转型背景下大学物理实验教学中方法能力的培养

吴淑花，马志春

（石家庄学院 物理学院，河北 石家庄 050035）

0 引言

高校转型发展是国家高等教育改革的重大战略举措，其中课程转型是难点，教师是关键. 高等教育引入大学物理实验课程已经超出一百年的历史，物理实验是物理学的基础，物理学中不论概念原理、定理规律都或多或少涉及实验操作. 物理实验课在学生动手操作、观察分析、逻辑创新等能力方面的培养发挥着不可或缺的作用[1]. 大学物理实验课对于应用型本科院校培养高素质的工程技术人才具有不可比拟的作用，结合转型背景下应用型本科教育特征，如何利用实践性课程有效地培养应用型人才是高校教育研究的热点问题.

表1 方法能力表现

1 “方法能力”的概述

方法能力是“关键能力”之一[2]，关键能力是由德国著名社会教育家梅腾思于1974 年提出的，它表示具体的专业能力以外的能力，超出了专业技能和知识的范畴[3]，在学生的就业尤其是未来发展中起着关键性作用，是综合职业行为能力的重要组成部分. 关键能力具体包括方法能力、社会交往能力和学习能力. 其中，方法能力是其他两种能力的基础和要素，是一种根本能力[4]. 梅腾思把方法能力分为注意力、分析能力、解决问题能力、判断能力、抽象能力、准确性等6 个维度[5]，这6 个维度与物理实验教学的目标是相辅相成的. 根据方法能力的这6 个维度，本研究具体分析了其在物理实验课程中的表现，根据新课程改革方向制定了表1，并探讨以下3 个方面的问题：1）学生方法能力的整体状况；2）学生方法能力的各个维度与物理实验教学成绩之间的相关性；3）学生方法能力的各个维度与物理课程理论成绩之间的相关性.

2 研究方法

2.1 调查问卷的设计

以学生在物理实验操作的真实行为表现为出发点，充分吸收了物理实验教师的丰富经验，记录了学生方法能力各维度在物理实验中的表现. 问卷内容包括注意力、分析能力、解决问题能力、判断能力、抽象能力、准确性6 个维度，每个维度均为5 道题，共计30 道题目. 每个维度满分为25 分，及格为15 分，问卷总分150分，及格90 分. 每题的分值按5，3，1 分三等级评分.

2.2 调查对象

以石家庄学院机电学院大二的电气及其自动化和通信工程两个本科专业的学生作为调查对象，在学生完成了大学物理理论课程和实验课程之后，将问卷发放给学生，学生当场独立完成问卷，答卷时间是15 min.由于答卷的不完整、随意、问卷的极端分、实验成绩出入太大等问题，剔除了约14%的问卷. 最终的问卷人数分别用N1（电气及其自动化专业114 人）和N2（通信工程专业58 人）表示. 该大学物理理论成绩即为该科目的期末成绩，从学校统一安排的闭卷考试中获得. 最后用SPSS 22.0 软件对测查结果进行统计分析.

3 数据统计结果

3.1 方法能力各维度的均数、标准差

表2、表3 分别为电气工程及其自动化和通信工程专业学生的方法能力各维度均数和标准差，可以看出，电气工程及其自动化与通信工程专业学生的方法能力基本处于及格状态，通信工程专业学生的方法能力稍好一些. 可以说，两个专业学生整体上具备了基本的方法能力，但是并不突出，说明对大学生方法能力的培育还有较大的提升空间.

3.2 方法能力各维度之间的相关性

表4 为电气工程及其自动化专业学生的方法能力各维度相关性数据，表5 为通信工程专业学生的方法能力各维度相关性数据. 从统计数据来看，电气及其自动化专业学生人数较多，方法能力各维度相关性很好，可以认为抽象能力与判断能力中度相关. 通信工程专业学生人数少，方法能力各维度相关性也很高. 由此可见，此调查问卷各维度相关性较高，可以认为测得的是同一心理过程，也就是说本调查问卷的设计实用性较好.

3.3 方法能力各维度与实验成绩的相关性

表6、表7 分别为电气工程及其自动化和通信工程专业学生的方法能力各维度与实验成绩的相关性数据. 由表6、表7 数据可知，两个专业的学生方法能力各个维度与实验成绩相关性都很低，此现象的发生可能与很多因素有关，下文将具体讨论.

表2 电气工程及其自动化专业学生的方法能力各维度均数和标准差

表3 通信工程专业学生的方法能力各维度均数和标准差

表4 电气工程及其自动化专业学生的方法能力各维度相关性

表5 通信工程专业学生的方法能力各维度相关性

表6 电气工程及其自动化专业学生的方法能力各维度与实验成绩的相关性

表7 通信工程专业学生的方法能力各维度与实验成绩的相关性

3.4 方法能力各维度与理论成绩的相关性

表8、表9 分别为电气工程及其自动化和通信工程专业学生的方法能力各维度与理论成绩的相关性数据. 由表8、表9 数据可知，同实验成绩一样，两个专业学生的方法能力各个维度与实验成绩相关性也很低.

