大学物理实验中学生创新能力培养的途径

摘 要： 实验教学作为我国实施科学素质教育的基本教学环节，是培养学生创新能力的有效途径。本文针对大学物理实验教学存在的一些不足，对如何让学生产生对大学物理实验课程学习的兴趣及培养学生的创新精神和提高创新能力的途径进行了深入探讨。

关键词： 大学物理实验教学 创新能力 培养途径

培养大学生的创新意识和科研能力，提高大学生实践动手能力是新期我国高等教育教时学改革的重要议题[1]。“大学物理实验课程”是本科生进入大学后的第一门实验课，是理、工科本科生的必修课程。该课程在创建综合性、有特色、开放型、高水平大学和创新型人才培养中发挥重要作用。认真探讨大学物理实验教学如何培养学生的创新精神和提高创新能力是实验教师必须做的工作。面对一门基础性极强的实验课程，究竟可通过哪些切实可行的方法和途径达到培养学生创新精神和提高创新能力的目的呢？下面笔者就此谈谈想法。

1.大学物理实验教学现状的分析

对于理工、工科等大学生而言，通过大学物理实验这门基础课程的学习，学生应能够具备一定的科学素养及将理论运用于实际的能力、动手操作能力和迅速适应时代科技发展的综合技能。虽然以往的大学物理实验课程上取得了一定的成绩，并伴随着科学技术的迅猛发展，为顺应时代科技的要求，各高等学校也对大学物理实验课程的教学从教学体系、教学内容、教学方法等方面进行了或多或少的改革。但是，由于存在受到教学理念、师资条件限制及教学模式的僵化等问题，使得学生在学习过程中不能提起对大学物理实验课程学习的兴趣，更谈不上培养学生的创新精神和提高创新能力了。主要体现在以下几方面。

1.1思想观念的偏转

近年来对有关大学物理实验教学现状的调查结果表明，对大学物理实验课的开设，师生在思想上重视不够。首先从教师到学生，“重理论，轻实验”的思想依然较严重；其次，很多学生认为大学基础物理实验都是一些最普通的、简单的操作，而这些在飞速发展的二十一世纪的工作中根本起不到作用，因而在实验中只是走走过场、敷衍了事；再次，由于对基础物理实验的认识不够，加上现在很多应用性很强的专业快速发展，使得在基础物理实验教学中所应有的硬件建设有限。

1.2实验教学模式僵化

现行对大学物理实验的教学模式仍然是以教师为主导，缺乏让学生自主实验的机会。大学物理实验教学的基本原则没有得到充分体现，教学方式呆板，从教学内容到教学方式没有给学生留出足够的发展空间。就分组实验来说，教材从实验目的、实验原理、仪器、操作步骤到注意事项，都写得面面俱到。然而每次实验课教师还要花相当长的时间根据教材讲实验目的、原理……然后学生照着现成的实验步骤操作几下，取几个数据，实验就算完成了。然而这样做实验，收获甚微。现阶段往往是一个实验小组（8—10人）的学生在同一时间做同一个实验，用同一种方法、相同的仪器，且都要在一定时间内完成，得出同一结论，这样就有可能导致部分学生看别人怎么做，自己就怎么做，有的甚至窃取别人的数据敷衍老师。在实验过程中既不认真观察实验现象，又不记录有关数据，更谈不上认真思考。很显然，这种教学模式不利于提高学生发现问题和解决问题的能力，不利于引导学生突破思维定势，更不利于学生创新思维的发展。

2.培养大学生物理实验创新能力途径的探讨

大学生物理实验创新能力的培养包括课内课外多方面的渠道，教学模式就是对多种教学方法、手段和途径的综合，经过特定的步骤形成的一种稳定的教学结构形式。不过，它是以课堂教学为中心，一直延伸至课外的综合形式。由于课堂教学要受到时间和空间的限制，因此有必要考虑从课内到课外的多种教学途径，以便更有效地培养学生的创新能力。寻找大学生物理实验创新能力培养的途径，必须以建构主义教学理论[2]、非线性自组织理论[3]和后现代主义教育教学观[4]为指导，这些途径之所以能够培养大学生的创新能力是由大学物理实验内在的创新教育功能决定的。

2.1加强大学物理实验的趣味性

在人们的观念中，大学物理实验总是与严肃的科学研究相联系，实验中需要严格的逻辑推理和灵活的动手操作，被认为是培养科学思维和动手能力的手段，这种观念大大忽视和淡化了大学物理实验的趣味性。实际上，增强大学物理实验的趣味性已成为迫在眉睫的问题，根据多年的实验教学情况，学生对大学物理实验缺乏好奇心和求知欲。如果继续忽视大学物理实验的趣味性，将最终扼杀大学生的创新意识，给大学生创新能力的培养造成负面影响，因此有必要探索大学物理实验趣味性教学的途径[5]。

