物理實驗教學中創新意識和創新能力的培養

何祖明

摘要：通過剖析我院物理實驗教學的實際情況，闡述了當前的教學模式存在的問題，構建了啟發性物理實驗教學的新模式，研究了在物理實驗教學過程中如何提高學生們的創新能力。

關鍵詞：啟發性教學；創新意識；創新能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）30-0109-02

當前科學技術迅猛發展，社會對創新型人才的要求越來越高。創新能力可以認為看作產生新假設的創新思維能力和創造新事物的創造技能，創新意識和創新能力越來越成為社會的焦點，因此，全面提高學生的綜合素質，培養學生的創新意識和創新能力，已經成為我國教育教學改革的重點之一。創新能力是人才競爭力的體現，也是立足世界根本，也是國家綜合國力的體現，增強創新能力的培養是高校教育教學最為重要的目標之一。有資料分析表明，中國的學生和國外學生相比，應試能力強，但動手能力特別是創新能力較差，與西方發達國家學生存在很大的差距。目前的大學物理實驗教學，雖然強調培育學生的創新意識和創新能力，實際卻并非如此，學生只是完成所修的學分，教師完成工作量。我們要改變目前的物理實驗教學模式；重新認識學生創新能力，重新設計大學物理實驗項目，其中大學物理實驗對培養大學生創新能力特別重要。通過我對物理實驗教學情況的調查和研究分析，得出需要解決以下兩個問題：（1）從現實情況的問題出發，用教育理論為指導，在大學物理實驗教學過程中培養學生的創新意識；（2）考查學生在物理實驗方面創新的真實情況。

一、現行應試教育模式

但是由于時代的變遷和進步，理論教學與實驗教學嚴重脫節，嚴重制約了學生動手實踐能力的培養。學院原來的實踐及實驗教學模式，實驗項目內容已不適應目前的社會需求。具體表現：（1）教學內容單一，教學方法單一，專業性不強；（2）新知識、新方法、新技術較少；（3）驗證性實驗較多，綜合性和設計性項目較少；（4）校外實踐基地較少。高校的創新性人才的培養趨于弱化狀態，地方政府很少對學校提供經濟支持。由于以上原因，在一定程度上限制了學校的辦學條件，也抑制了學生學習的積極性、獨立思考的興趣和激情，阻礙了學生個性的發展，因而不利于創新人才的培養。忽視了認知過程中學生的主觀能動性，從而束縛了學生發散思維，不利于學生創新和創造能力提升；學習及消化方式是以記憶為主，跟著教師的思路，沒有自己的主張，不能大膽的去嘗試自己的想法，被強迫讀死書，創新不夠。

二、啟發性教學模式

啟發性教學是學生自主思考，探索學習，自主發展，獨立完成，從被動性的學習變為主觀性的學習，這樣學生的主觀能動性得到極大發揮，提高分析問題和解決問題的能力，教師只是起引領調控作用。啟發性教學課堂具有靈活多樣性和隨意性。在傳統的教學中，學生獲得知識的途徑大多是在教室、實驗室獲取，這就在很大程度上限制了學生創新能力的培養和扼殺了學生的奇思異想，啟發性教學則充分體現了學生學習的創新意識和創新性，使學生在學習的過程中，感受到創新學習的樂趣。

三、如何培養學生的創新能力

1.改變教學模式。我們常州大學懷德學院改進了目前的實驗教學模式，對傳統教學模式進行了新的研究與探索。改進后的大學物理實驗教學程序是：網上預約課前預習—網上仿真模擬實驗操作—學生發現問題—實驗室里學生展開討論—教師提問與點評—學生操作實驗—學生完成實驗報告。

一般情況下學生首先在網上預約好后，教師在網上同意申請，學生對自己要做的實驗進行預習，預習完成，回答問題要求正確。為避免發生安全事故和對儀器的損害，學生進入仿真實驗操作，根據前面的預習情況，實踐的運用到自己的實驗操作中，在操作時發現有不懂的問題及其他問題，記錄下來。學生在預約好的時間里到實驗室來正式的做實驗，提交自己在仿真實驗室遇到的問題，教師在場組織學生討論，并根據學生的討論不時的啟發學生，教師并不直接講解，只給學生最低限度的提示，最后對學生形成的共識性問題進行講解。學生在實驗室里繼續做實驗，解決在仿真時遇到的問題，學生完成實驗操作，撰寫實驗報告，處理實驗數據，交給指導教師批閱。如果實驗的數據偏差較大，不在誤差范圍內，則重復做實驗；如果處理的數據準確，在誤差范圍內，則實驗完成，寫出實驗注意事項及心得體會。這種啟發學生哪些知識可以應用于實踐中，啟發學生怎么解決實際問題，啟發學生親自完成自己的實驗作品的教學方法，使學生在解決實際問題的時候感覺到成就感，體味到學習物理的樂趣，就能大大的激發學生勇于創新。

