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本文作者：裴秋雨 王文芳 单位：河南城建学院数理系
大学物理实验教学过程中要发展学生全面性
科学素质是一个人在认识自然、学习研究科学知识的过程中所表现出来的思维方法、创造力和科学品质．科学素质是在学习研究中形成的，科学素质和学习研究二者密不可分．只有具备了良好科学素养的人才会对科学产生兴趣并渴望探究，能发扬质疑、验证的科学精神，运用自己所掌握的科学知识和科学方法，去发现问题，提出问题，解答问题．同样，经过良好科学素养训练的学生才能够在完成学业后，胜任生活、工作中的各种角色．物理实验作为物理学科的一个重要组成部分，对于学生科学素养的形成具有更大的优势和直接的作用．首先，物理实验的内容，有很多都是非常新奇有趣的，具有形象生动的特点，如果能够适应学生的能力、经验和理解水平，则易于引起学生学习的兴趣．兴趣是最好的老师，虽然对于大学生来说学习更为依赖学生自身的主动性，但是仍不能忽略对他们求知欲的激发．实验过程利于激励学生的好奇心，学生容易受好奇心的驱使，对探究未知的结果表现出兴趣．教师应该以学习兴趣为起点，激发学生的探究欲、创新能力等，使学生自发地形成内在的学习动机．
学生对一些视觉性较强的实验如“弦上的驻波实验”、“偏振现象的观测和分析”、“利用气垫导轨验证弹性碰撞”、“利用示波器观察李萨如图形”等实验表现出非常浓厚的兴趣．所以，教师应该利用学生的这一特点，在物理实验中使“看”、“听”、“动”等多种能力协调发展，更好地提高学生的实验积极性，激发学生挑战自我的欲望．随着科学技术的发展，实验仪器和实验方法也在不断进步，大学生在深入学习后，如果能够充分发挥自己的能力，对实验仪器和实验方法进行改进或对实验内容进行拓展，不仅对所学知识进行了消化，而且对自己的能力也是一大挑战，有利于使学生主动产生学习兴趣．其次，物理实验本身即要求学生具有比较完备的科学素养和能力，否则将不能顺利地完成实验进程，并以此来获得完整准确的结果．实验的过程是学生自己动手探索科学的过程，在这个过程中，学生是一个积极的探究者．实验前预习、实验中操作、实验后的数据处理及实验分析等，每一个环节都要求学生认真对待，而在这些过程中，大部分学生只注重实验操作，对实验前和实验后的工作不够重视．如课前学生缺乏充分地预习，进入实验室后，只知道实验的大概，而不知其细节．
经常是一边翻教材，一边做实验，或者按实验步骤一步一步地照做，遇到一个很小的问题都要找教师，不清楚实验仪器的原理和使用方法，对实验中遇到的物理原理不十分清楚，只是单纯地机械操作、记录数据，缺乏积极性、主动性、探索性，及对实验内容的理解、实验方法的改进和创新，更谈不上对学生创新能力的培养．而对于实验后的工作，也只是敷衍了事，只进行简单的数据处理，而没有详细认真地做实验分析、总结，这将直接影响到下一次实验效果及学习情绪．因此，教师应针对学生的具体情况，在实验操作前，对学生的预习状况进行了解，针对实验操作中的重点、难点、易出现问题的地方，对学生进行简单提问，促使他们重视预习．而对于实验后的工作则要强调学生在实验操作中就要细心观察、及时记录，便于实验后分析、总结，善于对自己的工作做总结，才会有所收获，才能使自己的科学素养和科学能力得到提高．最后，物理实验能够将抽象的科学素养和能力具体化、物质化，在实际教学过程中便于操作，有利于教师的教和学生的学．在实验过程中，学生对实验仪器、实验过程及实验结果都形成大量直观的印象．这能使学生产生丰富的想象，进一步培养直觉思维的能力，激发学生的求知欲．实验将抽象的知识转化为具体可见的实验现象，将灌输的过程转化为学生自己发现创造的过程．在动手实验中，学习过程不再是被动、枯燥的接受过程，而是主动、有趣的吸收过程．在实验中发现掌握知识，更加有利于学生高效直观地掌握物理学的概念、规律，或者将已学的概念、规律应用到实际问题中去．例如，“密立根的油滴实验”让学生能够直观地看到一个个悬浮的带电油滴，这远比空洞地向学生传授“电荷是分立的”更加有说服力；通过测定晶体二极管伏安特性曲线，让学生自己得出了二极管正向导通和反向截止的重要性能；通过外光电效应实验，为学生在学习和理解爱因斯坦的光电效应方程时打下了实验基础．应用波的叠加相消原理和条件，设计汽车、摩托车用的管道消声器等．
