樊亞茹+李占磊

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理更是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的一門學(xué)科。物理教學(xué)應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過實(shí)驗(yàn)，可以給學(xué)生更多的動腦、動口、動手操作的機(jī)會，使學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象獲得鮮明生動、印象深刻的感性認(rèn)識，為進(jìn)一步研究和探索物理規(guī)律提供資料和依據(jù)。因此，實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用，它不僅僅是作為概念、規(guī)律、教學(xué)的手段或方法，更是物理學(xué)的重要內(nèi)容。通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，對自然現(xiàn)象的規(guī)律和物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和研究的科學(xué)

所謂開放式自主實(shí)驗(yàn)是指由教師提供實(shí)驗(yàn)課題或?qū)W生自擬課題，學(xué)生根據(jù)課題和測量誤差的要求，大量查閱相關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)所學(xué)的理論、實(shí)驗(yàn)知識和所掌握的實(shí)驗(yàn)技能，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，選配儀器，組裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)操作，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果；然后系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)的誤差來源，綜合總結(jié)并撰寫實(shí)驗(yàn)報告。開放式自主實(shí)驗(yàn)旨在開發(fā)學(xué)生的智力，激發(fā)創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料進(jìn)行篩選的能力以及分析問題解決問題的能力，逐步形成創(chuàng)造性思維，從而具備科學(xué)的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。具體來說，開放式自主實(shí)驗(yàn)的作用體現(xiàn)在以下幾個方面。

第一，更有利于學(xué)生深入理解物理實(shí)驗(yàn)思想，培養(yǎng)其科學(xué)素質(zhì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅是測量某個系數(shù)、驗(yàn)證某個規(guī)律，而是幫助學(xué)生形成物理概念和掌握物理規(guī)律，同時培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、操作能力、數(shù)據(jù)處理能力，最重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力，使學(xué)生具有良好的科學(xué)素質(zhì)，為后繼課程的學(xué)習(xí)和以后走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。所謂科學(xué)素質(zhì)包括科學(xué)思想、科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法?？茖W(xué)思想的顯著特征是創(chuàng)新。沒有創(chuàng)新就沒有科學(xué)研究；沒有創(chuàng)新就不能對客觀事物的認(rèn)識發(fā)生質(zhì)的變化，不能對社會發(fā)展和人類進(jìn)步產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。如勞厄提出了晶體衍射的想法，從而使人類發(fā)現(xiàn)了晶體衍射現(xiàn)象。有了科學(xué)思想，還要有百折不撓的科學(xué)精神，無論是在順境還是在逆境中，都應(yīng)保持旺盛的自我意識，執(zhí)著地去追求科學(xué)真理。同時還要有認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是、不容半點(diǎn)虛假的科學(xué)態(tài)度；而科學(xué)方法，包括邏輯推理、形象思維、靈感與頓悟、思辨與實(shí)驗(yàn)以及系統(tǒng)方法等。開放式自主實(shí)驗(yàn)是以學(xué)生為學(xué)習(xí)和科研的主體，當(dāng)學(xué)生在參與課題研究的過程中或處于真實(shí)的學(xué)習(xí)中時，會以主人翁的精神主動去探索，因而有利于開發(fā)學(xué)生的悟性，挖掘?qū)W生的潛能，培養(yǎng)其科學(xué)素質(zhì)。

第二，更有利于學(xué)生掌握各種實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)技巧和技能實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程是學(xué)生的實(shí)踐過程，實(shí)踐中要使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技巧和技能，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱要求在掌握實(shí)驗(yàn)技能和方法的基礎(chǔ)上，能自己創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)。而開放式自主實(shí)驗(yàn)正是一種創(chuàng)造性的實(shí)踐，它全面地反映了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的要求。學(xué)生在完成每個實(shí)驗(yàn)中，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)精度的要求選擇和組合儀器，這就要求學(xué)生能分析誤差的來源，熟悉各種儀器和實(shí)驗(yàn)方法，并講究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計技巧，再通過熟練的操作達(dá)到預(yù)期的效果，所謂創(chuàng)造性也體現(xiàn)在這里。在開放式自主實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生有更多的動手機(jī)會，因?yàn)橐x擇組裝實(shí)驗(yàn)儀器，甚至自己制作儀器，同時也要根據(jù)測量要求反復(fù)實(shí)驗(yàn)，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中的不足，提高測量的精確度，這樣更能鍛煉他們的動手能力和各種實(shí)驗(yàn)技能。

