物理實驗層次化教學研究論文

　　1實驗層次設置既有提升又互為基礎

　　隨著教學改革的不斷深入，物理實驗教學已實現了向基礎、綜合和設計性實驗這一層次化教學模式轉變。有的將大學物理實驗明確劃分為基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗和研究性實驗4個層次，并在比重上作出了硬性的規定，提出了物理實驗教學必須突破基礎性、綜合性實驗的訓練范圍，進而搞好設計性、研究性實驗教學要求。這種層次化實驗教學模式，無疑對激發學生的創新思維，培養學生綜合動手能力有著積極的作用。

　　但筆者認為，物理實驗是大學生大學期間的基礎實驗，是為后續的專業知識及技能學習的基礎訓練，應讓有限的學時發揮最大的收益，在層次劃分上應簡而精，通過基礎、綜合、設計性實驗的階梯式訓練逐步養成創新思維及革新意識。物理實驗對學生創新能力的培養如同小孩學走步，是階段也即層次培養過程。這種層次化教學模式中，決不能淡化和忽視基礎內容和強度。

　　因為物理實驗作為一門基礎實驗課，學生通過該課程的學習，要從三方面達到基本素養和能力的培養:

　　第一:學習實驗設計方法。對我們所要研究的問題，如何把它變成一個具體實驗，從而實際地加以研究，這就是實驗方法或實驗設計方案的內容;第二:學習測量技術。物理學在自然科學中是講精確性的科學，物理實驗雖然首先是觀察現象，但核心是測量與觀察現象有關的物理量。測量技術包括兩個方面:其一是常用物理量的測量方法、其二是常用儀器的正確使用;第三:學習分析和處理數據的方法。對于測量所獲得的結果，必須通過數據處理、分析綜合才能找出其帶規律性的東西，這種分析和綜合，涉及到許多基礎知識的應用。

　　(1)基礎實驗部分好比小孩學走步的初級階段，需要成人全身心的幫助以了解行走的基本技術。基礎實驗應涵蓋力、電、光及必要的熱、聲、近代物理等經典實驗項目，這對學生基本的實驗技能、實驗設計思路、常用儀器的使用維護方法和操作規程以及實驗結果的分析和處理這些基本技能的訓練是必不可少，沒有相當的學時數保證及廣泛的了解認識，這些基本能力和技能的培養只能是紙上談兵。目前，我們在倡導物理實驗向綜合、設計性實驗方向拓展的時候，過分強調和突出了綜合性、設計性實驗在培養學生綜合動手能力方面的重要性，而對打基礎、練功底的基礎內容有輕視和淡化的傾向，殊不知萬丈高樓是堅實的根基作支撐，沒有扎實的基本技能，綜合性、設計性實驗就無從談起。

　　(2)綜合實驗與設計性實驗。綜合性實驗以知識互補、重復深入、擴大知識面和培養學生的科學思維和研究能力為目的，為學生建立起現代科學技術與物理學內在聯系，為學生深入的應用現代科學技術打下堅實的基礎。這好比是學走路的中期，不能全脫手，但又要鼓勵自我嘗試與獨立。這個層次的實驗內容應立足基礎，學習測量工具、測量方法、測量思想的綜合運用的技巧和方法。設計性實驗以實驗內容的基礎性、實驗方法的綜合性、實驗過程的設計性和獨立操作性為目的，激發學生對實驗的熱情，發展學生的個性，著重培養學生的創新意識和創造力。這個階段的實驗應該少而精，但應在實驗思想、方法及技巧上有多樣性，深度上可延伸，廣度上可拓展，在提供問題的同時，又能激發學生的興趣和愛好。因此，我們在推進物理實驗向層次化教學模式轉變的過程中，必須遵從人才培養的教育規律，要保證足夠學時的基礎實驗內容，而不能片面追求綜合性、設計性實驗的比例，基礎、綜合性、設計性實驗并舉，做到確保基礎、層次清晰、全面重視，為學生提供一個合理發展及提高能力的培養環境。

　　2完善層次化教學課程建設，遵循人才培養規律

　　綜合性、設計性實驗在教學內容、教學方法、設備配置及學時數上都與基礎實驗有較大差異，這部分實驗宜相對獨立于基礎實驗課程以外，由專門的課程負責人進行規劃和組織。課程負責人可依據學生基礎實驗內容情況，按照綜合性、設計性實驗的教學目的和要求，制定相應的教學大綱和教學計劃，并有與之相適應的專門的學時數。

