廖艷林，趙 艷，諶正艮，朱克印，汪 洪

（1.安徽大學(xué)，安徽 合肥 230039；2.安徽醫(yī)科大學(xué)，安徽 合肥 230032）

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展史上占有重要地位。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工類(lèi)專(zhuān)業(yè)大學(xué)生接觸的第一門(mén)必修實(shí)驗(yàn)課，在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力方面擔(dān)負(fù)著重要職責(zé)。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生一般需完成實(shí)驗(yàn)教材給定“命題式”驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，且在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)環(huán)節(jié)一般是先由教師按步驟講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等，學(xué)生遇到問(wèn)題或困難就請(qǐng)教師幫忙排除，很多教師此時(shí)并沒(méi)有過(guò)多給予學(xué)生科研思維方式的鍛煉，而是更多強(qiáng)調(diào)給學(xué)生傳授實(shí)驗(yàn)技巧。這種課程設(shè)置和教學(xué)模式雖然讓學(xué)生受到了嚴(yán)格的、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，掌握了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和技巧，但是缺乏科研思維的培養(yǎng)，按照這種方式培養(yǎng)的“技工式”大學(xué)生多數(shù)是知其然，而不知其所以然，無(wú)法滿(mǎn)足將來(lái)繼續(xù)深造和走上工作崗位的要求。

在人類(lèi)近代史上，社會(huì)每一次進(jìn)步都離不開(kāi)科學(xué)技術(shù)研究的推動(dòng)，而科研思維則是從事科學(xué)技術(shù)研究所必需的思維能力，在我國(guó)實(shí)行“科教興國(guó)”戰(zhàn)略，培養(yǎng)優(yōu)秀高科技人才背景下，社會(huì)對(duì)當(dāng)前教育提出了新要求，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)適應(yīng)這一需求，建立新的教育思想體系和人才培養(yǎng)模式，將教學(xué)重點(diǎn)放在培養(yǎng)大學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維方式和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，總的來(lái)說(shuō)就是強(qiáng)調(diào)科研思維的培養(yǎng)。近年來(lái)，相關(guān)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)改革已有一些初步探索，大部分研究集中在如何增設(shè)綜合性實(shí) 驗(yàn)[1]、設(shè) 計(jì) 性 實(shí) 驗(yàn)[2－7]、研 究 性 實(shí) 驗(yàn)[8－10]上，但是對(duì)學(xué)生科研思維培養(yǎng)有限。為此，本文將以培養(yǎng)學(xué)生科研思維為中心，設(shè)計(jì)一套包含教材改革、教學(xué)方法改革以及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)改革等方面的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)新型教學(xué)模式，在這個(gè)教學(xué)模式中，將對(duì)教材、教學(xué)方法以及實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的配置方法進(jìn)行系統(tǒng)考慮，并進(jìn)行相應(yīng)的改革，從而切實(shí)有效地提高學(xué)生科研思維和積極主動(dòng)性。

1 以培養(yǎng)科研思維為中心的教學(xué)改革

以培養(yǎng)大學(xué)生科研思維為中心的教學(xué)改革包含教材、教學(xué)方法以及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)等方面，如圖1所示，下面將逐一介紹我們的改革內(nèi)容。

圖1 以培養(yǎng)科研思維為中心的教學(xué)改革

1.1 教材改革

在教材改革方面，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目劃分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)三種類(lèi)型?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)是主要涉及基本測(cè)量方法、數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識(shí)、常見(jiàn)儀器設(shè)備的使用等，目的是培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)基本技能和基本知識(shí)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是僅給學(xué)生題目、設(shè)計(jì)要求以及實(shí)驗(yàn)所需器材的實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)則是由學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)題目、闡述實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、推演預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)與指導(dǎo)教師討論后，實(shí)驗(yàn)室提供實(shí)驗(yàn)所需的場(chǎng)地和各種儀器設(shè)備。對(duì)于前面所述的幾種實(shí)驗(yàn)，在我們新編寫(xiě)的講義中一方面精簡(jiǎn)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)量少且精，達(dá)到培養(yǎng)基本技能和基礎(chǔ)知識(shí)即可，大幅增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量；另一方面，在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)中，數(shù)據(jù)處理方法以及儀器結(jié)構(gòu)、原理、操作方法在講義中介紹較為詳細(xì)，在其它兩種類(lèi)型實(shí)驗(yàn)中，將盡可能的減少這方面描述，由學(xué)生自己分析解決，提高學(xué)生綜合分析能力。

