大學物理實驗分層教學與學生能力培養初探

摘 要：在大學物理教學中，實驗是提升學生學習能力，培養學生科學素養的重要方式。為有效通過大學物理實驗分層教學培養學生探究能力、創新能力、實踐能力等綜合學習能力，本文從大學物理實驗分層教學與培養大學生物理素養及物理學習能力的關系以及分層實驗實施策略兩個方面分析探討了大學物理實驗分層教學與學生能力培養的相關問題，以供參考。

關鍵詞：大學物理實驗;分層教學;學生能力;培養策略

隨著科學技術的不斷發展進步，社會中的各種新潮教育思想層出不窮，大環境的變化促使大學物理教學也必須轉變教學思路與教學方法，在日常教學中注重培養學生自主探究能力、創新能力、實踐能力等綜合能力，注重培養學生物理素養與科學精神，充分承擔起為社會培養并輸送高級人才的重任【1】。實踐表明，大學物理實施實驗分層教學，能有效提升大學生物理學習能力，培養大學生物理素養與科學精神。

1大學生能力培養與物理實驗分層教學間的關系

物理實驗，指的是人們根據某種目的、利用相關儀器設備，人為的創造某種過程，使其按照理想的進程發展，以此探究物理過程變化規律的科學研究過程【2】。因此，物理實驗屬于一種實踐探究活動，在這個探究過程中，人類智慧能得到充分發揮與體現，人的探究能力、邏輯思維能力、觀察能力、總結概括能力、創新能力也能得到切實地鍛煉與提升。在大學物理教學中，學生在教師的指導下，根據某一研究目標，借助相關實驗器材，自主完成相關實驗、觀察與總結概括工作，即是完成了物理實驗教學。由此可見，大學物理實驗分層教學與學生能力培養之間存在以下聯系：大學物理物理實驗教學的目的是培養大學生的科研素養，鍛煉大學生的實驗能力【3】。

相較于傳統的實驗教學，分層實驗是將實驗資源重新整合，劃分層次開展實驗活動。該種教學方式打破了傳統意義上物理分科的界限，使實驗資源更為豐富、實驗過程也更加開放，在實驗過程中學生可以充分發揮能動性與創造性，有效提升物理學習能力。

2大學物理實驗分層教學策略

2.1依托具體情境，促進實驗過程分層

在開展大學物理實驗分層教學時，教師要能結合具體實驗內容，科學創設問題情境促進實驗過程分層，這是確保物理實驗分層教學有計劃、有目的地開展，最終實現培養大學生基本物理實驗技能等教學目標的前提條件。同時，通過問題導入實驗目的、引導實驗過程，可讓大學生跟隨著情境的深入發展一步步形成實驗思路，充分挖掘每一實驗階段的隱藏價值信息，提升實驗效率;同時利用問題情境與分層實驗，讓大學生經歷知識的形成與應用過程，從而更好的理解相關物理知識與物理現象，掌握物理知識與方法的用法，能科學應用物理知識解決生活問題，最終實現培養大學生學習能力與物理素養的教學目標。同時，物理實驗教學是一門實踐性較強的物理課程，實驗課程與理論學習存在諸多不同，許多物理知識、物理方法都隱藏在實驗過程中，這就要求教師需十分重視物理分層實驗過程，根據實驗目標、實驗內容與學生實驗能力，科學設計、合理分層實驗過程，形成一個“基礎實驗、指導實驗、自主實驗”的實驗分層教學體系，讓學生的物理素養、各項物理學習能力隨著物理實驗的開展得到有效提升與增強【4】。

2.2立足教學目標，實現教學計劃分層

大學物理實驗分層教學是一項長期且系統的教學工作，從學生初次接觸物理實驗教學到具備自主實驗、自主探究能力，需經歷一個長期的培養過程。這就要求教師要能立足實際、結合具體學情，設計好每一個物理實驗分層教學工作，以怎樣提升大學生物理學習能力與物理素養為出發點，根據深入淺出、層層深入的教學原則，將整個物理實驗教學過程設計為基礎層、提高層以及自主層這三個階段，有目的、有計劃、有秩序的培養大學生學習能力【5】。

