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1、基于建构主义的大学物理实验教学设计探讨 大学物理实验课程不光培养学生科学实验的方法和技能，还应培养学生创新实验能力。基于大学物理实验教学的现状，探讨基于建构主义的教学模式在大学物理实验教学中的应用，以达到培养创新型人才的目的。 大学物理实验是理工科学生接触到的首门理论和实验相结合的课程，通过课程学习可以深入理解物理原理，学习科学实验的方法，培养科学实验的能力。但在传统的教学方式下，很难培养学生创新性实验能力，因此非常有必要引入新的教学模式对课程进行尝试性改革。 1. 大学物理实验教学的现状 传统物理实验内容以验证性实验较多，而且教学方式上按照既定的模式进行。老师讲解实验目的、实验原理、实验步骤
2、、数据记录及处理，学生则重复老师的演示应付了事。这种教学方式僵化，学习环境沉闷，而且教学评价机制单一，学生没有主动研究实验、解决实际问题的意识，创造性更无从谈起。 2. 建构主义教学模式的理论基础 建构主义观点认为知识不是通过教师传授得到的，而是以学生为学习主体，教师为主导，采用创设情境、独立思考自我学习、分组讨论协作学习、充分发挥了学生学习主动性，最终达到意义建构。建构主义较为典型的教学模式主要有情境式教学模式、随机访取教学模式和支架式教学模式三种。 2.1 情境式教学。首先创设一定的情景作为基础，从情境中确定问题，教师向学生提供线索用于解决问题，学生通过自主学习、协作学习来建构知识，最后根
3、据整个过程的表现进行效果评价。 2.2 随机访取教学模式目的为提高学生的理解能力和知识迁移能力。对同一教学内容在随机的情境中，从不同角度进入到知识的学习中，通过自主学习和协作学习，最后进行自我评价和小组评价。该学习方式内容比较复杂，应注意思维能力的培养。 2.3 支架式教学模式是利用概念框架帮学习者探索并理解特定知识，建构知识意义的教学模式。支架式教学过程为进入情境，搭建支架，独立探索，合作/协作学习，最终完成所学知识的意义建构。 3. 基于建构主义的教学设计实例 建构主义教学模式下的教学设计都以学生为中心创设知识情境，通过自主学习和协作学习实现意义建构，最后进行适当的评价。下面通过“电流表的
4、扩程”教学设计实例来展现建构主义理论在中的实际应用。 设计构想学生在中学已经学过电流表的改装和电压表的改装，知道电流表扩程的基本原理是并联分流，具备了基本的设计能力，本实验将在以前的基础上将电流表的扩程的知识进行系统化，故本实验采用支架式教学模式。 3.1 进入情境，提供支架。问题支架你了解表头吗？有几种方法了解表头？如何扩程电流表？怎么判断电流表已改装完成？如何评价你扩程的电流表？ 3.2 独立探索。通过学生们各抒己见，知道扩程电流表的方法为在表头的两端并联一个合适的分流电阻。但中学直接告诉了表头参数，教师建议学生结合课本了解到表头最基本的参数为内阻和量程。表头的量程可以与所串联的串联标准电
5、流表比较得到指针满偏时的电流即为表头的量程。电流表改装完成的标准是表头指针满偏的同时干路上的标准电流表示数为扩程后的量程。 3.3 协作学习。根据操作实际将问题细化，提出以下问题表头的内阻可以有哪些方式呢？我们应并联多大的分流电阻呢？有什么方法可以粗略估计吗？分流电阻值不合适应该怎么调整？如何校准改装完毕的电流表？如何评定出它的准确度等级？ 将学生按34人一组将班级分成若干小组，小组讨论后，再将讨论结果以小组的形式进行陈述，总结如下。 3.3.1 了解表头应了解内阻和量程。表头的内阻可以用万用表的电阻档、伏安法和替代法进行测量。较简单的方式是万用表和伏安法，替代法给我们提供了一种新的思路。表头
6、的量程可通过对比标准电流表得到指针满偏时的电流即为表头的量程。 3.3.2 扩程电流表的基本方法是并联分流，分流电阻的阻值可以用式R=ISI-IS估算。改装完成后Rp和表头G一起构成了新的电流表。 3.3.3 电流表改装完成的标准首先让表头指针满偏，然后再看干路上的标准电流表示数是否为要求扩程的量程。如果分流电阻值不合适，在指针满偏时会出现小于或大于要求扩程的量程，调整方法如下若小于扩程量程，说明Rp偏大，要调小；若大于扩程量程，说明Rp偏小，要调大。但要注意改变Rp后要再次让指针满偏以检验改装是否完成。 3.3.4 我们将改装的电流表进行校准，进一步求出表的准确度等级。但要注意表的准确度等级
7、不能随意取值，要按国家标准进行取值。可以作出校准曲线图估计未测数据的误差，但是要注意校准曲线图是折线图。 3.4 效果评价。通过本次设计实验，学生了解到电流表实际产品设计的基本思路，对知识进行了系统化学习，在关键问题上通过讨论进行了深化。在支架式教学模式实践过程中，教师的引导作用尤为重要，必须为学生提供必要的问题支架来推动学生进行深入的探索，绕过学习障碍，敢于提出自己的见解疑问，鼓励他们自己去解决，培养他们解决问题的能力。但要注意用多样化的评价标准来适应学生的差异性，注重观察学生观点生成过程和问题解决过程。 4. 总结 无论何种教学模式，在教学过程中都应以学生作为主体，教师作为引导者，创造各种条件在自我学习和协作学习过程中让学生结合已有知识进行意义构建。总之，将建构主义理论用于教学设计，改善了学生学习主动性，提高教学质量，培养创新型人才，对其他学科教学也具有重要的指导意义，值得推广泛的广和应用。