轉(zhuǎn)型背景下大學(xué)物理實驗教學(xué)中方法能力的培養(yǎng)

吳淑花，馬志春

（石家莊學(xué)院 物理學(xué)院，河北 石家莊 050035）

0 引言

高校轉(zhuǎn)型發(fā)展是國家高等教育改革的重大戰(zhàn)略舉措，其中課程轉(zhuǎn)型是難點，教師是關(guān)鍵. 高等教育引入大學(xué)物理實驗課程已經(jīng)超出一百年的歷史，物理實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ)，物理學(xué)中不論概念原理、定理規(guī)律都或多或少涉及實驗操作. 物理實驗課在學(xué)生動手操作、觀察分析、邏輯創(chuàng)新等能力方面的培養(yǎng)發(fā)揮著不可或缺的作用[1]. 大學(xué)物理實驗課對于應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術(shù)人才具有不可比擬的作用，結(jié)合轉(zhuǎn)型背景下應(yīng)用型本科教育特征，如何利用實踐性課程有效地培養(yǎng)應(yīng)用型人才是高校教育研究的熱點問題.

表1 方法能力表現(xiàn)

1 “方法能力”的概述

方法能力是“關(guān)鍵能力”之一[2]，關(guān)鍵能力是由德國著名社會教育家梅騰思于1974 年提出的，它表示具體的專業(yè)能力以外的能力，超出了專業(yè)技能和知識的范疇[3]，在學(xué)生的就業(yè)尤其是未來發(fā)展中起著關(guān)鍵性作用，是綜合職業(yè)行為能力的重要組成部分. 關(guān)鍵能力具體包括方法能力、社會交往能力和學(xué)習(xí)能力. 其中，方法能力是其他兩種能力的基礎(chǔ)和要素，是一種根本能力[4]. 梅騰思把方法能力分為注意力、分析能力、解決問題能力、判斷能力、抽象能力、準(zhǔn)確性等6 個維度[5]，這6 個維度與物理實驗教學(xué)的目標(biāo)是相輔相成的. 根據(jù)方法能力的這6 個維度，本研究具體分析了其在物理實驗課程中的表現(xiàn)，根據(jù)新課程改革方向制定了表1，并探討以下3 個方面的問題：1）學(xué)生方法能力的整體狀況；2）學(xué)生方法能力的各個維度與物理實驗教學(xué)成績之間的相關(guān)性；3）學(xué)生方法能力的各個維度與物理課程理論成績之間的相關(guān)性.

2 研究方法

2.1 調(diào)查問卷的設(shè)計

以學(xué)生在物理實驗操作的真實行為表現(xiàn)為出發(fā)點，充分吸收了物理實驗教師的豐富經(jīng)驗，記錄了學(xué)生方法能力各維度在物理實驗中的表現(xiàn). 問卷內(nèi)容包括注意力、分析能力、解決問題能力、判斷能力、抽象能力、準(zhǔn)確性6 個維度，每個維度均為5 道題，共計30 道題目. 每個維度滿分為25 分，及格為15 分，問卷總分150分，及格90 分. 每題的分值按5，3，1 分三等級評分.

2.2 調(diào)查對象

以石家莊學(xué)院機(jī)電學(xué)院大二的電氣及其自動化和通信工程兩個本科專業(yè)的學(xué)生作為調(diào)查對象，在學(xué)生完成了大學(xué)物理理論課程和實驗課程之后，將問卷發(fā)放給學(xué)生，學(xué)生當(dāng)場獨立完成問卷，答卷時間是15 min.由于答卷的不完整、隨意、問卷的極端分、實驗成績出入太大等問題，剔除了約14%的問卷. 最終的問卷人數(shù)分別用N1（電氣及其自動化專業(yè)114 人）和N2（通信工程專業(yè)58 人）表示. 該大學(xué)物理理論成績即為該科目的期末成績，從學(xué)校統(tǒng)一安排的閉卷考試中獲得. 最后用SPSS 22.0 軟件對測查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析.

3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果

3.1 方法能力各維度的均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差

表2、表3 分別為電氣工程及其自動化和通信工程專業(yè)學(xué)生的方法能力各維度均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差，可以看出，電氣工程及其自動化與通信工程專業(yè)學(xué)生的方法能力基本處于及格狀態(tài)，通信工程專業(yè)學(xué)生的方法能力稍好一些. 可以說，兩個專業(yè)學(xué)生整體上具備了基本的方法能力，但是并不突出，說明對大學(xué)生方法能力的培育還有較大的提升空間.

