大学物理实验教学中学生学习能力的研究

吴淑花，武淑清

（1.石家庄学院物理与电气信息工程学院，河北石家庄050035；2.河北省教育科学研究所，河北石家庄050000）

大学物理实验教学中学生学习能力的研究

吴淑花1，武淑清2

（1.石家庄学院物理与电气信息工程学院，河北石家庄050035；2.河北省教育科学研究所，河北石家庄050000）

学习能力对于学生学习和终身发展起着非常重要的作用，大学物理实验是培育学生学习能力的有效途径之一.为研究石家庄学院理工科大学生物理实验与学习能力的状况，编制了“大学物理实验中学生学习能力”的测查问卷，并对化学专业和软件工程专业学生进行了测查，结果如下：学生的学习能力整体状况达到合格水平；学生学习能力的各维度与学生性别之间不存在相关性；学生学习能力各维度与实验成绩之间不存在相关性.研究认为，传统物理实验教学与培育学习能力之间存在尖锐的矛盾，学生的学习能力没有得到充分的发展，物理实验教学需要改革.

学习能力；大学物理实验；问卷调查；相关性；改革

0 引言

大学物理实验是在教师指导下学生自主探究、自主学习、动手操作完成的实践性课程，具有良好的创新教育功能，几乎覆盖了高等理工科院校的所有专业，常常是他们进入大学后首要接触的实践课，因而，大学物理实验对培育大学生的“学习能力”具有独到的作用.和操作息息相关的大学物理实验，如果仅仅被理解为实验操作那是完全错误的.实验操作总是灵活多样的，对实验设计及其实验中出现的异常状况和误差分析，思维的难度之大，常在预料之外.同时，实验操作伴随着概念、规律的抽象思维和具体思维的延续相互展开、相互影响.

1 学习能力概述

前苏联心理学家斯米尔诺夫对“能力”的定义得到多数人的认可，他认为“能力”是作为成功地完成某些活动的条件的那些个性心理特征[1].这些特征具体体现在不同的行为之中，如在学习活动中所必备的个性心理特征就是学习能力.学生在学习过程中体现出来的方法、兴趣、自制力等是直接影响学习效果好坏的重要因素，这正是学习能力高低的表现.如，在实验前有计划地预习、查阅相关资料、设计实验方案；实验中选择合适的测量仪器、研究实验仪器的使用、设计实验记录表格；实验完成后对实验的反思与修正等等，这一系列过程综合运用了动作、形象、直觉的各种思维，是学生学习能力在实验中的具体体现.

作为各项能力的基础，学习能力有多个基本定义，从中提炼出“学习能力”的4个基本维度：求知欲、自学能力、收集信息能力、系统思考能力[2].依据这4个维度，分析大学生在实验活动中学习能力的具体表现，见表1.

为了深入了解学生学习能力的状况，结合大学物理实验教学的过程，编制了学习能力的测查问卷，通过问卷测查，探讨以下3个问题：1）学生学习能力的整体状况；2）学生学习能力的各维度与学生性别之间的相关性；3）学生学习能力的各维度与实验成绩和大学物理成绩之间的相关性.

表1 在大学物理实验中学生行为表现举例

2 研究方法

2.1 问卷设计

利用笔者任该专业大学物理及实验课的便利条件，充分观察学生在实验中学习能力的种种表现，了解学生的实验思维状况，尤其是学生遇到疑难、困惑时的行为表现.研究期间结合大学物理理论课程的学习情况，以访谈的形式向学生了解学习能力的各方面的情况，并详细记载观察和访谈记录.在做好上述工作的基础上，编制了“大学生物理实验与学习能力研究”的调查问卷.为了避免学生刻意得高分，问卷选项打乱了按成绩高低排列的次序.问卷共30道选择题，采用3等级评分.问卷内容包括求知欲、自学能力、收集信息能力、系统思考能力共4个维度[3，4]，其中求知欲有10道题，满分为50分；自主学习能力有8道题，满分为40分；收集信息能力有5道题，满分为25分；系统思考能力有7道题，满分为35分.

2.2 测查对象

石家庄学院化学专业2014级学生，共37人（用N1表示），软件工程专业2015级学生，共71人（用N2表示）.他们的大学物理成绩（包括已有的实验成绩）全部及格，以确保学生的知识基础没有太大的差异.最后对测查结果用SPSS 8.0统计软件进行统计分析.

