【文章內(nèi)容簡介】 新 做實 驗（%）修改數(shù)據(jù)（%） 理實驗課，你取得 的最大收獲是： 課堂上所學(xué)的定律 得到驗證（%）解決實際問題 的能力得到提 高（%）探索新事物的欲望得 到增強（%） 物理實驗 與實際生活聯(lián)系密 切一些（%）實驗結(jié)果事先 不知道，需要 探索（%）能為同學(xué) 提供自己 動手制作 的 條 件（%）有一些關(guān) 于科研前 沿的實驗（%） 是否觀察到物理現(xiàn) 是 否 會操 作 能力是否得到鍛煉 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）6 次實驗的成功與 否，應(yīng)一下列中的 那一項為標(biāo)準(zhǔn)： 象（%）（%）（%） 從問卷調(diào)查結(jié)果來看，學(xué)生對大學(xué)物理實驗的看法和愿望是好的，但從適應(yīng)當(dāng)前物 理實驗教學(xué)的發(fā)展來看，仍然存在一些不足的地方：（1）從調(diào)查的結(jié)果可以看出，學(xué)生大部分認(rèn)為物理實驗課在大學(xué)課程中還是比較 重要的，從表中第3項可以看出，但學(xué)生很多時候把實驗課看做是驗證理論的一 個輔助工具，缺乏主動探索意識，實驗中遇到困難不會自己想辦法解決，主要靠老師是 其他同學(xué)，從第5項可以看出。（2）實驗中學(xué)生缺乏主體地位，過份依靠老師和同學(xué)。從第11課可以看出，大部分同學(xué)還是比較依賴?yán)蠋煟捎陂L期以來我們的教學(xué)模式都是老師先講，然后學(xué)生 按照老師的講解進(jìn)行實驗，長期這樣，形成了學(xué)生不愛動腦筋，遇到問題不會主動思考，學(xué)生的中心作用和主體地位得不到體現(xiàn)。在教學(xué)過程中，老師往往包辦過多，而且要求 統(tǒng)一：方案統(tǒng)一、步驟統(tǒng)一、結(jié)論統(tǒng)一，長期以往導(dǎo)致學(xué)生思維懶惰，缺乏主動探究欲 望，更缺乏創(chuàng)造性。（3）在實驗中，學(xué)生大部分認(rèn)為實驗過程重要，但是在實際實驗中，遇到實驗結(jié) 果跟預(yù)期的結(jié)果不一樣是，學(xué)生還是如實記錄實驗結(jié)果，缺乏一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、實事求是?科學(xué)態(tài)度。學(xué)生就想機械一樣記錄數(shù)據(jù)，有的甚至為了達(dá)到結(jié)果跟預(yù)期的數(shù)據(jù)一樣而修 改數(shù)據(jù)，編造數(shù)據(jù)。（4）從調(diào)查的表中113項可以看出學(xué)生比較重視實驗的實用性和日常生活的密 切性。目前實驗的選題一般都是一些比較經(jīng)典的題目，缺乏跟實際生活密切相關(guān)的一些 題目。 大學(xué)物理實驗教學(xué)的改革發(fā)展趨勢 大學(xué)物理實驗重點是要提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，為了給學(xué)生營造有利于他 們提高綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力和充分調(diào)動學(xué)生的自主能動性的環(huán)境，廣大的物理教師和物 理實驗教師都在為物理實驗教學(xué)的改革發(fā)展做了大量的工作，目前高校的大學(xué)物理實驗 教學(xué)的改革發(fā)展趨勢有幾方面： 大學(xué)物理實驗中設(shè)計性實驗的研究 7 ，開展設(shè)計性的物理實驗 實驗教學(xué)體系的建立要參照以下兩個方面的原則：一是系統(tǒng)化原則，具體來說就是 進(jìn)行專業(yè)調(diào)整，打破課程的界限。要從專業(yè)整體和學(xué)生發(fā)展的角度來考慮，學(xué)生應(yīng)該具 備什么樣的課程理論和技能，實驗講相關(guān)要素構(gòu)成科學(xué)合理的體系；另外一個是階段性 原則。實驗課的設(shè)立要考慮到不同層次，不同專業(yè)的需要和理論的協(xié)調(diào)。2．改變教學(xué)方式和手段，教學(xué)主體向?qū)W生轉(zhuǎn)移 教學(xué)方式上應(yīng)該盡早改變以教為主，積極向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的需 要加以引導(dǎo)。