大學物理實驗研究型實驗報告的設計與實踐

湯國富　曹旭樂　羅　勇　黃奕昱　李發永　范　婷（石河子大學理學院，新疆石河子 832000）

大學物理實驗研究型實驗報告的設計與實踐

湯國富曹旭樂羅勇黃奕昱李發永范婷
（石河子大學理學院，新疆石河子 832000）

通過對石河子大學大學物理實驗課程實驗報告書寫現狀的調研，發現學生存在書寫格式僵化、抄襲教材、疲于應付、學習缺乏主動性，缺乏獨立思考，教師不能科學評分等一系列問題.為此，革新傳統實驗報告書寫的內容和形式，將科學研究的思維理念融入到實驗報告的書寫中，設計出一套新型研究型實驗報告模板.以科學研究的思維邏輯引導學生獨立思考、總結，學習科學研究的思維方式，培養學生發現、分析、解決問題的能力.與實際生活相結合，激發學生的學習興趣.以不同類型的研究性、拓展問題，基于學生興趣及能力，培養學生發散性思維和創造力.后期使用效果調研結果表明，新型實驗報告模板在解決現狀問題及學生綜合素質的培養上，具有很大的提升效果.在高中新課標下，研究性教學在對中學實驗與大學實驗課程的銜接上，具有一定的傳承和提升作用.

大學物理實驗；實驗報告；研究性學習；科學研究思維；獨立思考；人文素養；教學銜接

大學物理實驗是理工科大學生進入大學后接受系統科學實驗方法和實驗技能訓練的開始，是一門量大面廣、實踐性、應用性很強的課程［1］.它在培養學生科學素養，獨立思考、發現、分析、解決問題的能力以及提高學生綜合素質等方面具有重要的作用［2，3］.對學生后期的任何課程的學習，都會有很大裨益.大學物理實驗報告的書寫，是大學物理實驗課程教學中的一重要組成部分.而傳統的實驗報告的書寫，具有很多弊端［4，5］.為此，很多文獻做過一些改革及實踐的論述［4，6］.但少有探討采用“研究型實驗報告”，這一綜合性版式的相關文獻.本文通過對石河子大學大學物理實驗課程，傳統實驗報告書寫現狀的調研（調研對象分為學生和教師），分析存在的問題，將科學研究的思維理念融入到實驗報告的書寫內容中，設計出一套新型研究型實驗報告模板.在后期使用效果的調研中發現，新型實驗報告在解決現狀問題及學生綜合素質的培養上，具有很大的提升效果.

在高中新課標下，中學實施的是“探究性教學”.如果在大學實驗課程上采用“研究性教學”，這對中學實驗與大學實驗課程的銜接，具有一定的傳承和提升作用［7］.

1　大學物理實驗傳統實驗報告書寫現狀調研結果

采用不記名的方式發放、回收有效問卷數467 份.學生版問卷455份，教師版問卷12份.

1.1學生版問卷反映存在的主要問題

（1）64.62%的學生反映，傳統實驗報告的書寫結構、內容與實驗教材基本相似，書寫報告時不用過多思考總結，直接照抄實驗教材.因此有25.49%的學生曾相互抄襲實驗報告.

（2）43.56%的學生認為傳統的實驗報告書寫內容繁多浪費時間，枯燥乏味，格式僵化固定，束縛思想.

（3）25.53%的學生認為實驗課程之后，對實驗的理解不夠深刻，很容易淡忘.

（4）55.45%的學生認為老師評定分數以書寫內容完整、書寫量大為主要依據.

1.2教師版問卷反映存在主要問題及教師建議

主要問題：

（1）傳統實驗報告書寫內容與教材相似、結構固定，存在抄襲現象.學生不夠重視，學習主動性不高.不能有效引導學生獨立思考、啟發學生的創新思維.

（2）遞交的實驗報告，內容雷同性大、無新穎.數據處理不夠科學、嚴謹.評分以實驗數據處理及報告書寫內容完整，書寫工整、量大為主要依據.

教師建議：革新實驗報告書寫內容和形式.在內容上更加科學嚴謹，能夠啟發、引導學生獨立思考、總結；能夠提高學生對實驗科學思想的認識和理解；能夠與生活實際相結合，激發學生興趣，提升學生思維能力和創新科學實驗素養.在形式上新穎多變，能引導學生有效預習和分析實驗，培養學生發散性思維.

