浅谈大学生实验素养的培养

张伦 于建勇 李艳 郭三栋 渠立成

摘 要：大学物理实验是大学生在高校从事科学实验的起步，因此，如何通过该课程培养大学生良好的实验素养是一个值得深思的课题。此文以该校工科大学物理实验教学为例，首先阐述了当前低年级学生在实验素养方面存在的不足之处。其次，针对前面提及的几个问题提出解决方案，即培养学生严谨的实验态度和迎难而上的实验精神，培养学生系统的实验思想和良好的实验习惯以及增强学生的主观能动性。

关键词：大学物理实验 实验素养 不足之处 解决方案

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（c）-0109-03

Abstract：It is the first step that university students are engaged in scientific experiment in college physics experiment course. Therefore，it is worthy to study how to cultivate good experimental literacy for students in this course.In this paper，we take the engineering students of our university for example on the basis of physics experiment teaching.It is clarified firstly that the experimental literacy of junior students is not good enough in some aspects at present.Then some solutions are presented according to above shortcomings by cultivating rigorous attitudes，brave spirit，system thought，good habbit and subjective initiative of students in the experiments.

Key Words：College Physics Experiment；Experimental Literacy；Shortcomings；Solutions

物理学是一门建立在实验基础上的学科，因此，物理实验在物理学的发展中起到举足轻重的作用。高校作为国家培养人才的基地，源源不断地向社会各个领域输送人才。因此，高等教育历来受到各界人士关注，历经改革，目的是更好地为国家培养结构合理、素质优良的优秀人才，不断满足社会需求。优良的实验素养是各类人才应该具备的素质，然而，良好的科学素质的培养不是一蹴而就的，而是潜移默化的过程。大学物理实验这门课程则是学生大学期间从事科学实验的起步，其宗旨是让同学掌握基本的实验知识和基本实验方法以及培养学生的实验技能和实验素养。因此，大学物理实验教学改革一直受到广大高校教师的重视和研究[1-5]，实验教学手段日趋多样化，水平随之提高。

然而，当前大学物理实验教学仍然存在一些问题需要进一步解决。以该校工科大学生为例，笔者在教学中发现当前低年级大学生缺乏一定的实验素养。科学的实验素养对于大学生日后的学习深造或工作具有深远影响，学生一旦拥有良好的实验素养，会受益无穷。因此，该文目的是从严谨的实验态度和迎难而上的实验精神、系统实验思想的建立、良好实验习惯的养成以及较强的主观能动性的形成等方面来浅显地谈谈低年级大学生实验素养的培养。

1 当前低年级大学生实验素养的几个不足之处

分析认为当前该校低年级大学生在实验素养方面主要存在以下几个方面的不足。

（1）缺乏严谨的实验态度。笔者在实验教学中发现只有少数学生会主动注重实验结果的合理性，认真多次做实验，直至得到合理结果；而多数学生则是做完实验，记录得到实验数据，就算大功告成，急于离开实验室。

（2）缺乏迎难而上的实验精神。从多年来的选课结果来看，学生普遍喜欢选做容易操作的实验，尽量回避操作相对较难的光学实验。而且，自从去年个人选课系统启用后，光学实验越发受冷落，其中，以分光计测光栅常数和分光计测三棱镜玻璃折射率这两个实验最为典型。如果有其它实验可选的情况下，选这两个实验的同学很少。

（3）相对系统的实验思想尚未形成。学生实验思想的形成不是一蹴而就的，需要长时间的积累。经典性实验、认知性实验、综合性和设计性等各类实验都能培养学生的实验思想，但笔者认为综合性和设计性实验更能训练学生的思维方式。以磁悬浮导轨动力学实验为例，笔者发现学生缺乏基本的实验思想，如分组思想等。在磁悬浮导轨上可以做多项内容，其中有一项实验内容是研究速度和位移的关系，因为研究两个量之间的关系，就不能允许其他物理量变化，即初速度和加速度不能改变。虽然课上强调，少数同学在实验中仍然会改变初速度和加速度，实验数据杂乱无章，不能进行数据分析。

（4）良好的实验习惯尚未养成。良好的实验习惯不仅决定着实验的成败，而且对学生日后的工作或进一步深造有着深远影响。好的实验习惯有很多，如：勤记数据、爱思考、仔细观察实验现象等。这里仍然以磁悬浮实验中的速度和位移关系研究为例，该项内容通常要求学生记录5组数据进行研究，但是，学生经常会做错一组或几组，需要重做。如果学生记录的数据齐全，只需把做错的实验重做即可；遗憾的是少数同学有时忘记记录斜坡的倾角，致使5组实验全部重做，费时费力。

（5）主观能动性发挥不足。由于经典性实验、简单验证性和认知性实验偏多，而且实验步骤写得比较详细，学生只要按照实验讲义上的内容一步一步地操作，就能轻松地得到实验结果。这使得学生在实验过程中不爱思考，只是机械地记录数据，甚至不主动分析实验数据是否合理。此外，在实验操作中，学生常显得束手束脚，在实验步骤上不敢做改进的尝试，极少有实验方法的创新。

2 培养大学生实验素养的方案探讨

针对上述大学物理实验教学中存在的问题，为了更好地培养大学生的科学实验素养，应该合理地安排实验，课上加强引导，多方位多角度地培养学生的实验能力和实验技巧。分析认为可以从以下几个方面着手。