2.2.1基礎層實驗設計

當大學生初次接觸物理實驗教學這一課程時，學生的實驗基礎普遍較差，教師需結合教學內容與實際學情，合理設計教學任務與教學目標，分層教學，逐層提升實驗難度，確保實驗分層教學效果。如根據學生實驗基礎，可將基礎層的實驗內容設計為光、電、力等6個難度相對較低的物理實驗，目的是方便學生學習與掌握，培養學生學習信心，讓學生更好地學習與掌握物理知識、物理實驗方法，鍛煉大學生物理實驗技能。在基礎實驗階段，教師需指導學生掌握以下內容：①物理理論學習與實驗課程的不同之處;②物理實驗在大學物理學習中的重要性;③掌握相關儀器設備的正確操作方法;④通過預習，掌握實驗內容，為正式的實驗操作奠定良好基礎。

2.2.2指導層實驗設計

當完成基礎層實驗的學習后，大學生的實驗能力已經有所提升，在此基礎上，教師需適當改變實驗內容，提升實驗難度，指導學生進入“指導層實驗”階段。在這一實驗階段，教師要以培養學生自主實驗能力為目標，指導學生完成相關學習、實驗活動。為此，教師要將適當的自主權交給學生，在實驗過程中指導、鼓勵學生踴躍發言、勇于觀察，并給學生提供獨立思想的空間與時間，鍛煉學生獨立思考、面對問題與解決問題的能力，讓學生進入自主實驗的預熱期，有效促進學生觀察能力、探究能力、創新能力、實踐能力等綜合學習能力的提升，確保教學效果。

2.2.3自主層實驗設計

在自主層層實驗階段，重點是使大學生具備自主實驗的自主性。自主層實驗存在于科學研究實驗與基本教學實驗之間，在實驗過程中要給足學生自己思考、實踐的空間，通過相關實驗，大學生要能主動發現一些物理問題并作出深入研究，全面掌握相應物理知識，并能熟練應用實驗儀器、測量數據、實驗原理、實驗現象等各種實驗要素，全面保證實驗結果的科學性與準確性。例如在“基本長度測量”中，最終目標是獲得圓筒體積，那么學生就需將測量過程分為高度測量、內外直徑測量等五個測量步驟，以此降低計算難度，確保計算結果的準確性，同時讓自身的數據處理能力得到鍛煉。在經過這一階段的學習后，大學生要能對物理實驗有一些自己的見解與想法，初步具備物理學家的些許素質，敢于在物理實驗過程中大膽想象、積極探索，不斷提高自身物理素養。

結語

綜上所述，在大學物理教學中，實驗是提升學生學習能力，培養學生科學素養的重要方式，科學應用物理實驗分層教學，能提高大學生物理素養，培養大學生創新能力、自主探究能力、數據處理能力，滿足當前社會對高校物理教學的要求。為此，教師應積極探索、完善物理實驗分層教學的實際應用。

參考文獻：

[1]劉輝文.大學物理實驗分層教學與學生能力培養探究[J].課程教育研究，2017（39）：21-22.

[2]胡蕓莎，劉朝霞，楚合營.構建培養學生科研能力的大學物理教學實驗體系——以塔里木大學為例[J].新疆農機化，2017（03）：41-44.

[3]劉昱.在大學物理演示實驗教學改革中培養學生的創新思維能力探討[J].才智，2016（34）：55.

[4]劉向遠. 大學物理實驗教學中培養學生創新能力的研究[D].合肥工業大學，2007.

[5]賀水燕. 大學物理實驗分層教學與學生能力培養探究[D].湖南師范大學，2006.

作者簡介：

黃剛，男（1968.6——），漢族，廣西柳州人，湖南師范大學教育學碩士，高級實驗師，研究方向：物理實驗教學/物理實驗開發。