設計性物理實驗教學體系的構建

物理實驗課程是一門重要基礎課，在培養具有創新精神和實踐能力的專門人才上具有舉足輕重的作用。物理學從本質上說是一門實驗科學，物理規律的發現和物理理論的建立都必須以嚴格的物理實驗為基礎，并受到實驗的檢驗。物理實驗中開設設計性實驗是近年來我國高等院校教改的方向之一，研究設計性實驗教學體系是物理實驗課程改革重要的基本問題。

一、設計性實驗教學體系構建的思路

構建設計性實驗教學體系應該把學生的能力和素質培養作為構建的指導思想，以便學生在實驗研究的過程中，通過自己的努力獲取相應的物理知識和練就一定的操作技能，又能逐步學會一套獲取新知識和解決新問題的科學方法。設計性實驗教學體系構建的基本思路是：將能力和素質培養貫徹始終，為物理實驗教學目標服務；循序漸進；要選擇或設計內容新穎、難易適度的實驗；要立足學物理，輻射其它學科；要把科學研究能力的培養和物理知識的建構統一起來；要把科學研究與實驗教學有機結合起來；充分發揮設計性實驗的教育功能。

二、設計性實驗的特點及目的

設計性實驗，是在明確實驗目的的基礎上，根據實驗原理和要求，自己選擇適當的器材，制定實驗方案，求出實驗結果。實驗過程是圍繞著一個需要解決的問題展開，強調學生通過自主參與一些類似于科學家從事科研的學習活動，獲得親身體驗產生積極情感，逐步形成一種在日常學習與生活中喜愛質疑，樂于探究，努力求知的心理傾向。學生在實驗研究過程中激活自己各科學習中的知識儲存，通過解決實際問題的探索性活動，提高自己綜合應用能力。設計性實驗的目的是：加強學生已學的理論知識和基礎性實驗知識相結合，并將這些知識靈活應用，使學生體會并掌握實驗設計的思維方法和分析方法，實驗設計的基本過程和方法，培養學生的科學實驗能力及創新能力。

三、設計性物理實驗教學體系

以培養創新精神和提高綜合素質為主線，遵循由易到難、由淺入深、由低到高、循序漸進的教學規律，按照物理實驗的實施過程和目的要求以及學生自身個性發展將研究性物理實驗劃分為以下四個層次。

1、基本設計性實驗。給定實驗題目與要求，在限定儀器的條件下，擬定實驗方案完成實驗?；驹O計性實驗特別注意科學性和趣味性的結合，充分調動學生的學習積極性和創新精神，培養學生設計實驗的基本能力、科學的思維方式、探究意識和動手能力。采用指定“單任務教學”模式，教師起到“指導、幫助”的作用。

2、提高型設計性實驗。給定題目與要求，在給定儀器條件的范圍內選擇儀器、擬定二種以上的實驗方案進行比較，以較佳的實驗方案完成實驗。實驗原理應是學生在普通物理學習中已掌握或稍加補充即可掌握的。

3、獨立型設計性實驗。給定實驗題目，擬定實驗方案、自選儀器完成實驗。側重于綜合能力和創新能力的培養，課題涉及的實驗內容與方法應具有綜合性，學生選定課題后，教師一般只對課題的意義、背景等情況作些介紹，完全由學生自己調研和查閱資料，自己設計、裝配、調試實驗裝置，提出實驗方案，完成實驗。基本目的：在培養了學生的基本實驗技能和基本的設計能力后，對部分學生提出更高的要求，這一階段要求學生的自主創新，培養他們的科學研究素質。基本要求：實驗結束時，每個課題都要寫出研究論文，并進行學術答辯和交流，部分論文應具有創新的成果，其中優秀的論文應能在正式學術刊物或學術會議論文集上發表。

4、設計性物理實驗教學體系及內容方案。根據上面的討論，由從簡單到復雜、從基本到提高的順序把設計性實驗分為三個主要的類型，對于不同的層次有不同的實驗項目和具體的實驗要求，其中包括學生選做的實驗個數、所需的課時數等，提出設計性物理實驗教學體系及內容方案。不同的學校根據自己的具體情況可以對不同的設計性實驗類型提出不同的要求，即對基本設計性實驗、提高型設計性實驗、獨立型設計性實驗開設的個數和每個實驗所需的學時給出符合自身實際情況的規定。根據學院的情況，選取基本設計性實驗、提高型設計性實驗、獨立型設計性實驗的課題數目分別為2、2、1個，總學時為40學時。

四、設計性實驗教學成績評價

客觀、科學評價設計性實驗教學成績，有利于促進設計性實驗教學的發展。評價應體現在實驗教學中以學生為主，教師為輔，顯示學生個性，相互協作，有利于學生科學素質的培養，充分發揮學生的能動性和創造性的宗旨。設計性實驗教學成績評價采用雙評模式，把教師的評價和學生自評結合起來，改變以往那種只有教師參與的局面。通過物理實驗，不僅要對物理結論進行驗證，對物理規律進行探究，更重要的是通過對演示實驗、分組實驗、課外小實驗以及日常生活中物理現象的觀察、思考，培養學生主動研究的探索精神，發展創新思維，提高解決實際問題的能力。

1、學生自評。每一個實驗學生都進行自我評價，或是以小組為單位進行評價。在評價考核范圍里面除了考核實驗相關操作技能和實驗的掌握外還將實驗態度、文獻查閱能力、團隊合作精神等都納入考察范圍，充分體現設計性實驗培養學生科學素質的價值。

2、教師對學生的評價。教師對學生的評價與學生自評同步進行，教師通過對學生的實驗設計方案的審核，對實驗過程的監督，以及實驗結果的分析，給出一個評價。對于這兩部分的權重，不同的學校，不同的專業可以進行不同的調整，一般可以采用教師評價占60%，學生自評占40%的比例來進行，對于不同的給分點可以根據各自情況進行界定。