1.2 教學(xué)方法改革

教學(xué)方法改革是圍繞培養(yǎng)科研思維教學(xué)改革的核心，涉及教師和學(xué)生兩個(gè)方面，將過(guò)去的教師按部就班的講解轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的教師圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶岢鏊伎紗?wèn)題，學(xué)生參與討論，教師引導(dǎo)學(xué)生思考，即使在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，也強(qiáng)調(diào)學(xué)生積極討論實(shí)驗(yàn)理論環(huán)節(jié)，研究實(shí)驗(yàn)方案，并假定自己是第一個(gè)驗(yàn)證這個(gè)原理的科研工作者，將會(huì)采用何種方案，選擇何種儀器設(shè)備，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)值大小以及數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)等等，將每一個(gè)“命題式”驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)都轉(zhuǎn)變成充滿(mǎn)探索樂(lè)趣的科研實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，使學(xué)生主動(dòng)融入學(xué)習(xí)中去。

1.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是按照每個(gè)“命題式”實(shí)驗(yàn)安排實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和元器件，為給學(xué)生提供創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，圍繞設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)室在經(jīng)驗(yàn)豐富相關(guān)研究領(lǐng)域教師的建議下，在多個(gè)面積較大實(shí)驗(yàn)室分別搭建了以力、熱、電、聲、光以及綜合實(shí)驗(yàn)為主題的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。這些實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，每種儀器套數(shù)不多，但是種類(lèi)較為齊全，可滿(mǎn)足多數(shù)實(shí)驗(yàn)需求。對(duì)于較為復(fù)雜的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生3～5人為一組，根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目，在相關(guān)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)。

2 總 結(jié)

通過(guò)改革教材、教學(xué)方法以及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以往教師“一言堂”式教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變成為以學(xué)生為主體的研討會(huì)、創(chuàng)新平臺(tái)；以往學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中僅為測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為任務(wù)的學(xué)習(xí)態(tài)度，轉(zhuǎn)變?yōu)榍谟趧?chuàng)新、善于分析問(wèn)題并積極解決問(wèn)題主動(dòng)學(xué)習(xí)態(tài)度。

通過(guò)幾學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，雖然圍繞培養(yǎng)大學(xué)生科研思維的教學(xué)改革取得了很大的成果，極大地提高了大學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，但是相比于“填鴨式”教學(xué)，以培養(yǎng)大學(xué)生科研思維為中心的新型教學(xué)方式需要花費(fèi)更大的精力去引導(dǎo)學(xué)生，對(duì)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)這樣的公共基礎(chǔ)課程，學(xué)生人數(shù)多，課時(shí)數(shù)高，為更好的實(shí)施以大學(xué)生科研思維培養(yǎng)為中心的教學(xué)模式，還需要相關(guān)的部門(mén)配合才能使得更多大學(xué)生得到科研思維的培養(yǎng)。

[1]周殿清.普通物理實(shí)驗(yàn)中綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)[J].物理實(shí)驗(yàn)，2005，25（1）：31－33.

[2]徐麗琴，馬穎，劉筱燕，梁鴻東，詹康生，賈蘭偉.大學(xué)物理綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的調(diào)查與思考[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2011，9（6）：103－106.

[3]黎明.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（4）：245－247.

[4]張銳波.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2003，16（2）：84－86.

[5]鄭鶴松.大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教改實(shí)踐與思考[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2004，21（5）：101－107.

[6]黃劍平，龔銀香，童金強(qiáng)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009，26（5）：135－136.

[7]李增新，薛淑云，王國(guó)明，等.開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)室廢液處理綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008，27（7）：105－106.

[8]陳靈，彭成紅.加強(qiáng)研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué) 提高學(xué)生的創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010.29 （8）：202－204.

[9]陳炳鋼，方延平，袁曉梅.如何進(jìn)行設(shè)計(jì)性研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].中國(guó)教育研究與創(chuàng)新，2007，4（9）：16－17.

[10]羅蔚華，李方洲.研究性實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與實(shí)踐[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，2008（7）：3－4.