大學物理實驗教學與應用型創新人才培養

黨的十八大把“創新”提到了前所未有的高度，強調創新人才的培養，強調學生創新精神的培養。全面提高學生的創新能力，培養應用型創新本科人才已經成為當前獨立學院的根本任務。在獨立學院的教學中，大學物理實驗作為理工科的一門必修基礎課程，具備明顯的基礎性、典型性和通用性，能夠訓練學生的科學實驗方法和技能，培養學生的實驗設計思想，鍛煉其理論聯系實際和實事求是的作風，對于培養應用型創新人才來講，具有別的學科無可比擬的優勢。

一大學物理實驗對于應用型創新人才培養的作用和意義

1培養學生的問題意識

物理實驗是一門基礎實踐課程，能夠充分調動學生的各個器官。特別是在那些探索性、設計性的實驗過程中，往往產生很多意想不到的問題，學生在意識到這些問題之后，就會產生一種困惑、懷疑和探索求知的心理，學生會自發的進入一種強烈的問題情境中去，經過教師的適時引導和學生的積極思考及實驗小組的探討，學生會主動探索和解決所發現的問題，這正是創新精神所要形成的基礎必備素養。

2培養學生的實踐動手能力

這里所說的實踐動手能力主要是指掌握科學實驗的手段和方法，能夠在實驗中認真觀察，如實記錄實驗現象和數據，力求客觀準確和真實可靠，在實驗過程中能夠積極思考，勇于發現問題，并在教師的引導下對問題積極思考主動探索，不盲從、不輕信，追尋問題的答案和解決方法。物理實驗本身就是一門動手實踐課程，通過實驗的鍛煉，學生能夠持有科學的態度，運用科學的方法，有方向、有目標的尋求和探索真理。

3培養學生的創新能力

首先，大學物理實驗尤其是以設計性為主的實驗，在實驗過程中引入了科學研究，打破了傳統教師、課堂、教材為中心的教學格局，創造了發揮個人創造意識的環境和氛圍，有助于培養學生的創新意識。再者，通過對相同實驗目標的不同探究體驗，引導學生從不同角度分析解決問題，培養其發散思維。實驗設計和探究過程中，注重學生的獨立思考，提高其思維的獨立性、靈活性和變通性，訓練他們的創新思維。最終，通過物理實驗的訓練，培養學生獲取信息、發現、分析、解決問題、科學設計、團隊協作、組織管理和語言表達的能力，最終實現創新能力的發展和提高。

二大學物理實驗培養應用型創新人才的教學方法

當前，獨立學院的大學物理實驗教學往往是沿承母體院校的實驗教學體系，存在內容陳舊、教師中心學生機械重復試驗等現象，在實驗中，往往是學生按照教師和教材中規定的實驗步驟，按部就班的操作，這在很大程度上阻礙了學生動手能力和創新能力的發展。學生創新能力的培養和提高，是通過創新的教育教學活動得以實現的。要實現應用型創新人才的培養目標，需要從改革實驗內容、改進課堂教學方法、改變教學方式、引入先進手段、改進評價方式等方面對當前的大學物理實驗教學進行改革和創新。

1改革實驗內容，增大設計性實驗項目比重

傳統的物理實驗教學內容側重驗證性實驗，實驗結論往往是教材上學過的理論知識，學生的興趣不高。實驗教學中應該改變這種現狀，要結合物理學的發展方向，及時更新教學內容，增加當前實用性的新技能和新技術。另外，加大設計性趣味性實驗的比重，把機械的驗證性實驗改造成探索性更強的設計性綜合性實驗。當然，實驗項目的設置上要注意符合學生的知識技能基礎，內容設置注重梯度性。比如學生做了“霍爾效應”的實驗后，讓學生利用霍爾效應制作磁控開關，做了“等厚干涉”實驗后，讓學生利用等厚干涉檢查表明粗糙程度等。在這些實驗之前，教師給出實驗要求，學生根據要求和目標分成實驗小組，進行資料查閱、制定實驗方案、選擇實驗器材、進行操作、完成實驗報告。在此過程中，教師要積極參與到小組實驗中去，適時地給予引導和幫助。通過這些新實驗項目，學生能夠把所學的理論知識和實驗技能進行靈活運用，大大提高了學生的實驗興趣，增強了學生發現并解決問題的能力，鍛煉了學生的科學思維及創新思維。