2.建立創新機制。大學是培養學生創新能力的重要地方，我院把建立創新環境放在相當重要地位。我院每月定期舉辦如物理力學競賽、物理實驗操作比賽、物理能手等各類創新競賽以及各種科技學術講座、大學生科技創新報告會，積極鼓勵和引導學生參加各種科技學術活動，把參加學術報告和做報告的學生進行登記并有一定的學分。學院建立激勵競爭機制，強化學生的創新意識；鼓勵學生大膽創新，引導學生參加教師的各種科研課題。學院支持了一定的課題，學生自擬題目申報，申報成功的項目派優秀指導教師，教師加以必要的指導。

近年來，大學物理實驗室教師指導我院學生參加“江蘇省大學物理與實驗科技作品創新競賽”和舉辦校內的“大學物理實驗競賽”，選拔優秀作品參加省里的競賽，從參賽情況可以得出，學生踴躍報名，提交了很多創新作品，我院取得了江蘇省大學物理與實驗科技作品創新競賽二等獎1人次，三等獎5人次，學生申請發明和實用新型專利21項等可喜的成績。我院畢業的學生得到了社會的一致認可，受到了用人單位的一致好評。

3.構建合理的項目體系。創造能力不僅要求具有扎實理論知識和實驗知識，同時還要對學生進行實驗方法、實驗思想、實驗條件、實驗操作、實驗設計、數據處理、器儀設計等諸方面的訓練，僅僅掌握某一方面的專業知識是遠遠不夠的，而且要有敏銳獨特的見解。如本學科的熱學、力學、光學、電磁學等，還涉及到計算機學科數學、誤差理論、測量學等知識。因此，我院建立以創新為主體的評價體系，激發學生的創新熱情，加強了學生基礎理論教育的同時幫助學生克服創新能力培養的障礙，樹立信心，構建了合理的教學體系。我院大學教育中很注重文科、理科相互滲透，嘗試大綜合班級，不管文科理科都是一個班級，開設相同的大學物理實驗課程和文科物理等，使文科理科之間相互滲透；學院出臺了創新政策，根據創新成果確定創新學分、創新成績，有創新成績學生可以降低分數錄取為研究生等。創新能力的培養納入了學校日常管理的評價體系和激勵機制內，使學生的創新意識向自發創新過渡，引導學生增強創新意識，培養創新興趣，更加有利于激發學生的創新欲望和熱情。

4.培養學生個性發展。學生是大學的主體，是社會中的不同的個人。每個人都有不同的思想，不同的學生就有不同的創新能力，不同的個性。教師要重視學生的個性差異，注重學生的良好的個性發展。只有尊重感染性的發展才有利于學生的創造意識和創新能力。為此，在物理實驗教學時，應以學生為主體，由學生進行組合做實驗，學生做的實驗數據不應該一樣，只要在一定的范圍內都應該給予發展，應該改革傳統固定的教育教學方法。

四、總結與展望

通過剖析我院大學物理實驗教學的實際情況，闡述了當前我院的物理實驗教學模式，研究了在物理實驗中如何提高學生們的創新能力。實踐證明，學生的積極性較高，并且主動設計和操作實驗。也取得了一定成績，其中有5項立項為常州大學懷德學院本科科研實踐項目，2項立項為常州大學實踐實習訓練項目，3項立項為國家大學生創新創業實驗計劃，1項立項為大學生“挑戰杯”訓練項目。部分成果以學術論文形式發表在光電子激光、功能材料、人工晶體學報發光學報和Materials Letters等學術期刊，同時申請專利9項，授權3項，并有1篇論文在第二屆江蘇省科協舉辦的讀書月活動中獲得三等獎。培養學生創新能力，構建適應創新能力培養的實驗課程體系和教學模式是物理實驗工作者首要考慮的研究課題。常州大學懷德學院物理實驗中心將會不斷進取，繼續努力，讓實驗教學在創新教育中發揮更大的作用。

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