　　很多人對于設計性實驗的認識存在一些誤區:認為設計性實驗對于培養學生創新能力，第一、必須要有復雜的、高級的設備;第二、必須要與眾不同、與前人不同的發現與發明。而筆者認為培養學生的創新思維和創新能力的設計性實驗可以是最常見最簡單的實驗，只要在實驗方案的設計和實驗儀器的選用;實驗誤差的分析與控制有創新的成分或元素;實驗實施過程中有新向題等待學生去解決、新結論等待學生去發現;這樣的實驗就是對培養學生創新能力大有裨益的設計性實驗。當然，實驗原理和實驗方法的拓展、延伸、轉移、綜合的過程也是培養學生創新思維的過程。統一在這樣的認識與觀念下，才能明確綜合設計性實驗的方向。但目前很多高校包括我校，在大力倡導綜合性、設計性實驗時，卻忽視了課程建設的嚴謹性，僅有綜合性、設計性實驗在物理實驗中占有的比例指標要求，缺乏對綜合性、設計性實驗的具體評價和要求，也缺乏對綜合性、設計性實驗內容的開發和研討，更缺乏相應的軟、硬件建設，這實際上喪失了開展綜合性、設計性實驗的積極意義。

　　3合理設置學分杠桿，調動教與學的積極性

　　開展綜合性、設計性實驗，對教師和學生都是一個挑戰。教師在實驗中要審閱學生的實驗方案、回答學生提出的各種具體問題、和學生共同探討實驗方案和內容、啟發學生思維。這就要求教師自身要有淵博的知識，促使教師要不斷地學習，提高業務水平;學生要有較扎實的基本功底和綜合運用知識的能力。實驗前要花大量時間認真準備和研究，要對測量方法、儀器性能和誤差分析下一番功夫。

　　實驗過程中，要集中精力、觀察敏銳、兼顧全局、突破難點，需要熟悉儀器設備的操作維護方法，嚴格遵守儀器設備的操作規則。這對那些求知欲強、注重自身能力提高的學生來說，無疑會激發他們濃厚興趣，但對那些不思進取、得過且過的`學生來說可能就會知難而退。綜合性、設計性實驗是較高層次上對學生綜合能力的培養，把它作為必修課在目前對各高校來說是不現實的，這將增大硬件投入，并且在生源龐大的情況下學時數也是無法滿足的，但將其納入一般性選修課又喪失了整體提高學生綜合能力的初衷，并且極有可能造成硬件資源的浪費和教師積極性的挫傷。要兼顧好這其中的各個方面，可利用學分制這個杠桿，這就要求為這門課設置合理的學分，來調動教師的積極性、刺激學生奮發向上的主動性，使教與學保持和諧發展及穩步提高。

　　4結束語

　　科技史上，物理學常常作為其它學科和生產技術的基礎，推動著人類科學技術事業的全面發展，物理實驗技術和工程技術更一直來是親密相融相通、難舍難分的。物理實驗中的基礎實驗內容對理、工科學生來說，應當是一門必修的、獨立的基礎課程，它之所以是必修的基礎課程，因為它不僅是學生進入大學后接受系統物理實驗知識、實驗方法和實驗技能訓練的開端，也為后繼的理論和實驗課程打下必備的基礎。

　　它要培養學生能靈活運用自己的知識，用腦認真地設計、協調、指導和監視實驗的全過程，它擔當著對學生的一種特殊的用腦動手、智能與技能綜合協作訓練的使命，通過嚴格的這種訓練，學生不僅學到了一些重要的物理實驗方法，還接受了以科學態度處理各種事物的教育，初步錘煉了用腦動手的能力，為在未來的工作崗位上不自覺地在物理思想、物理方法和物理實驗技術、技能及技巧的協助下，創造性地解決工程技術問題提供有利的條件。鑒于此，我們在推進教學改革、優化課程結構的同時，應當確保基礎課程在人才培養這個系統工程中的重要地位，最大限度地保證學生在基本能力方面的嚴格訓練，使我們的一系列教育及教學改革步入良性循環的軌道。

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