（1）师生共同努力培养学生严谨的实验态度。

培养学生严谨的实验态度需要师生的共同努力，教师需要耐心引导，学生需要积极配合、认真对待。以双棱镜干涉实验为例，为了测量入射光的波长，第一步需要测出干涉条纹间距，然后测量像距及其他参量。如果第一步结果出错，最终的结果必然是错的。为了及时发现错误，教师可以中途检查所有同学的第一步实验结果，结果正确的同学才可以进行下一步操作。这样就可以把错误扼杀在摇篮里。而且仍要告诉同学第一步出错很容易造成待测光波长不是可见光，实验结果严重偏离事实。再比如，分光计测光栅常数的实验中，学生因不知道衍射角的几分偏差会对实验结果有什么影响，常常不在意这个误差，教师可以告诉几分误差最终会造成多大误差，引起同学重视。当教师发现同学实验数据错误需要让其要重做时，温和的语气可能比命令的口吻要好一点，通过课上的点点滴滴来培养学生正确的实验态度。

（2）教师正面引导培养学生迎难而上的实验精神。

针对前面提到的学生不爱选较难实验的这一现象，笔者认为教师可以从正面加以引导。一是教师在绪论课上可以告诉同学，较难的实验更利于培养个人的动手能力。如分光计实验虽然难，但可以提高动手能力，且促进学生理解理论课所学内容。二是在教师课后与学生谈心的过程中，可以从自身的学习体会中对学生加以引导。必要时，可以将学生不太爱选做的实验设置成必修实验，加以有效的督促。

（3）增加设计性、综合性实验培养学生的实验思想。

学生实验思想的培养是一个全面系统的工程，需要对实验进行精挑细选，多方位多角度对学生进行训练和引导，甚至单单一门大学物理实验课程难以完成此重任。各类实验都能从不同角度、不同层次培养学生的实验思想，其中设计性和综合性实验更能培养学生的思想。分析认为，可以挑选原理和内容相对简单的综合性实验来培养一些朴素而又重要的实验思想。例如：磁悬浮导轨动力学实验内容和原理虽然简单，学生高中就学过，但其中暗含重要的实验思想，如：分组思想等。在实验中如何研究两个物理量之间的关系，如何才能减小实验误差，如何能够快速检查实验结果的合理性，如何找出实验错误的原因，都需要一定的实验思想作指导。

然而，实验思想不是通过一个实验就能形成，需要做多个实验，进行多次训练。因此，可以适当选一些原理和内容相对简单实验来训练学生的思维方式。为什么要选原理简单、内容为学生熟悉的实验呢？因为实验原理较难，学生的重心容易转向实验原理的理解，短短三节课既要理解原理，又要训练实验思想不太现实。比较可行的办法是弱化原理本身，在课堂教学中把重心放在各种实验思想的培养上。至于开设哪些实验需要进一步地调研。

为了促进学生实验思想更好地形成，可以开设选修实验或创新实验，将大学生科研训练和大学物理实验相结合，让学生根据自己专业或爱好进行选题，自主设计实验内容。然后教师在实验过程中对学生进行实验内容或实验方案的调整。

（4）教师潜移默化地熏陶培养学生良好的实验习惯。

培养学生良好的实验习惯，不是朝夕之功，需要实验教师在课堂教学中潜移默化地熏陶培养。通过一、两个实验不可能培养出良好的实验习惯，实验习惯的养成需要教师长期的点滴指导，发现学生实验中表现出的不良习惯，需要教师随时随地的指正，如学生不善于记录数据时，告诉同学为什么要尽可能地多记实验条件；学生不爱思考时，给他提几个问题思考；学生不爱观察实验现象时，给他说明为什么要注重实验现象的观察；学生粗心大意时，给他说明认真细致的重要性。

（5）放开手、充分调动学生的主观能动性。

在实验中赋予学生更多的自由，将会有助于学生主观能动性的发挥。实验步骤写得过于详细，不利于学生主观能动性的调动。当然，在上学期开出的实验中，详细的步骤也是必须的，毕竟学生此前受过的实验训练不多。但随着学生实验次数的增加和实验能力的提高，一方面可以增加一些选作实验项目，不给详细的实验步骤，给同学留有思考的空间；另一反面，教师可以根据课堂进度提出一些小问题，让学生思考并解决。

改变教师授课为主的方式，采用互动授课方式。比如，每个实验都暗含着一个设计思想，对于设计相对简单的实验，教师可以提出问题：“同学们，如果让你们来设计这个实验，你们怎么设计呢？”。让同学思考片刻，或畅谈自己的方法后，最后教师给出答案。这样，可以有效激发同学思考，增强其实验的主人翁意识。此外，建议学生在小结里写出自己做实验的感受以及对实验方法和实验仪器进行改进的方法等，也可以调动学生的积极性。

3 结语

综上所述，该文阐述了当前低年级大学生在实验素养方面的不足之处，提出培养学生素养的探讨方案，归纳为以下几点：（1）师生共同努力培养学生严谨的实验态度。（2）教师正面引导培养学生迎难而上的实验精神。（3）增加设计性、综合性实验培养学生的实验思想。（4）教师潜移默化地熏陶培养学生良好的实验习惯。（5）放开手、充分调动学生的主观能动性。

参考文献

[1] 崔连敏.浅谈大学物理实验教学存在的问题和方法[J].大学物理实验，2015，28（6）：124-126.

[2] 徐兰云，邓太平，文立.将大学物理实验课的教学环节落到实处提高实验教学质量[J].教育教学论坛，2016（2）：246-247.

[3] 张凤琴，林晓珑，王丹.构建大学物理实验低年级本科生创新实践能力培育平台探究[J].大学物理实验，2015，28（6）：121-123.

[4] 胡冰，邓加军，王文杰，等.工科为主型大学物理实验教学改革探索[J].大学物理实验，2015，28（6）：117-120.

[5] 陈志强.大学物理实验课程改革中学生综合实验素质的培养[J].求知导刊，2016（3）：121-122.