shì)。這一趨勢(shì)不但使各高等院校難以獨(dú)善其身, 而且還因?yàn)槠渌邮盏拇蠖嗍墙邮芰碎L(zhǎng)期應(yīng)試訓(xùn)練的學(xué)生, 而不得不深陷應(yīng)試教育的泥潭。

　　以大學(xué)物理課程為例, 雖然它是理工科專業(yè)的基礎(chǔ)課, 但學(xué)生往往認(rèn)為它不屬于本專業(yè)而單純以通過(guò)課程考試為學(xué)習(xí)目的。他們?cè)诙嗄甑膽?yīng)試訓(xùn)練下, 課堂上以聽和看為主, 課后不以抄襲作業(yè)為恥, 養(yǎng)成了平時(shí)不認(rèn)真學(xué)、考前突擊背作業(yè)、重點(diǎn)分析歷年試題的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣。這無(wú)疑給注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力和創(chuàng)新能力的高等院校提出了現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題———如何糾正學(xué)生的不良習(xí)慣?如何培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度和勇于質(zhì)疑的科學(xué)精神?

　　科學(xué)研究一般要經(jīng)歷觀察、提出假設(shè)、推理演繹、實(shí)驗(yàn)論證、修正假設(shè)等過(guò)程, 因此經(jīng)歷科學(xué)研究的全過(guò)程是培養(yǎng)研究者科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的重要途徑。然而在目前高等院校的大學(xué)物理理論課上, 教師往往通過(guò)講解或演示實(shí)驗(yàn)向?qū)W生展示科學(xué)研究的過(guò)程, 極少有機(jī)會(huì)讓學(xué)生親身體驗(yàn)。缺乏體驗(yàn)使不少學(xué)生覺得大學(xué)物理枯燥乏味, 理論艱深難懂。那么教師改變教學(xué)方法, 讓學(xué)生獲得應(yīng)有的體驗(yàn), 應(yīng)該是改善大學(xué)物理課堂教學(xué)效果的有效策略。

　　實(shí)驗(yàn)探究法[1]作為強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程的一種教學(xué)方法, 它充分體現(xiàn)了建構(gòu)主義理論中“由學(xué)習(xí)者建構(gòu)自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)”來(lái)激發(fā)推理、分析、鑒別等高級(jí)思維活動(dòng)的核心思想。實(shí)驗(yàn)探究可以使學(xué)生擺脫對(duì)知識(shí)不加理解、機(jī)械記憶的學(xué)習(xí)方法, 使他們將符號(hào)所代表的新知識(shí)與已有的概念和知識(shí)進(jìn)行實(shí)質(zhì)的聯(lián)系, 從而實(shí)現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí)[2]。為此, 我們以磁鐵為對(duì)象進(jìn)行了大學(xué)物理課堂的探究式教學(xué)實(shí)踐。

1 精選教學(xué)內(nèi)容確定研究對(duì)象

　　在大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容中, 電磁學(xué)部分占比最高[3]。有關(guān)鐵磁質(zhì)的知識(shí)在其中屬于B類內(nèi)容, 但其涵蓋了物質(zhì)的磁性、磁疇、居里點(diǎn)、磁化等重要物理概念。另外, 鐵磁質(zhì)在工程等方面有廣泛的應(yīng)用, 具有很高的實(shí)用價(jià)值, 它在生產(chǎn)生活中容易被學(xué)生接觸到, 所以很適合作為研究的對(duì)象。

2 巧設(shè)教學(xué)環(huán)節(jié)還原科研過(guò)程

　　1) 以自主學(xué)習(xí)奠定研究基礎(chǔ)

