大學物理實驗中學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑

徐蘭云

摘 要： 實驗教學作為我國實施科學素質(zhì)教育的基本教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效途徑。本文針對大學物理實驗教學存在的一些不足，對如何讓學生產(chǎn)生對大學物理實驗課程學習的興趣及培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和提高創(chuàng)新能力的途徑進行了深入探討。

關(guān)鍵詞： 大學物理實驗教學 創(chuàng)新能力 培養(yǎng)途徑

培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新意識和科研能力，提高大學生實踐動手能力是新期我國高等教育教時學改革的重要議題[1]。“大學物理實驗課程”是本科生進入大學后的第一門實驗課，是理、工科本科生的必修課程。該課程在創(chuàng)建綜合性、有特色、開放型、高水平大學和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用。認真探討大學物理實驗教學如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和提高創(chuàng)新能力是實驗教師必須做的工作。面對一門基礎(chǔ)性極強的實驗課程，究竟可通過哪些切實可行的方法和途徑達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和提高創(chuàng)新能力的目的呢？下面筆者就此談?wù)勏敕ā?/p>

1.大學物理實驗教學現(xiàn)狀的分析

對于理工、工科等大學生而言，通過大學物理實驗這門基礎(chǔ)課程的學習，學生應(yīng)能夠具備一定的科學素養(yǎng)及將理論運用于實際的能力、動手操作能力和迅速適應(yīng)時代科技發(fā)展的綜合技能。雖然以往的大學物理實驗課程上取得了一定的成績，并伴隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，為順應(yīng)時代科技的要求，各高等學校也對大學物理實驗課程的教學從教學體系、教學內(nèi)容、教學方法等方面進行了或多或少的改革。但是，由于存在受到教學理念、師資條件限制及教學模式的僵化等問題，使得學生在學習過程中不能提起對大學物理實驗課程學習的興趣，更談不上培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和提高創(chuàng)新能力了。主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.1思想觀念的偏轉(zhuǎn)

近年來對有關(guān)大學物理實驗教學現(xiàn)狀的調(diào)查結(jié)果表明，對大學物理實驗課的開設(shè)，師生在思想上重視不夠。首先從教師到學生，“重理論，輕實驗”的思想依然較嚴重；其次，很多學生認為大學基礎(chǔ)物理實驗都是一些最普通的、簡單的操作，而這些在飛速發(fā)展的二十一世紀的工作中根本起不到作用，因而在實驗中只是走走過場、敷衍了事；再次，由于對基礎(chǔ)物理實驗的認識不夠，加上現(xiàn)在很多應(yīng)用性很強的專業(yè)快速發(fā)展，使得在基礎(chǔ)物理實驗教學中所應(yīng)有的硬件建設(shè)有限。

1.2實驗教學模式僵化

現(xiàn)行對大學物理實驗的教學模式仍然是以教師為主導，缺乏讓學生自主實驗的機會。大學物理實驗教學的基本原則沒有得到充分體現(xiàn)，教學方式呆板，從教學內(nèi)容到教學方式?jīng)]有給學生留出足夠的發(fā)展空間。就分組實驗來說，教材從實驗目的、實驗原理、儀器、操作步驟到注意事項，都寫得面面俱到。然而每次實驗課教師還要花相當長的時間根據(jù)教材講實驗目的、原理……然后學生照著現(xiàn)成的實驗步驟操作幾下，取幾個數(shù)據(jù)，實驗就算完成了。然而這樣做實驗，收獲甚微。現(xiàn)階段往往是一個實驗小組（8—10人）的學生在同一時間做同一個實驗，用同一種方法、相同的儀器，且都要在一定時間內(nèi)完成，得出同一結(jié)論，這樣就有可能導致部分學生看別人怎么做，自己就怎么做，有的甚至竊取別人的數(shù)據(jù)敷衍老師。在實驗過程中既不認真觀察實驗現(xiàn)象，又不記錄有關(guān)數(shù)據(jù)，更談不上認真思考。很顯然，這種教學模式不利于提高學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，不利于引導學生突破思維定勢，更不利于學生創(chuàng)新思維的發(fā)展。

2.培養(yǎng)大學生物理實驗創(chuàng)新能力途徑的探討

大學生物理實驗創(chuàng)新能力的培養(yǎng)包括課內(nèi)課外多方面的渠道，教學模式就是對多種教學方法、手段和途徑的綜合，經(jīng)過特定的步驟形成的一種穩(wěn)定的教學結(jié)構(gòu)形式。不過，它是以課堂教學為中心，一直延伸至課外的綜合形式。由于課堂教學要受到時間和空間的限制，因此有必要考慮從課內(nèi)到課外的多種教學途徑，以便更有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。尋找大學生物理實驗創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑，必須以建構(gòu)主義教學理論[2]、非線性自組織理論[3]和后現(xiàn)代主義教育教學觀[4]為指導，這些途徑之所以能夠培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力是由大學物理實驗內(nèi)在的創(chuàng)新教育功能決定的。

2.1加強大學物理實驗的趣味性

在人們的觀念中，大學物理實驗總是與嚴肅的科學研究相聯(lián)系，實驗中需要嚴格的邏輯推理和靈活的動手操作，被認為是培養(yǎng)科學思維和動手能力的手段，這種觀念大大忽視和淡化了大學物理實驗的趣味性。實際上，增強大學物理實驗的趣味性已成為迫在眉睫的問題，根據(jù)多年的實驗教學情況，學生對大學物理實驗缺乏好奇心和求知欲。如果繼續(xù)忽視大學物理實驗的趣味性，將最終扼殺大學生的創(chuàng)新意識，給大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)造成負面影響，因此有必要探索大學物理實驗趣味性教學的途徑[5]。

