關(guān)于大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考

[摘要]創(chuàng)新能力是現(xiàn)代學(xué)習(xí)能力、工作能力中至關(guān)重要的能力。物理實(shí)驗課對培養(yǎng)和提高大學(xué)生創(chuàng)新能力起著重要的作用。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，就改革大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)，提高學(xué)生創(chuàng)新能力提出了一些思考。

[關(guān)鍵詞]大學(xué)物理 實(shí)驗教學(xué) 改革 創(chuàng)新能力

大學(xué)物理實(shí)驗是物理科學(xué)的基礎(chǔ)，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)實(shí)驗方法和實(shí)驗技能訓(xùn)練的開端。通過物理實(shí)驗課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以直接觀察和分析重要的物理現(xiàn)象，掌握物理量的測量和基本的物理實(shí)驗方法，加深對物理原理的理解，將物理知識與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，完成知識向能力的轉(zhuǎn)移。物理實(shí)驗可以使學(xué)生受到從事科學(xué)實(shí)驗以及進(jìn)行科學(xué)研究的基本訓(xùn)練，使學(xué)生具備社會需要的基本能力，即觀察事物、分析事物、提出問題、探究問題、總結(jié)歸納、解決實(shí)際問題的能力。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，就大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革提出了一些思考。

一、轉(zhuǎn)變教學(xué)理念是大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革的前提

大學(xué)物理實(shí)驗是高等理工科院校對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗基本訓(xùn)練的必修課程，是大學(xué)生進(jìn)入高等院校后接受系統(tǒng)實(shí)驗方法和實(shí)驗技能訓(xùn)練的開端。大學(xué)物理實(shí)驗不僅僅是學(xué)生形成物理概念、認(rèn)識物理規(guī)律、獲取物理知識的重要途徑，而且其豐富的實(shí)驗思想，可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力：各種實(shí)驗技巧、手段，可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力：多樣的實(shí)驗方法，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。物理實(shí)驗的嚴(yán)密性能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度；物理實(shí)驗的多樣性能夠培養(yǎng)學(xué)生活躍的創(chuàng)新思維，物理實(shí)驗的實(shí)踐性能夠培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力。所以說大學(xué)物理實(shí)驗對學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有著非常重要的作用。

二、創(chuàng)新物理實(shí)驗教學(xué)體系是大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革的基礎(chǔ)

筆者認(rèn)為，適應(yīng)新形勢需要的物理實(shí)驗課程，應(yīng)該包括四個方面的主要內(nèi)容：基礎(chǔ)性實(shí)驗、綜合性實(shí)驗、設(shè)計性實(shí)驗、研究性實(shí)驗。形成從低到高、從基礎(chǔ)到前沿、從傳授知識到培養(yǎng)綜合能力，逐級提高的大學(xué)物理實(shí)驗課程新體系。在課程安排上可以根據(jù)不同的專業(yè)特點(diǎn)在不同的學(xué)期分別開設(shè)必修和選修實(shí)驗課，以此保證大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)的效果。

1．基礎(chǔ)性實(shí)驗，主要為基本物理測盤、基本實(shí)驗儀器的使用、基本實(shí)驗技能的訓(xùn)練和基本測量方法與誤差分析等，涉及到力、熱、電、光、近代物理各個學(xué)科，為普及性實(shí)驗，培養(yǎng)基本的實(shí)踐能力。

2．物理等多個知識領(lǐng)域，綜合應(yīng)用多種方法和技術(shù)的實(shí)驗。此類實(shí)驗的目的是鞏固學(xué)生在基礎(chǔ)性實(shí)驗階段的學(xué)習(xí)成果、開闊學(xué)生的眼界和思路，提高學(xué)生對實(shí)驗方法和實(shí)驗技術(shù)的綜合運(yùn)用能力和創(chuàng)造能力。

3．設(shè)計性實(shí)驗，是學(xué)生根據(jù)給定的實(shí)驗題目、要求和實(shí)驗條件，由學(xué)生自己設(shè)計方案并基本獨(dú)立完成全部操作過程的實(shí)驗。此類實(shí)驗可使學(xué)生了解科學(xué)實(shí)驗的全過程、逐步掌握科學(xué)思想和科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗的能力，以及運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的能力和創(chuàng)新能力。

4，研究性實(shí)驗，是組織若干個圍繞基礎(chǔ)物理實(shí)驗的課題，由學(xué)生以個體或團(tuán)隊的形式，以科研方式進(jìn)行的實(shí)驗，培養(yǎng)學(xué)生的研究、開發(fā)應(yīng)用能力。

三、完善實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容是大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革的重要內(nèi)容

以往的物理實(shí)驗教學(xué)，都是以驗證性實(shí)驗為主，這種模式有它的好處：簡明、清晰、省時、實(shí)驗成功率高。但是它的弊端也是很明顯 學(xué)生長期按照指定的步驟進(jìn)行實(shí)驗，長期的程序化記憶、程序化操作，會磨滅學(xué)生對物理實(shí)驗的興趣，學(xué)生在整個實(shí)驗過程中始終是被動的，不利于開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。