3.2 方法能力各維度之間的相關(guān)性

表4 為電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生的方法能力各維度相關(guān)性數(shù)據(jù)，表5 為通信工程專業(yè)學(xué)生的方法能力各維度相關(guān)性數(shù)據(jù). 從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，電氣及其自動化專業(yè)學(xué)生人數(shù)較多，方法能力各維度相關(guān)性很好，可以認(rèn)為抽象能力與判斷能力中度相關(guān). 通信工程專業(yè)學(xué)生人數(shù)少，方法能力各維度相關(guān)性也很高. 由此可見，此調(diào)查問卷各維度相關(guān)性較高，可以認(rèn)為測得的是同一心理過程，也就是說本調(diào)查問卷的設(shè)計實用性較好.

3.3 方法能力各維度與實驗成績的相關(guān)性

表6、表7 分別為電氣工程及其自動化和通信工程專業(yè)學(xué)生的方法能力各維度與實驗成績的相關(guān)性數(shù)據(jù). 由表6、表7 數(shù)據(jù)可知，兩個專業(yè)的學(xué)生方法能力各個維度與實驗成績相關(guān)性都很低，此現(xiàn)象的發(fā)生可能與很多因素有關(guān)，下文將具體討論.

表2 電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生的方法能力各維度均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差

表3 通信工程專業(yè)學(xué)生的方法能力各維度均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差

表4 電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生的方法能力各維度相關(guān)性

表5 通信工程專業(yè)學(xué)生的方法能力各維度相關(guān)性

表6 電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生的方法能力各維度與實驗成績的相關(guān)性

表7 通信工程專業(yè)學(xué)生的方法能力各維度與實驗成績的相關(guān)性

3.4 方法能力各維度與理論成績的相關(guān)性

表8、表9 分別為電氣工程及其自動化和通信工程專業(yè)學(xué)生的方法能力各維度與理論成績的相關(guān)性數(shù)據(jù). 由表8、表9 數(shù)據(jù)可知，同實驗成績一樣，兩個專業(yè)學(xué)生的方法能力各個維度與實驗成績相關(guān)性也很低.

3.5 方法能力狀況與實驗成績、理論成績的相關(guān)性

表10、表11 分別為電氣工程及其自動化和通信工程專業(yè)學(xué)生的方法能力狀況與實驗成績、理論成績的相關(guān)性數(shù)據(jù). 由表11 數(shù)據(jù)可見，通信工程專業(yè)學(xué)生的理論成績與實驗成績有低度相關(guān)性. 很明顯，在相似的評價模式下，理論成績會影響實驗成績. 但是問卷總分與實驗成績幾乎無相關(guān)性，這不得不引發(fā)進(jìn)一步的思考.

4 結(jié)果分析與思考

由統(tǒng)計結(jié)果可知，方法能力各個維度及總體狀況與實驗成績、理論成績相關(guān)性都很低，此結(jié)果并不能簡單概括為方法能力與物理教學(xué)沒有關(guān)系. 物理課程對于學(xué)生分析能力、邏輯能力等的培養(yǎng)是有目共睹的，尤其是物理實驗課程的形象直觀性，能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的方法能力. 造成此結(jié)果可能有多種原因，例如，問卷的編制不能保證完全的合理性；學(xué)生答卷中受各方面的影響，不能保證問卷的有效性；現(xiàn)有的教學(xué)模式、評價模式不能完全適合方法能力的培育；現(xiàn)代學(xué)生已有的學(xué)習(xí)習(xí)慣與此問卷情況不符合等.

表8 電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生的方法能力各維度與理論成績的相關(guān)性

表9 通信工程專業(yè)方法能力各維度與理論成績相關(guān)性

表10 電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生的方法能力狀況與實驗成績、理論成績的相關(guān)性

表11 通信工程專業(yè)學(xué)生的方法能力狀況與實驗成績、理論成績的相關(guān)性

4.1 傳統(tǒng)教育與方法能力培養(yǎng)的矛盾

新課程改革的精神主張學(xué)生樂于動手、勤于動腦、主動學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)活動中獲取適應(yīng)社會生存的各種能力. 新的課程評價要注重學(xué)生的一般性發(fā)展目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展. 依據(jù)新課程改革目標(biāo)提出了主動學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的教學(xué)方式.

