物理實驗教學中培養學生的創新能力

摘要: 實驗是一切科學發現的基礎。物理實驗教學對培養學生的創新能力具有先天優勢，也是培養學生創新能力的有效途徑。高校應著力加強實驗室建設，改善實驗室的實驗環境，從師資隊伍建設、教學考核評價制度、實驗室向學生開放、設立學生自主設計實驗課等方面，為提高學生的科技創新能力提供必要的條件。

關鍵詞:物理 實驗教學 創新能力

高等教育質量是高等教育的生命線。教育部長周濟院士指出：大學必須“堅持傳授知識、培養能力、提高素質、協調發展，注重能力培養，著力提高大學生的學習能力、實踐能力和創新能力，全面推進素質教育?！睂嶒灲虒W是使大學生更深刻理解掌握所學理論知識、訓練實際能力，培養創新精神的最重要的教學環節。

一、物理實驗教學于學生創新能力提高

1．學生創新能力的提高亟待加強物理實驗教學

從科學的發展史可以清楚地看出，一切科學發現都是在科學實驗中得到或經過科學實驗證明的。因此，實驗是一切科學發現的基礎。人們所熟知的庫侖定理、高斯定理、歐姆定理、浮力定理等都是在實驗中發現、歸納出來的。近年來，我國大學連年擴招，高校的辦學規模急劇擴大，實驗經費的投入明顯不足。特別是一些地市專生本的學校，由于財力較差，無力顧及實驗室建設，實驗儀器陳舊落后、數量不足，日常運行經費難以維持正常運轉，使學生在實驗中鍛煉創新能力的機會大打折扣。近年來的大學畢業生既有思想活躍、工作熱情、英語好、計算機應用能力強等優點，又有高分低能、脫離實際、眼高手低、解決實際能力差和創新能力低等缺點。不少外國專家評價中國學生時說，中國學生是考試中抓高分的能手，但實際動手能力差，創造性差。周濟也指出：“我國本科教學質量在世界上是先進的，但是也有嚴重不足，最為突出的就是實際能力較差?！睉撜f，實驗教學薄弱，是造成理工科學生實踐、創新能力差主要原因。一個真正的拔尖創新人才，必須具有較強的實驗能力和創新能力。

2．物理實驗教學于學生創新能力培養具有先天優勢

在物理學發展的歷史長河中，我們已經知道，一切物理規律的發現都是在科學實驗中得到或經過科學實驗驗證的。物理學的研究是從實驗和自然現象的觀測開始的，先通過許多不同的而又相互有關的現象所獲得的大量資料進行比較、分析、抽象成物理模型，產生出假說。在這個過程中如果不具備創新能力，是不可能從雜亂無章的現象中分析、抽象成假說的。形成假說后，還需要有更多實驗驗證，再經高度的概括，形成概念，建立定律，從而構成系統化的知識，這就是物理理論。這里的“高度概括”是創新能力集中體現。理論能使許多實驗事實聯系起來，同時還在一定程度上預言新的現象，進一步指導新的實驗。將新實驗結果與理論的預期加以對比，檢驗這個理論是否正確或有多大誤差，以次再對理論進行修正和更新。

“修正和更新”表現出了更高的創新能力。這樣，物理實驗和理論之間相互依存、相互促進的關系，使物理學在理論與實際相結合的基礎上，在創新能力的推動下穩步前進。

物理實驗教學，要走科學家發現真理的道路，像科學家探究物質世界那樣，去一步步地發現、創新。所以物理實驗教學對培養學生的創新能力具有先天優勢。

3．物理實驗教學是學生創新能力培養的有效途徑

物理實驗教學是以物理實驗為主要內容進行的一種教學形式。物理實驗教學不是物理知識教學和能力訓練的輔助形式，而是一種獨立的教學形式。在物理實驗教學中，不僅要讓學生在獲取知識和鞏固物理知識的過程中，理解和掌握運用觀察和實驗手段處理問題的基本程序和技能，還要培養學生敢于質疑的習慣，嚴謹求實的態度和不斷探索的精神，培養學生的觀察能力、思考能力和實際操作能力，為培養學生的創新能力打下良好基礎。

