大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才中的重要作用

楊曉紅

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力提出新的要求，培養(yǎng)科技創(chuàng)新型人才是大學(xué)的一項(xiàng)重要任務(wù)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)科技創(chuàng)新型人才有著積極性推動(dòng)作用。本文主要借助大學(xué)物理學(xué)科實(shí)驗(yàn)綜合課的教學(xué)特殊性，闡述大學(xué)物理綜合實(shí)驗(yàn)，在高校培養(yǎng)大學(xué)科技創(chuàng)新物理人才的重要作用。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn);科技創(chuàng)新人才;作用

大學(xué)物理作為理科的一門基礎(chǔ)性學(xué)科，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和邏輯思維的養(yǎng)成有著重要的影響。同時(shí)物理是一門操作性很強(qiáng)的學(xué)科，物理的學(xué)習(xí)離不開物理實(shí)驗(yàn)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為一門理工科學(xué)生必修的通識(shí)教育課程，對(duì)培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才有著重要作用。

一、大學(xué)物理教學(xué)中引入實(shí)驗(yàn)教育存在的問題

（一）側(cè)重對(duì)專業(yè)知識(shí)傳授，忽視對(duì)學(xué)生專業(yè)能力培養(yǎng)

高校目前的物理課堂教學(xué)內(nèi)容，以傳授學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)為主，這種課堂教學(xué)方式學(xué)生往往使學(xué)生較為被動(dòng)，學(xué)習(xí)問題的積極性不高，一部分大學(xué)教師的創(chuàng)新思路狹窄，創(chuàng)造性意識(shí)不強(qiáng)，很大程度上直接影響大學(xué)生自主創(chuàng)新能力的發(fā)展，造成部分學(xué)生創(chuàng)新思維思路滯塞。而且現(xiàn)在高校對(duì)學(xué)生專業(yè)評(píng)價(jià)的成績(jī)標(biāo)準(zhǔn)，主要指向?qū)W生的專業(yè)學(xué)習(xí)成績(jī)，這會(huì)導(dǎo)致部分學(xué)生片面追求專業(yè)課學(xué)習(xí)成績(jī)，忽視對(duì)其他專業(yè)能力的培養(yǎng)，尤其是課外能力的綜合性發(fā)展，使學(xué)生產(chǎn)生自主動(dòng)手工作能力意識(shí)不強(qiáng)，實(shí)踐課外活動(dòng)組織能力薄弱等問題。

（二）硬件設(shè)施不到位

硬件設(shè)施條件要求是組織開展，高校大學(xué)生信息科技專業(yè)，創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的重要基礎(chǔ)物質(zhì)條件保證?？蒲薪?jīng)費(fèi)投入不足，確實(shí)是一個(gè)阻礙科技創(chuàng)新的重大技術(shù)問題，像大學(xué)生在學(xué)習(xí)發(fā)明過程中的小產(chǎn)品發(fā)明、小作品制作等，這些發(fā)明活動(dòng)必須通過反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與研究，才可能真正達(dá)到最終的發(fā)明制作成果要求。缺乏科研經(jīng)費(fèi)的前期研究投入，科研經(jīng)費(fèi)問題無法得到充分解決，硬件基礎(chǔ)設(shè)施很難安裝到位，導(dǎo)致學(xué)生的物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)。

（三）學(xué)生參與度不高

部分學(xué)校存在實(shí)驗(yàn)室不足的現(xiàn)象，加上師生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度不顧，部分實(shí)驗(yàn)操作起來存在一定的難度，阻礙學(xué)生進(jìn)行有效的實(shí)驗(yàn)操作。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，很多教師在教學(xué)中采取多媒體演示的方式取代實(shí)際操作，因而在實(shí)際操作中學(xué)生的參與度往往是不高的，導(dǎo)致很多大學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)缺乏標(biāo)準(zhǔn)性和創(chuàng)新性。

二、大學(xué)物理教學(xué)中引入實(shí)驗(yàn)教育的必要性

（一）有利于學(xué)生的全面發(fā)展

大學(xué)物理在理科學(xué)生的課程設(shè)置上占有較大的比重，大學(xué)物理的學(xué)習(xí)有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是現(xiàn)如今國(guó)內(nèi)普通高校，在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中最合適的一門課程，大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)是理論與實(shí)踐聯(lián)系的紐帶，使抽象理論形象化、具體化的有效手段，其也是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分，通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生可以在實(shí)際的動(dòng)手操作中，通過動(dòng)手操作化抽象為具體，加深對(duì)抽象知識(shí)點(diǎn)的具體化理解，有效促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全面提升和發(fā)展。

（二）有利于形成清晰的物理圖像

演示中的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)能通過化抽象為具體，化枯燥為生動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生充分體會(huì)獲得知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。例如：金屬楊氏模量的測(cè)定的實(shí)驗(yàn)中，鋼絲由于硬度強(qiáng)，給其加上1—7N的外力，用肉眼無法觀測(cè)到鋼絲的形變，但是借助光杠桿鏡尺組合的儀器，我們就可以在望眼鏡中明顯的觀察到尺上數(shù)值的變化，從而可以判斷鋼絲的形變問題。在對(duì)一些抽象知識(shí)點(diǎn)的理解上，學(xué)生會(huì)存在一定的困難。利用大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，可以有效的形成清晰的物理圖像，促進(jìn)學(xué)生更容易觀察物理現(xiàn)象，促進(jìn)學(xué)生更好地研究一些科技發(fā)明。

