淺談高等師范生實驗技能的培養(yǎng)

1、淺談高等師范生實驗技能的培養(yǎng) （隴東學(xué)院 電氣工程學(xué)院，甘肅 慶陽 745000）摘 要：物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。所有的物理理概念、定律和理論，都是在實驗的基礎(chǔ)上建立起來的。因此，培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能，了解物理學(xué)的研究方法，培養(yǎng)嚴(yán)格而實事求是的科學(xué)態(tài)度，對學(xué)生今后搞科學(xué)實驗和技術(shù)革新以及從事教學(xué)有重要的基礎(chǔ)作用。所以物理實驗的技能和實驗的創(chuàng)新顯得尤為重要。本文從高等師范生實驗技能的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)入手，闡述了多種切合教學(xué)實際的培養(yǎng)方法，并一步闡述了學(xué)生實驗技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑，為物理實驗技能的提高和創(chuàng)新提供了一定的理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：觀察；操作；實驗技能；創(chuàng)新能力Discussion

2、 on Experimental Skill Training of Normal College Students (College of Physics and Electronic Engineering, Long-Dong University, Qing-Yang 745000, Gansu)Abstract: Physics is a subject based on experiments. All of the physical concepts, rules and theories, are set up on the basis of the experimental

3、. Therefore, the cultivation of the students experiment skill, the understanding of the physics research methods and culturing the strict scientific attitude of seeking truth from facts, all have important roles in scientific experiments and technological innovation as well as engaged in teaching to

4、 the students in future. So the physical experimental ability and experimental innovation appear particularly important. Started from the higher normal students experimental skills and innovative ability, this thesis elaborates a variety of training methods that suit for practical teaching. Further

5、more, it elaborates the approaches to cultivating the experimental ability and innovative ability of the students, providing a certain theorical basis of physical experimental skills improvement and innovation. Key words: observation; operation; experimental skill; innovative ability 0 引言物理學(xué)本質(zhì)上是一門實驗

6、性的科學(xué)。從物理學(xué)發(fā)展的歷史看，物理學(xué)的每一次進步都是由實驗開始的。物理實驗不僅在本學(xué)科領(lǐng)域非常重要，在推動其它自然科學(xué)和工程技術(shù)的發(fā)展中，也起到了相當(dāng)重要的作用。物理實驗是研究物理測量方法與實驗方法的科學(xué)，物理實驗具有特殊的基本性和普遍性：它是其他一切實驗的基礎(chǔ)；同時，適用于一切領(lǐng)域，很多工程技術(shù)問題或研究課題實質(zhì)上就是一些物理問題。在工程技術(shù)領(lǐng)域中，研制、生產(chǎn)、加工、運輸?shù)冗^程都普遍涉及物理量的測量及物體運動狀態(tài)的控制，這正是成熟的物理實驗的推廣和應(yīng)用。現(xiàn)代高科技的發(fā)展，其思想方法和技術(shù)也來源于物理實驗，因此，物理實驗也是工程技術(shù)和現(xiàn)代高科技發(fā)展的基礎(chǔ)。過去大多數(shù)實驗內(nèi)容，屬于基礎(chǔ)驗證性實

7、驗，其實驗原理、方法、儀器配置、內(nèi)容取舍、現(xiàn)象觀察、數(shù)據(jù)處理等方面都具有基礎(chǔ)性、典型性和繼承性的特點，這是傳授實驗知識，培養(yǎng)學(xué)生實驗動手能力所必需的。然而，由于實驗教學(xué)模式單一，內(nèi)容陳舊、教學(xué)時間限制過死、實驗與理論相脫節(jié)，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識實驗技能。教育部在相關(guān)文件中也指出實驗教學(xué)要“更加注重能力培養(yǎng)，著力提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，實踐能力和創(chuàng)新能力”，“開發(fā)學(xué)生智能，培養(yǎng)與提高學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰途C合素質(zhì)”，要“把實踐教學(xué)作為評比的關(guān)鍵性指標(biāo)”。這為我們進行大學(xué)物理實驗教學(xué)指明了方向。1 物理實驗在物理學(xué)發(fā)展中的地位和作用實驗是物理學(xué)的根本之所在，在物理學(xué)的發(fā)展中，實驗起

8、了重要作用。什么叫實驗？實驗是人們根據(jù)研究的目的，運用科學(xué)儀器，人為地控制、創(chuàng)造或純化某種自然過程，使之按預(yù)期的進程發(fā)展，同時在盡可能減少干擾的情況下進行定性的或定量的觀察，以探求該自然過程變化規(guī)律的一種科學(xué)活動。事實上，從經(jīng)典物理學(xué)到現(xiàn)代物理學(xué)，著名的物理實驗數(shù)之不盡，從事實驗工作的物理學(xué)家何止成千上萬。他們置身于艱苦的實驗研究之中，為推動物理學(xué)的發(fā)展而努力奮斗。物理學(xué)就是從實驗中產(chǎn)生并發(fā)展起來的的。物理實驗為物理學(xué)理論打下了堅實的基礎(chǔ)基礎(chǔ)，更為物理學(xué)的發(fā)展提供了強勁的動力?？梢哉f物理實驗在物理學(xué)發(fā)展過程中主要有四個方面的作用。1.1 物理實驗在物理學(xué)發(fā)展中的作用之一 發(fā)現(xiàn)新事物、探索新規(guī)律

