能力培养过程化大学物理实验课堂教学研究

蓝爱群，韦雪娇，曾福军

（1.2.3梧州学院数理系，广西 梧州 543002）

能力培养过程化大学物理实验课堂教学研究

蓝爱群1，韦雪娇2，曾福军3

（1.2.3梧州学院数理系，广西 梧州 543002）

分析大学物理实验课堂教学能力培养缺失问题，阐述融合能力培养的大学物理实验过程教学对策，并通过教学实例，论述构建三维能力发展实验教学主线、设计 “问题—探究”的实验过程环节、创设依托实验提高能力探究互动平台的课堂实践环境的能力培养过程化教学模式，实现师生能力共同发展的能力培养过程化大学物理实验课堂教学。

大学物理实验； 能力培养过程化；教学

“大学物理实验”是理工科专业学生的必修课，是学生接受系统实验方法和进行科学实验基本技能训练的重要课程，它的一整套实验基础知识、基本方法和基本技能对于培养学生动手能力、创新精神和科学素养具有不可或缺的直接作用。因此，将能力培养贯穿于大学物理实验课堂教学过程中，对于提高大学物理实验课堂教学质量，促进学生全面发展具有重要意义。

一、 大学物理实验课堂教学能力培养缺失问题分析

随着高校教育改革的不断深化，与其他课程一样，大学物理实验课堂教学有效性问题得到了许多物理实验教师的关注，并对物理实验的教学目标、教学活动以及教学效果等等进行了改革、探索和实践，取得了一定成效。但由于各高校大学物理实验环境条件、师资力量和教改程度参差不齐等原因，目前，大学物理实验课堂教学中学生能力培养缺失的问题依然是普遍的存在，主要表现在以下几个方面。

（一）过程环节探究及思考缺失

物理实验课堂教学过程缺乏设计，课堂教学时间的利用没有计划，学生能力培养实质内容得不到真正落实。课堂内，学生实验操作程序和实验技能的训练差异性较大，学生偏向仪器使用操作方面的练习，偏重实验结果的记录和计算等。多数学生对实验过程要做什么、应该如何去做、怎样做会更顺利、科学，缺乏自觉思考，缺乏对实验过程主动探究、主动思考的意识，在遇到问题时才急急忙忙寻找原因和请教老师和同学。

（二）教学互动针对性缺失

课堂中，师生常常是依据实验教材或实验指导书完成实验的教与学，教师较少从学生的现有发展角度以及学生综合素质训练方面再设计教学，学生也缺乏主动预习实验的习惯。教师做一遍以后学生学着做，或者学生看着实验指导书慢慢试做的现象仍然普遍存在，师生互动常常是仪器操作方面的互动，互动内容没有针对性，师生互动缺少共鸣，学生接受的实验训练缺乏生机。

（三）能力培养教学氛围缺失

物理实验课堂教学环境仍处在比较注重仪器、设备等硬件的满足，课堂教学过程大多还是仪器设备操作技能的传递、交流，师生之间、学生之间以及学生身心意愿关系的构建流连于简单的层面，学生仍以完成实验任务为主要目的，师生教学相长还没能在师生共同发展的成效中得以体现。学生的知识、能力缺乏有利的诱导和开发。

二、大学物理实验过程融合能力培养教学对策

大学物理实验承担着能力培养课程教学的重任。解决上述问题的对策是将能力培养融合在大学物理实验课堂教学的整个过程中。

（一）构建三维能力发展的物理实验课堂教学主题

大学课程教学是以知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观念为课程教学三大目标的三维能力培养过程。大学物理实验课堂教学是学生三维能力全面发展的重要战场，应该充分利用物理实验，积极构建适合学生三维能力锻炼的实践教学，使学生在实践运用过程中实现知识与技能的意义构建，得到过程与方法的实践、反思及运用，使学生的情感态度与价值观随着对知识、技能及方法的思考、掌握及运用得以提升。