2改進課堂教學方法，拓展學生思維

在大學物理實驗教學中，要激發學生實驗興趣，拓展學生思維，培養其創新能力，除了更新實驗設備，具備一定的硬件條件之外，實驗指導教師還要不斷的研究和探索新的教學方法，改變過去簡單陳述原理、演示實驗操作的做法。首先，實驗知識和原理的解釋要注意層層深入。如在講到“數字電壓表調零”時，可以通過以下幾個小問題進行層層講解：為什么要在“+”“-”兩端短路接地后調零？一般情況下，為什么熒光屏上顯示“0.001、0.002、0.003”等不為零的數據且不斷跳躍變化呢？針對實驗中常見的這些有趣現象，邊演示邊講解，層層深入，激發學生的興趣，挖掘學生的創新潛力。其次，講解要注重通俗易懂形象生動。非物理專業的大學物理實驗課程時間短任務重，學生的基礎相對薄弱，教師要簡單明了形象生動的講解，力求給學生留下更多的時間思索和探究。最后，要學會適時設疑，激發學生興趣和創造性思維。教師可以利用教材中的難點設疑，如在“鋼絲楊氏模量的測定”這一實驗中，給出問題：在直徑為0.5mm的金屬絲下懸掛1kg的物體，鋼絲長度會有細微的變化，怎么測量這種變化？還要注意在實驗中引導學生發現和提出問題。如有的學生在“等厚干涉”實驗中會提出這樣一個問題：光從光疏介質射向光密介質的時候，為什么只有垂直或者掠射才會產生半波損失，其他情況如何呢？在學生有這些疑惑時，教師要及時引導學生參閱有關書籍，解決這些疑惑。

3改革實驗教學方式，實施開放式實驗教學

除了常規的實驗課堂教學之外，可以開展大學物理實驗室開放，實現時間、設備資源及教學方法和手段的開放。在常規的實驗課堂時間外，由學生預約登記，合理安排實驗時間。學生每項實驗的時間長短上也不做限制，讓他們根據自己的實際情況和實驗項目難度進行實驗，以加強其實驗技能的訓練和便于實驗探究的充分性。另外，開放實驗設備資源，一方面便于提升學生的實驗課預習效果，讓學生對照實驗器材進行預習比傳統對照課本進行預習的效果要好得多，便于他們充分了解各種實驗器材的功能和使用方法，大大提高了課堂實驗效率。另一方面，有助于培養學生對物理實驗的興趣，實驗室開放過程中，便于學生大膽嘗試，實驗技術人員或指導教師主要起到引導作用，變授之以魚為授之以漁，放手讓學生去探索，鼓勵他們多嘗試，從多種嘗試所出現的各種現象或故障入手，啟發學生積極思考，分析和解答所見到現象的原因，得出正確的實驗結論。

4引入先進教育技術，豐富大學物理實驗內容

隨著科技的進步和時代的發展，現代物理實驗逐步與先進的科學技術接軌，因此，教學中要注重將現代技術的成果滲透到實驗教學中去。如將光纖技術、磁共振技術、傳感器技術等應用到物理實驗中，將多功能數顯卡尺、CCD圖像采集等現代化一起引入實驗教學，提升物理實驗室的現代感，提高學生對新知識和新技術的適應能力和創造力。另外，為充分發揮有限實驗資源的教育作用、節約教學成本和讓學生接觸更多的實驗，開拓視野，必須在物理實驗教學中引進和運用現代教育技術手段，如幻燈機、實物投影儀、CAI、計算機仿真實驗、網絡等等。通過計算機仿真軟件，讓學生在虛擬的環境中接觸更多的現代化設備和科學實驗方法，能夠大大的開闊視野和思維，提高學生的綜合能力。

5改進評價方法，促進學生實踐創新能力提高

大學物理實驗課程是一門操作性很強的基礎實踐課程，不能單以期末考試成績作為對課程掌握程度的判定標準。在課程評價上要加大平時成績的比例，平時成績中對學生實驗能力的評價既要重視實驗結果的正確與否，更要重視學生參與實驗的過程，對學生動手、動腦、思維、設計、查閱文獻等各種能力的考查都要考慮在內。對于實驗過程中，能夠獨立提出創新實驗方法或有獨特見解的學生要給予附加分值，給出較高評價。期末考試既要包括科學實驗理論知識的考量，更要重視動手操作能力和創新能力的考察。讓學生獨立完成本學期曾做過的一個實驗項目，或者分組合作完成一個實驗項目的設計，等等。

總之，為社會培養出更多應用型創新人才，提高學校的人才培養質量，我們的大學物理實驗教學必須進行教學內容、方法方式的改革，采用創新的教育教學方法。在教學中充分發揮學生的主體地位，加強教師對學生的引導，不斷聚焦學生的注意力，鼓勵學生發現、提出、探索和解決新問題，不斷啟發和激活學生的好奇心和創新思維，全面提高學生的綜合能力，提高物理實驗教學對學校應用型創新人才培養和服務社會的貢獻度。

參考文獻

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