大学物理综合设计性实验中的素质培养

郭冰张勇柳叶

(中国人民解放军海军航空工程学院 山东 烟台 264001)

物理学是一门实验科学，物理学的概念、规律等都是以实验为基础的，因此，从科学发展的进程看，物理实验的重要性不言而喻。从人才培养的角度看，大学物理实验课程从多方面培养学生的思维和能力，在人才科学素质和综合素质[1]的培养中起到了重要的作用。

根据学生由浅入深、循序渐进的认知规律，综合设计性实验是在基础性实验之后开设的。学生已经了解了课程特点，学习了大学物理实验的基本方法和基本技能，因此，在综合设计性实验中，对学生的素质培养提出了更高的标准和要求。作为教学的实施者，首要任务就是明确本阶段中所涉及的素质培养目标。

结合实验教学的实施，学生素质培养目标归纳为以下几个方面：

1 良好心理素质的培养

良好的心理素质是成为科学工作者的必备条件[2]。科学工作者在艰苦、单调、重复的实验研究中，用智慧与心血换来今天的硕果。这期间，良好的心理素质是取得胜利的重要武器。物理实验培养学生的心理素质，可以从以下几个方面重点展开：

1.1 坚韧不拔、百折不挠的苦干精神

从与学生的课前准备谈话以及他们在基础实验阶段的表现来看，部分同学的受挫折能力还是有待提高的。当完成实验步骤而没有得到相应现象时，部分同学会焦虑不安、慌忙地重新开始实验，而不能冷静地分析失败原因。有的学生在得到不理想的实验结果时，甚至拿结果来问老师此结果是否能及格，若可及格就不想再重新做一遍。种种现象表现了学生在做实验的过程中，对结果预期过高，过程的实施预期太简单，一旦遇到问题，便不能沉着应对，情绪不稳定，甚至有退缩的心理，严重影响了学习热情和学习效果。所以，坚韧不拔、百折不挠精神的培养尤为重要。

1.2 耐心细致、实事求是

在教学指导过程中发现，部分学生在做光学实验时，眼高手低，看到实验步骤简单就缺乏耐心。比如：在透镜焦距测量的实验中，有的学生在物体成像不是太清晰的情况下，就开始记录数据，缺乏耐心细致的调节，缺乏科学严谨的实验态度。在实验结果处理部分，不能实事求是地分析存在的原因。在综合设计性实验阶段，一定要严格要求学生，使之形成耐心细致、实事求是的良好习惯。

1.3 独立完成实验，摆脱心理依赖

在基础性实验阶段是训练学生的基本实验理论、基本技能、基本操作的阶段，采用的是传统的授课模式，即老师先讲解，学生再动手。在学生听过解释后，仍由教师在旁辅导，学生比较习惯了这种模式，同时造成了遇到问题不主动思考，依赖教师解答的问题。比如：在一次辅导过程中，学生反映电脑打不开，其实只是其电脑显示屏的电源插头没插好。类似小问题，学生都要举手问教师，反映了其极大的依赖心理。在综合性实验阶段，培养独立完成实验的能力是重要目标。并且，此阶段的授课模式有了巨大的转变，其重点考虑也是立足于使学生摆脱依赖心理，为开展设计性实验做好充分的准备，也为深入挖掘学生的创新能力做好铺垫。

2 阅读能力的培养

阅读能力是一种基本的学习能力，培养科学阅读能力是提高学生实验、实践能力，综合科学素质的重要环节[3]。在物理学等理工科的学习中，阅读能力具有一定的学科性质，这就对学生提出了更高的要求。

在基础性实验阶段，学生通过做实验预习报告、网络课堂实验预习题的形式，阅读能力已经有了一定的提高。在综合设计性实验阶段，阅读训练将得到进一步的强化。此阶段的实验要求学生首先自行阅读教材、仪器使用说明书，再结合实验目的及原理研究仪器，独立完成选定的实验项目。这种授课模式更多地发挥了学生的主观能动性，培养学生的阅读与分析能力，使书本上的理论知识与实际操作相结合，在学生把书“从厚读薄，再从薄读厚”的过程中培养其良好的阅读习惯，为科研奠定牢固的基础。

3 分析能力的培养

对实验进行分析是熟练使用仪器，独立完成实验操作的基础。分析能力的训练有助于锻炼学生解决问题的能力和思维，是培养学生科学精神和科学素养的重要环节。

实验课的教学是实践性的教学，实验原理的理解、实验仪器结构及使用方法的掌握、实验结果及误差分析、实验结论、思考题等环节都离不开分析过程。例如：在利用阿基米德原理进行密度测量实验时，用游标卡尺测量水槽的直径这一步，如果不能透彻理解实验原理和设计，不能做出全面分析的话，有的学生就不知道应该测量水槽的内径还是外径。综合设计性实验阶段应在多个方面进行教学设计，更加注重分析能力的培养。例如：在基础性实验阶段，学生们学习示波器的使用时，用的是模拟示波器，而为了培养学生举一反三的分析能力，在综合实验阶段将模拟示波器全部换成数字示波器供学生使用。

4 创新能力的培养

从物理学的发展可以看出，很多规律的得出得益于新问题、新思想、新思维、新方法。创新是保证一个学科具有生命力，蓬勃发展的重要因素。培养学生的创新能力，是物理实验课的重要责任，是素质教育的重要课题[4]。

在设计性实验阶段，鼓励学生突破思维限制，改进指定实验项目的装置，甚至改进或替换实验原理，设计新方法来完成此实验。当然，在创新过程中，教师放手并非教师撒手，对于学生理论上的错误要给与及时的纠正，在重要环节上要给与适当的引导和建议以保证实验创新设计的完成。如果实验室条件允许的话，可以增开创新发明活动，让学生自拟题目，在教师的指导下完成资料的查询与学习、产品的设计、材料的选取与加工等环节。这样，培养创新能力的同时还使学生参与了完整的科研设计过程，为以后的学术科研打下基础。

5 小结

物理学的发展离不开实验。针对实验课这门实践性课程，本文从心理素质、阅读能力、分析能力和创新能力这四个方面研究大学物理综合设计性实验中的素质培养目标。作为教育工作者，明确素质培养目标，结合学生本身的特点和学习中的常见问题，才能更好地实施教学，全面调动学生在实验课上的积极性和独立研究的自信心，深入挖掘学生的潜能，将学生培养成全面发展的创新型人才。

［1］陈丽.浅谈大学物理实验教学学生综合能力的培养[J].中国科技信息，2010（8）：171-173.

［2］舒惠霞.大学物理实验中的学生心理浅析[J].高校论坛，2011（29）：643.

［3］张继荣.实验教学中应重视学生的阅读和写作能力[J].实验室研究与探索，2006,25（10）：1256，1308.

［4］辛旭平.创新能力的培养与物理实验教学 [J].大学物理实验，2004，17（2）：81-84.