第三，更利于啟發(fā)學(xué)生積極思考，使之思想活躍，勇于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)既是檢驗(yàn)理論的基礎(chǔ)，又為理論的建立提供依據(jù)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，大膽設(shè)想，開展積極的討論才能有所創(chuàng)新。而開放式自主實(shí)驗(yàn)的選題有一定的探索性，內(nèi)容較為先進(jìn)且綜合性強(qiáng)，雖然給學(xué)生的只是一個物理思想、物理論題或一個課題任務(wù)，卻留給學(xué)生充分的自主權(quán)和自由發(fā)展的空間。更有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，因?yàn)殚_放式自主實(shí)驗(yàn)的選題有一定的探索性，內(nèi)容較為先進(jìn)、綜合性強(qiáng)，學(xué)生可作為課題研究；學(xué)生在設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案、調(diào)試測量、分析結(jié)果中都要主動積極地學(xué)習(xí)、思考、創(chuàng)造性地勞動。實(shí)施開放式自主實(shí)驗(yàn)一般必須具備著幾個條件：一是建立儀器設(shè)備管理系統(tǒng)。首先建立儀器設(shè)備賬目卡，做到帳、物相符，并派專人保管，其次儀器的相關(guān)信息如型號、規(guī)格、用途、使用方法等及保管人的信息上網(wǎng)公布，便于學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題選配儀器并外借。二是要求老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，加強(qiáng)與學(xué)生的討論，組織、引導(dǎo)學(xué)生解決遇到的疑難問題，同時注重培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的作風(fēng)。三要求無論是學(xué)校還是教師都要加大投入。實(shí)驗(yàn)室因條件限制，實(shí)驗(yàn)課題較新穎的相對較少，這需要老師花費(fèi)大量的精力去尋找實(shí)驗(yàn)課題；同時后期的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)工作也須花費(fèi)很多精力，因開放式自主實(shí)驗(yàn)對教師提出了更高的要求，他們必須知識面廣，科研能力、動手能力強(qiáng)，而且應(yīng)熟悉實(shí)驗(yàn)室的儀器。面對學(xué)生提出的各類問題，教師需要反應(yīng)快，具有誘導(dǎo)學(xué)生開闊思路、糾正錯誤設(shè)想的能力。實(shí)行開放式自主實(shí)驗(yàn)，教師的實(shí)際工作量增加了許多，這就需要教師更多一些敬業(yè)精神和奉獻(xiàn)精神。教育的目的并不在于簡單的知識傳授，主要在于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)探索的能力和實(shí)踐能力，激發(fā)他們的科研意識和創(chuàng)新精神。而開放式自主實(shí)驗(yàn)正體現(xiàn)了這一目的。學(xué)生通過親自參與實(shí)際問題的解決過程，體驗(yàn)科研過程，既培養(yǎng)科研意識和科學(xué)素質(zhì)，又增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)技能，提高了科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥灾魈剿鞯哪芰?。雖然全面實(shí)施開放式自主實(shí)驗(yàn)還存在很多困難，但我們應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有的條件加大實(shí)施的范圍。

總之，采用開放式自主實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，不僅使基礎(chǔ)差的學(xué)生在課余充分地利用實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，自主思考，主動參與，獲得了較好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，而且使實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備的利用率也大大地提高，滿足了現(xiàn)在教學(xué)中開放式自主實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。所以，把自主實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶烷_放實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较嘟Y(jié)合是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的進(jìn)一步深化，這樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綄⒏佑欣谂囵B(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題、解決問題的能力，取得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。