三、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的作用

（一）有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心

在物理課堂教學(xué)中，課堂上通過講述與研究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，或研究器材使用用途，能有效引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的好奇心，促進(jìn)學(xué)生思考的積極性，在有關(guān)物理實(shí)驗(yàn)課堂中，可以加入一些實(shí)驗(yàn)問題，可以滿足物理教學(xué)的基本需求，有效促進(jìn)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，激起學(xué)生的知識(shí)探究欲，使學(xué)生能夠認(rèn)真學(xué)習(xí)有關(guān)實(shí)驗(yàn)中各種物理知識(shí)。這樣在整個(gè)物理學(xué)習(xí)過程，任何學(xué)習(xí)階段的學(xué)生，都可以積極的改正學(xué)習(xí)態(tài)度，主動(dòng)參與到大學(xué)物理的學(xué)習(xí)中。

（二）有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力

進(jìn)行創(chuàng)新性科學(xué)研究，邏輯性思維是必不可缺的一項(xiàng)本領(lǐng)，擁有良好的邏輯性思維，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)、工作和生活都有著很大的幫助，因此大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的邏輯性思維訓(xùn)練有著很大的幫助。在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生需要進(jìn)行一定的思考，制定相關(guān)的方案，并采取具體的步驟進(jìn)行實(shí)施，在這個(gè)過程中學(xué)生需要進(jìn)行有效的思考，并規(guī)劃相關(guān)的方案，充分對(duì)學(xué)生邏輯思維的考察和培養(yǎng)。學(xué)生在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，通過思考和規(guī)劃不知不覺中鍛煉思維，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)新能力，幫助學(xué)生摒棄片面、表層等形式思考的不良思維習(xí)慣。

（三）加強(qiáng)對(duì)學(xué)生心理素質(zhì)的培養(yǎng)

科技創(chuàng)新研究的道路永遠(yuǎn)不是一帆風(fēng)順的，對(duì)科技創(chuàng)新型人才心理素質(zhì)的要求也是十分高的，一個(gè)優(yōu)秀的科技創(chuàng)新型人才，必須具備強(qiáng)大的心理素質(zhì)和百折不撓的品質(zhì)，因此教師要注重加強(qiáng)對(duì)學(xué)生心理素質(zhì)的培養(yǎng)和提升。比如：教師可以在課堂上給學(xué)生設(shè)置一些問題，當(dāng)被提問的學(xué)生回答錯(cuò)誤時(shí)，教師需要及時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生回答下去，改變學(xué)生錯(cuò)誤的思想觀念，幫助學(xué)生正確的處理自己負(fù)面的情緒和能量。同時(shí)教師要引導(dǎo)學(xué)生正確看待實(shí)驗(yàn)中的失敗和錯(cuò)誤，使學(xué)生在失敗中成長(zhǎng)，并學(xué)習(xí)選擇有價(jià)值的事物思考，降低學(xué)生面對(duì)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)的挫折感，提高學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣，給全班學(xué)生建立良好的心理素質(zhì)和思考氛圍，從而有利于推動(dòng)學(xué)生的整體進(jìn)步和發(fā)展。

（四）有利于理解物理概念和物理規(guī)律

建立正確的物理概念與規(guī)律認(rèn)識(shí)是人腦對(duì)其過程中，感性材料進(jìn)行化抽象為具體的產(chǎn)物，對(duì)知識(shí)的理解不應(yīng)該僅僅停留在對(duì)概念的背誦和記憶上，甚至對(duì)一些抽象概念僅僅只是背誦，而無法達(dá)到理解的程度。物理演示實(shí)驗(yàn)不僅直觀，且具有很強(qiáng)的說服力，尤其是對(duì)于一些可見度小，不易被學(xué)生觀察，且投影儀只能在一定水平內(nèi)演示、觀察的教學(xué)內(nèi)容，像對(duì)于水波的干涉、衍射條紋等現(xiàn)象。用發(fā)波水槽借助于投影儀進(jìn)行水平演示，既可以起到放大的作用，又可以使其有強(qiáng)烈的動(dòng)感，使得學(xué)生能夠看到清晰的水波干涉衍射條紋，對(duì)于學(xué)生形成正確的物理概念與規(guī)律，有極大的影響和幫助。