（二）设计 “问题—探究”的实验过程环节

教育学家认为：问题是思维的起源，探究是思维发展的动力。发现问题是提出问题的基础，提出问题是解决问题的前提 。由此可知，大学物理实验课堂教学中，能力培养训练的关键是设计 “问题”引导学生 “探究”，让问题引导学生思考和分析，在解决问题的过程中学生再发现问题，形成思考—发现—思考的思维学习良性循环。通过 “问题—探究”的物理实验过程，锻炼学生在其知识、能力范围内对问题的提出和解决做到举一反三、融会贯通，使大学物理实验过程成为学生思考、探究、能力训练的有效环节。

（三）创设依托实验提高能力探究互动平台的实验氛围

在物理实验课程教学过程中，根据学生现有发展水平、学生客观存在的不同程度群体之间的差异、兼顾不同能力学生的训练，创设具有一定问题设障的、激励思考的、真实的物理实验教学氛围。让学生在以实验兴趣为依托、能力提高为动力、问题探究为互动平台的课堂环境氛围中，师生之间、生生之间进行真正意义的互动，达到物理实验课堂教学师生知识、能力共同提高。

三、能力培养过程化大学物理实验课堂教学实例

将能力培养融合在大学物理实验课堂教学过程中，亦即以学生的能力培养为导向、教师的教学有效投入为基础进行物理实验课堂教学过程。

现以基础性综合类必做实验 “用箱式电位差计校准电表”的实验教学为例。

（一）课堂教学过程设计

《高等教育学》指出：课堂教学过程设计是指课堂教学过程环节的组织、教学活动的顺序安排和开展。能力培养过程化大学物理实验课堂教学过程设计是教师根据实验内容、学生现有能力水平，关注学生的认知发展需求进行物理实验课堂教学过程设计。设计的问题难易程度必须考虑学生知识能力的认知程度和需求，学生的能力培养才能在最大限度下得以实现。

根据认知发展规律，实验教学，学生首先是了解仪器设备，掌握其基本操作，然后才能综合应用。因此，针对实验仪器操作、实验内容要求，在“用箱式电位差计校准电表”实验教学过程设计中，需考虑的基本要素有：

（1）设计仪器设备使用类问题 （基础知识）：关于电位差计的结构；电位差计的工作原理；电位差计面板图结构；电位差计面板图上各旋钮的用途；调零键的作用；工作电流标准化调节的意义等等，让学生预习，学生在做实验前注意思考并通过操作感知仪器，掌握仪器的性能和应用。

（2）设计知识类、理解类问题 （基本方法）：正确阅读、理解实验电路图；待测电压表 （电流表）量程接线端的正确选取；实验中变阻器相连接的方法对实验量程是否有影响；扳键开关 的正确操作方法；倍率的意义；实验数据正确快捷读取、记录的方法；小数值测量时读数指针较难稳定的原因，实验数据记录表格设计等等，让学生在实验过程中进行判别、分析、解释和处理、发现问题、解决问题。

（3）设计应用类、综合类问题 （基本技能）：电位差计的其他实验用途；校准电压表与校准电流表实验的异同处分析；实验的改进思路；设计用电位差计测量未知电阻阻值的简单电路等等，让学生根据已做实验案例，进行思考、设计、应用，锻炼创新意识。

（4）将以往学生在实验过程中出现的典型问题，提供给在做实验的学生思考、分析；及时对学生设计合理科学的数据记录表、处理问题有独到见解的方法以及美观、简练的电路接线方法等等进行点评。

（二）创设能力实践环境

（1） “问题”探究准备。针对以上教学过程设计，将仪器设备使用类问题 （基础知识）放在校园大学物理实验课程网上，或在师生Q群中提供给学生。为了较好地完成实验，学生实验前要根据相关问题进行预习、有目的的查阅资料，写出实验预习报告。对于那些微观机理复杂的实验，学生还可以利用CAI课件对微观和抽象的物理过程进行动态观察和分析，或利用教学课件在计算机上进行交互模拟实验操作，以便在实验过程进行相关探究。

