大學物理綜合設計性實驗中的素質(zhì)培養(yǎng)

郭冰張勇柳葉

(中國人民解放軍海軍航空工程學院 山東 煙臺 264001)

物理學是一門實驗科學，物理學的概念、規(guī)律等都是以實驗為基礎的，因此，從科學發(fā)展的進程看，物理實驗的重要性不言而喻。從人才培養(yǎng)的角度看，大學物理實驗課程從多方面培養(yǎng)學生的思維和能力，在人才科學素質(zhì)和綜合素質(zhì)[1]的培養(yǎng)中起到了重要的作用。

根據(jù)學生由淺入深、循序漸進的認知規(guī)律，綜合設計性實驗是在基礎性實驗之后開設的。學生已經(jīng)了解了課程特點，學習了大學物理實驗的基本方法和基本技能，因此，在綜合設計性實驗中，對學生的素質(zhì)培養(yǎng)提出了更高的標準和要求。作為教學的實施者，首要任務就是明確本階段中所涉及的素質(zhì)培養(yǎng)目標。

結(jié)合實驗教學的實施，學生素質(zhì)培養(yǎng)目標歸納為以下幾個方面：

1 良好心理素質(zhì)的培養(yǎng)

良好的心理素質(zhì)是成為科學工作者的必備條件[2]。科學工作者在艱苦、單調(diào)、重復的實驗研究中，用智慧與心血換來今天的碩果。這期間，良好的心理素質(zhì)是取得勝利的重要武器。物理實驗培養(yǎng)學生的心理素質(zhì)，可以從以下幾個方面重點展開：

1.1 堅韌不拔、百折不撓的苦干精神

從與學生的課前準備談話以及他們在基礎實驗階段的表現(xiàn)來看，部分同學的受挫折能力還是有待提高的。當完成實驗步驟而沒有得到相應現(xiàn)象時，部分同學會焦慮不安、慌忙地重新開始實驗，而不能冷靜地分析失敗原因。有的學生在得到不理想的實驗結(jié)果時，甚至拿結(jié)果來問老師此結(jié)果是否能及格，若可及格就不想再重新做一遍。種種現(xiàn)象表現(xiàn)了學生在做實驗的過程中，對結(jié)果預期過高，過程的實施預期太簡單，一旦遇到問題，便不能沉著應對，情緒不穩(wěn)定，甚至有退縮的心理，嚴重影響了學習熱情和學習效果。所以，堅韌不拔、百折不撓精神的培養(yǎng)尤為重要。

1.2 耐心細致、實事求是

在教學指導過程中發(fā)現(xiàn)，部分學生在做光學實驗時，眼高手低，看到實驗步驟簡單就缺乏耐心。比如：在透鏡焦距測量的實驗中，有的學生在物體成像不是太清晰的情況下，就開始記錄數(shù)據(jù)，缺乏耐心細致的調(diào)節(jié)，缺乏科學嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度。在實驗結(jié)果處理部分，不能實事求是地分析存在的原因。在綜合設計性實驗階段，一定要嚴格要求學生，使之形成耐心細致、實事求是的良好習慣。

1.3 獨立完成實驗，擺脫心理依賴

在基礎性實驗階段是訓練學生的基本實驗理論、基本技能、基本操作的階段，采用的是傳統(tǒng)的授課模式，即老師先講解，學生再動手。在學生聽過解釋后，仍由教師在旁輔導，學生比較習慣了這種模式，同時造成了遇到問題不主動思考，依賴教師解答的問題。比如：在一次輔導過程中，學生反映電腦打不開，其實只是其電腦顯示屏的電源插頭沒插好。類似小問題，學生都要舉手問教師，反映了其極大的依賴心理。在綜合性實驗階段，培養(yǎng)獨立完成實驗的能力是重要目標。并且，此階段的授課模式有了巨大的轉(zhuǎn)變，其重點考慮也是立足于使學生擺脫依賴心理，為開展設計性實驗做好充分的準備，也為深入挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力做好鋪墊。

2 閱讀能力的培養(yǎng)

閱讀能力是一種基本的學習能力，培養(yǎng)科學閱讀能力是提高學生實驗、實踐能力，綜合科學素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)[3]。在物理學等理工科的學習中，閱讀能力具有一定的學科性質(zhì)，這就對學生提出了更高的要求。