2　大學物理實驗教學目標與研究性教學

大學物理實驗是一門十分基礎的實驗課程，其首要的教學目標，應是讓學生理解、學習實驗課程中所反映出來的科學研究的思維方式、實驗思想和科學方法，提高學生的思維能力；培養學生獨立思考、發現、分析、解決問題的能力；學習科學人文情懷，提升學生人文素養.其次才是，培養學生的動手能力以及在深入理解的基礎上引導、啟發學生進行進一步的探索研究，創新思考［3，8-13］.研究性教學重在達到首要教學目標［13，14］.

將研究性教學的思想，融入到實驗報告的書寫中來，設計出一套新型研究型實驗報告模板，來嘗試減小、解決前面所述問題.

3　新型研究型實驗報告模板介紹

新型實驗報告模板共分為4大部分.

第一部分為預習部分，學生在實驗課前完成，主要由6～8個研究性問題組成.題型的設計與選擇不固定，視具體實驗稍有不同.命題依據貫穿整個實驗教材內容.將科學研究的思維理念融入到研究性問題中，引導學生獨立思考、總結，理解、學習實驗科學研究的思維方式以及實驗精妙的設計思想，提高學生的思維能力；培養學生發現、分析、解決問題的能力［7］.在格式上，又分兩側.左側研究性問題在實驗預習時完成，右側空白處留為實驗完成后的修改與完善.

第二部分為實驗數據記錄及處理.學生在實驗操作課堂完成.附有部分數據處理相關公式，部分實驗還附有數據記錄表格.重點培養學生對實驗數據處理的規范性和分析的科學性.

第三部分為實驗思考及自我拓展，主要設置2～3個思考及課外延伸題.課外延伸題涉及與實驗相關的實際生活問題.與實際生活相結合，激發學生學習興趣.這也是開設實驗課程意義之所在.

第四部分為研究性、拓展問題集，學生必選一題作答，多做有附加分值.涉及內容豐富（由基礎理論到深入探究，由理論論述到生活實際，由表象觀察到本質思索）、設計題型廣泛.對于不同類型的研究性問題，基于學生個人興趣及能力，自由選擇作答.注入學習樂趣，增加學生知識面和知識儲備.引導學生進一步探索研究、創新思考，培養學生發散性思維和創造力.

在實驗報告成績的評定上，共分為5部分：預習自我評分、預習教師評分、操作同伴評分、操作教師評分、報告教師評分，分值比重為1∶2∶1∶2∶4.另外，在“報告教師評分”上，教師還應對報告“預習部分”項右側留空中，學生實驗后，對于自己預習內容的修改與完善情況，做出適當加分.

在傳統實驗報告模板的書寫中，所涉及的主要內容，均融合在研究性問題中.但新型模板省去了“實驗內容及步驟”和“實驗注意事項”兩模塊.在前期調研中發現，實驗前，學生對于實驗儀器根本不了解，約92%的學生在這兩模塊，均是照抄教材.在學生預習實驗時，可將“實驗內容及步驟”融合為讓學生綜敘實驗設計的思路，并以此培養學生的思維能力.同時，在實驗中，學生可直接依據教材實驗內容及步驟，進行實驗操作.實驗注意事項可由教師在實驗課堂上，直接結合實驗儀器，重點講解.此舉可減輕學生在預習學習中額外的負擔.

表1為所有實驗報告模板主要內容及結構形式綜述（設計思路）.圖1為半導體材料的霍爾效應實驗新型實驗報告模板簡式.

圖1　“半導體材料的霍爾效應”新型實驗報告模板簡式

4　使用效果調研反饋及分析

為此，我們對兩個實驗班級44名學生，8個實驗，進行了小范圍、長時間采用新型實驗報告模板的應用實踐，并在后期進行了使用效果的調研.

4.1學生版使用效果調研問卷反饋結果

（1）對于新型實驗報告的書寫，68.18%的學生認為提高了學習的主動性，使學習更加輕松、自由；65.91%的學生認為，加深了對實驗的認識，拓展了知識面，增加了學習興趣；75%的學生都認真獨立思考并基本完成了所有研究性問題；90.91%的學生認為，新型實驗報告在培養學生自主學習，研究性學習，發現、分析、解決問題的能力的培養等方面有很大幫助.

（2）15.91%的學生認為需要作答的問題太多；27.27%的學生認為某些問題太過于抽象，作答思路不明確；31.82%的學生認為，問題設置有些難度，需要認真思考和總結，有些費力.