表2 化学专业、软件工程专业学生学习能力4个维度的均数、标准差

表3 化学专业、软件工程专业各维度相关矩阵

3 测查结果

化学专业、软件工程专业学生学习能力4个维度的均数、标准差如表2所示，化学专业、软件工程专业各维度相关矩阵如表3所示.由表3可知，化学专业学生和软件工程专业的学生在各自维度之间存在显著相关（P＜0.05），表明这4项相互之间联系密切，同时也说明问卷设计基本合理.由表2知化学专业学生各维度的平均分分别为：求知欲3.38、自主学习能力3.56、收集信息能力3.48、系统思考能力3.39，即化学专业学生自主学习能力平均分最高，求知欲平均分最低；相对各维度的满分情况，系统思考能力的标准差最大.软件工程专业学生各维度的平均分分别为：求知欲3.55、自主学习能力3.77、收集信息能力3.54、系统思考能力3.77，即软件工程专业学生自主学习能力、系统思考能力平均分最高，求知欲平均分处于中等水平，收集信息能力平均分最低；相对各维度的满分情况，系统思考能力的标准差仍然是最大的.说明无论是化学专业还是软件工程专业，学生在系统思考能力方面存在着较大的差异.

大学物理成绩、实验成绩与学习能力及各维度的相关性矩阵如表4所示.由表4可知化学专业、软件工程专业学生各自实验成绩、大学物理成绩都与求知欲、自学能力、收集信息能力、系统思考能力以及学习能力总分之间不存在显著的相关（P＞0.05）.化学专业、软件工程专业学生的大学物理成绩与实验成绩之间都存在显著相关.

对学生进行性别差异比较（表5）发现，这两个专业的男生与女生在学习能力水平上不存在显著性差异（P＞0.05）.

表4 大学物理成绩、实验成绩与学习能力及各维度的相关性矩阵

表5 化学专业、软件工程专业性别差异变量t检验结果

4 结果分析与思考

从问卷调查的结果中发现，化学专业2014级学生、软件工程专业2015级学生总体上都达到了中等偏上水平，每题的分值为5分、3分、1分三个等次，从表2中的均数看出，平均分都在3分以上.表明大学生对于物理实验的学习能力还是达到了不错的水平.从实验成绩与期末成绩之间的相关性之间的关系来看，实验成绩与大学物理成绩呈显著正相关，说明学生的学习状态是一致的，教师对于学生实验与期末成绩评价的模式是相似的.化学专业的学习能力与软件工程专业差异不显著，说明专业与学习能力差异不大；这两个专业的女生和男生在学习能力的各方面差异不大，说明大学生学习能力与性别无关.

但是，从实验成绩、大学物理成绩与各维度、问卷总分之间的关系来看，实验成绩、大学物理成绩与求知欲、自学能力、收集信息能力、系统思考能力以及问卷总分之间不存在显著性相关（P＞0.05）.这个结果大大出乎意料.对此，在问卷的编制、学生的学习习惯和学习方式、成绩的评价方式及实验教学现状等方面作了进一步的探讨和思考.

4.1 调查问卷

虽然在答问卷前对学生做了动员工作，但是问卷调查中存在极个别学生不按实际情况填写.此次问卷调查是以新课标理念为标准编制而成的，问卷设计的行为表现大大超前于在校学生的学习现状，具体分析在下节中体现出来.

4.2 物理实验教学

传统物理实验教学与培育学习能力之间存在尖锐的矛盾，没有充分发挥大学物理实验对培育大学生的“学习能力”的功能，学生的学习能力没有得到长足的发展.

第一，对物理实验教学不够重视，实验内容不能与现代技术相联系.部分高校对物理实验教学不够重视，实验内容大同小异，很多都是经典物理学内容，与当今飞速发展的新科技严重脱轨.学生对大学物理实验课提不起兴趣[5].要改变这种状况，首先要做的是实验教程的更新.可以从下面两个方面展开：1）把物理学的新科技、新成果引入教材中去，让学生更加了解物理实验在现代生活中的重要性，加强学生学习物理的兴趣；2）根据中国素质教育的要求，依据新课标理念，调整实验目标，做到以学生为主体，把培养学生的学习能力、创新能力放在首位.