在基礎性實驗階段，學生通過做實驗預習報告、網(wǎng)絡課堂實驗預習題的形式，閱讀能力已經(jīng)有了一定的提高。在綜合設計性實驗階段，閱讀訓練將得到進一步的強化。此階段的實驗要求學生首先自行閱讀教材、儀器使用說明書，再結(jié)合實驗目的及原理研究儀器，獨立完成選定的實驗項目。這種授課模式更多地發(fā)揮了學生的主觀能動性，培養(yǎng)學生的閱讀與分析能力，使書本上的理論知識與實際操作相結(jié)合，在學生把書“從厚讀薄，再從薄讀厚”的過程中培養(yǎng)其良好的閱讀習慣，為科研奠定牢固的基礎。

3 分析能力的培養(yǎng)

對實驗進行分析是熟練使用儀器，獨立完成實驗操作的基礎。分析能力的訓練有助于鍛煉學生解決問題的能力和思維，是培養(yǎng)學生科學精神和科學素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。

實驗課的教學是實踐性的教學，實驗原理的理解、實驗儀器結(jié)構(gòu)及使用方法的掌握、實驗結(jié)果及誤差分析、實驗結(jié)論、思考題等環(huán)節(jié)都離不開分析過程。例如：在利用阿基米德原理進行密度測量實驗時，用游標卡尺測量水槽的直徑這一步，如果不能透徹理解實驗原理和設計，不能做出全面分析的話，有的學生就不知道應該測量水槽的內(nèi)徑還是外徑。綜合設計性實驗階段應在多個方面進行教學設計，更加注重分析能力的培養(yǎng)。例如：在基礎性實驗階段，學生們學習示波器的使用時，用的是模擬示波器，而為了培養(yǎng)學生舉一反三的分析能力，在綜合實驗階段將模擬示波器全部換成數(shù)字示波器供學生使用。

4 創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

從物理學的發(fā)展可以看出，很多規(guī)律的得出得益于新問題、新思想、新思維、新方法。創(chuàng)新是保證一個學科具有生命力，蓬勃發(fā)展的重要因素。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，是物理實驗課的重要責任，是素質(zhì)教育的重要課題[4]。

在設計性實驗階段，鼓勵學生突破思維限制，改進指定實驗項目的裝置，甚至改進或替換實驗原理，設計新方法來完成此實驗。當然，在創(chuàng)新過程中，教師放手并非教師撒手，對于學生理論上的錯誤要給與及時的糾正，在重要環(huán)節(jié)上要給與適當?shù)囊龑Ш徒ㄗh以保證實驗創(chuàng)新設計的完成。如果實驗室條件允許的話，可以增開創(chuàng)新發(fā)明活動，讓學生自擬題目，在教師的指導下完成資料的查詢與學習、產(chǎn)品的設計、材料的選取與加工等環(huán)節(jié)。這樣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的同時還使學生參與了完整的科研設計過程，為以后的學術科研打下基礎。

5 小結(jié)

物理學的發(fā)展離不開實驗。針對實驗課這門實踐性課程，本文從心理素質(zhì)、閱讀能力、分析能力和創(chuàng)新能力這四個方面研究大學物理綜合設計性實驗中的素質(zhì)培養(yǎng)目標。作為教育工作者，明確素質(zhì)培養(yǎng)目標，結(jié)合學生本身的特點和學習中的常見問題，才能更好地實施教學，全面調(diào)動學生在實驗課上的積極性和獨立研究的自信心，深入挖掘?qū)W生的潛能，將學生培養(yǎng)成全面發(fā)展的創(chuàng)新型人才。

［1］陳麗.淺談大學物理實驗教學學生綜合能力的培養(yǎng)[J].中國科技信息，2010（8）：171-173.

［2］舒惠霞.大學物理實驗中的學生心理淺析[J].高校論壇，2011（29）：643.

［3］張繼榮.實驗教學中應重視學生的閱讀和寫作能力[J].實驗室研究與探索，2006,25（10）：1256，1308.

［4］辛旭平.創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與物理實驗教學 [J].大學物理實驗，2004，17（2）：81-84.