9、在經(jīng)典物理發(fā)展中，物理實驗為經(jīng)典力學(xué)提供了實驗事實。例如，力學(xué)方面的伽俐略的斜面實驗、胡克的彈性實驗、玻意耳的空氣壓縮實驗等都是如此。并在他們各自實驗的基礎(chǔ)上建立了有關(guān)的重要定律。電學(xué)方面的庫侖定律、歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律等的建立，光學(xué)方面的有關(guān)光的干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象的定律，也都是先在實驗中發(fā)現(xiàn)，再通過總結(jié)而得出的。在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初，當(dāng)人們普遍認為物理學(xué)已發(fā)展到了頂峰, 以后只是把常數(shù)測得再準(zhǔn)確些，向小數(shù)點后面推進而已。然而，正是實驗的新突破發(fā)現(xiàn)了X射線、物質(zhì)的放射性、電子、光電效應(yīng)等，這些用經(jīng)典物理無法解釋的現(xiàn)象，打破了物理界的沉悶空氣，讓經(jīng)典物理遇到了前所未有的困惑，為了

10、解釋這些現(xiàn)象才誕生了近代物理學(xué)和現(xiàn)代物理學(xué)，使物理學(xué)得到了重大發(fā)展。這一事實充分說明了物理實驗才是物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)和動力之所在。1.2 物理實驗在物理學(xué)發(fā)展中的作用之二 驗證物理理論物理學(xué)的核心是理論。而理論是否正確，必須經(jīng)過物理實驗的檢驗。只有經(jīng)得住實踐檢驗的理論才是正確的，而物理實驗是檢驗物理理論的重要手段。次單獨的物理實驗可以推翻或確證所有可能的論據(jù)。例如，麥克斯韋的電磁場理論，只是當(dāng)電磁波被赫茲的實驗證實后才真正成為電磁理論的基礎(chǔ)；又如，愛因斯坦的光量子論，直到密立根在1916年用嚴(yán)密的光電效應(yīng)實驗證實后，才被人們接受；如，德布羅意的物質(zhì)波假說，也是在發(fā)現(xiàn)電子的衍射效應(yīng)后得到了肯定。就

11、是理論的適用范圍，也是由實驗在檢驗理論的過程中來確定。物理理論和實驗之間是相輔相成的辯證關(guān)系。試驗為理論打下了基礎(chǔ)，同時理論有為實驗指導(dǎo)了方向。1.3 物理實驗在物理學(xué)發(fā)展中的作用之三 測定物理常量物理實驗的又一個重要目的是測量物理常量。一般說來物理學(xué)中的常數(shù)有兩類：類是物質(zhì)常量，一類是基本常量。例如，物質(zhì)的比熱容、電阻率、折射率等，都是屬于物理常量。它們有一個共同的特點，就是這些常量在一定條什下會隨某一因素的變化而改變。例如，真空中的光速、基本電荷、普朗克常數(shù)等，屬于基本常量。它們是物理學(xué)中的普適常量。在物理學(xué)中，大量的實驗是圍繞常量的測量和研究進行的，特別是基本常數(shù)的測量和研究，在物理學(xué)發(fā)

12、展史上占有更重要的地位。例如，萬有引力常數(shù)G，從牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律以來一直是人們試圖準(zhǔn)確測量的對象。光速的測定、電荷質(zhì)量的測定等等?；境?shù)的協(xié)調(diào)不僅是物理學(xué)的重大課題，也是科學(xué)技術(shù)的重大課題?；疚锢沓?shù)之間的協(xié)凋是檢驗物理理論的重要途徑。因為每次協(xié)調(diào)都是在大量實驗、在取得了眾多新的研究成果的基礎(chǔ)上做出的。例如，現(xiàn)在測得最準(zhǔn)的基本物理常數(shù)之一光速，就是在這樣的。1983年第國際計量大會上作出決定，以真空中光在分之一秒內(nèi)行程的長度作為“米”的新定義。這樣就從根本上免去了長度單位的物質(zhì)基準(zhǔn)，成為現(xiàn)今大家公認的一個基本物理常數(shù)。1.4 物理實驗在物理學(xué)發(fā)展中的作用之四 推廣應(yīng)用新技術(shù)現(xiàn)代許多新技