第二，实验教学方式过于呆板，教学材料过于详尽.一般学生听教师讲解后再一步步按规定做，学生在实验前已经知道了实验的现象和结果，这样既不能引起学生好奇心和兴趣，也不能锻炼学生的能力[6].另外，追求“升学率”教学思想严重，这种思想蔓延至大学以致影响到大学的教育.被动的学习导致学生善于死记硬背，不求甚解，削弱了学习者的好奇心和探究力.所以成绩好并不等同于学习能力强[7].改革实验教学模式势在必行.具体方法有：要求学生课前预习，师生共同设计改进的实验，鼓励每位同学都提出自己的想法并实施于行动；通过学生自己查阅资料，设计实验内容，鼓励学生大胆创新；重视学生在实验操作中的合作和分享.教师对学生不懂的地方进行耐心引导交流，重视学生对实验结果的分析与思考，这样既调动了学生的学习积极性，又培养了学生的学习能力、创新思维、动手能力[8].

第三，师资力量不够雄厚.在很多高校里，专门从事物理实验教学的教师比较少，大部分都是理论课教师，教学工作不够系统.要改变这种状况，首先要更新教师观念，提高实验教师的地位.物理实验教学能否转型成功与物理实验教师的态度看法密切相关，只有教师对物理实验足够正视，积极改进教育理念，更新教育方法，这样才能培养出符合国家需要的高素质的人才[9].

4.3 评价类型和方式

物理实验教学评估方式不够合理.一般实验成绩由学生做实验的表现和实验报告给出，实验评估模式过于单一，忽略了学生的多元表现.物理实验教学评价的基本类型有：试卷型、操作型、试卷和操作结合型.评价方式有：笔试部分和操作部分.笔试部分主要考查实验的原理、方法、步骤、操作规程、设计思想、误差分析等；操作部分主要考查学生的观察技能和操作技能[10].试题类型和考查方法可以灵活多变.总之，关于物理实验的评价最好采用多种形式相结合，以便对学生的深刻性、灵活性、敏捷性、批判性和独创性等做出全面的评判.

5 结论

上述是对问卷测查结果的分析与思考.这次只测查了石家庄学院理工科两个专业109名学生，难免具有一定的局限性，希望以上进行的统计和分析，能帮助到深入研究大学物理实验教学以及大学生学习能力的研究，同时也希望该研究能从大学物理实验教学的角度上丰富学生学习能力的内容.

[1]孟昭兰.普通心理学[M].北京：北京大学出版社，1994.

[2]学习能力[EB/OL].[2016-08-01].http://baike.sogou.com/v67638983.htm.

[3]王震，王双维，金红.普通物理实验教学中学生自我监控学习能力的研究[J].实验室研究与探索，2004，23（4）：10-13.

[4]姜兆波.高职学生自主学习能力培养研究[D].山东：山东师范大学，2007.

[5]杨可军.大学物理设计性实验教学研究[D].湖北：华中师范大学，2006.

[6]韩红梅.学生创新思维能力培养与大学生物理实验教学[J].重庆工学院学报，2006，20（8）：175-177.

[7]周军铁.大学生学习能力培养存在的问题与对策研究[D].湖南：湖南农业大学，2007.

[8]贺承德.谈更新物理实验教学观念[J].实验教学与仪器，2000，（8）：11-12.

[9]李靖.物理实验教学改革探析[J].平原大学学报，2000，17（3）：107-108.

[10]张德启，李新乡，陶洪，等.物理实验教学研究[M].北京：科学出版社，2005.

（责任编辑 钮效鹍）

On Learning Ability in College Physics Experiment

WU Shu-Hua1,WU Shu-Qing2
(1.School of Physics&Electrical Information Engineering,Shijiazhuang University,Shijiazhuang,Hebei 050035,China; 2.Hebei Institute of Education Science,Shijiazhuang,Hebei 050000,China)

Learning ability is one of the key factors for students’learning and lifelong development, and the college physics experiment is one of the effective ways to cultivate students’learning ability.To collect the information about the college physics experiment and learning ability at Shijiazhuang University, a questionnaire of students’learning ability is conducted,and chemistry and software engineering students are also examined.As results show,first,the learning ability of students entirely reaches the qualified level;second,there is no pertinence of every dimension about the students’learning ability with gender; third,there is no correlation between each dimension and students’ability and experimental results.Accordingly,there are sharp contradictions between traditional physics experiment teaching and learning ability cultivating.Their learning ability has not been fully developed,the need for reform in physics experiment teaching is necessary.

learning ability;college physics experiment;questionnaire survey;correlation;reform

O4

A

1673-1972（2016）06-0155-06

2016-08-19

石家庄学院2014年度教学改革研究（JGXM-201423A）

吴淑花（1968-），女，河北石家庄人，副教授，主要从事物理教育研究.