方法能力中分析能力、解決問題的能力、判斷能力、抽象能力和新課程培養(yǎng)的目標(biāo)有異曲同工之效. 調(diào)查問卷的編制是根據(jù)新課改理念設(shè)置，依據(jù)三維教學(xué)目標(biāo)，體現(xiàn)了新課程改革的教學(xué)方式. 例如：問卷中涉及預(yù)習(xí)的情況、遇到問題如何討論解決、實驗中自主探究等. 但是實際情況是，繁多的課程擠壓了學(xué)生的實驗預(yù)習(xí)，實驗預(yù)習(xí)沒有在實驗成績中體現(xiàn)；課前的實驗講義沒有體現(xiàn)自主探究的必要性等.

第一，學(xué)生被動的學(xué)習(xí)習(xí)慣. 學(xué)生已經(jīng)養(yǎng)成了被動的學(xué)習(xí)習(xí)慣，這使得學(xué)生在實驗中遇到問題時，第一時間會選擇詢問老師，而不是靠自己的探究來解決問題. 假如老師不直接講解，而是引導(dǎo)啟發(fā)，很多學(xué)生就會表現(xiàn)得無所適從，不會思考. 甚至個別老師認(rèn)為學(xué)生探究實驗不如講解實驗，講解實驗不如背誦實驗，程序化的實驗過程，消磨了學(xué)生對物理實驗的激情，嚴(yán)重影響了學(xué)生方法能力的培育.

第二，“灌輸型”教學(xué)方式. 基于高校應(yīng)用課程的發(fā)展，許多高校物理實踐性課程增加，課時增加與有限的時間發(fā)生沖突，造成的結(jié)果是學(xué)生們沒有足夠的時間進(jìn)行探究，許多需要學(xué)生耐心探究的實驗演變成演示型實驗，其教學(xué)過程可以歸納為：老師講解實驗器材和原理、演示實驗步驟；學(xué)生熟悉實驗步驟和注意事項后開始按老師的講解進(jìn)行操作，包括測量數(shù)據(jù)和驗證結(jié)果；最后書寫實驗報告[6]. 可以很明顯看出這種方式的缺陷：學(xué)生總是按照給定的步驟進(jìn)行實驗，沒有充分的思考，這種“灌輸型”教學(xué)方式無法調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，更無法培育學(xué)生的方法能力[7].

第三，單一、落后的評價方式. 單一的評價模式無法全方位呈現(xiàn)學(xué)生實際的實驗操作水平和思維過程，造成了實驗?zāi)芰?qiáng)、勤于思考的學(xué)生與不認(rèn)真做實驗的學(xué)生實驗成績相差不多的現(xiàn)象. 近年來我們在逐步改進(jìn)實驗課程評價方式，比如增加了期末實驗操作考試，以便對學(xué)生實驗操作的規(guī)范性進(jìn)行評價.

4.2 大學(xué)物理實驗如何培養(yǎng)學(xué)生的方法能力

本次調(diào)查結(jié)果表明，當(dāng)前的大學(xué)物理實驗對學(xué)生方法能力的培養(yǎng)并沒有突出的貢獻(xiàn). 在物理實驗教學(xué)方面，大學(xué)教師要充分調(diào)動學(xué)生主觀能動性，使其主動投入到物理實驗中. 實驗前，教師要求學(xué)生必須提前預(yù)習(xí)實驗；做實驗過程中，分散任務(wù)到各個小組，小組任務(wù)分配給每個人，教師應(yīng)多觀察巡視，但不要給予過多的指導(dǎo)；一些簡單基礎(chǔ)的實驗項目，可完全交由學(xué)生獨立完成；多注重小組合作學(xué)習(xí)[8]. 在教學(xué)評價方面，可以效仿理論成績，把最終成績分為基礎(chǔ)成績和期末成績. 應(yīng)該提高平時成績的比重. 其中基礎(chǔ)成績可分為預(yù)習(xí)成績、實驗操作成績、小組合作成績；實驗報告中必須包含個人思考創(chuàng)新之處等. 隨著網(wǎng)絡(luò)教育的普及，充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺的便捷性，將實驗預(yù)習(xí)、實驗方案設(shè)計、實驗探究和評價等內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上進(jìn)行.

5 結(jié)論

當(dāng)前正處于地方高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵期，當(dāng)務(wù)之急是加強(qiáng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)以便更好地服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì).“方法能力”是解決問題的一種基本應(yīng)對方式和完成目標(biāo)的方法，是大學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)能力的基本要求，是一名合格的應(yīng)用型人才必備的基本要素，本調(diào)查正是基于如何利用實踐性的課程培養(yǎng)應(yīng)用型人才而進(jìn)行的.如何在物理實驗教學(xué)中更有效地培養(yǎng)學(xué)生的方法能力，是本課題需要延伸和拓展的內(nèi)容.