13、術(shù)的推廣和應(yīng)用都是物理實驗的貢獻。例如蒸汽機技術(shù)的應(yīng)用、電工和電子技術(shù)的推廣與應(yīng)用，都與物理實驗緊密相連的。就是說各種發(fā)明創(chuàng)造，都是經(jīng)過了大量的物理實驗，才日臻完善的。又如，光譜學(xué)技術(shù)、激光技術(shù)、核磁共振技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等眾多技術(shù)的推廣與應(yīng)用，都凝聚了不計其數(shù)實驗物理學(xué)家的心血。綜上所述，物理實驗在物理學(xué)的發(fā)展中發(fā)揮了巨大的作用。從實驗物理學(xué)家與理論物理學(xué)家獲得諾貝爾物理學(xué)獎的比例，也可以看出實驗物理學(xué)家的貢獻之大。從19012000年的100年中共有162人次、161位科學(xué)家獲得諾貝爾物理學(xué)獎。其中美國著名物理學(xué)家巴丁是兩次獲得諾貝爾物理學(xué)獎的唯一的一位物理學(xué)家。諾貝爾物理學(xué)獎如果按理論方面和

14、實驗方面來劃分，初步統(tǒng)計，理論方面有50人次，實驗方面有112人次。其中一些項目是兼有理論和實驗?？梢妼嶒灧矫娴莫勴椷h比理論方面的獎項多。世界著名物理學(xué)家丁肇中教授在1976年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎時所寫的一封信中指出：“事實上，自然科學(xué)理論不能離開實驗的基礎(chǔ)。特別，物理學(xué)是從實驗中產(chǎn)生的?！币舱缰Z貝爾物理學(xué)獎獲獎?wù)摺⒅碚撐锢韺W(xué)家楊振寧教授的一則題詞“物理是以實驗為本的科學(xué)”。1.5 小結(jié)實踐是檢驗理論的客觀標(biāo)準(zhǔn)。理論與實驗是物理學(xué)的兩大部分，相輔相成，缺一不可。強調(diào)實驗的作用，絲毫也沒有貶低理論的地位。2 師范生普通物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀2.1 物理實驗教學(xué)的不足教學(xué)儀器單一，實驗儀器集成度的提

15、高制約了學(xué)生的動手能力，絕大多數(shù)大學(xué)物理實驗，實驗項目很少有更新和創(chuàng)新，并且簡單的分為力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等實驗，由于實驗儀器的功能少，實驗項目單一，已經(jīng)影響到對學(xué)生綜合性實驗?zāi)芰?，?chuàng)新能力的培養(yǎng)，人為地隔斷了物理實驗的整體性。我校的實驗教學(xué)大多是以驗證性實驗為主,以鞏固、加深課本理論知識的理解為主要教學(xué)目的,使得學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面不足。由于現(xiàn)在的實驗儀器的集成化程度的提高，很多需要學(xué)生動手做實驗的步驟由于儀器的集成化的不斷提高而被忽略，這樣學(xué)生在做實驗時真正動手做實驗的機會越來越少以至于學(xué)生每次做實驗只需要按幾個按鈕，看一下現(xiàn)象和結(jié)果就行了，對于為什么會出現(xiàn)這樣

16、的實驗現(xiàn)象和結(jié)果就無從知曉了，這樣就演變成單純的為做實驗而做實驗了，以至于學(xué)生不能夠深刻地理解實驗的原理和方法，不利于培養(yǎng)學(xué)生動手能力，創(chuàng)新能力。多年不變的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容固定不變，制約了實驗教學(xué)的效果大學(xué)物理實驗通常是從大一第二學(xué)期開始的, 使得物理實驗和大學(xué)物理開設(shè)的起始時間幾乎相同, 而物理實驗教學(xué)課時少，人數(shù)多,前面的實驗要用到后面的理論知識，有的理論知識還沒有學(xué)，在學(xué)習(xí)實驗原理時很多知識內(nèi)容都不能理解，這些都給實驗教學(xué)帶來一定的困難。目前教學(xué)的主要方法還是教師主要講授實驗原理，實驗方法和步驟,教給學(xué)生如何去使用實驗儀器，單純的演變成教師教學(xué)生怎樣做實驗，學(xué)生就按照教師的方法步驟做實

17、驗，這就制約了學(xué)生分析問題解決問題的能力，單純變成了為做實驗而做實驗，以至于學(xué)生在將來的科學(xué)研究中無法自己獨立地設(shè)計實驗并使用相關(guān)儀器，制約了學(xué)生創(chuàng)新思維、科學(xué)素質(zhì)和分析問題、解決問題能力的提高。2.2 實驗教學(xué)發(fā)展方向在普通物理實驗教學(xué)中，為了培養(yǎng)具備創(chuàng)造力的人才，不僅要讓學(xué)生掌握已經(jīng)形成的知識，更需要引導(dǎo)他們知道這些知識是如何發(fā)現(xiàn)的；不僅要讓他們了解一些現(xiàn)成的理論和技能，更要引導(dǎo)他們懂得這些結(jié)論是如何獲得的。物理學(xué)科教育的任務(wù)不應(yīng)僅停留在教會學(xué)生掌握基本的物理知識，更應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的各種素質(zhì)，如啟發(fā)學(xué)生的好奇心，發(fā)展他們的各種能力，特別是創(chuàng)新能力和自己動手的能力。師范學(xué)院培養(yǎng)出來的學(xué)生將是