3.5 方法能力状况与实验成绩、理论成绩的相关性

表10、表11 分别为电气工程及其自动化和通信工程专业学生的方法能力状况与实验成绩、理论成绩的相关性数据. 由表11 数据可见，通信工程专业学生的理论成绩与实验成绩有低度相关性. 很明显，在相似的评价模式下，理论成绩会影响实验成绩. 但是问卷总分与实验成绩几乎无相关性，这不得不引发进一步的思考.

4 结果分析与思考

由统计结果可知，方法能力各个维度及总体状况与实验成绩、理论成绩相关性都很低，此结果并不能简单概括为方法能力与物理教学没有关系. 物理课程对于学生分析能力、逻辑能力等的培养是有目共睹的，尤其是物理实验课程的形象直观性，能够很好地培养学生的方法能力. 造成此结果可能有多种原因，例如，问卷的编制不能保证完全的合理性；学生答卷中受各方面的影响，不能保证问卷的有效性；现有的教学模式、评价模式不能完全适合方法能力的培育；现代学生已有的学习习惯与此问卷情况不符合等.

表8 电气工程及其自动化专业学生的方法能力各维度与理论成绩的相关性

表9 通信工程专业方法能力各维度与理论成绩相关性

表10 电气工程及其自动化专业学生的方法能力状况与实验成绩、理论成绩的相关性

表11 通信工程专业学生的方法能力状况与实验成绩、理论成绩的相关性

4.1 传统教育与方法能力培养的矛盾

新课程改革的精神主张学生乐于动手、勤于动脑、主动学习，在学习活动中获取适应社会生存的各种能力. 新的课程评价要注重学生的一般性发展目标，促进学生全面发展. 依据新课程改革目标提出了主动学习、合作学习、探究学习的教学方式.

方法能力中分析能力、解决问题的能力、判断能力、抽象能力和新课程培养的目标有异曲同工之效. 调查问卷的编制是根据新课改理念设置，依据三维教学目标，体现了新课程改革的教学方式. 例如：问卷中涉及预习的情况、遇到问题如何讨论解决、实验中自主探究等. 但是实际情况是，繁多的课程挤压了学生的实验预习，实验预习没有在实验成绩中体现；课前的实验讲义没有体现自主探究的必要性等.

第一，学生被动的学习习惯. 学生已经养成了被动的学习习惯，这使得学生在实验中遇到问题时，第一时间会选择询问老师，而不是靠自己的探究来解决问题. 假如老师不直接讲解，而是引导启发，很多学生就会表现得无所适从，不会思考. 甚至个别老师认为学生探究实验不如讲解实验，讲解实验不如背诵实验，程序化的实验过程，消磨了学生对物理实验的激情，严重影响了学生方法能力的培育.

第二，“灌输型”教学方式. 基于高校应用课程的发展，许多高校物理实践性课程增加，课时增加与有限的时间发生冲突，造成的结果是学生们没有足够的时间进行探究，许多需要学生耐心探究的实验演变成演示型实验，其教学过程可以归纳为：老师讲解实验器材和原理、演示实验步骤；学生熟悉实验步骤和注意事项后开始按老师的讲解进行操作，包括测量数据和验证结果；最后书写实验报告[6]. 可以很明显看出这种方式的缺陷：学生总是按照给定的步骤进行实验，没有充分的思考，这种“灌输型”教学方式无法调动学生的主观能动性，更无法培育学生的方法能力[7].

第三，单一、落后的评价方式. 单一的评价模式无法全方位呈现学生实际的实验操作水平和思维过程，造成了实验能力强、勤于思考的学生与不认真做实验的学生实验成绩相差不多的现象. 近年来我们在逐步改进实验课程评价方式，比如增加了期末实验操作考试，以便对学生实验操作的规范性进行评价.

4.2 大学物理实验如何培养学生的方法能力

本次调查结果表明，当前的大学物理实验对学生方法能力的培养并没有突出的贡献. 在物理实验教学方面，大学教师要充分调动学生主观能动性，使其主动投入到物理实验中. 实验前，教师要求学生必须提前预习实验；做实验过程中，分散任务到各个小组，小组任务分配给每个人，教师应多观察巡视，但不要给予过多的指导；一些简单基础的实验项目，可完全交由学生独立完成；多注重小组合作学习[8]. 在教学评价方面，可以效仿理论成绩，把最终成绩分为基础成绩和期末成绩. 应该提高平时成绩的比重. 其中基础成绩可分为预习成绩、实验操作成绩、小组合作成绩；实验报告中必须包含个人思考创新之处等. 随着网络教育的普及，充分利用网络平台的便捷性，将实验预习、实验方案设计、实验探究和评价等内容在网络教学平台上进行.

5 结论

当前正处于地方高校转型发展的关键期，当务之急是加强应用型人才的培养以便更好地服务于地方经济.“方法能力”是解决问题的一种基本应对方式和完成目标的方法，是大学生职业素养能力的基本要求，是一名合格的应用型人才必备的基本要素，本调查正是基于如何利用实践性的课程培养应用型人才而进行的.如何在物理实验教学中更有效地培养学生的方法能力，是本课题需要延伸和拓展的内容.