針對不同的實驗?zāi)K可以采用不同的指導(dǎo)方式，對簡單儀器的使用，操作 技能的培訓(xùn)的驗證性實驗，可以對學(xué)生開放實驗室，并可以安排高年級的學(xué)生或研究生 指導(dǎo)。對設(shè)計性實驗，老師提供知識范圍和儀器設(shè)備，學(xué)生自己查閱資料，自行設(shè)計實 驗方法，自己完成實驗，達(dá)到提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。3．改善實驗室條件，加強硬件和軟件建設(shè) 實驗環(huán)境的好壞客觀地顯示了學(xué)校對實驗教學(xué)的重視程度，它不僅影響學(xué)生的心理 狀態(tài)和操作狀態(tài)，而且還直接影響到實驗結(jié)果和教師的教學(xué)管理。目前，隨著實驗內(nèi)容 的更新變化，相應(yīng)的教學(xué)儀器以及設(shè)備也在趨向于新型和先進(jìn)趨向于運用集成電路后的 小型化和數(shù)字化，趨向于運用各種傳感器采集數(shù)據(jù)而后通過計算機來直接顯示。從而讓 一些學(xué)生能有更多的時間去研究實驗的目的和意義、去探索解決一些自然界中的各類問 題，培養(yǎng)學(xué)生已實際能力為主并適應(yīng)社會需要的人才。 開設(shè)設(shè)計性物理實驗的現(xiàn)狀分析 教育部早在“教高（2005）1 號”文件中就已經(jīng)強調(diào)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)生只能，培養(yǎng)與 提高學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰退刭|(zhì)”，要“把實踐教學(xué)作為評比的關(guān)鍵指標(biāo)” 【1】。從培養(yǎng)學(xué) 生的創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)出發(fā)，物理實驗的類型不能僅僅只停留在操作型、驗證型實驗的水平上，而要按學(xué)生能力形成的不同階段，在實驗教學(xué)中實行分層次教學(xué)。做到既有基本實驗訓(xùn)練，又有體現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)的綜合性，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、綜合運用知識、創(chuàng)新等適應(yīng)科研工作能力的實驗，即開設(shè)設(shè)計性物理實驗。隨著高等院校的實驗教學(xué)的改革大力推進(jìn)，加強對大學(xué)生的創(chuàng)新教育是新世紀(jì)高等 教育教學(xué)改革的重點，各高校根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及實踐課程的自身特點，本著致力于培 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）8 養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和實踐能力的原則，組織和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，逐漸形成了以基礎(chǔ)性、綜合 性、設(shè)計性、研究性、發(fā)展性為一體的多層次、全方位的大學(xué)物理實驗新體系，使大學(xué) 物理實驗教學(xué)不僅成為學(xué)生獲取知識，訓(xùn)練技能的過程而且成為學(xué)會學(xué)習(xí)，學(xué)會創(chuàng)造塑 造個性的發(fā)展過程。但目前在一些普通的高校中設(shè)計性實驗開設(shè)的現(xiàn)狀仍然是項目較單 一，受教學(xué)時數(shù)不足的影響，學(xué)生自主實驗體現(xiàn)不充分，對設(shè)計性實驗感到困惑，不知 如何入手，教師不得不按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法把目的、原理、儀器、步驟、實驗方法一一 講解，在教學(xué)上，基本上都是沿襲傳統(tǒng)的教學(xué)方法。