18、未來的中學(xué)教師，在“九年義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)”中將科學(xué)探究列入內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)又是重要的教學(xué)方式之一，旨在將學(xué)習(xí)重心從過分強調(diào)知識的傳承和積累向知識的探究過程轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，實事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神就顯得尤為重要。在普通物理實驗課中強調(diào)以物理知識和技能為載體，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神、實踐能力、創(chuàng)新意識。要全面實現(xiàn)新課程的教學(xué)目標(biāo)，就必須培養(yǎng)有創(chuàng)造力的合格的中學(xué)教師，打破以往普通物理實驗沿襲下來實驗教學(xué)模式。2.3 小結(jié)實驗儀器的高度集成化以及教學(xué)方法的陳舊、實驗

19、長時間沒有變化、理論與實驗相脫節(jié)，已經(jīng)嚴(yán)重的制約了學(xué)生分析解決問題的能力、自己動手能力和創(chuàng)新的思維。培養(yǎng)師范學(xué)生的實驗操作技能、科學(xué)探究能力、實事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神是現(xiàn)行實驗教學(xué)發(fā)展的主流方向。3 實驗技能的培養(yǎng)3.1 掌握好實驗理論實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生觀察、動手和思維能力的重要手段，是完成教學(xué)活動必不可少的環(huán)節(jié)。因此，實驗教師應(yīng)充分發(fā)揮自己在實驗教學(xué)中的主導(dǎo)作用，確保實驗順利進行，指導(dǎo)全體學(xué)生實現(xiàn)目標(biāo)。這里教師的主導(dǎo)作用主要體現(xiàn)在三個方面，即學(xué)生的知識、技能和思維能力的培養(yǎng)：知識方面，主要指導(dǎo)學(xué)生懂得實驗?zāi)康?、原理、過程和結(jié)論以及儀器性能、工作原理等；技能方面，主要

20、指導(dǎo)學(xué)生認識儀器，能夠連接儀器，掌握操作技能，會讀數(shù)、記錄、計算；思維方面，主要指導(dǎo)學(xué)生會自己設(shè)計實驗會觀察并且能夠利用觀察到的現(xiàn)象，會自己處理數(shù)據(jù)和算出結(jié)果，綜合推理，得出正確的結(jié)論，并逐步要求學(xué)生獨立寫出實驗報告和實驗總結(jié)。例如，在做“用牛頓環(huán)測量球面的曲率半徑”實驗時，學(xué)生在顯微鏡里往往看不到光的干涉現(xiàn)象，這時，有的學(xué)生就讓教師幫助調(diào)出，遇到這種情況，教師就可反問學(xué)生為什么會出現(xiàn)此種情況，產(chǎn)生干涉的條件是什么，應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)儀器或元件才能觀察到干涉現(xiàn)象等。學(xué)生就會根據(jù)老師的思路自己能夠從顯微鏡里觀察導(dǎo)管的干涉。這樣，不僅學(xué)生對干涉理論有了深刻的認識，而且也增強了完成實驗的信心和決心，進一步培

21、養(yǎng)了學(xué)生對實驗的興趣。所以，在實驗的各個環(huán)節(jié)，教師要了解學(xué)生的心理狀態(tài)，從思想上立足于啟發(fā)引導(dǎo)，隨時注意發(fā)揮學(xué)生的主動性。物理學(xué)中的每一個概念和物理定律，都是經(jīng)過前人無數(shù)次的科學(xué)實踐而總結(jié)出來的，是科學(xué)結(jié)晶，而物理實驗課中每一個實驗，是理論聯(lián)系實際、培訓(xùn)學(xué)生基本實驗技能的主要手段。系統(tǒng)的學(xué)習(xí)理論課內(nèi)容和實驗課內(nèi)容，使每個學(xué)生都做到每個實驗都具備很強的理論。并要求每個實驗項目講述幾種不同的實驗方法，使學(xué)生進一步理解和掌握課堂上教師所講的物理概念和物理定律外，還能使學(xué)生得到親自操作、動手動腦、觀察實驗中的各種物理現(xiàn)象，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的實驗技能，提高學(xué)生觀察問題、分析問題和解決問題的能力。例如，在做

22、“用惠斯登電橋測電阻”實驗時，指導(dǎo)教師只講電橋原理和儀器使用的注意事項，而線路的設(shè)計與連接、電橋靈敏度的調(diào)節(jié)、測量結(jié)果的誤差分析等，都由學(xué)生自己分析判斷。突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位，體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用，使學(xué)生逐漸減少對教師的依賴性，側(cè)重從培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題和解決問題能力上下工夫。3.2 加強技能訓(xùn)練、提高實驗水平3.2.1 觀察能力的培養(yǎng)觀察能力是對事物的有意感知，高于單純知覺表現(xiàn)，具有豐富的內(nèi)涵和屬性的本質(zhì)。在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，要講求方法，并且應(yīng)該納入到整體教學(xué)計劃和教學(xué)設(shè)計中。在方法上可以從以下幾方面考慮。第一應(yīng)明確意義，激發(fā)興趣。在具體的教學(xué)中，通過實例說明培養(yǎng)觀察能力的意義

