大學(xué)物理綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中的素質(zhì)培養(yǎng)

郭冰張勇柳葉

(中國(guó)人民解放軍海軍航空工程學(xué)院 山東 煙臺(tái) 264001)

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理學(xué)的概念、規(guī)律等都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，因此，從科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程看，物理實(shí)驗(yàn)的重要性不言而喻。從人才培養(yǎng)的角度看，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程從多方面培養(yǎng)學(xué)生的思維和能力，在人才科學(xué)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(xué)生由淺入深、循序漸進(jìn)的認(rèn)知規(guī)律，綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)之后開設(shè)的。學(xué)生已經(jīng)了解了課程特點(diǎn)，學(xué)習(xí)了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的基本方法和基本技能，因此，在綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，對(duì)學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。作為教學(xué)的實(shí)施者，首要任務(wù)就是明確本階段中所涉及的素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)。

結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施，學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)歸納為以下幾個(gè)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(xué)工作者的必備條件[2]。科學(xué)工作者在艱苦、單調(diào)、重復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究中，用智慧與心血換來(lái)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(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的心理素質(zhì)，可以從以下幾個(gè)方面重點(diǎn)展開：

1.1 堅(jiān)韌不拔、百折不撓的苦干精神

從與學(xué)生的課前準(zhǔn)備談話以及他們?cè)诨A(chǔ)實(shí)驗(yàn)階段的表現(xiàn)來(lái)看，部分同學(xué)的受挫折能力還是有待提高的。當(dāng)完成實(shí)驗(yàn)步驟而沒(méi)有得到相應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，部分同學(xué)會(huì)焦慮不安、慌忙地重新開始實(shí)驗(yàn)，而不能冷靜地分析失敗原因。有的學(xué)生在得到不理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，甚至拿結(jié)果來(lái)問(wèn)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(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，對(duì)結(jié)果預(yù)期過(guò)高，過(guò)程的實(shí)施預(yù)期太簡(jiǎn)單，一旦遇到問(wèn)題，便不能沉著應(yīng)對(duì)，情緒不穩(wěn)定，甚至有退縮的心理，嚴(yán)重影響了學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)效果。所以，堅(jiān)韌不拔、百折不撓精神的培養(yǎng)尤為重要。

1.2 耐心細(xì)致、實(shí)事求是

在教學(xué)指導(dǎo)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生在做光學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，眼高手低，看到實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)單就缺乏耐心。比如：在透鏡焦距測(cè)量的實(shí)驗(yàn)中，有的學(xué)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(xì)致的調(diào)節(jié)，缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理部分，不能實(shí)事求是地分析存在的原因。在綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段，一定要嚴(yán)格要求學(xué)生，使之形成耐心細(xì)致、實(shí)事求是的良好習(xí)慣。

1.3 獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，擺脫心理依賴

在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段是訓(xùn)練學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)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(xué)生再動(dòng)手。在學(xué)生聽過(guò)解釋后，仍由教師在旁輔導(dǎo)，學(xué)生比較習(xí)慣了這種模式，同時(shí)造成了遇到問(wèn)題不主動(dòng)思考，依賴教師解答的問(wèn)題。比如：在一次輔導(dǎo)過(guò)程中，學(xué)生反映電腦打不開，其實(shí)只是其電腦顯示屏的電源插頭沒(méi)插好。類似小問(wèn)題，學(xué)生都要舉手問(wèn)教師，反映了其極大的依賴心理。在綜合性實(shí)驗(yàn)階段，培養(yǎng)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力是重要目標(biāo)。并且，此階段的授課模式有了巨大的轉(zhuǎn)變，其重點(diǎn)考慮也是立足于使學(xué)生擺脫依賴心理，為開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)做好充分的準(zhǔn)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(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)科學(xué)閱讀能力是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐能力，綜合科學(xué)素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)[3]。在物理學(xué)等理工科的學(xué)習(xí)中，閱讀能力具有一定的學(xué)科性質(zhì)，這就對(duì)學(xué)生提出了更高的要求。