從全國一些高校情況來看，實驗室建設(shè)和物理實驗教學(xué)改革都各有特色和共同點，都對物理實驗教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)的整合，為加強創(chuàng)新意思和實踐能力的培養(yǎng)，大多 數(shù)高校大學(xué)物理實驗的內(nèi)容均包含設(shè)計性物理實驗，且設(shè)計性物理實驗在大學(xué)物理實驗 內(nèi)容中所占的比例呈上升趨勢 【2】。 大學(xué)物理實驗中設(shè)計性實驗的研究 9 2 設(shè)計性物理實驗的相關(guān)問題 設(shè)計性物理實驗的內(nèi)涵 設(shè)計性實驗是一種基于教學(xué)實驗和實際科學(xué)實驗之間的較高層次的科研實驗訓(xùn)練，是在掌握基本實驗和具備綜合實驗知識及能力之后，提出一些有利于啟發(fā)思維，有應(yīng)用 價值的實驗課題，讓學(xué)生進(jìn)行獨立設(shè)計完成的實驗。它與基本實驗最大的區(qū)別在于，設(shè) 計性實驗只給出實驗題目，明確實驗?zāi)康?，提供實驗設(shè)備及材料，而實驗原理、操作步 驟以及數(shù)據(jù)處理等都需要學(xué)生親自去查閱資料，自行設(shè)計實驗方案，并按照方案去實施 完成。與傳統(tǒng)的驗證性實驗相比，其要求和目的也發(fā)生了根本性的變化，它打破了傳統(tǒng) 固定的實驗教學(xué)模式，學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的積極性得到了有效的調(diào) 動。同時也使學(xué)生在實驗方法的考慮、測量儀器的選擇、測量條件的確定等方面受到較 系統(tǒng)的訓(xùn)練，提高他們動手動腦能力和創(chuàng)新能力體現(xiàn)了以人為本的教育思想。開設(shè)設(shè)計性實驗，不但是對以前基礎(chǔ)實驗知識和綜合實驗?zāi)芰Φ囊淮螜z驗，而且還 是自身能力的又一次鍛煉和提高，并為學(xué)生進(jìn)入科研打下扎實的理論基礎(chǔ)和實踐功底。通過開設(shè)設(shè)計性實驗?zāi)苠憻拰W(xué)生的動手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，激發(fā)學(xué)生的思 維活動，提高學(xué)生探索新問題的興趣，認(rèn)識事物的綜合能力以及研究問題的能力，是實 現(xiàn)素質(zhì)教育的良好途徑，是深化實驗教學(xué)改革、提高實驗教學(xué)質(zhì)量，改革實驗教學(xué)模式，適應(yīng)人才培養(yǎng)需要的重要舉措。 設(shè)計性物理實驗的特點 設(shè)計性物理實驗在客觀上給學(xué)習(xí)者創(chuàng)造了一種促使學(xué)習(xí)者把強烈的自我發(fā)展意識 轉(zhuǎn)化為自身努力獲取知識和提高能力的實際行為，學(xué)習(xí)者積極發(fā)揮自己的主觀能動性和 聰明才智思考所遇到的問題，突破常規(guī)思維定勢，創(chuàng)造性地提出解決的方案，并反復(fù)再 三，才可以完成實驗。只有這樣的實驗，對學(xué)生的動手能力，研究能力，特別是創(chuàng)新能 力的培養(yǎng)是有積極作用的?？偟膩碇v，設(shè)計性實驗有以下幾個主要特點： 1．主體性 設(shè)計性物理實驗的一個很重要的特點是以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮其自身的聰明才智 和主觀能動性，依靠其自身解決問題的能力完成整個實驗，較之傳統(tǒng)的那種從實驗原理、方法、儀器和步驟都由教師設(shè)計的物理實驗而言，學(xué)生有較強的主體意識，在實驗的整 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）10 個實驗過程中，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的原則，充分顧及到學(xué)生是認(rèn)知的主體，設(shè)計性物理 實驗因在實驗過程中的時空的相對寬松，即對學(xué)生進(jìn)入實驗室的時段不予以限制，對于 所動用的實驗場地、儀器設(shè)備也創(chuàng)造相應(yīng)的條件，構(gòu)造學(xué)生自主的學(xué)習(xí)環(huán)境，設(shè)計性物 理實驗充分體現(xiàn)學(xué)生的自主設(shè)計、自主實施、自主發(fā)揮、自主分析和總結(jié)實驗現(xiàn)象，解 決實驗過程中不斷出現(xiàn)的新情況與新問題，在這個過程中，客觀上創(chuàng)造了一種促使學(xué)生 把強烈的自我發(fā)展意識轉(zhuǎn)化為自身努力獲取知識和提高能力的實際行為，學(xué)生自身建構(gòu) 知識和發(fā)展能力的行為促進(jìn)了學(xué)生個性的全面發(fā)展和潛能的充分發(fā)揮，對其智力活動的 開發(fā)具有重要的整合作用。