金熒熒 孫學(xué)軍

摘 要： 深化教育改革、推進(jìn)素質(zhì)教育，是促進(jìn)我國(guó)教育發(fā)展的必然途徑。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力是高校素質(zhì)教育的重要任務(wù)之一。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科大學(xué)生進(jìn)入高校后的第一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，是學(xué)生接受科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?chuàng)新能力培養(yǎng)的開端。因此，如何培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、動(dòng)手能力、分析與解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新思維能力是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要考慮的關(guān)鍵性問(wèn)題。如果學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課不感興趣，只是照本宣科、敷衍了事，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中缺乏理性思考，這樣不僅學(xué)生的主體作用無(wú)法體現(xiàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性也會(huì)喪失，更談不上對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞： 綜合設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新思維能力培養(yǎng);學(xué)生能力和素質(zhì)培養(yǎng)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式通常都是由教師先講，甚至作示范，然后學(xué)生再根據(jù)實(shí)驗(yàn)教材中的步驟操作，這樣學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)容易對(duì)教師或教材產(chǎn)生依賴心理，把實(shí)驗(yàn)當(dāng)成一種單純的操作訓(xùn)練，由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中讓學(xué)生思考的內(nèi)容太少，其自學(xué)能力、獨(dú)立思維能力以及創(chuàng)新能力并未得到充分發(fā)揮，達(dá)不到思維擴(kuò)展訓(xùn)練的目的，致使寶貴的實(shí)驗(yàn)資源未能發(fā)揮其對(duì)學(xué)生能力與素質(zhì)培養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)增設(shè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的做法，在國(guó)內(nèi)許多高校中得到了認(rèn)可和重視，被認(rèn)為是提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要手段之一。以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激勵(lì)學(xué)生個(gè)性發(fā)展為目的的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生作為主體，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理和步驟，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)全過(guò)程。由于綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)原理涉及領(lǐng)域廣，可以很好培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性的思維能力。多年來(lái)我們學(xué)校對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一系列的改革與實(shí)踐，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也摸索出一些激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)思維能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的方法，使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)真正成為受學(xué)生歡迎的一門課程。

一、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

在綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，教師只提供每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基本要求和必要的儀器設(shè)備，或者給出相關(guān)的原理提示，但是沒(méi)有完整的實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟，由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和所選擇的儀器，自行設(shè)計(jì)出具體實(shí)驗(yàn)方案，擬定實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)過(guò)程，實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開放，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)方案可以通過(guò)查閱資料、同學(xué)間的相互交流探討或者通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)去改進(jìn)，這是充分發(fā)揮學(xué)生科學(xué)想象力和創(chuàng)造力的過(guò)程，因此，在綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的形成過(guò)程需要學(xué)生獨(dú)立完成，學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主體，教師則以啟發(fā)引導(dǎo)為輔，教學(xué)重點(diǎn)放在了對(duì)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)上。

學(xué)生在確定了實(shí)驗(yàn)方案后（需要提前交實(shí)驗(yàn)教師審核），利用實(shí)驗(yàn)室提供的設(shè)備和器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，并自行分析、判斷、解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施過(guò)程也是不斷觀察、調(diào)整、測(cè)試的過(guò)程。最后處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告（或小論文）。

在綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過(guò)程都需要學(xué)生自主探索，因而綜合設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)具有“探究性”的特點(diǎn)，是綜合性實(shí)驗(yàn)的拓展，是一種個(gè)性化的教學(xué)。在綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生是主體，讓學(xué)生自己去學(xué)習(xí)，自己去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，這對(duì)其綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣起到了很好的作用。

二、合理選擇綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

為了有針對(duì)性地開展綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生樂(lè)于留在實(shí)驗(yàn)室里，我們?cè)诖髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中根據(jù)自身的教學(xué)特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)條件，合理選擇一些綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課題，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)開設(shè)過(guò)程中師生的反饋，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（1）改變實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)中尋找創(chuàng)新點(diǎn)，在必修實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上增設(shè)選修內(nèi)容，這種教學(xué)方法既可以使學(xué)生鞏固、補(bǔ)充和深化理論規(guī)律，又可以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨(dú)立思維能力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)意識(shí)和能力。