23、，是學(xué)生自覺地投入觀察訓(xùn)練的前提。學(xué)生明確了行為意義，就會避免盲從和被動，增強觀察能力的培養(yǎng)效果。培養(yǎng)學(xué)生觀察能力時，還要注意激發(fā)觀察的興趣，提高學(xué)生在觀察能力訓(xùn)練過程中的積極性，能動性和持久性。采取一定的手段和技術(shù)處理方法，使被觀察的事物和現(xiàn)象鮮明、清晰、突出、強化、是增強觀察興趣的有效途徑。這就要求教師要針對教學(xué)目標(biāo)不斷改進實驗的設(shè)計和操作方法。在培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和提高觀察興趣的過程中，要重視對學(xué)生的鼓勵，對觀察能力的提高要肯定；在觀察不成功時，要鼓勵學(xué)生增強信心，進行引導(dǎo)，不可挫傷培養(yǎng)觀察能力的信心和積極性。第二，重視演示，準(zhǔn)確示范。演示實驗本身除了服務(wù)于知識講授和技能培養(yǎng)的目的之外，還

24、是一種示范性的行為。正確的演示實驗操作，才能得到準(zhǔn)確的實驗結(jié)果，這樣的演示實驗也才具有正面的觀察價值，并有利于觀察能力的培養(yǎng)。通過演示實驗明確觀察什么？怎樣觀察？如果教師做實驗時幾乎是一言不發(fā)，只管操作；或者是對待實驗漫不經(jīng)心，自己都不多看一眼。那么，就失去了培養(yǎng)學(xué)生觀察能力重要的示范機會，缺乏有利的引導(dǎo)，不利于觀察能力的培養(yǎng)。第三，具體指導(dǎo)，確定模式。在觀察能力的培養(yǎng)過程中，必然要有教師的具體指導(dǎo)。其中除了課堂教學(xué)時，隨時提示觀察對象、觀察內(nèi)容和注意事項之外，還應(yīng)使學(xué)生建立通常進行觀察時的一般行為模式，在對某實驗進行觀察時，就有各模塊間的程序體系。在實驗之前了解實驗的意圖，可決定觀察的意圖、

25、重點、并確定相應(yīng)的觀察計劃。有了觀察行為的一般模式，就有利于進行計劃性觀察，提高觀察效果和觀察能力。然而上述的模式并不能完全取代觀察計劃的制定。為了培養(yǎng)學(xué)生全面、準(zhǔn)確、有效地進行觀察，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生在觀察前制定觀察計劃，其中包括：目標(biāo)、取向；程序、要求；方式、方法；反饋、處理。第四，設(shè)問質(zhì)疑，引導(dǎo)思維。培養(yǎng)觀察能力，形成觀察習(xí)慣，都要求有教師的引導(dǎo)，使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握觀察的基本技能，知道觀察什么和怎樣觀察。這說明觀察是一種以有明確意識的思維作為指導(dǎo)的活動，在一定的思維啟示和要求下進行的。建立這一活動過程，不應(yīng)靠平鋪直敘的講述，而應(yīng)根據(jù)思維內(nèi)容的層次設(shè)問質(zhì)疑，引發(fā)觀察前的思考和觀察的取向及重點。觀察是

26、手段，旨在發(fā)現(xiàn)和探索。是要將觀察得到的信息，通過分析、歸納、綜合、概括等思維活動，達到認識事物及其變化規(guī)律的目的。在觀察時，學(xué)生往往容易被事物的性狀和變化的現(xiàn)象所吸引，而停留在單純的感官被動反應(yīng)上。這就要求教師設(shè)問質(zhì)疑，引發(fā)學(xué)生相應(yīng)的思維活動。第五，拓寬范圍，充實提高。在物理教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，除了通過物理實驗之外，還要努力開拓觀察的時空范圍，借助多種手段、多種媒體，努力創(chuàng)設(shè)觀察機會，接觸多種觀察現(xiàn)象和情境。豐富和擴大學(xué)生的觀察領(lǐng)域，擴展學(xué)生培養(yǎng)觀察能力的場合和機會。觀察能力是思維能力的前哨，是實驗?zāi)芰Φ幕A(chǔ)。有利于多種能力的發(fā)展和提高。要重視觀察能力的培養(yǎng)，充分認識觀察能力培養(yǎng)的本質(zhì)