2．探索性 大學(xué)物理實驗中的預(yù)備實驗、前導(dǎo)實驗或基本實驗都有相應(yīng)的實驗思想、實驗原理、實驗?zāi)康?、實驗儀器等，其可操作性強，實驗進(jìn)行的具體過程較為明確，可以訓(xùn)練學(xué)生 掌握基本的物理實驗的操作能力，掌握基本的物理實驗的測量手段和方法，而設(shè)計性物 理實驗卻較之大不相同，設(shè)計性物理實驗僅由指導(dǎo)教師提出任務(wù)與要求，然后進(jìn)行一系 列的提出問題、明確問題、提出假設(shè)、檢驗假設(shè)的思維訓(xùn)練，在教師所提出的任務(wù)與要 求的敦促下去探索其所涉及的諸多方面。譬如，實驗思想和方法的形成與選擇，最佳測 量方法的獲得、實驗儀器的選擇、實驗條件的選擇以及實驗步驟的形成等，在這個操作 過程中，提出了一個問題解決活動的系統(tǒng)的邏輯性問題，學(xué)習(xí)者在這個過程中，要探索 工作記憶中的信息，積極地進(jìn)行嚴(yán)密有序的推理和判斷。3．創(chuàng)造性 設(shè)計性物理實驗要求學(xué)生在解決問題的過程中，大膽假設(shè)，多方求異，突破束縛、創(chuàng)造性地提出解決問題的途徑和方法，無論從實驗思想、實驗方法、實驗原理的應(yīng)用，還是實驗儀器的選擇、實驗步驟的進(jìn)行，要求學(xué)生有一定的創(chuàng)新精神。設(shè)計性物理實驗 的實驗思想與方法的找尋就要求學(xué)生必須沿著不同的方向去選取與重組信息，不依常 規(guī)，尋求變異，從多方面尋求解決設(shè)計實驗的方法與途徑。當(dāng)然，發(fā)散的最終目的是為 了聚合，實際上，構(gòu)思設(shè)計性物理實驗的過程，就是思維不斷“發(fā)散—聚合—發(fā)散—聚 合”的過程，這就是創(chuàng)造性思維，它是一種以發(fā)散思維為核心，聚合思維為支持因素的 發(fā)散思維與聚合思維有機結(jié)合的操作方式，學(xué)生在設(shè)計性物理實驗的過程中充分體現(xiàn)其 思維的創(chuàng)造性。4．綜合性 設(shè)計性物理實驗一般是繼一些前導(dǎo)實驗和基本訓(xùn)練實驗之后進(jìn)行的，是對已學(xué)過的 大學(xué)物理實驗中設(shè)計性實驗的研究 11 物理理論知識和物理實驗的綜合與總結(jié)，所涉及的不只是物理實驗?zāi)骋环矫婊蚰骋粚哟?的內(nèi)容，而是具有高度的概括性和綜合性，在設(shè)計性物理實驗的完成過程中，要求學(xué)生 必須綜合運用所掌握的基本理論知識、實驗技能以及各測量原理和方法來組織進(jìn)行，設(shè) 計性物理實驗具有對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實驗全過程初步訓(xùn)練的性質(zhì)，也是對學(xué)生掌握實驗技 能和理論知識進(jìn)行綜合運用的一次檢查，在這個過程中，其訓(xùn)練的內(nèi)容與層次更高，體 現(xiàn)較強的綜合運用知識的能力和綜合解決問題的能力。5．趣味性 設(shè)計性物理實驗往往充滿了趣味性，實驗過程中總是閃耀著學(xué)生智慧的火花，實驗 現(xiàn)象里也經(jīng)常蘊藏著更多的趣味。一個個小小的發(fā)明、小制作的成功、給學(xué)生帶來了成 功的喜悅，也為設(shè)計性實驗增添了無窮的樂趣，大大吸引學(xué)生學(xué)習(xí)了興趣。 設(shè)計性物理實驗的新教學(xué)理念 現(xiàn)代化的教育教學(xué)新理念的基本特征從總體上來說表現(xiàn)在三個主要方面：由重視知 識的接受新教學(xué)向重視綜合能力的探究性教學(xué)轉(zhuǎn)向；由單一的認(rèn)知性教學(xué)向多維的體驗 性教學(xué)轉(zhuǎn)向；由機械的決定性教學(xué)向互動的交往性教學(xué)轉(zhuǎn)向。