学生主导型物理实验与学生综合能力培养的实践探索

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1、学生主导型物理实验与学生综合能力培养的实践探索1南京大学物理学院高文莉2016年7月青海西宁综合能力是一个比较宽泛的概念，包括研究(创新）能力，表达能力，沟通能力和领导力等,从学生培养的的角度看，研究能力是极其重要的一个方面，其主要包含两部分：一、提出问题的能力二、解决问题的能力现在的大学教育偏重于后者，即学生的知识储备、分析问题、解决问题的能力。物理实验也是这样，从形式看，物理实验可以分为如下三类：2实验教学的一些思考—现状与目标一，基础和综合实验，一般给学生实验内容、实验方法、实验仪器，让学生按要求完成，这主要培养学生的基

2、本实验方法、仪器的使用和动手能力等。二，设计性实验，给学生实验要求，一定范围给定实验仪器，由学生自己思考如何完成实验任务，这可以培养学生综合运用所学知识的能力。三，研究性实验，老师给学生一个想法或一个方向，由学生自己准备器材、摸索实验方法，让学生学习和体会用实验方法研究物理现象和规律，进而建立新的物理概念，同时形成良好的科学素养和科学研究的协作精神。3实验教学的一些思考—现状与目标从这些实验看，有一点是相同的，就是实验题目或问题来源于教材、实验室和老师，学生自主完成空间上有所不同，基本上属于分析问题和解决问题能力培养的范畴。让

3、学生能够发现问题、提出问题这在当今高校人才培养已经开始重视，是学生研究（创新）能力的一个重要方面。著名华裔物理学家、诺贝尔奖得主李政道在2010年首届“创新中国论坛”上指出“要创新，需学问；只学答，非学问。要创新，需学问；问愈透，创更新。”4卡文迪许实验室（英国剑桥大学物理系）——集科研教学于一身，大学实验室的典范，是诺贝尔奖得主的摇篮(28位诺贝尔奖得主)麦克斯韦(1831-1879)JamesClerkMaxwell第一任实验室主任麦克斯韦就学生实验有自己独特的主张：“实验的教育价值，往往与仪器的复杂性成反比，学生用自制仪

4、器，虽然经常出毛病，但他们却会比用仔细调整好的仪器，学到更多的东西。”虽然质朴，但这种理念形成了卡文迪许实验室实验教学的精髓。卡文迪许实验室的启示基础与创新不矛盾。传统教学不等于按部就班，卡文迪许教学实验室就是创新培养的经典。创新不是发现前所未有的新事物，而是学习发现新事物的能力。创新不神秘，有系统性的方法，是可以训练的。做研究是一种态度和方法，是理论联系实际，综合运用知识的能力，不是只有前沿尖端才有“课题”。从小学生到博士生都可以做研究。研究（创新）型人才：要能发现问题，解决问题，综合、灵活地运用知识，以科研的方式进行实验，

5、甚至在知识体系不完备的情况下进行摸索，做出理解与判断。实验教学的一些思考—创新理念实验教学的一些思考—关于方法学习过程是演绎还是归纳？推理还是实证？知行还是行知？发现的过程和学习的过程有时候是相反的。学习过程也要部分的颠覆逻辑顺序。做法：将课程从理论先于实验的演绎式的逻辑体系解放出来，发展学生归纳式的学习能力与经验，要求学生在知识体系不完备的情况下，通过自学或摸索理解物理现象，培养跳跃式的学习能力。模拟科学发现的过程。课程设置与四个培养阶段实验基本能力的培养大学物理实验（一）、（二）创新研究意识的培养大学物理实验（三）学生主导

6、型研究性物理实验综合实验能力的培养近代物理实验（一）、(二)科学研究能力的培养近代物理实验研究性实验，物理实验—南京大学教学模式探索“严”指构筑基础阶段，在低年级学生做实验时培养学风端正、思维严谨、操作规范、技能扎实的基本素养，接受科学思想和研究方法的严格训练。即便在此阶段也提倡“两少”“两多”：少讲解，少示范，多摸索，多指导（针对具体同学，因人而异）“放”是指对高一级学生给予较多的自由空间，进行主动探索，引导学生以科研的方式进行实验。“在错误中学习，在行动中成长”“带”主要是请一批高水平的学术骨干教师指导实验课题研究，通过言

7、传身教把学生逐步带入科学研究殿堂。实验教学三部曲：“严”“放”“带”具体说来，把大学二年级下学期开设的物理实验在教学模式上进行了改变，将课程分为两个阶段，让学生实验模拟科学研究的过程，要求自主完成一个自己提出的实验研究课题。第一阶段，六周时间，学生自主选择并完成感兴趣的实验项目，激发兴趣，唤醒好奇心，培养发现问题的能力具体而言，课程开始时由教师对本课程近30个物理实验给学生逐一简要介绍，让学生从中选择并完成2-3个自己感兴趣的基本实验。在此阶段，给予学生较多的自由空间，让学生根据实验要求，进行主动探索，引导学生以科研的方式进行

8、实验。10学生主导型物理实验—模式探索开设这几个基本实验的目的不仅仅是要求学生独立完成实验，更重要的是学生要在实验过程中注意观察，寻找并发现一些自己觉得有进一步研究价值的现象。同时，指导教师除了一些必要的注意事项外，尽量少讲解，少示范，多和学生进行启发性的讨论，引导学生去观察