2.1.1加強演示實驗教學，增強學生的好奇心。

首先，大學物理演示實驗是光、聲、色彩的合理融合，從視覺和聽覺方面都能刺激學生的感官，增強趣味性，同時是新穎性與研究性相結(jié)合，有利于激發(fā)學生的求知欲。例如，在做音叉振動實驗前，先觀察演示實驗——噴水魚洗現(xiàn)象，必將大大激發(fā)他們的求知欲和好奇心。當學生看到魚洗的水波、水花的濺起，聽到銅盆的嗡嗡聲時，就會對受迫振動和共振原理有直觀的感受，從而思考其中的道理。如果每次大學物理實驗前，都用相關(guān)的演示實驗激發(fā)學生的興趣，則必將大大削弱物理實驗的枯燥感，提高學生探索研究的熱情。

其次，在演示實驗過程中要注意提高學生的參與意識和主觀能動性，讓學生成為學習的主體。要提高學生的參與意識和主觀能動性，最大限度地調(diào)動他們的積極性，增強學生動手能力是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。讓學生做演示實驗，使他們有表演和參與的機會，也有發(fā)揮自己潛能的舞臺。學生的積極性被調(diào)動起來，教學目的自然就達到了，而且效果事半功倍，比起教師“苦口婆心”的教誨，印象要深刻得多。

2.1.2適當組織學生參觀高科技設(shè)施，使學生了解高科技發(fā)展的前沿。

高科技設(shè)施要么龐大，要么精巧，本身就有很大的吸引力，更重要的是高科技與大學物理實驗有關(guān)內(nèi)容有聯(lián)系。例如，參觀激光技術(shù)研究所設(shè)施，會使學生聯(lián)想到聲光效應(yīng)，利用聲光效應(yīng)制成的調(diào)制器和偏轉(zhuǎn)器可以快速而有效地控制激光束的頻率、強度和方向，從而擴展激光的應(yīng)用范圍。再如，參觀粒子加速器的有關(guān)設(shè)施可以使學生領(lǐng)略到電磁變化如何引起粒子能量和質(zhì)量的變化；參觀托克馬克裝置使學生領(lǐng)略核聚變的巨大能量。另外，引導學生參觀科技館的展覽，可讓學生了解當今科技的飛速發(fā)展與大學物理實驗之間的直接或間接的聯(lián)系。因此，在條件允許的情況下可適當組織學生參觀高科技設(shè)施，使學生了解高科技發(fā)展的前沿，增強創(chuàng)新意識。

2.2組織學生進行課外創(chuàng)新活動

大學物理實驗的一個顯著特點是其實踐性，這就決定了物理實驗所學課堂知識可以延伸至課外，在課外活動中，教師有計劃有目的地引導學生組織一些創(chuàng)新活動，既能充實學生的課余生活，又能豐富學生的創(chuàng)新實踐，使學生所學有所用，創(chuàng)新思維和動手能力得到較好發(fā)展。

大學物理實驗是一門綜合性學科，覆蓋面廣，對幾乎各個專業(yè)都具有吸引力。各個專業(yè)特點不同，在大學物理實驗教學中的側(cè)重點也不同，把大學物理實驗知識與各個專業(yè)特點相結(jié)合，組織學生進行一些科技活動，將能更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。例如對于土木工程專業(yè)的學生可結(jié)合力學方面的實驗搞一些創(chuàng)新研究，比如改進楊氏彈性模量的測量；對于電子專業(yè)學生可結(jié)合電磁學方面的實驗搞一些小改進、小制作，比如用傳感器改進某些實驗的測量方法，自動測溫溫度計的制作，等等。讓各專業(yè)的學生發(fā)揮特長，發(fā)展個性。當然，在這些活動中，教師的組織、指導作用是必不可少的。

2.3加強網(wǎng)絡(luò)實驗教學建設(shè)

建立網(wǎng)絡(luò)化的實驗教學和實驗室管理信息平臺，實現(xiàn)網(wǎng)上輔助教學和網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理，有利于建立激勵學生學習和提高學生能力的有效管理機制，創(chuàng)造學生自主實驗、個性化學習的實驗環(huán)境；有利于建立實驗教學的科學評價機制，引導教師積極改革創(chuàng)新。同時，利用網(wǎng)絡(luò)教學的優(yōu)勢，可為學生提供創(chuàng)新平臺，有利于學生交流創(chuàng)新見解。

3.結(jié)語

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是實驗教學的主要目標，改變傳統(tǒng)觀念，開拓多種新的途徑和方法培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是教育工作者的責任，也是值得不斷探索的課題。同時培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的途徑是多種多樣的，隨著教學環(huán)境的改變我們一定能探索出更多的培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的途徑。

參考文獻：

[1]李濱，王芳等.大學生實驗創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新途徑[J].實驗技術(shù)與管理，2010，27（10）.

[2]羅嬌.淺議建構(gòu)主義教學理論對高校中培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的啟發(fā)[J].學理論，2011（06）.

[3]鄭雪梅.自組織理論對物理創(chuàng)新教育的幾點啟示[D].遼寧師范大學，2010.

[4]肖靚莎，彭希林.后現(xiàn)代主義教育理論對提升大學生學習力的啟示[J].文教資料，2009（14）.

[5]劉向遠.大學物理實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的研究[D].合肥工業(yè)大學，2007.