四、在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)創(chuàng)新人才的方式

（一）提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的參與度

為提高大學(xué)物理教學(xué)的效率，在組織學(xué)生進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，適當(dāng)?shù)卦黾訉W(xué)生的課余時(shí)間參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，可以有效提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣和自覺性，并鍛煉學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的深入講解和應(yīng)用能力。例如：在組織學(xué)生進(jìn)行演示示波器的原理和使用的演示實(shí)驗(yàn)的課程教學(xué)中，教師可以打破常規(guī)，提前組織學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過上網(wǎng)及時(shí)查詢示波器正常工作的原理，結(jié)合所學(xué)的電信號(hào)知識(shí)，來分析并講解示波器正常工作的原理，使得學(xué)生們通過參與活動(dòng)融入到演示的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，體會(huì)到物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的苦與樂，增強(qiáng)物理探究的興趣和積極性。在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，還可以讓教師和學(xué)生預(yù)測(cè)物理演示的結(jié)果，各自觀察學(xué)生的演示實(shí)驗(yàn)后，互相交流討論解決實(shí)驗(yàn)中的難題，促進(jìn)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)課堂的構(gòu)建。

（二）依托現(xiàn)有演示儀器為科技創(chuàng)新提供素材

為增強(qiáng)學(xué)生參與物理科技創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力，在教學(xué)中針對(duì)不同的儀器演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以提出此儀器的改進(jìn)方法，并以組為單位，利用課余時(shí)間進(jìn)行演示儀器的改造或模仿。比如：在進(jìn)行利用光電傳感器測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，除了讓學(xué)生依據(jù)教材中的內(nèi)容完成學(xué)習(xí)外，還可以讓學(xué)生利用生活中的一些材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如測(cè)一個(gè)蒸籠、一瓶礦泉水等等的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這個(gè)教學(xué)活動(dòng)不僅完成傳統(tǒng)的教學(xué)任務(wù)，還增加學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手能力的提高。還可以讓物理實(shí)驗(yàn)走進(jìn)生活，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，提高物理教學(xué)實(shí)踐成果，培養(yǎng)大學(xué)生人才的科技創(chuàng)新力量。

（三）開放演示實(shí)驗(yàn)室

開放演示實(shí)驗(yàn)室，能夠有效促進(jìn)對(duì)學(xué)生的開放性演示教學(xué)，增進(jìn)學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)點(diǎn)的理解，促進(jìn)學(xué)生親身體驗(yàn)和創(chuàng)造性地觀察一些因課內(nèi)學(xué)習(xí)時(shí)間不足，而無法進(jìn)行的演示實(shí)驗(yàn)，有利于開放學(xué)生的創(chuàng)造性，提高學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)的視野。開放演示實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生的教育有著重要的推動(dòng)作用。開放演示實(shí)驗(yàn)室教學(xué)是高校培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生，和創(chuàng)新管理人才的重要活動(dòng)場(chǎng)所，也是促進(jìn)高校創(chuàng)新管理教育的重要力量，有效滿足對(duì)科技創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

（四）提高教師隊(duì)伍的素質(zhì)

教師的素質(zhì)水平和綜合能力，對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)和教育中起著重要的作用，提高學(xué)校的綜合辦學(xué)水平，教師隊(duì)伍的素質(zhì)是一項(xiàng)重要的參考指標(biāo)。因此提高物理教師隊(duì)伍的整體素質(zhì)，需要對(duì)物理教師的綜合能力進(jìn)行審查，不僅要關(guān)注教師的專業(yè)化水平，更要重視教師的思想道德素質(zhì)，在教師之間形成一定的競(jìng)爭(zhēng)，使教師具有一定程度的危機(jī)感，從而促進(jìn)大學(xué)物理教師的進(jìn)步和發(fā)展。例如：鼓勵(lì)教師創(chuàng)新教學(xué)方法，采取適合學(xué)生的方法進(jìn)行教學(xué)，利用多元化教學(xué)模式，鼓勵(lì)教師關(guān)注學(xué)生物理學(xué)習(xí)與生活實(shí)際聯(lián)系，教師多與學(xué)生進(jìn)行交流物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，促進(jìn)大學(xué)物理知識(shí)的良好傳播，提升學(xué)生物理知識(shí)水平的層次性。

五、結(jié)語

綜上所述，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門基礎(chǔ)性的課程，也是一門十分重要的課程。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生大學(xué)物理的學(xué)習(xí)有著重要的影響，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)提升也有著十分大的幫助。要不斷創(chuàng)新和完善大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式和內(nèi)容，加強(qiáng)對(duì)高校學(xué)生物理綜合能力和素質(zhì)培養(yǎng)，提高大學(xué)生的科技創(chuàng)新意識(shí)思維能力，實(shí)際操作的能力和參與物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)出新型的科技創(chuàng)新物理人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)區(qū)域創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)報(bào)告[M].科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，中國(guó)科技發(fā)展戰(zhàn)略研究小組，2019.

[2]何芝華.落實(shí)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提高[J].科學(xué)咨詢（科技·管理），2019（01）.

[3]何芝華，呂亞男.基于中國(guó)制造2025職業(yè)教育和人才培養(yǎng)的思考[J].教育教學(xué)論壇，2018（38）.

[4]韓太坤，祁玲敏，陳海波，胡素梅.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].教育現(xiàn)代化，2017（33）.

[5]韋善龍.物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)提高實(shí)驗(yàn)探究能力的作用[A].第四屆世紀(jì)之星創(chuàng)新教育論壇論文集[C].2016.