論物理專業大學生實驗能力的培養策略

張 華

(泰山學院物理與電子工程學院，山東泰安271000)

社會的發展不僅需要大學生掌握基礎理論知識，而且要求有較好的創新精神和創新能力。物理專業是一門以實驗為基礎的學科體系，同時物理教學也是以實驗作為基本的教學手段和教學方法，在物理教學的過程中能夠提供給學生感性的教學素材，同時也能提供給學生科學思維的方法，加深對所學知識的理解和掌握。因此，在大學物理教學的過程中必須重視學生實驗能力的培養。

一 大學生物理實驗能力的理解

實驗能力是反映學生能力的綜合表現方式，是在實驗過程中所表現出來的能力。實驗能力的基礎是對實驗知識的掌握和運用，實驗能力的核心是操作能力，而實驗思維能力是實驗能力的中心所在，同時實驗能力的最終則是要培養學生的實驗設計和實驗創新能力。

中學物理教學大綱中指出:“物理是一門以實驗為基礎的學科。實驗教學可以幫助學生形成物理概念，理解和鞏固物理知識，培養學生能觀察現象、分析問題、解決問題，初步掌握一些常用的物理實驗技能，培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度和科學方法。因此加強實驗教學是提高物理教學質量的重要一環。”［1］由此可見，物理實驗教學的基本要求就是要培養學生的實驗能力。物理實驗能力就是在物理實驗過程中學生表現出來的各方面的能力，具體包括了學生的實驗操作能力、實驗觀察能力、數據的處理能力以及實驗設計能力等。

二 實驗教學對學生能力發展的作用

實驗教學是物理教學的重要的組成部分，相對于課堂教學，其有著自身的優勢和特點，是課堂教學所無法代替和比擬的。

首先，實驗教學能夠促進大學生智力發展。大學生智力的發展是在掌握一定的知識的基礎上進行和發展的，但是，知識和智力是既有聯系又有區別的概念。知識的獲得是在基礎知識掌握的基礎上進行的，智力的發展包含有先天的因素。智力的發展是以知識的掌握為基礎的，同時智力的發展又可以促進知識的掌握。過去對物理實驗教學存在錯誤的認識，認為是教學的輔助手段，是課堂教學的補充和發展。但是，在實踐中，物理實驗教學能夠讓學生自己動手動腦，在實驗的過程中，需要運用所學的知識和技能，自己調試儀器和設備，對所得到的數據進行分析處理，運用了比較、概括和歸納等多種思維活動，促進了學生智力的發展。

其次，實驗教學能夠培養學生的技能。物理教學與一般學科教學的重要區別就是在于需要學生有較高的技能。物理專業大學生技能是以一定的能力為根本的，技能的發展是以掌握一定的知識為基礎的，實驗教學的開展能夠促進大學生技能的發展，實驗教學有一定的教學目標和教學要求，學生根據已有的目標和要求完成了各種訓練，對所學的知識進行鞏固和發展，促進了技能的發展［2］。

最后，實驗教學促進了大學生科學素養的發展。物理實驗教學是對自然研究方法的驗證，可以發展學生的科學思維方法和科學觀察方法，培養大學生作為基本科學工作者的素質要求。同時，在實驗過程中也能夠培養大學生實事求是的科學價值觀，培養大學生勇于進取的精神和毅力，同時也能夠培養大學生艱苦奮斗的科學精神。

三 培養大學生物理實驗能力的策略

(一)重視實驗過程中大學生觀察能力的培養

觀察能力是指大學生通過觀察實驗過程和現象，獲得感性的知識和素材，然后通過思維，對觀察到的材料進行分析、綜合和歸納，形成正確的概念的能力。因此，培養學生的觀察能力是學生實驗能力形成的前提和基礎。具體包括，指導學生自己自覺的擬定實驗觀察方案，在實驗的過程中有目的地進行觀察，這樣可以讓學生做到有的放矢，不會盲目地進行觀察。然后就是要學生注意實驗的演示步驟，注意儀器的使用方法等。總之，要把學生的觀察和思維有機結合，注重觀察能力的發展，同時也能促進學生的思維能力［3］。