在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段，學(xué)生通過(guò)做實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、網(wǎng)絡(luò)課堂實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)題的形式，閱讀能力已經(jīng)有了一定的提高。在綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段，閱讀訓(xùn)練將得到進(jìn)一步的強(qiáng)化。此階段的實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生首先自行閱讀教材、儀器使用說(shuō)明書，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康募霸硌芯績(jī)x器，獨(dú)立完成選定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這種授課模式更多地發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀與分析能力，使書本上的理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，在學(xué)生把書“從厚讀薄，再?gòu)谋∽x厚”的過(guò)程中培養(yǎng)其良好的閱讀習(xí)慣，為科研奠定牢固的基礎(chǔ)。

3 分析能力的培養(yǎng)

對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析是熟練使用儀器，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)。分析能力的訓(xùn)練有助于鍛煉學(xué)生解決問(wèn)題的能力和思維，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和科學(xué)素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。

實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)是實(shí)踐性的教學(xué)，實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)及使用方法的掌握、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及誤差分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、思考題等環(huán)節(jié)都離不開分析過(guò)程。例如：在利用阿基米德原理進(jìn)行密度測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)，用游標(biāo)卡尺測(cè)量水槽的直徑這一步，如果不能透徹理解實(shí)驗(yàn)原理和設(shè)計(jì)，不能做出全面分析的話，有的學(xué)生就不知道應(yīng)該測(cè)量水槽的內(nèi)徑還是外徑。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段應(yīng)在多個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，更加注重分析能力的培養(yǎng)。例如：在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段，學(xué)生們學(xué)習(xí)示波器的使用時(shí)，用的是模擬示波器，而為了培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的分析能力，在綜合實(shí)驗(yàn)階段將模擬示波器全部換成數(shù)字示波器供學(xué)生使用。

4 創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

從物理學(xué)的發(fā)展可以看出，很多規(guī)律的得出得益于新問(wèn)題、新思想、新思維、新方法。創(chuàng)新是保證一個(gè)學(xué)科具有生命力，蓬勃發(fā)展的重要因素。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是物理實(shí)驗(yàn)課的重要責(zé)任，是素質(zhì)教育的重要課題[4]。

在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段，鼓勵(lì)學(xué)生突破思維限制，改進(jìn)指定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的裝置，甚至改進(jìn)或替換實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)新方法來(lái)完成此實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然，在創(chuàng)新過(guò)程中，教師放手并非教師撒手，對(duì)于學(xué)生理論上的錯(cuò)誤要給與及時(shí)的糾正，在重要環(huán)節(jié)上要給與適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和建議以保證實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的完成。如果實(shí)驗(yàn)室條件允許的話，可以增開創(chuàng)新發(fā)明活動(dòng)，讓學(xué)生自擬題目，在教師的指導(dǎo)下完成資料的查詢與學(xué)習(xí)、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、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(shí)還使學(xué)生參與了完整的科研設(shè)計(jì)過(guò)程，為以后的學(xué)術(shù)科研打下基礎(chǔ)。

5 小結(jié)

物理學(xué)的發(fā)展離不開實(shí)驗(yàn)。針對(duì)實(shí)驗(yàn)課這門實(shí)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(gè)方面研究大學(xué)物理綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中的素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)。作為教育工作者，明確素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生本身的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)中的常見問(wèn)題，才能更好地實(shí)施教學(xué)，全面調(diào)動(dòng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上的積極性和獨(dú)立研究的自信心，深入挖掘?qū)W生的潛能，將學(xué)生培養(yǎng)成全面發(fā)展的創(chuàng)新型人才。

［1］陳麗.淺談大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)[J].中國(guó)科技信息，2010（8）：171-173.

［2］舒惠霞.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的學(xué)生心理淺析[J].高校論壇，2011（29）：643.

［3］張繼榮.實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)重視學(xué)生的閱讀和寫作能力[J].實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué) [J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2004，17（2）：81-84.