27、函義和具體內(nèi)容，不斷掌握并探索培養(yǎng)觀察能力的途徑和方法。使學(xué)生的觀察能力不斷完善和提高。3.2.2 操作能力操作能力，主要是指對基本儀器的使用和測量數(shù)據(jù)的讀??；儀器、設(shè)備的組裝或連接；等兩個方面：第一，基本儀器的使用和數(shù)據(jù)的讀取在使用儀器之前，必須認識儀器。要培養(yǎng)學(xué)生通過閱讀實驗教材或儀器說明書，對照實物認識儀器的能力，并養(yǎng)成首先了解儀器的用途、結(jié)構(gòu)、規(guī)格（測量范圍、允許極限、最小刻度等）及使用注意事項，再動手實驗的習(xí)慣。要能根據(jù)儀器的精度讀取物理量的有效數(shù)字。第二，例如，游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、讀數(shù)顯微鏡、電表、電橋、電位差計、示波器、分光計、信號發(fā)生器、數(shù)字毫秒計、物理天平、光點檢流計的正確

28、使用。第三，儀器、設(shè)備的組裝或連接。要做物理實驗，總是要先把有關(guān)的儀器、部件、設(shè)備組裝起來，并要求裝配、連接正確無誤。具體要求是：布局要合理，要便于觀察和操作；連接要正確、簡單；實驗前要檢查，必要時進行預(yù)備性調(diào)節(jié)。第四，例如，電路實驗，操作要求是：首先應(yīng)按照實驗原理電路圖安排好儀器、元件的布局，使之便于連線、便于檢查、便于操作、便于讀取數(shù)據(jù)。其次，正確連接電路。安培表、伏特表是否分別與待測電路串聯(lián)、并聯(lián)；正、負接線柱連接是否正確；滑動變阻器的接線是否合理；連接線路是否符合先支路，再并接，后干路，最后接電源的程序；電鍵是否能控制電路，接線是否簡捷、牢固。再次，在實驗前應(yīng)先檢查電路，發(fā)現(xiàn)間題及時糾

29、正，并進行預(yù)備性調(diào)節(jié)。嚴(yán)格按操作程序操作，正確讀取數(shù)據(jù)。3.2.3 故障的排除能力實驗中的故障排除，不單是一種操作能力，也體現(xiàn)了對實驗原理的掌握程度，對各部件工作情況的了解以及分析問題、解決問題的方法，是一種綜合運用能力。第一，實驗發(fā)生故障時，應(yīng)根據(jù)各部件的工作狀態(tài)及各部件聯(lián)結(jié)處的特點分析出可能產(chǎn)生故障的因素，逐個檢查，直至最后排除故障。第二，在實驗教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的操作能力，應(yīng)有計劃、分階段地進行。操作的認識階段。要求學(xué)生對操作技能有初步認識，在頭腦中形成操作的映像，并能按規(guī)定的程序做一些目的單純的定向訓(xùn)練。操作的協(xié)調(diào)階段要求學(xué)生反復(fù)練習(xí)操作，提高操作的準(zhǔn)確性、協(xié)調(diào)性?？傊?，增強實驗操作能力

30、有利于學(xué)生對所學(xué)知識的理解，有利于創(chuàng)造條件探索間題，有利于智力的開發(fā)。3.3 改革物理教材、優(yōu)化實驗內(nèi)容結(jié)構(gòu)大學(xué)物理實驗課對培養(yǎng)學(xué)生實驗技能和提高解決實際問題能力起著重要作用，而大學(xué)物理實驗教材又對這一切起著決定性作用。但現(xiàn)有的很多基礎(chǔ)物理實驗教材體系與當(dāng)代形勢有很多不適應(yīng)之處。不適應(yīng)之處。1）課程體系單一,教材各章節(jié)內(nèi)容孤立，沒有形成一個有機的整體。2)教學(xué)內(nèi)容陳舊，未能把大學(xué)物理實驗教學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展相結(jié)合。3)教學(xué)中不能突出學(xué)生的主體地位，學(xué)生往往只為做實驗而做實驗，不了解實驗內(nèi)容的背景知識和應(yīng)用領(lǐng)域。無法培養(yǎng)學(xué)生將物理知識應(yīng)用于專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。對不適應(yīng)的改進建議。

31、1)建立模塊化教學(xué)模式。教材不完全按固定的章節(jié)套路排列。在編排各實驗內(nèi)容的順序時更應(yīng)該注意建立各個實驗之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而使所有章節(jié)形成一有機整體模塊，并注意使其內(nèi)容的難度循序漸進。2)建立實驗內(nèi)容與現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展之間的聯(lián)系。很多現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)實際可以追溯到經(jīng)典物理實驗原理，可以利用這點讓學(xué)生產(chǎn)生充分的學(xué)習(xí)興趣，并為將來學(xué)習(xí)新的專業(yè)知識打下堅實的基礎(chǔ)。另外，教材內(nèi)容應(yīng)該貼近社會生活和生產(chǎn)實際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。使學(xué)生把物理學(xué)的規(guī)律、方法靈活運用于實際生活中的各個領(lǐng)域。3)現(xiàn)有的教材大多都是傳統(tǒng)的套路。教學(xué)手段落后， 既沒有交代實驗背景內(nèi)容，也沒有給出可能的應(yīng)用領(lǐng)域及與之相關(guān)的知識，使學(xué)生不知道