按照大學(xué)物理實(shí)驗課程體系的要求應(yīng)建設(shè)一批綜合性，設(shè)計性和研究性的實(shí)驗項目。開展實(shí)驗項目設(shè)計，可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新設(shè)計的能力，這一過程以突出實(shí)驗設(shè)計方法設(shè)計思路、先進(jìn)實(shí)驗手段的合理運(yùn)用等教學(xué)內(nèi)容力主體，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，因材施教，在實(shí)驗教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗技能，科學(xué)研究能力、進(jìn)而全面提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。教師在組織學(xué)生開展實(shí)驗項目設(shè)計時，可引導(dǎo)學(xué)生閱讀、查找一些實(shí)驗資料、實(shí)驗儀器的代用品、實(shí)驗裝置的改進(jìn)等有關(guān)資料，以開闊學(xué)生的視野，啟迪學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維。在實(shí)驗項目的設(shè)置上，注重實(shí)踐與理論相結(jié)合，可將教師的科研項目轉(zhuǎn)化為實(shí)驗項目，開設(shè)融設(shè)計性、綜合性、科研實(shí)踐性為一體的“物理創(chuàng)新實(shí)驗”，提高學(xué)生的科研興趣、科學(xué)素質(zhì)及創(chuàng)新意識。

由于招生規(guī)模的擴(kuò)大，學(xué)生的差異也在增大，在物理實(shí)驗內(nèi)容上可為一些實(shí)驗基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生開設(shè)預(yù)備性實(shí)驗以保證實(shí)驗課教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)有余力的學(xué)生開設(shè)提高性實(shí)驗，提供延伸課內(nèi)實(shí)驗內(nèi)容的條件，以盡可能滿足各層次學(xué)生求知的需要，滿足學(xué)生個性發(fā)展的需要，充分挖掘每個學(xué)生的創(chuàng)造潛力。

四、建立開放式實(shí)驗?zāi)Ｊ绞谴髮W(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革的關(guān)鍵

在傳統(tǒng)的實(shí)驗教學(xué)中，是嚴(yán)格按照課程表來進(jìn)行實(shí)驗安排的，學(xué)生只有在規(guī)定的課時才能進(jìn)入實(shí)驗室進(jìn)行實(shí)驗，這就造成了教學(xué)資源的浪費(fèi)。建設(shè)開放型實(shí)驗室，面向全校學(xué)生開放，在時間、空間和內(nèi)容上給學(xué)生較大的選擇自由。提供學(xué)生自主實(shí)驗的平臺，學(xué)生可以自行閱讀實(shí)驗室提供的資料，利用實(shí)驗室提供的設(shè)備，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生自主選擇并獨(dú)立完成實(shí)驗。形成自主式、合作式和研究式的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生主動性與創(chuàng)造性的實(shí)踐能力，提高學(xué)生科學(xué)實(shí)踐的素質(zhì)。學(xué)生還可利用校園網(wǎng)或因特網(wǎng)對實(shí)驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，使教學(xué)內(nèi)容在時間和空間上得到延伸，學(xué)生可以根據(jù)自己的時間，在任何地點(diǎn)自主地進(jìn)行學(xué)習(xí)，開拓學(xué)生的眼界，滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和給學(xué)生提供自學(xué)物理實(shí)驗的環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

五、建立科學(xué)的實(shí)驗考核體系是大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)改革的重要保證

在傳統(tǒng)的物理實(shí)驗教學(xué)中，實(shí)驗考核一般采用書面形式。它簡單明了、省時省力，但它的局限性也是十分明顯的。它無法全面體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗水平、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)習(xí)慣，造成了認(rèn)真做實(shí)驗的學(xué)生與不認(rèn)真做實(shí)驗的學(xué)生得到的分?jǐn)?shù)差不多的現(xiàn)象，很容易出現(xiàn)投機(jī)取巧、不踏實(shí)做實(shí)驗的現(xiàn)象。

針對上述問題，可以采取多種形式的考核方式，除了期末考核外，還要增加平時成績的比重，在注重結(jié)果的同時也注重實(shí)驗過程的考核，也就是注重學(xué)生實(shí)驗態(tài)度、實(shí)驗方法、實(shí)驗技能的培養(yǎng)。考核方法體現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)，也是對學(xué)生學(xué)習(xí)方法和實(shí)驗的導(dǎo)向。隨著實(shí)驗內(nèi)容的豐富，可以讓學(xué)生自主選擇所提供的實(shí)驗項目及實(shí)驗儀器完成實(shí)驗考核。學(xué)生也可以自己提出實(shí)驗課題進(jìn)行實(shí)驗研究，完成實(shí)驗研究論文及論文答辯，根據(jù)論文的創(chuàng)新性、內(nèi)容的豐富度和深度、答辯的情況綜合評分。