重视开放式实验教学 提高学生综合能力

时阳光 张广斌 南京航空航天大学应用物理系 江苏南京 210016

重视开放式实验教学 提高学生综合能力

时阳光 张广斌 南京航空航天大学应用物理系 江苏南京 210016

大学物理实验对于培养学生科学实验能力，提高学生科学实验素质具有举足轻重的作用。文章介绍了当前实验教学的开放式模式，重点强调了开放型物理实验教学对学生综合能力的培养和提高。

physics experiment；opening experiment teaching；synthetical abilities

物理学是一门以实验为基础的自然科学，从物理学发展的历史来看物理实验不仅是物理学理论的重要基础，也是物理学发展的基本动力。在物理学的产生、建立和发展的过程中,物理实验是归纳物理规律,产生物理假说的实践基础,是验证理论预言和假说的主要依据,并提供了确定物理科学理论体系的根本手段[1]。物理实验教学对于学生学习大学物理具有事半功倍的效果，同时作为理工科学生必修的一门重要基础实验课程，物理实验在培养学生科学实验能力，提高学生科学实验素质方面具有举足轻重的作用。

1 物理实验教学

1.1 物理实验分类

根据高等学校“厚基础,强能力、高素质”的人才培养目标,新的实验体系既要吸收专业实验的精华,又要突出现代实验的特点,在强调基本技能的同时,将各类实验有机结合,积极研发并且适当开设综合性、设计性、研究性实验项目。根据物理实验内容的基础性,难易程度以及学生的物理知识水平将力、热、电、光实验重新组合,将课程体系分为基础性实验、综合性和设计性实验、研究性实验三类。

基础实验内容相对固定，通过基础实验的训练，使学生掌握物理实验的基本知识、基本方法和基本技能，提高课前预习准备能力、实验操作能力、数据处理和误差分析能力以及撰写实验报告能力等，加深对基本物理学原理的理解，培养与提高学生的科学实验素质，开设的实验项目一般效果较好、具有代表性。综合性与设计性实验，强调综合应用实验方法和技能，系统研究力、热、电、光等物理量的测量，使学生逐步掌握实验设计能力，掌握科学实验的方法和技巧，提高分析、归纳、综合的能力。大学研究性物理实验是从给定的一些物理实验题目中进行选题,通过题目和问题来组织课程。发现问题、提出问题和解决问题是学生研究性学习的基本活动,教师围绕问题提供相关的信息[2]。由于该教学方式提高了学生的自主性,从而增强了大学生对物理实验的兴趣,培养了他们的创新意识,激发了他们的创新动机,培养开发了他们的创新能力。

随着计算机技术的日益成熟和各类编程软件的不断完善，计算机在物理实验室的应用愈加广泛。计算机技术与物理实验相结合，进一步拓广了综合性、设计性实验和研究性实验的范围。

1.2 开放式物理实验教学模式

目前，大部分理工科高校的物理实验中心实施基于网络教学管理的开放式教学模式。开放式教学模式为学生提供了广阔的学习空间, 满足了学生个性化的需求,同时也合理地利用了实验室资源,实现了教学管理的自动化，真正意义上达到了教师与学生的双赢。很多高校充分发挥网络资源的强大作用,除了提供学生网上预约实验、下载多媒体课件等服务外，还实施在线视频教学、在线仿真模拟实验以及在线练习服务等，在一定程度上方便了学生实验预习和知识储备，既节约了时间，又激发了实验热情。

在这种教学模式下，学生进行物理实验的过程一般包括以下几个环节：

1）.实验中心根据本校学生知识储备和大学物理学习进度网上排课；

2）.学生以有效身份登录开放式实验教学管理系统，根据自己时间和兴趣预约实验；

3）.实验者通过阅读教材、查阅资料等途径预习实验；

4）.在实验老师的指导下，实验操作与理论知识相结合，完成实验，并在实验过程中发现问题、提出问题、解决问题；

5）.实验者根据实验要求，自行组织材料，撰写实验报告，进行实验总结和实验探索。

由物理实验的分类和教学流程可以看出，开放式物理实验教学与传统整班实验教学相比，更加突出学生在学习过程中的主动性和趣味性。这种开放，不仅包括实验项目、实验时间的开放，还包括实验场地、组织形式、自学方式的开放，在一定程度上满足了绝大部分学生的要求。兴趣是影响学习积极性的最直接因素，开放式管理模式下的实验教学，对于学生而言，已不是先前的“要我做实验”，而是现在的“我要做实验”，它不仅使趣味性、知识性有机结合在一起，更重要的是激发了学生掌握知识的主观能动性，进而促进了学生各方面能力的提高。