2.1.1加强演示实验教学，增强学生的好奇心。

首先，大学物理演示实验是光、声、色彩的合理融合，从视觉和听觉方面都能刺激学生的感官，增强趣味性，同时是新颖性与研究性相结合，有利于激发学生的求知欲。例如，在做音叉振动实验前，先观察演示实验——喷水鱼洗现象，必将大大激发他们的求知欲和好奇心。当学生看到鱼洗的水波、水花的溅起，听到铜盆的嗡嗡声时，就会对受迫振动和共振原理有直观的感受，从而思考其中的道理。如果每次大学物理实验前，都用相关的演示实验激发学生的兴趣，则必将大大削弱物理实验的枯燥感，提高学生探索研究的热情。

其次，在演示实验过程中要注意提高学生的参与意识和主观能动性，让学生成为学习的主体。要提高学生的参与意识和主观能动性，最大限度地调动他们的积极性，增强学生动手能力是关键环节。让学生做演示实验，使他们有表演和参与的机会，也有发挥自己潜能的舞台。学生的积极性被调动起来，教学目的自然就达到了，而且效果事半功倍，比起教师“苦口婆心”的教诲，印象要深刻得多。

2.1.2适当组织学生参观高科技设施，使学生了解高科技发展的前沿。

高科技设施要么庞大，要么精巧，本身就有很大的吸引力，更重要的是高科技与大学物理实验有关内容有联系。例如，参观激光技术研究所设施，会使学生联想到声光效应，利用声光效应制成的调制器和偏转器可以快速而有效地控制激光束的频率、强度和方向，从而扩展激光的应用范围。再如，参观粒子加速器的有关设施可以使学生领略到电磁变化如何引起粒子能量和质量的变化；参观托克马克装置使学生领略核聚变的巨大能量。另外，引导学生参观科技馆的展览，可让学生了解当今科技的飞速发展与大学物理实验之间的直接或间接的联系。因此，在条件允许的情况下可适当组织学生参观高科技设施，使学生了解高科技发展的前沿，增强创新意识。

2.2组织学生进行课外创新活动

大学物理实验的一个显著特点是其实践性，这就决定了物理实验所学课堂知识可以延伸至课外，在课外活动中，教师有计划有目的地引导学生组织一些创新活动，既能充实学生的课余生活，又能丰富学生的创新实践，使学生所学有所用，创新思维和动手能力得到较好发展。

大学物理实验是一门综合性学科，覆盖面广，对几乎各个专业都具有吸引力。各个专业特点不同，在大学物理实验教学中的侧重点也不同，把大学物理实验知识与各个专业特点相结合，组织学生进行一些科技活动，将能更好地培养学生的创新能力。例如对于土木工程专业的学生可结合力学方面的实验搞一些创新研究，比如改进杨氏弹性模量的测量；对于电子专业学生可结合电磁学方面的实验搞一些小改进、小制作，比如用传感器改进某些实验的测量方法，自动测温温度计的制作，等等。让各专业的学生发挥特长，发展个性。当然，在这些活动中，教师的组织、指导作用是必不可少的。

2.3加强网络实验教学建设

建立网络化的实验教学和实验室管理信息平台，实现网上辅助教学和网络化、智能化管理，有利于建立激励学生学习和提高学生能力的有效管理机制，创造学生自主实验、个性化学习的实验环境；有利于建立实验教学的科学评价机制，引导教师积极改革创新。同时，利用网络教学的优势，可为学生提供创新平台，有利于学生交流创新见解。

3.结语

创新能力的培养是实验教学的主要目标，改变传统观念，开拓多种新的途径和方法培养学生的创新能力是教育工作者的责任，也是值得不断探索的课题。同时培养学生创新能力的途径是多种多样的，随着教学环境的改变我们一定能探索出更多的培养学生创新能力的途径。

参考文献：

[1]李滨，王芳等.大学生实验创新能力培养的新途径[J].实验技术与管理，2010，27（10）.

[2]罗娇.浅议建构主义教学理论对高校中培养创新型人才的启发[J].学理论，2011（06）.

[3]郑雪梅.自组织理论对物理创新教育的几点启示[D].辽宁师范大学，2010.

[4]肖靓莎，彭希林.后现代主义教育理论对提升大学生学习力的启示[J].文教资料，2009（14）.

[5]刘向远.大学物理实验教学中培养学生创新能力的研究[D].合肥工业大学，2007.