（2）改變實(shí)驗(yàn)方法。依據(jù)不同的原理或者是原理相同而采用不同的實(shí)驗(yàn)方法、或者是改變實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，增加具有延伸性的?shí)驗(yàn)內(nèi)容也是我們開發(fā)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的重要方法之一。

（3）改變儀器裝置。利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)儀器或?qū)嶒?yàn)室能提供的儀器設(shè)備，改造成綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，尤其是合理利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的廢舊儀器，讓學(xué)生放手去進(jìn)行技能訓(xùn)練。

三、合理選擇設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的時(shí)間

多年來(lái)我們不斷地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究和建設(shè)，建立起了基本訓(xùn)練、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、近代與綜合及應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的分層次教學(xué)新體系，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體現(xiàn)出相應(yīng)的梯度，教學(xué)層次分明。由于綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)突出對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，因此只有在學(xué)生掌握了物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法，完成一定數(shù)量的基本訓(xùn)練和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，具備了基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰突炯寄芎螅拍鼙ＷC設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課的順利開展，我們一般是在每學(xué)期實(shí)驗(yàn)課程的后1/3開設(shè)。

四、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程指導(dǎo)

開展綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)遵循以學(xué)生為本的教學(xué)理念，不意味著教師不再掌控實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)度和安排，放任自流的實(shí)驗(yàn)很難保證教學(xué)質(zhì)量，教師的教學(xué)方法要有針對(duì)性，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，而且教師對(duì)各種可行的設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題要提前做好準(zhǔn)備。

（一）明確實(shí)驗(yàn)要求

教師事先給出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基本要求和必要的儀器設(shè)備，或者給出相關(guān)的原理提示。實(shí)驗(yàn)要求體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想和思維能力訓(xùn)練方面的內(nèi)容，要能激發(fā)起學(xué)生的好奇心、求知欲和問(wèn)題意識(shí)，培養(yǎng)其手腦并用的能力，而不僅是要求學(xué)生能正確完成操作過(guò)程。

（二）強(qiáng)調(diào)學(xué)生課前預(yù)習(xí)

僅靠課堂2—3個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)時(shí)間是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蟮?，必須要學(xué)生提前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，課前1—2天就要提出實(shí)驗(yàn)方案交老師審核，如果實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想和實(shí)驗(yàn)方法錯(cuò)誤或者偏差較大，實(shí)驗(yàn)方案要重新修改再次提交，直到設(shè)計(jì)方案確實(shí)可行，這為引導(dǎo)學(xué)生確立正確的科學(xué)思想和科學(xué)方法打下了良好的基礎(chǔ)。

（三）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程指導(dǎo)

指導(dǎo)教師要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，鼓勵(lì)學(xué)生自行查閱資料，同學(xué)間開展充分的交流、討論，以真正搞清楚實(shí)驗(yàn)思想和實(shí)驗(yàn)方法，在學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)能給予及時(shí)的幫助。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師要引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，特別是對(duì)一些實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)較差的學(xué)生，教師更要耐心引導(dǎo)學(xué)生。

（四）完善實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定是檢驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要手段，由于綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)過(guò)程的不確定性，其成績(jī)的評(píng)定不僅要看學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確與否，還要結(jié)合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的各環(huán)節(jié)綜合進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定，如實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析、處理能力、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)歸納等，因此對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)要能夠全面反映出學(xué)生整體水平，重視學(xué)生能力的考核，以考核促進(jìn)學(xué)生能力的發(fā)展和教學(xué)質(zhì)量的提高。

五、結(jié)語(yǔ)

讓學(xué)生進(jìn)行自主研究和探索，培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力，是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本宗旨。我們將遵循以學(xué)生為本的教學(xué)理念，不斷完善設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生開展綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉存海，張勇，孫江，等.大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的探索與思考[J].中國(guó)技術(shù)裝備，2013（09）：132-133.