2 物理实验中对学生综合能力的培养

实验者进行物理实验的过程本身就是综合素质不断提高的过程，物理实验不仅能帮助学生形成正确的物理概念、提高观察能力和动手操作能力，而且通过理论联系实际，还能增强他们分析问题、解决问题的能力，更重要的是能培养学生的创造力和创新思维。

2.1 自学能力

众所周知学习能力是通向知识经济时代的护照，而自学能力是掌握知识的最重要的途径。 新的实验教学体系要求教师在物理实验教学中实施“教为主导,学为主体”的教学原则。在整个实验过程中，学生的“学”始终处于主体地位，包括物理知识的储备、实验内容的预习、相关资料的查询、网络资源的利用、实际操作与理论知识的联系以及发现问题、分析问题、解决问题后的创新型思路和实现等。这一系列过程离不开学生自己独立思考、刻苦钻研，对学生自学习惯的培养具有一定的促进作用。

2.2 理论与实践相结合能力

物理实验教学的根本目的是培养学生科学的实验能力，提高学生科学的实验素质[3]。学生在物理实验中通过实际操作，提高的不是机械的动手能力，而是在理论指导下的、有直观形象的科学实验能力。物理知识是物理实验的理论基础，物理实验是对物理知识的验证和应用，甚至能衍生出新的理论。对于实验中出现的问题，学生要结合理论进行判断、分析和解释，最终排除故障。综合性的理论学习与直观形象下的动手有机结合，对学生科学实验素质的提高具有积极的推进作用。

2.3 组织能力

开放式实验教学给大学生提供了一个展示自己组织才能的舞台。在这个过程中，学习安排的计划性、设计方案拟定的合理性、实验操作的条理性以及实验报告或研究性论文撰写的翔实性等，都离不开学生自己有序的组织安排，对学生组织能力的培养具有极大的推动作用。

2.4 创新能力

学生自主的开放式实验教学不仅能帮助学生形成概念、总结规律、验证理论，而且对培养学生的创新能力和创新思维具有十分重要的作用。开放式教学模式下，学生可以根据自己兴趣爱好和所学知识选择一些设计性、研究性实验，在分析问题、解决问题中归纳总结、勇于探索。实验教师在教学过程中耐心启发、积极引导学生拟定不同的设计方案和解决途径，使学生在过程中发现问题，同时，在教师的鼓励下，学生可以将计算机应用到实验当中，进行编程开发、数据处理、成果展示等。可见，现代物理实验教学对于培养学生的创新意识，提高学生的创新能力具有深远的影响。

开放式物理实验教学注重学生潜能的开发，给学生提供了一个宽松、愉快的学习环境，这种教学模式突出学生自主，引导学生积极参与、独立思考、动手实践、自主探索，有利于促进他们各方面能力和素质的提高。

[1]宓子宏.物理教育学[M].浙江：浙江教育出版社.1999，101－108

[2]孙世志,余虹.研究性物理实验与大学生创新心理品质培养[J].大学物理实验.2006,19（2）

[3]刘小廷.大学物理实验[M].江苏：苏州大学出版社.2006，1

EMPHASIZE OPENING EXPERIMENT TEACHING, ADVANCESYNTHETICAL ABILITIES OF STUDENTS

Shi Yangguang and Zhang Guangbin
(Department of Applied Physics, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics; Nanjing; 210016)

physics experiment performs an important function on cultivating the scientific experiment abilities and advancing the scientific experiment qualities of the students in college.The article introduced the opening physics experiment teaching model and especially emphasized the cultivation and advance of the students’ synthetical abilities because of opening physics experiment teaching.

G421

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.093

本论文得到了南京航空航天大学教改项目“物理实验中心特色化教学体系与内容的研究与实践（V0968-083）”的资助

时阳光，男，博士，从事物理教学工作；

张广斌，男，硕士，从事物理实验教学和实验室管理工作。

物理实验；开放式实验教学；综合能力