在這三個方面中都較注重 能力和實踐，創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力是新世紀(jì)對人才最重要的內(nèi)涵要求，為此，需要改變 實驗教學(xué)過程中過于強調(diào)教師和教材本位而忽視學(xué)生本位傾向；改變實驗教學(xué)中過于注 重知識的驗證、傳授以及作為訓(xùn)練實驗技能的手段而忽略過程與方法、能力與科學(xué)素質(zhì) 培養(yǎng)的傾向，改革單一的課程結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)建與實驗教學(xué)自身規(guī)律和能力培養(yǎng)定位相適 應(yīng)的分階段、分層次、階梯式的模塊化教學(xué)體系，改變千篇一律的封閉式、固定式的教 學(xué)模式，實行開放式、個性化的教學(xué)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)有利于發(fā)揮自身潛能和特長的環(huán)境和 條件，鼓勵學(xué)生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和對學(xué)知識的意義建構(gòu)，以充分發(fā)揮學(xué)生 的主體性和創(chuàng)造性，有利于優(yōu)秀人才的脫穎而出。 設(shè)計性物理實驗的新教學(xué)模式 教學(xué)模式是教學(xué)實踐活動中影響教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的諸要素在一定的時空范圍內(nèi)的組 合方式和隨教學(xué)過程的展開而形成的教學(xué)程序。它具有完整性、針對性、簡約性和可操 作性等特點。能教全面地、客觀地反映某一教學(xué)活動情況，便于教師從整體上把握。教 學(xué)論認(rèn)為，任何一種教學(xué)活動從空間形態(tài)上都包含了人、信息和物這三種基本因素，否 則就無法構(gòu)成教學(xué)活動，從時間流程來看，任何教學(xué)活動在進(jìn)行過程中必須有明確的目 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）12 標(biāo)、有效的教學(xué)策略和科學(xué)的反饋系統(tǒng)，這幾方面如不合理組合，教學(xué)則不能收預(yù)期的 效果 【3】。 因設(shè)計性物理實驗所具備的獨特的要素特點，這就要求在實施過程中相應(yīng)的教學(xué)模 式也需要有所改變，將傳統(tǒng)的以教師和教材為中心的形式變成以學(xué)生為中心的形式，教 師扮演的是一個知識傳播的引導(dǎo)者和組織者，在組織實施設(shè)計性物理實驗的具體形式上 可采取靈活多樣的形式。(1)教師組織學(xué)生在實驗室完成設(shè)計性物理實驗 這是一種常規(guī)的實驗課程形式，類似于上實驗課的形式，這種組織由老師提出實驗 要求、布置任務(wù)，組織學(xué)生到實驗室進(jìn)行設(shè)計性物理實驗的設(shè)想、論證、探索、完善與 提高。采用這種模式，教師易于對學(xué)生進(jìn)行監(jiān)控引導(dǎo)和及時掌握完成進(jìn)度，師生之間易 于交流溝通，信息能及時下傳反饋，能及時處理和解決設(shè)計過程中所碰到的相關(guān)問題。(2)以完成畢業(yè)論文（設(shè)計）或發(fā)表論文的形式完成實驗 這種形式的訓(xùn)練重在訓(xùn)練學(xué)生對物理實驗設(shè)計進(jìn)行概括和表述的能力，當(dāng)然在論文 的撰寫過程中一定離不開學(xué)生直接參與的物理實驗設(shè)計，但較為側(cè)重科技論文的撰寫，訓(xùn)練學(xué)生對論文的組織、表達(dá)能力，這種能力的提高有助于其正確完整地表達(dá)其物理實 驗的設(shè)計思想和步驟，為日后的從事科研工作的科研論文撰寫能力打下堅實的基礎(chǔ)。(3)積極組織學(xué)生參加大學(xué)生科技節(jié)等競賽 我院每年都有舉行過科技節(jié)系列活動，而且廣東省明每年都有舉行大學(xué)生物理競 賽，這些活動的開展能激發(fā)學(xué)生進(jìn)行科研的興趣，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識。積極組織學(xué)生以設(shè)計物理實驗的形式參加這種活動，能增強學(xué)生的團(tuán)隊精神、集體榮譽 感、以及吃苦耐勞的品質(zhì)。對有些的設(shè)計作