其一，拓展驗證性實驗，在培養學生科技創新能力上下工夫。用驗證性實驗驗證已有結論，僅是驗證性實驗的最低目標，培養學生的創新能力才是根本目的。某些教師認為，準備和指導實驗，既費時間又難以見到成效，對自己的水平提高和業績考核幫助不大。因而不愿在實驗教學上下工夫，只要能讓學生驗證出結論，就算完成了任務。所以教師就把實驗過程、步驟寫得十分詳細，甚至把電路聯好，儀器調好，以減少學生花費的時間，進而減少實驗指導中的麻煩。這樣就把培養學生的創新能力拋在了腦后。

教師應充分發揮物理實驗教學在培養學生創新能力方面的先天優勢，在實驗前應讓學生了解該物理實驗的歷史背景，物理學家做該實驗的反復過程。實驗時，應盡最大可能讓學生設計實驗過程和步驟，讓學生連接電路，調試儀器，教師要跟蹤指導。學生觀察到的現象或采集到的數據有時不符合預想結論或已知規律，應鼓勵學生對已知規律的質疑。要知道物理學的任何一次進步都是在出現了與權威結論不一致的現象后而大膽質疑所推動的。原有結論驗證后，應鼓勵學生改變實驗條件或對實驗進行改進，重作實驗。

其二，設立自主設計實驗，讓學生像科學家探究自然那樣去創新。物理學源于生活，源于自然。教師應按照努力培養學生創新能力的精神，列出一系列可以激發和滿足不同層次學生的探索與創新欲望的解釋自然現象、生活現象的自主設計實驗，以達到培養不同層次創新能力的目的。教師應選取合適的、需要探索的問題作為實驗內容，引導學生在運用知識的探索過程中有所創新地解決問題。學生也可自主設計實驗內容進行實驗。教師應對實驗過程適當引導，使學生在相對獨立的實驗活動中體會創造的艱辛和愉悅。自主設計實驗比課堂教學有更廣闊的活動空間和思維空間，學生在自己探索物理規律的實驗過程中，可以把動手和動腦結合起來，鍛煉和培養自己的創新能力。

二、加強物理實驗教學，培養學生創新能力

1.提高認識，加大投入。廣大教師，特別是各級領導，要提高對物理實驗教學的認識，加大對實驗教學投入，使實驗室環境和硬件建設努力達到學生實驗對實驗室的要求，為提高學生的創新能力提供必要條件。

2.加強實驗教師隊伍建設。建設一支高水平的責任心強的實驗教師隊伍，增加實驗教師編制，改善實驗教師待遇，讓實驗教師全身心地投入到培養學生創新能力的事業中去。

3.健全實驗教學考評制度。要把實驗課的成績像理論課那樣計算成績和學分，特別要注重考察學生的動手操作能力和自主創新能力。對學生的自主創新能力要像英語和計算機過關那樣嚴格考評，頒發證書。對培養出具有自主創新能力的學生的優秀教師，給以大力表彰和獎勵。

4.加強重點實驗室建設。對重點實驗室的評估要增加對培養學生創新能力考評的指標，對學生科技創新能力的培養不達標則取消其重點實驗室資格。

5.向學生開放學校實驗室。允許學生帶著自己思考的問題，在實驗教師指導下，在實驗室內作實驗。這應該成為實驗室和實驗教師應盡的義務。

6.變自主設計實驗為獨立的實驗課。學?？稍O立學生自主設計實驗的實驗教室，配備自主設計實驗的輔導教師，設立一系列較開放和寬松的實驗課題，供學生選做。

參考文獻：

［1］關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見［DB/OL］. http://xcb.hxu.edu.cn/LLZCgaoxiaobenkejiaoxuegongzuodeyijian.htm， 2006.08.08.

［2］汪昭義.普通物理學［M］.華東師范大學出版社.