淺談如何在研究生實驗中提高創新能力

摘要：研究生實驗教學是研究生培養過程中的重要組成部分，是培養創新型人才的中心環節。實驗教學在培養學生動手能力、分析解決問題能力、正確思維方法及嚴謹工作作風等方面起著重要作用。本人結合自己的實驗教學體會，認為在實驗中需要樹立以學生為中心的實驗教學觀念，不斷提高實驗教師的素質和敬業精神，努力嘗試研究性學習方式，培養創新能力。

關鍵詞：研究生實驗教學；創新；人才培養

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）11-0114-02

引言

在新世紀新階段，高等教育的目的不再單純地向學生灌輸百科全書式的知識，而是著重培養他們獲取知識、掌握方法、提高技能、獨立思考問題和解決問題的能力。而研究生教育作為高等教育的重要組成部分，其主要目標就是為國家培養高素質創新人才和高科技中堅力量，其中重要的一環就是研究生業務能力教育，具體來說就是要求研究生能夠掌握本學科的專業基礎理論、專門知識和基本技能，具備從事相關科學研究的能力；或具有獨立擔負專門技術工作、解決工程技術問題的能力；具有創新精神和創新能力，具有合作精神和一定的組織管理能力。要實現上述能力培養，需要在教育中很好地結合理論課程教育和實驗教育，實驗課程教育則是專門瞄準研究生動手能力及理論運用能力的培養和開發。本文結合研究生實驗課程教學經驗，探討如何加強研究生實驗教學，培養高素質的創新型科研人才。

一、樹立“以學生為中心”的教學觀念

實驗教學是研究生教學中的有機組成部分，是一門相對獨立的基礎課程，實驗教學能為幫助研究生正確認識事物及其變化規律提供實驗事實，培養學生運用所學的理論分析和解決實際問題能力，掌握一定的工程實驗方法和技術，培養研究生從事工程實驗的能力。研究生不僅要通過實驗教學來驗證自己所學習的理論知識，更重要的是通過實驗教學幫助研究生培養實事求是的科學態度，培養自主學習的能力，培養團結互助的團隊精神和勇于開拓的創新思維。在學習過程中，不應該讓學習者被動地接受知識，而應當積極地構建尋求知識的過程。而教師在這整個實驗中應當充當一個引導者的角色，主要工作和目的是引導、啟發、組織和激勵學生，提高學生對于實驗的學習興趣，自主地去學習和分析實驗中所涉及的實驗現象；努力讓學生構建物理場景，讓學生成為實驗的主體，提高學生的動手能力、思考問題的能力和解決問題的能力；認真觀察學生在實驗過程中的實際操作的全過程，注意實驗細節，及時地給予指導。比如，在教授激光技術實驗中，逐步地引導學生思考，認清各種激光器的相同點與不同點，引導學生去思考各種激光器展現的現象與特性，結合本科及碩士階段所學的《激光原理》、《激光技術》課程，讓他們去思考其中的物理本質，而不是一味地灌輸，從而達到加深對激光器認識的目的。

二、提高實驗教師素質及愛崗敬業精神

陳舊的教學方式很難培養出適合現代社會的高素質科技人才，而教師的能力與素質直接決定了教育質量的好壞。因為教師的主要工作對象是學生，而對于研究生學員來講，教師的能力與素質更是直接影響著學生的發展，專業淵博的知識、深厚的理論功底、規范的實驗操作、嫻熟的實驗現象分析能力都會成為學生的表率。而愛崗敬業更是一個優良教師具備的最基本素質，是對事業全身心地投入和不悔追求的信念，是拼搏奮斗的動力以及事業成功的保證。在以往的很多實驗中，由于教師不愿在重復性的實驗教學上下工夫，常常導致教學方法的單一，很多時候會出現實驗初期較負責，后期就應付了事，只是為了完成任務而安排實驗，并沒有全身心地投入，對實驗過程不負責任，根本達不到鍛煉學生技能，提高學生獨立思考問題、解決問題的能力的目的。在我院所開的激光技術實驗中，分為四個子實驗：法—珀腔干涉儀及氦氖激光器實驗、半導體激光器綜合實驗、半導體泵浦的YAG固體激光器及激光陀螺實驗，是三類典型的激光器及一種激光器的典型應用。在實驗安排方面，由四名教師分別負責一個子實驗，并安排一名教輔學生協助指導實驗，教師在每個實驗開始之前對實驗所涉及的背景、基本原理、典型應用、實驗設計、實驗注意事項等進行詳細的講述，使得研究生學生可以很快了解實驗內容，很好地與以前學過的知識相融合，提高實驗的效果。在這個環節中，實驗教師要認真備課，努力提高自己的教學素質，不但要了解自己實驗中所涉及的激光器，同時要了解各個激光器之間的區別和聯系，積極地引導學生開展實驗，讓學生對實驗中所出現的現象從原理上進行分析，加深實驗教學的效果。

三、提倡研究性學習，培養創新能力

研究性學習是國家教育部于2000年提出的一種學習理念，是指在教師的引導下，選擇典型問題進行分析和研究，在此過程中主動地獲取知識、應用知識、解決問題，從而提高創新精神和創新能力的一種學習活動。開展研究性學習，本質是讓學生對知識實現自我構建，關鍵在于改變傳統的教學方式。在以往教學中，往往注重理論教學，而實際上應當大力開展實驗教學，把兩者有機地結合在一起。實驗是培養研究生學習技能、提高創新能力的重要套途徑，可以培養學生分析問題、解決問題的能力。例如在半導體激光器綜合實驗中，采用兩個柱透鏡對半導體輸出的橢圓光斑進行整形。在實驗前，首先讓學生搜集大量的半導體激光器光束質量、光斑形狀、光束整形等方面的知識，讓學員自己設計光路，觀察整形的效果。在實施過程中教師要提出啟發性問題：（1）為什么在實際的應用中要對半導體激光器的光束進行整形？（2）柱透鏡在其中的作用是什么？（3）光束整形的基本原理是什么，物理本質是什么？等等。學生根據已學的《應用光學》、《激光原理》等課程的知識，親自調試實驗系統，觀測各種實驗現象，分析實驗現象，獲得結論。教師只要按照原理稍加引導，稍做歸納，就能突破實驗教學中的難點，達到實驗目的。通過這種方式，更能增強學生的實驗興趣，提高學生的創新能力，從而達到提高科研實踐能力的目的。

四、結論

研究生實驗教學對于研究生培養專業的基礎理論、專門知識和基本技能，培養獨立從事相關科學研究能力，塑造創新思維與實踐能力，鍛煉合作精神和組織管理能力等，都具有重要的促進作用。幾年來，我院光電技術類研究生實驗教學體系建設成效顯著，建成了一批先進的研究生實驗教學平臺，培養了一批高素質的教學師資隊伍，創立了系統科學的實驗教學內容和實驗教學方式，取得了很好的教學效果。

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