（2）“问题”探究氛围。根据教学过程设计，对于知识类、理解类问题 （基本方法），教师可在实验前提供给学生或在实验室的黑板或PPT屏幕上动态给出，随着实验过程的进展变换探究问题，题型有“思考题” 、“选择题”、“应答问题”、“实验现象解释”等形式。由“问题”引导学生实验操作时思考、探究，技能练习与知识运用相联系。

（3）反馈和指导。在问题探究的环境下，学生的实践活动具有针对性又有一定的独立性，学生的注意力始终保持在仪器设备的运用操作和实验问题探究上，学生的探究兴趣得到激发。学生之间的知识能力差异又会让学生之间产生互动 。对于一些重点、难点以及应用性问题，教师适时组织学生分析、讨论，学生运用已有知识、经验和实验观察到的现象，各自以不同角度、不同方法分析，进行回答或提出解决问题的方法。学生在实验过程中发现问题、提出问题，教师能及时解惑，教师还可以根据实验情况做出评价。使实验教学重点得以落实，难点得以突破，教学任务有效完成。

（三）教学过程设计要点

能力培养过程化大学物理实验课堂教学注重以教师为主导，以学生为中心对实验课堂教学活动进行设计，以达到能力培养教学目标。教学过程设计要点主要有：

（1）以教师为主导。教师根据实验要求、学生现实能力水平、能力发展目标，以及学生应掌握的知识、技能及技巧，设计问题。

（2）以学生为中心。学生在 “问题”环境下，认真操作、积极探索或互动探究，师生互动、学生之间互动，进行能力实践训练。

（3）反馈、指导。课堂上，学生的学习情况、经验水平和能力状态，教师应及时了解掌握，并针对情况作进一步的指导，教师还可以对实验过程设计方案进行必要的修改和调整。

（4）能力培养实践。利用基础性实验，对学生进行动手能力、综合分析、归纳总结和团队精神基本功训练；通过设计性实验、综合性实验着重培养学生分析问题、解决问题、发现问题以及创新精神。使大学物理实验成为学生学习、掌握物理学基础和相关应用领域知识的课堂，了解物理定律和性质的开发应用基本知识及技术，具备良好的综合能力。

（四）实验教学效果

为了对比能力培养过程化教学方法和常规教学方法的教学效果，笔者比较了机械设计制造及其自动化专业在大学物理实验教学中，分别实施能力培养过程化教学方法和常规教学方法的2个教学班级学生其大学物理实验能力测试结果和期末教学问卷调查情况，结果显示，实施能力培养过程化教学方法班级的学生学习成效以及学习积极性优于常规方法教学班级的学生，尤其是学生实验课前预习习惯和对物理实验的兴趣明显提高，见表1所示。学生的学习兴趣与预习习惯是学生自我获取知识的动力源泉，是提高大学物理实验教学质量的基本保证。

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四、结束语

综上所述，能力培养过程化大学物理实验课堂教学，是将学生的能力培养、品质发展贯穿在整个大学物理实验课堂教学过程中，通过实验课堂教学过程设计，创设学生能力培养锻炼的实践环境，实施能力培养过程化实践教学，学生的主体作用得到充分体现，教师 “为育人而教”的主导作用得以积极发挥，在大学物理实验教学任务有效完成的过程，师生能力获得共同发展。

[1]王震.丁永文.杜木.普通物理实验教学中的“提出问题”[J].物理实验，2010（4）：18-21.

[2]教育部人事司.高等教育学[M].北京：高等教育出版社，1999（5）：181-182.

[3]张福瑞.李民.路建歆.信息技术下大学物理实验 “三步骤”教学探讨[J].大学物理，2009（2）：44-46.

[4]陈瑞生.课堂教学有效性界说偏失的现状、影响及其纠正[J].教育探索，2008（11）：9-11.

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蓝爱群 （1956-），女，广西梧州人，梧州学院数理系副主任，副教授，主要研究方向：大学物理、大学物理实验等课程的教学和研究。

韦雪娇 （1979－），女，广西武鸣人，梧州学院数理系讲师，研究方向：物理学教学和研究。

曾福军 （1957－），女，广西玉林人，梧州学院数理系讲师，研究方向：物理学教学和研究。

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