4.2教師版使用效果調研問卷反饋結果

（1）教師反映，雖然批閱實驗報告工作量增加，但報告中反映出很多學生不同的思考，展現出很多新穎的想法，讓人耳目一新.抄襲現象減少，學生學習更加認真主動，思維更加廣闊活躍，實驗課堂氛圍更加輕松愉悅，實驗評分更容易科學把控，有利于教學質量及學生綜合素質的提高，值得更大范圍推廣.

（2）在某些問題的作答上（特別是在對實驗設計思路題的作答上），學生思路不明確，作答困難.在研究性問題的設置上，還有很多可以改進的空間.

4.3反饋分析與總結

總的來說，此種實驗報告模板的初步應用實踐，是相對成功的.有68.18%的學生認為，此種模板形式，可擴大使用范圍及推廣至專業實驗課程.

近年來，隨著高中教改不斷的穩步推進，在高中新課標的背景下，高中實驗課程實施的是“探究性教學”：側重于對實驗現象的探究性學習.現在，我們的這一板式，采用的是“研究性教學”：側重的是對實驗（本質）思路、科學素養、科學人文情懷的認知，在一定程度上來說，是對高中實驗課程教學的傳承和提升［7］.

當然，任何事物都有兩面性.我們的這一模式，也存在一定的弊端與不足.可能，在報告中對實驗數據的規范處理與科學分析，不是很突出（這需要教師在課堂上著重講解）.從學生和教師的反饋來看：一方面，學生首次接觸到這種學習模式，不太適應（對于有些問題的作答思路，不夠明確.這需教師加強對學生的引導）.另一方面，報告中研究性問題設置的合理性，還有待深入驗證.另外，還需進一步擴充研究性問題庫的題型及內容；還可以根據學生專業的不同，在設計問題中更加專業化、更加偏向于與學生專業相關的研究性問題.這一系列問題，都還有待我們繼續深入思考、探索實踐.

5　結語

大學物理實驗作為理工科大學生進入大學學習的第一門實驗課程，如果能夠很好地培養學生科學的思維方式，獨立思考的能力和發散性思維，學習科學人文情懷，那么對學生后期任何課程的學習和綜合素質的提高，都會有很大幫助.研究性學習能讓學生更加認真主動、更加自由地學習，能引導學生獨立思考、創新實踐.突破常規，革新傳統實驗報告書寫內容及形式，將科學研究的思維理念融入到實驗報告的書寫及實驗教學中，是對實驗課程教學改革的一種很有效的嘗試.

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［2］ 董匯澤，田春山，李會山.構建新型物理實驗教學模式［J］.實驗技術與管理，2006，23（2）：11-13.

［3］ 寧長春，索朗桑姆.以科研工作介紹的融入促進大學物理教學［J］.大學物理，2012，31（8）：39-43.

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［7］ 李建設.高中新課標背景下大學物理實驗課程內容構建的思考［J］.實驗技術與管理，2014，31（11）：188-190.

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DESIGN AND PRACTICE OF THE RESEARCH EXPERIMENT REPORT FOR EXPERIMENT OF COLLEGE PHYSICS

Tang Guofu Cao XuleLuo Yong Huang YiyuLi Fayong Fan Ting
（School of Science，Shihezi University，Shihezi，Xinjiang 832000）

Through the survey of current experiment report writing situation of the college physics experiment course in Shihezi University，we find series of problems for the students，such as the rigid format of writing，copying the materials from handbook，struggling to cope，lack of initiative and independent thinking.Besides，the teachers，grading are not scientific enough.Therefore，to reform the content and form of traditional experiment report writing，and put the scientific research thinking concept into the writing of experiment report，we design a set of new research experiment report template，which can guide the students to think and summary independently，and help them to learn a scientific way of thinking.It is also helpful to cultivate students，abilities of discovery，analysis and solving problems.Combining with the actual life，we stimulate students，interest in learning.Based on the students，interest and ability，we cultivate students，divergent thinking and creativity through different types of research and development problems.Survey results show that the new experimental report greatly promote the effect in solving current problems and cultivating the comprehensive quality of students.The research of teaching has certain inheritance and advance in the convergence between the middle school experiment and the university experiment course，under the new curriculum standard of high school.

experiment of college physics；experiment report；researching study；scientific thinking；independent thinking；humanistic quality；teaching convergence

2015-11-09；

2015-12-7

石河子大學教改項目（JG-2012-028）和石河子大學大學生研究訓練計劃（SRP2014278）資助.

湯國富，男，石河子大學理學院應用物理學專業2011級學生.1844120070@qq.com