32、做該實驗的真實意圖和意義之所在。學(xué)生無法獨立思考，也無法激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,因此有必要對這部分內(nèi)容進行修改。大學(xué)物理實驗教材是實驗教學(xué)之本，教材的知識體系的合理構(gòu)建和新穎性、靈活性、實用性的教學(xué)手段均對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和視野開拓以及創(chuàng)新精神有著重要的作用。作為一門基礎(chǔ)性的實驗課程，更應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和廣博的知識背景。普通物理實驗要在講究基礎(chǔ)性的同時加強創(chuàng)新性和應(yīng)用性，在全面審視原有實驗題目和內(nèi)容的基礎(chǔ)上，精選基本內(nèi)容,淘汰與中學(xué)重復(fù)、在現(xiàn)代科研和生產(chǎn)中已過時的內(nèi)容，補充一些在物理學(xué)科中有代表性、有應(yīng)用價值的先進的實驗內(nèi)容、方法和手段，增加從科研成果轉(zhuǎn)化來的實驗內(nèi)容。3.4 團結(jié)協(xié)作

33、能力的培養(yǎng)在現(xiàn)在激烈的競爭社會里，對人才的要求越來越高。特別是現(xiàn)在的孩子大多是獨生子女，由于父母的過分溺愛，容易養(yǎng)成以自我為中心，任性、霸道、自私的性格，缺乏合作意識及協(xié)作能力。在當(dāng)今經(jīng)濟全球化時代，人們在競爭的同時越來越需要合作。個人奮斗，縱有八斗之才也難成大事。集體創(chuàng)造，智慧無窮。教育學(xué)生不計名利，學(xué)會團結(jié)合作、與人共事非常重要。例如：在“電場中等勢線的測繪”實驗中，要求學(xué)生用靈敏電流計探測電場中等勢點，用描點法畫出電場中等勢線的分布圖，多個同學(xué)一組。在實驗中，同學(xué)們分工協(xié)作，首先共同連接好電路，然后每個同學(xué)找一組等勢點，最后測繪出電場中等勢線的分布形狀。通過實驗不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

34、，更重要的是可以培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作、共同合作的群體意識，為將來集體搞科研奠定一個良好的思想基礎(chǔ)。所以在生活中建立團結(jié)協(xié)作能力至關(guān)重要。3.4.1 建立科學(xué)、民主、平等的師生關(guān)系。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師的話就是真理。學(xué)生把老師看得高不可攀，因此師生間處在一種不平等的狀態(tài)，師生之間缺乏交流。這會給正常的教學(xué)工作帶來一定的困難，改變這種現(xiàn)狀應(yīng)該真正建立科學(xué)、民主、平等的師生關(guān)系。在教學(xué)中，教師不能再用科學(xué)家、課本等所謂的權(quán)威來壓學(xué)生。應(yīng)鼓勵他們敢于創(chuàng)新，敢于質(zhì)疑。如在教學(xué)中，有些學(xué)生會對正確的答案持反對意見，大膽的說出自己的觀點，他們說的雖然是錯的，但教師應(yīng)表揚他敢于利用自己的經(jīng)驗。從不同的角度思考問題

35、。這樣大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。增強學(xué)生的合作意識。為小組合作學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。3.4.2 培養(yǎng)合作互助的合作意識。合作學(xué)習(xí)，是高素質(zhì)教育的需要，是高效率的一種學(xué)習(xí)方式。這種學(xué)習(xí)方式，有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識和交往能力，合作可以取長補短，增強競爭力。在實際教學(xué)中采取合作學(xué)習(xí)，明確分工，相互合作中，盡大地發(fā)揮了自己的長處，實現(xiàn)了優(yōu)勢互補，增強了競爭力。3.4.3 激發(fā)共同探索的合作欲望。合作的學(xué)習(xí)方式符合未來社會的需要，在物理實驗教學(xué)中，更重要的是為學(xué)生提供更多的機會去發(fā)展自己的思維，去傾聽別人的想法，學(xué)會進行交流。同學(xué)之間的互相啟發(fā)，每個同學(xué)都可以通過分組討論的形式吸取營養(yǎng)，集大家的智慧于一身

36、。而在讓學(xué)生分組匯報時，其他學(xué)生能夠比較認真的聽，因此學(xué)生愿意接受，參與的積極性比較高。使學(xué)生在集體的學(xué)習(xí)合作中逐步意識到在競爭的社會中有比競爭更重要的東西那就是合作。3.5 積極開展科技實驗活動科技實驗活動是理科教育中科技教育活動的重要內(nèi)容，對于激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，進行實驗方法論教育，培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰吞剿骶竦染哂惺种匾囊饬x。在提倡科學(xué)素質(zhì)教育的今天，應(yīng)有目的、有計劃地開展科技實驗活動。其主要形式有；指導(dǎo)學(xué)生進行課外實驗，組織課外興趣小組；舉辦科學(xué)實驗講座，包括實驗方法論、科學(xué)實驗史等；開展實驗制作活動，如自制實驗教具、改進實驗裝置；開展實驗研究活動，如參加與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟建設(shè)、日常生活和

