摘 要： 本文介紹了大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容、教學(xué)特點(diǎn)，對(duì)其培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的作用進(jìn)行了探討， 認(rèn)為加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、重視設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高學(xué)生綜合能力的基礎(chǔ)。
　　關(guān)鍵詞： 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué) 學(xué)生綜合能力
　　
　　大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科專(zhuān)業(yè)學(xué)生步入大學(xué)后學(xué)習(xí)的第一門(mén)非常重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)作為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要途徑之一，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，把教師的教與學(xué)生的學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，激發(fā)學(xué)生的求知興趣，是提高學(xué)生素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要手段之一，有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足［１］。
　　1.物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容地位和教學(xué)特點(diǎn)
　　設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指突破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁蠛吞峁?shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，是在掌握基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和具備綜合實(shí)驗(yàn)知識(shí)及能力后，對(duì)今后開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程進(jìn)行初步訓(xùn)練的一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)。它要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，能較獨(dú)立地?cái)M實(shí)驗(yàn)題目和定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、確定實(shí)驗(yàn)方法、選擇實(shí)驗(yàn)器材、擬定實(shí)驗(yàn)操作程序，并自己加以實(shí)現(xiàn)和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析處理。
　　設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變被動(dòng)為主動(dòng)，它將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給了學(xué)生、學(xué)生成了實(shí)驗(yàn)的主體。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、查閱文獻(xiàn)、觀(guān)察現(xiàn)象、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力諸方面得到全面訓(xùn)練。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高級(jí)形式和階段，是學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰φ嬲纬傻闹匾獦?biāo)志，因而在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有重要地位。
　　2.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“三階段”設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?br/>　　2.1準(zhǔn)備階段
　　本階段主要面向低年齡段或很少做過(guò)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生。對(duì)這個(gè)階段的學(xué)生，可選擇一些較簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)仔細(xì)“解剖麻雀”的方式，使每一位學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理方法和步驟有充分理解，為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)做必要的準(zhǔn)備。
　　這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生的思維活躍起來(lái)。在已知實(shí)驗(yàn)原理方法和步驟，分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者意圖的過(guò)程中，學(xué)生能不斷地模仿學(xué)習(xí)，初步構(gòu)建設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的框架。
　　2.2入軌階段
　　通過(guò)第一階段的訓(xùn)練，學(xué)生已奠定了必要的基礎(chǔ)，這時(shí)可將設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)引入正式軌道，直接由實(shí)驗(yàn)課題討論得出設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方案。對(duì)于學(xué)生來(lái)講，給你一個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，你必須明白：你準(zhǔn)備設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)題？提出的方案通過(guò)什么方式實(shí)現(xiàn)？這個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？
　　2.3自主設(shè)計(jì)階段［2］
　　在前兩個(gè)階段，學(xué)生主要通過(guò)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等途徑大致了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所蘊(yùn)藏的設(shè)計(jì)思路，可以說(shuō)通過(guò)前兩個(gè)階段的訓(xùn)練，學(xué)生已初步具備了進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的能力。該階段具體可分為兩種情況。
　　2.3.1教師給出實(shí)驗(yàn)題目，提出實(shí)驗(yàn)要求，并提供實(shí)驗(yàn)所用的儀器用具。這一過(guò)程可簡(jiǎn)單表述為“教師提出課題，學(xué)生按要求做課題”。
　　下面以“測(cè)定半波整流電容濾波電路負(fù)載電阻上消耗的平均功率”這一設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為例闡述設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的具體過(guò)程：
　?。?）提出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目，測(cè)定半波整流電容濾波電路負(fù)載電阻上消耗的平均功率。
　　（2）查閱相關(guān)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。
　?。?）選擇儀器用具。
　?。?）檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。
　　（5）分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　2.3.2教師給出實(shí)驗(yàn)課題，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，儀器用具學(xué)生自選。此過(guò)程可表述為“教師提出課題，學(xué)生自主做課題”，一切由學(xué)生自行負(fù)責(zé)，教師只做指導(dǎo)和最后評(píng)判。
　　“測(cè)量小燈泡伏安特性曲線(xiàn)”可作為這樣一個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的示例。
　　實(shí)驗(yàn)要求：小燈泡（6.3V/0.15A）在一定電流范圍內(nèi)其電壓和電流的關(guān)系為U=kIn，k和n是與燈泡有關(guān)的系數(shù)。要求:設(shè)計(jì)電路測(cè)小燈泡伏安特性曲線(xiàn);驗(yàn)證公式U=kIn;求系數(shù)k和n;求室溫下燈絲電阻。
　　由實(shí)驗(yàn)要求可知，小燈泡兩端的直流電壓U與通過(guò)它的電流I滿(mǎn)足U=kIn，k和n是待求的系數(shù)，如何求出k和n？怎樣得到室溫下的燈絲電阻?