　　自主學(xué)習(xí)一直是高等教育倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式。同伴教學(xué)法 (Peer Instruction, 簡(jiǎn)稱PI) 被認(rèn)為是以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為基礎(chǔ), 通過(guò)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)解決物理概念教學(xué)難點(diǎn)的有效方法[4]。筆者在4年多的PI實(shí)踐教學(xué)中, 針對(duì)廣西師范大學(xué)400多名不同專業(yè)的理工科本科生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查。我們發(fā)現(xiàn):超過(guò)65%的學(xué)生都是按部就班地上課, 課后沒(méi)有進(jìn)行必要的復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí), 只有不到25%的學(xué)生能堅(jiān)持課外自學(xué)[5,6]。基于此, 為了保證探究教學(xué)的有效進(jìn)行, 我們將學(xué)生的部分自學(xué)任務(wù)調(diào)到了課堂上。這保證了學(xué)生在探究前有一定的知識(shí)儲(chǔ)備, 有利于后續(xù)高質(zhì)量的探究。

　　2) 以情境教學(xué)引出科研問(wèn)題

　　以生活中的真實(shí)情境構(gòu)建物理圖像一直是物理教師常用的教學(xué)手段之一。情境教學(xué)將來(lái)源于生活的真實(shí)場(chǎng)景展現(xiàn)給學(xué)生, 通過(guò)教師的引導(dǎo), 使學(xué)生實(shí)現(xiàn)從真實(shí)情境到物理圖像的遷移, 有助于學(xué)生思維從形象到抽象的轉(zhuǎn)化。為此, 在本案例中, 教師首先通過(guò)一張“冰箱吸鐵石斷裂成兩段”的圖片幫助學(xué)生在頭腦中構(gòu)建真實(shí)的情境。以問(wèn)題:“一塊磁鐵斷裂成兩塊后, 當(dāng)這兩塊磁鐵以斷裂面相互靠近時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?”直接給出研究的問(wèn)題。

　　3) 以測(cè)試題揭示錯(cuò)誤思維

　　學(xué)習(xí)的過(guò)程是學(xué)習(xí)者不斷拋棄或修正錯(cuò)誤的舊知識(shí)、建構(gòu)新知識(shí)的過(guò)程。而錯(cuò)誤的思維方式和固有經(jīng)驗(yàn)會(huì)妨礙學(xué)生構(gòu)建新知識(shí)。因此了解學(xué)生錯(cuò)誤的固有經(jīng)驗(yàn)和思維方式, 并就此進(jìn)行針對(duì)性的教學(xué)是幫助教師突破教學(xué)難點(diǎn)的有效途徑。基于筆者多年的PI教學(xué)經(jīng)驗(yàn), 我們將2) 中的研究問(wèn)題設(shè)計(jì)為以下測(cè)試題, 以便了解學(xué)生頭腦中的前概念或錯(cuò)誤思維:

　　題目:一塊磁鐵斷裂成兩塊后, 當(dāng)這兩塊磁鐵以斷裂面相互靠近時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象? ()

　　A.吸引;B.排斥;

　　C.既不吸引也不排斥;D.以上答案都不對(duì)。

　　學(xué)生通過(guò)回憶以往的生活經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識(shí)并稍加思考后, 可以就此給出自己的答案。由于他們往往只考慮磁鐵斷裂的一種情況, 因此實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)選擇A和B的人數(shù)相當(dāng), 比例較高。答案的不統(tǒng)一將引發(fā)學(xué)生的思維沖突, 激起他們的求知欲。此時(shí), 教師在不公布答案的前提下, 組織學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)將有助于他們帶著問(wèn)題進(jìn)行有目的的探究。

　　4) 以分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)證探究

　　合作學(xué)習(xí)近年來(lái)備受關(guān)注, 來(lái)自不同研究小組的實(shí)踐研究證實(shí):3~4人的合作小組是提高小組成員學(xué)習(xí)質(zhì)量最適合的人數(shù)配額。因此, 我們將學(xué)生分為了多個(gè)3~4人的學(xué)習(xí)小組, 并通過(guò)發(fā)放白板吸鐵石、小磁針、小刀、剪刀、磁性門簾吸條等常見物品組織學(xué)生在課堂上進(jìn)行分組探究。學(xué)生可以利用小刀、剪刀對(duì)白板吸鐵石和門簾吸條實(shí)施撬取、剪斷等操作;利用小磁針可以探測(cè)磁鐵的磁極方向。