37、環(huán)境保護等有關(guān)的實用性、開發(fā)性、趣味性和知識性融為一體的科技活動；舉辦實驗競賽活動，包括實驗知識、實驗操作技能、實驗小論文和小制作等；舉辦物理科技晚會等。積極開展科技實驗教學(xué)活動，對于提高學(xué)生實踐技能有很大的幫助，它是學(xué)生實踐技能培養(yǎng)的一種輔助手段。可以培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能、同對還可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和獨立工作能力，有利于提高學(xué)生的自主創(chuàng)造能力。4 改革實驗教學(xué)模式、加強創(chuàng)新能力培養(yǎng)開設(shè)一定數(shù)量的基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性(或探究性)實驗，進行分層次教學(xué)是當(dāng)前實驗教學(xué)的需要。因此改革現(xiàn)有的教學(xué)模式，應(yīng)該以加強基礎(chǔ)、發(fā)展能力、突出創(chuàng)新的教學(xué)思想作為指導(dǎo)，建立起以基礎(chǔ)性、綜合性實驗為主，并適當(dāng)

38、引入設(shè)計性探究性實驗的教學(xué)模式。并且對不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法:對基礎(chǔ)性和綜合性實驗部分，采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式;而對設(shè)計性研究性實驗，教師只起啟發(fā)、引導(dǎo)和咨詢的作用，學(xué)生是完全主動學(xué)習(xí)。4.1 明確實驗教學(xué)的特點與目的物理實驗是人們根據(jù)研究的目的，運用科學(xué)儀器設(shè)備，人為地控制、創(chuàng)造或純化某種自然過程，使之按預(yù)期的進程發(fā)展，同時在盡可能減少干擾客觀真實情況的前提下進行觀測，以探究物理過程變化規(guī)律的一種科學(xué)活動。而物理實驗教學(xué)又是借助于實驗儀器、實驗指導(dǎo)書，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生獨立完成儀器操作、現(xiàn)象觀察、數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)分析、取得實驗結(jié)果等的過程。由此可知，實驗具有直觀性、實踐性。物理實驗課包

39、括兩個層次的基本任務(wù)：首先是使學(xué)生掌握基本的科學(xué)實驗技能(包括思想、方法及規(guī)范)及常規(guī)儀器的使用；其次是通過多次獨立完成實驗的鍛煉，逐步提高學(xué)生的分析問題與解決問題的能力，隨之進而提高其創(chuàng)新能力。4. 2 傳統(tǒng)教學(xué)模式的利弊分析傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)過程一般是先由指導(dǎo)教師講解實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器和注意事項等，學(xué)生再按老師或教材中所講的實驗步驟，按部就班的一步一步的做下來：調(diào)試儀器測量數(shù)據(jù)驗證結(jié)果完成實驗報告。傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要側(cè)重于讓學(xué)生掌握一些基本實驗儀器的使用方法、基本的測量方法以及基本實驗技能的訓(xùn)練。這些也是大學(xué)物理實驗教學(xué)的任務(wù)之一。我國高校剛?cè)诵５拇髮W(xué)生，由于應(yīng)試教育的原因，在小

40、學(xué)及初、高中階段只是被動的接收書本知識，缺乏實踐動手能力的鍛煉，因此傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式雖然實驗方法單一，但這些實驗對于學(xué)生掌握一些基本實驗儀器的使用方法，了解實驗測量方法，加深對物理概念、規(guī)律的理解都有很大幫助，目前來看也是應(yīng)予肯定的。這種模式最大的缺陷就是學(xué)生常常只是被動的重復(fù)實驗步驟，容易養(yǎng)成找方抓藥，照葫蘆畫瓢的思維定勢，學(xué)生的共性多、被動多、模仿多、個性少、主動少、創(chuàng)新少，制約了學(xué)生認識過程中的主觀能動作用，不利于學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。因此，若讓學(xué)生始終停留在此初級階段，不予提高長此以往，學(xué)生會逐步喪失對實驗的興趣，會逐步抹殺學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。4.3 設(shè)計性探究性實驗教學(xué)模式分析為了改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，在物理實驗教學(xué)中引人設(shè)計性或探究性實驗。在該層次的實驗教學(xué)中，運用已用過的儀器和已學(xué)過的實驗方法完成設(shè)計性實驗，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力。設(shè)計性實驗教學(xué)層次的教學(xué)指導(dǎo)思想是它更注重實驗的設(shè)計過程，強調(diào)過程和對結(jié)論的解釋，過程比結(jié)論更重要。設(shè)計性實驗教學(xué)目的是加強與實際接軌，使學(xué)生了解科學(xué)實驗的全過程、逐步學(xué)習(xí)科學(xué)思想和科學(xué)方法、培養(yǎng)學(xué)生獨立實驗的能力，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。設(shè)計性實驗題目一般是由實