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，儀器用具選擇:小燈泡一個(gè)，注意參數(shù)要求;測(cè)伏安特性離不開(kāi)測(cè)量?jī)x表，準(zhǔn)備電壓表、電流表各一只。如果用固定電源（如干電池），要用一滑線(xiàn)變阻器;當(dāng)然一些導(dǎo)線(xiàn)開(kāi)關(guān)必不可少。
　　畫(huà)出測(cè)量電路，按圖連接線(xiàn)路，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。
　　3.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的作用 ［３—５］
　　3.1有助于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用知識(shí)能力
　　設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生根據(jù)老師提出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，學(xué)生將學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，可以提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到生活和實(shí)踐中去。這也是我們教育教學(xué)的宗旨和目標(biāo)。
　　3.2有助于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和思維能力
　　學(xué)生在要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)學(xué)生要對(duì)相關(guān)知識(shí)有一定了解，并自己學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)，這樣就鍛煉了自學(xué)能力。物理學(xué)中許多規(guī)律都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的。實(shí)驗(yàn)中人們通過(guò)對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的篩選、分析、歸納和演繹推理得出規(guī)律性的結(jié)論。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生這方面的思維能力。
　　3.4有助于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力
　　設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)由教師下達(dá)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，?shí)驗(yàn)室提供設(shè)備和儀器，由學(xué)生自己確定實(shí)驗(yàn)方案、選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路及步驟等。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生始終是實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主體，體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教育思想，有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性和創(chuàng)造性。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是一種對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)全程進(jìn)行綜合訓(xùn)練的實(shí)踐教學(xué)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程可能有多種方法，給學(xué)生提供了較大的思維空間和選擇余地，使學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力及創(chuàng)新能力得到提高。
　　4.結(jié)語(yǔ)［６］
　　總之，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是具有典型個(gè)性特征的智力創(chuàng)新活動(dòng)，不僅使學(xué)生有效地鞏固理論知識(shí)，而且使學(xué)生學(xué)會(huì)多種科研方法和思維方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)，激發(fā)學(xué)生的求知欲與探索精神，形成自我判斷能力、創(chuàng)造能力、科研能力，讓學(xué)生在充分體驗(yàn)自己探索、在自我拓展的樂(lè)趣中鍛煉分析問(wèn)題的能力。
　　開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，是重視教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生的主體性，重視學(xué)生對(duì)教學(xué)的參與。它和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的區(qū)別在于：當(dāng)確定實(shí)驗(yàn)題目后，學(xué)生做什么、怎么做，都是以學(xué)生為主完成的，老師只是一個(gè)參與者，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候給予啟發(fā)和引導(dǎo)，使學(xué)生有充分展現(xiàn)自我的機(jī)會(huì)，激發(fā)學(xué)生的自主性和積極性，提高學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，加強(qiáng)學(xué)生綜合能力培養(yǎng)，有助于實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)跨世紀(jì)的復(fù)合型人才的教學(xué)目標(biāo)。
　　作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要內(nèi)容，開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)還存在著管理方面的問(wèn)題。目前各級(jí)各類(lèi)院校的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)都還不夠成熟，如何深入、持續(xù)地進(jìn)行此項(xiàng)教學(xué)，逐步增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例是我們面臨的重要課題。我們堅(jiān)信，各級(jí)教師努力探索，學(xué)生積極參與，通過(guò)該課程實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)，形成一種良性循環(huán)，必然會(huì)是一種非常好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　［1］王教方，張永利，王少清，張仲，張平，宋淑珍.如何上好設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)［J］.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2004，（1）.
　　［2］莫曉燕，張雅利，李劍君.本科生綜合實(shí)驗(yàn)課程的探索與思考［A］.
　?。?］張杰.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與素質(zhì)教育［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2003，22，（3）:35-37.
　?。?］張生金.建立有利于學(xué)生能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與管理，1999，16，（1）:31-33.
　?。?］趙在忠，童培雄等.演示實(shí)驗(yàn)和文科物理教學(xué)［J］.物理實(shí)驗(yàn).
　?。?］賀秋麗.大學(xué)班主任進(jìn)行素質(zhì)教育的幾點(diǎn)體會(huì)［J］.高教論壇，2003，（2）:56-57.