論大學物理實驗與學生創新能力的培養

摘要動手操作是創新能力提高的源泉，是高校培養人才并促使其不斷成長的必經之路，而大學物理的實驗教學本身就是一項非常具有探索性和創造性實際操作過程，所以說，大學物理實驗具有提高學生創新能力積極作用。本文就大學物理實驗與學生創新能力的培養問題展開論述。

關鍵詞大學物理實驗教學學生創新能力

中圖分類號:G64文獻標識碼:A

動手操作是創新能力提高的源泉，是高校培養人才并促使其不斷成長的必經之路，而大學物理的實驗教學本身就是一項非常具有探索性和創造性實際操作過程，所以說，大學物理實驗具有提高學生創新能力積極作用。

1 大學物理實驗的趣味性，能夠激發學生的好奇心理

對事物的好奇心理是推動科學探索不斷向前發展的巨大動力，是科學發現者具有堅強毅力與持久耐心的精神源泉，這是愛因斯坦曾經親歷的經驗和深邃的思考，對一切事物的好奇心理是伴隨愛因斯坦一生的心理狀態。人類歷史上的物理學發展史究其本質也是一部實驗物理的發展史，其間顯現出了大量的實驗內容、多樣的實驗方法以及眾多精密的實驗儀器，與此同時也涌現出了眾多為人類做出杰出貢獻的物理學家。不管是廣為流傳的經典實驗，還是著名物理學家的經歷以及創造性的貢獻，這一切都會對高校物理專業的學生帶來極強的吸引力和熏陶作用，大學物理的實驗教學可以為學生好奇心理的滿足營造良好的探究環境與科學的氛圍，以大學物理實驗的趣味性培養高校物理專業學生的“興趣”以及“好奇心”，這是一切創新活動的動力源泉。

2 大學物理實驗教學能夠培養大學物理專業學生的科學實驗能力

人類偉大的導師馬克思曾經說過:“科學是實驗的科學”?？茖W實驗就是人們在研究目的的動力驅動下，充分運用各種精密的儀器設備，人為的對所要研究的自然現象進行控制或者模擬，排除掉干擾因素，突出實驗的主要影響因素，從而能夠在有利的條件下論證科學事實的方法?？茖W實驗是獲取科學事實和檢驗科學假說、科學理論的基本手段，是科學認識不同于其他認識的根本特征;而科學實驗的方法也是科學創新以及科學發明的常用手段。

科學實驗在對自然現象進行的認識過程中具有十分重要的意義:首先，將復雜的自然現象簡化。自然現象由于受到各種因素的交互影響，是十分復雜的，這種復雜的顯現形式往往將自然現象背后的科學本質掩藏起來，應用科學實驗的方法，借助精密的科學儀器與專用設備所創造的有利條件，可以排除本實驗在自然的實際發生過程中所遇到的多重元素的干擾，這就對高校學生進行自然規律的深入探究提供了良好的科學環境。其次，進行科學的實驗研究能夠將科學實驗的應用對象置于強化的科學環境條件之中?？茖W實驗能夠給學生的自然規律的學習提供在自然界中沒有辦法直接獲取的完美條件(比如溫度控制、壓強控制、真空操作等等)，從而使進行物理研究的學生能夠對一些難以在自然界實現的環境進行直接控制或者是降低操作難度。再次，充分應用科學的物理實驗方法去發現和尋求一些自然規律以及新的科學技術方法、科學技術手段是十分可靠的和具有較強經濟性的。大學物理實驗的教學過程是一個使物理專業學生把科學原理從實踐轉化為認識，再從認識應用于實踐的一個過程，這一過程是一個曲折的、反復的、有可能耗時比較長的階段，同生產實踐相比較而言，科學實踐具有先行性、試驗性以及范圍小的獨特特征，是物理專業大學生進行知識轉化和知識推廣的基礎和保障。

在大學物理實驗中所運用的科學的實驗方法，不僅使辯證法與方法論能夠在科學實驗中能夠得到充分的體現，而且大學物理教學的理論與實驗課程共同構了成我國高校的課程體系，對于大學物理教學來說，理論與實驗的關系是既相互配合又相互獨立的，這就猶如人的雙腿，只有相互配合、交互協調才能走得更穩、行得更遠，只有使二者相輔相成才能培養出高素質的、具有創新精神的人才。大學物理實驗教學作為高校進行科學實驗教學的模擬，科學的實驗方法與實驗技術的發展對高校相關專業學生能力的培養就顯得尤為重要。

3 大學物理實驗對于培養大學生的科學觀察能力具有積極的作用

觀察指的是使觀察對象與觀察者的感官之間相互作用，并使觀察者的頭腦中產生感覺圖像。然而，一般意義上的感官圖像觀察與科學觀察是不能等同的，波普爾、庫恩等人不同意培根的“理論依賴于觀察、而觀察卻獨立于理論”的說法，波普爾、庫恩等人明確的提出了“觀察滲透理論”的說法。科學觀察不是單純的生理活動過程，而是屬于人類認識領域的范疇，科學觀察要受到觀察者已經具有的經驗以及所掌握的科學理論的影響，也就是所謂的“觀察滲透理論”。愛因斯坦也曾經明確提出:“是理論決定我們能夠觀察到的東西……只有理論，即只有關于自然規律的知識，才能使我們從感覺印象推出基本現象”。由以上分析可以得出，科學觀察是有目的、有選擇的，觀察什么、詳略如何、怎樣組織與聯系，都與研究的問題有關，與觀察者的理論素質有很大的關系，科學觀察是客觀性與觀察者的主觀能動性上的統一?？茖W觀察的客觀性，不僅僅只是反映在觀察對象本身的“物質客觀實在性”，而且還反映在科學觀察支撐面上的客觀性:首先，在標準的觀察條件下，觀察者所得到的感覺圖像(或觀察數據)是能夠重新演示的，應該排除觀察者主觀意識的歪曲猜想;其次，觀察者在科學觀察中所滲透的理論要經受過實踐的客觀檢驗;再次，觀察者在觀察中所使用的儀器設備與方法手段，應當符合科學理論的基本原理。

大學物理的實驗教學就是要讓物理專業的大學生逐步學會科學儀器的正確選擇，從而能夠使物理現象重新演示，能夠采用科學的實驗方法與實驗手段來進行科學觀察與學習，大學物理教學過程中學生對數據測量的學習，對已經學習過的科學理論的鞏固與驗證，以及對新的物理知識的研究與探索，這都是理論與實踐相結合的過程。

4 大學物理實驗是對物理專業大學生科學思維方法的訓練

直覺與靈感，是對事物規律(實質)的瞬間的穎悟，都是頓悟的心理現象。直覺著重強調的是未經漸進的精細的演繹推理而對規律性的快捷洞察;靈感著重強調的是在百思不得其解時對規律性的奇效頓悟。當然，直覺與靈感一般是出現在熟悉的、深入研究的領域，可以說是思維過程的簡化、跳躍。

這些思維形式在人類進行科學研究與創新活動中，都是不可或缺的，它們互相聯系、互相補充、互相促進，并與科學思維方法的運用緊密配合?？茖W思維方法有演繹方法和非演繹方法之分，演繹方法是從一般到特殊的必然性的推理;非演繹方法是分析與綜合、歸納與概括、類比與聯想、思想模型方法等，它們都帶有不同程度的或然性、偶適性和跳躍性。

大學物理實驗的原理推導、物理現象觀察、實驗方案設計與實施、數據記錄與處理等工作，經常用到上述思維方式和方法，是一項手、腦并用的綜合實踐過程。