影响实验教学过程的因素非常多，原理、方法和操作中的任意一个微小错误都将导致结果的错误．而对错误的结果或有问题的数据，学生更倾向将原因归咎于实验仪器和客观因素，不从主观上找原因，表现为很浮躁和急于求成．更有甚者，编凑数据，敷衍了事．这些都反映出学生的科技道德意识淡薄以及心理素质不成熟，作为教师应认真、耐心地处理好这类问题，引导学生正确对待错误．“错误本身并不可怕，可怕的是错误的态度”，帮助学生对错误的数据进行认真的分析，找出出错的原因或证实其错误性．教师应该努力培养学生对待实验严肃认真的科学态度，如实记录实验数据的科学方法，并把实事求是的作风带到平时的学习和生活中去．
大学物理实验能充分发展学生的主体性
主体性是指对自我的理性认识和合理把握，对客观事物的主动选择与能力适应，对现实存在的自觉超越与积极创新．学生的主体性在教育活动中，具体表现为学生的能动性、独立性和创造性．一般学科的教学环境只有课堂这个唯一的教学平台，而实验则为学生提供了另一个更广阔的延伸．大学物理实验中的设计性实验作为实验教学的高级形式和阶段，是学生实验能力真正生成的重要标志，更有利于充分发挥学生的主观能动性和创造性．在设计性实验中，首先要选择合适的课题．选好课题是整个设计性实验的关键所在．它关系到能否达到预期的实验目的，以及能否保证实验教学的质量．由教师提出选题原则和要求，推荐部分题目，也可由学生自由选题．学生根据自己的兴趣、爱好和能力，通过仔细检索、广泛查阅文献资料与工具书，选定教师推荐的题目或自选符合要求的题目．这一阶段培养学生确定明确的学习目标和自觉积极的学习态度，根据需要选择学习内容及学习进度，根据自己的基础选择课题．在选题过程中，充分尊重学生的主体地位，因人而异、因材施教．#p#分页标题#e#
教师给出的课题原则是根据教学大纲，以学生已经掌握的基本知识为基础，可适当高于所学知识，有利于学生将已学过的知识系统化和实用化，有利于启发学生探究学科理论．如果课题面选择过小或过于简单便失去了设计性实验的意义，难以达到培养学生创新能力的目的；而课题选择过大或实验指标过高，会使学生无从下手、望而生畏，从而丧失信心和勇气，也不能达到设计性实验的目的．在有了明确的课题后，学生根据题目的具体要求，在查阅资料的基础上，应用所学知识拟定和完善实验方案，论证初步方案的可行性，分析实验中可能出现的各种问题．如在“微小长度测量”实验中，学生根据所学过的知识，提出诸如霍耳效应法、光纤传感法、等厚干涉法、光衍射法、等体积转换法等各种实验方法．而上述每一种方法又会因实验条件、实验器材等方面的不同，可能衍生出许多种各具特色的测量方法．在确定实验方案的过程中，教师主要考查设计方案的物理思想及可行性，用启发式提问，引导学生自己修改方案的缺陷．学生经过反复探索、论证、比较，最后根据实验目的、实验条件及个人的特长、爱好等因素来确定最终的实验方案．在这个过程中，学生的探索能力、分析能力、创造性思维能力得到很大的发展．
在设计好实验方案并通过教师论证后，要通过反复实验发现和解决问题，完善实验方案，实现预期目标．在整个实验过程中，学生是主体，作为指导教师，对学生的设计和实验不宜过多干涉，要注意培养学生的独立思维和创造能力，鼓励学生大胆尝试多种实验方法，提出新观点和新思路，充分调动学生的积极性、能动性和创造性．即使学生的设计中有明显的错误，只要没有安全问题，就应该允许学生进行尝试，在实验中发现错误并改正．对学生在实验、探究的过程中出现的偶然失误要持宽容的态度，采取引导的方式改正；对其中的智慧闪光点、创造性的火花等及时地加以肯定，赞美学生，使他们焕发出更高的学习热情和更强的自信心，并且产生一种强大的内在驱动力，使他们自觉自愿地投入到学习中去，极大地提高学生学习的自主性．通过设计性实验的研究，让学生在实验设计的过程中结合实验方法的创新、实验装置的改进、实验仪器的调试和修理，既动手又动脑，在实践中促进创造性思维能力的发展，给学生自主学习、独立思维、创新设计的空间，使学生的主体性得到最大发展．素质教育的价值取向是培养学生的创新能力，大学物理实验课程是高校实施创新人才培养的重要基础课程之一．如何在大学物理实验课中实施素质教育，是教师应该认真探讨的问题．