(二)重視設計性實驗的開展

傳統的教學方式影響著實驗教學，重視基礎理論知識的教學，輕視實驗教學，即使開展實驗教學也大多數是教師代替學生進行全部的實驗操作。比如，在應用電子實驗教學中，一般是教師預先組裝好電路板，只是讓學生按照課本的知識再驗證，這樣的實驗教學不利于學生實驗能力的培養。此物理實驗教學模式導致了學生對基本的家用電器的原理和保養等缺乏了解和掌握，束縛了學生的積極性和創造性，制約了學生實驗技能的發展，因此必須要開設設計性的實驗。

設計性實驗是介于基本實驗和科學實驗之間的實驗類型，它不像其它實驗一樣有自己的實驗教材，給出了詳盡的實驗步驟等，它僅僅提供給學生實驗的課題，提出了實驗的基本要求，提供實驗器材等。具體實驗的完成需要學生自己查閱相關資料，確定實驗的方案和步驟，然后根據方案選擇實驗儀器，最后寫出實驗報告。這無形中培養了學生的科學思維方法和科研能力。

(三)開放實驗室，提供實驗場所

傳統的實驗教學否定實驗教學的作用和功能，嚴重阻礙了實驗室功能的發展。諾貝爾獎獲得者丁肇中教授指出了我國高校教育中實驗教學存在的問題。我國高校不重視實驗教學是普遍現象，把實驗教學作為理論知識教學的陪襯，認識不到實驗教學的重要作用。開放大學實驗室是培養學生創新能力和實驗能力的重要途徑，能夠明顯地提高實驗設備的使用效率。然而，實驗室開放涉及的問題眾多，并不是把實驗室的門打開，讓學生自己做實驗這樣簡單，需要從多方面進行了探索和思考。首先，開放實驗室，要讓學生進行實驗前的預習，培養學生的獨立操作能力。預習是實驗教學的重要環節，在預習的過程中發現問題，在實驗的過程中針對問題進行處理，能提高實驗效果。其次，開放實驗室也是國家教育方針的要求。我國提出大力開展素質教育，素質教育是培養學生創新能力，體現學生的主體精神和主體意識，實驗教學可以培養學生的動手能力和分析解決問題的能力，調動學生學習的積極性和興趣。最后，開放實驗室也是實驗教學方法改革的要求。傳統的實驗教學方法不利于學生主體意識的培養，不重視學生創新能力的發展，因此必須對傳統的教學方法進行改革。

(四)實施分層策略

由于大學物理專業的學生來自于不同的地區，有著不同的生活背景和學習的條件，他們在基礎知識、學習方法及興趣愛好等方面有著較大的差別，因此，在注重主體性教學的前提下實施分層教學對提高他們的實驗能力有著較大的幫助。首先，在對學生進行整體了解的基礎上，根據學生的學習基礎等對學生進行基礎分類。其次，根據學生不同的學習目標進行分層。大學生進入大學后都有自己不同的學習目標和學習態度，同時學習目標對學習態度有著明顯的影響。將學生的學習目標詳細地分層為基礎性目標及提高性目標，以適應不同層次學生的學習需要。再次，做到評價分層。在實驗教學的過程中，教師應當做到評價實驗結果的同時也評價實驗過程，評價方法應當是學生自我評價和相互評價結合，在最后的終結性評價中應當進行全方位的評價。

［1］梁賢邦，徐錦章.實驗教學概論［M］.青島:中國海洋大學出版社，1993.

［2］姜成果.《力學實驗》課程考核方式的探索［J］.通化師范學院學報，2005，26(4):107-109.

［3］金清理，王洪濤.開放物理實驗基地 培養學生科研能力的嘗試［J］.實驗室研究與探索，2005(2):65-66.