探尋物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力

李 堯，陳秋杰，徐思昀，胡 悅，張學(xué)華，王永超

（1.北華大學(xué)，吉林 吉林 132013；2.吉林市第四中學(xué)，吉林 吉林 132011；3吉林市第五中學(xué)，吉林 吉林 132011）

1 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能和創(chuàng)新能力的思考

高等教育承擔(dān)著培養(yǎng)人才的重任，開(kāi)創(chuàng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要?jiǎng)?chuàng)造性，這是時(shí)代的要求，它要求對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的觀念、內(nèi)容和方法進(jìn)行深刻的改革，“知識(shí)—能力—素質(zhì)”將是我國(guó)21世紀(jì)新的人才培養(yǎng)目標(biāo)。新的人才培養(yǎng)模式也開(kāi)始從“知識(shí)型”向“知識(shí)能力型”、“應(yīng)試型”向“素質(zhì)型”轉(zhuǎn)變，實(shí)施多方位能力的培養(yǎng)，而富有創(chuàng)新精神的人才培養(yǎng)將大大地優(yōu)化我國(guó)的智力資源。

深入推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，并適時(shí)地對(duì)實(shí)驗(yàn)各教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量與水平是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與發(fā)展的重要課題［1］。只有這樣，我們才能培養(yǎng)出符合基礎(chǔ)教育改革要求的教育工作者。與理論課教學(xué)相比較，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，改變以往的教學(xué)模式，以搞活實(shí)驗(yàn)教學(xué)為手段，以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目的，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)運(yùn)行方式、實(shí)驗(yàn)管理方式、培養(yǎng)創(chuàng)新人才模式等方面的改革，更有利于學(xué)生個(gè)性的發(fā)展。本文針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問(wèn)題，探討物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)評(píng)價(jià)體系等方面的改革，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

2 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前存在的主要問(wèn)題

（1）認(rèn)為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是輔助教學(xué)，這在一定程度上誤導(dǎo)了學(xué)生，認(rèn)為物理實(shí)驗(yàn)不太重要，只要通過(guò)考試就可以了，所以學(xué)生的應(yīng)用能力，實(shí)踐能力，創(chuàng)新能力低下。

（2）物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)過(guò)分地依賴(lài)于理論課的教學(xué)，處于理論課教學(xué)的從屬地位，沒(méi)有獨(dú)立和科學(xué)的評(píng)價(jià)體系。

（3）絕大多數(shù)物理實(shí)驗(yàn)都是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，設(shè)備比較陳舊落后，與物理學(xué)前沿科學(xué)新理論、新技術(shù)嚴(yán)重脫節(jié)。所以，不能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性，不能形成現(xiàn)代科學(xué)思維方法，學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力不強(qiáng)。

（4）物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理?；A(chǔ)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目占多數(shù)，綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性的實(shí)驗(yàn)開(kāi)得很少，不能培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，更不能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

（5）物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系，一般都是按照教師和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的要求完成了規(guī)定的實(shí)驗(yàn)和報(bào)告情況給出成績(jī)。這種評(píng)價(jià)方式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不利于學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

3 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)評(píng)價(jià)體系等方面的改革

3.1 建立創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)不僅是為了驗(yàn)證物理學(xué)科理論、掌握物理實(shí)驗(yàn)操作的基本技能，而且通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、開(kāi)拓意識(shí)、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。為了達(dá)到此目標(biāo)，建立以學(xué)院為主管的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。根據(jù)物理學(xué)院人才培養(yǎng)的需要，建設(shè)功能實(shí)驗(yàn)室，使中心成為一個(gè)資源共享、設(shè)備先進(jìn)、環(huán)境優(yōu)雅、管理到位、服務(wù)一流的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。

物理學(xué)院各專(zhuān)業(yè)要求學(xué)生理論水平和實(shí)踐能力都比較強(qiáng)。為滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要以及培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的復(fù)合型創(chuàng)新人才的需要，建立起“三個(gè)層次、二個(gè)結(jié)合”的本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，實(shí)施開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式。也就是，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)上轉(zhuǎn)變觀念、更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的3個(gè)層次教學(xué)，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性、綜合性、創(chuàng)造性。在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)上體現(xiàn)課程體系的基礎(chǔ)性、完整性和先進(jìn)性，強(qiáng)化綜合應(yīng)用意識(shí)；以實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)、實(shí)驗(yàn)與科研訓(xùn)練緊密相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)，使學(xué)生的科研創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步的提升。

3.2 改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

為了加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合能力的培養(yǎng)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容就要進(jìn)行改革創(chuàng)新。物理實(shí)驗(yàn)改革的中心環(huán)節(jié)是課程內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)置，而正確處理基本的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和物理學(xué)新近發(fā)展內(nèi)容的關(guān)系尤為重要［2－4］。重新審視三基（基本知識(shí)、基本方法和基本技能）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建新的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；對(duì)傳統(tǒng)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整和改造，增加能夠反映出物理學(xué)前沿知識(shí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，注重創(chuàng)新實(shí)踐課程的設(shè)置和創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

建立物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)由基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)構(gòu)成?；A(chǔ)性主要是一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法、基本技術(shù)的理解；綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要是學(xué)生綜合運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)課題項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)；研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，包含開(kāi)放、創(chuàng)新、參加科研活動(dòng)和課程實(shí)習(xí)等多種形式開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，著力培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)，大大提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

積極探索學(xué)生創(chuàng)新能力綜合培養(yǎng)的模式，實(shí)驗(yàn)室與科研相結(jié)合、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的方式，開(kāi)展學(xué)生課外科技活動(dòng)等多種形式，強(qiáng)化了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研一體化，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和技能、創(chuàng)新意識(shí)和能力均有較大幅度提高，實(shí)現(xiàn)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的實(shí)驗(yàn)體系和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展同步的目標(biāo)。

3.3 改革物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)手段

隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，對(duì)人才的需求提出了更高的要求。當(dāng)今社會(huì)需要的是具有較高的自主創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的復(fù)合型人才。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的［5，6］。學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、自主創(chuàng)新能力的水平完全取決于教師采用什么樣的教學(xué)方式，這就要求對(duì)原來(lái)的教學(xué)方式進(jìn)行改革創(chuàng)新，要求教學(xué)形式多樣性。采用了 “直觀教學(xué)法”、“實(shí)驗(yàn)演示法”、“問(wèn)題探索法”和“總結(jié)歸納法”等多種教學(xué)方法，教學(xué)過(guò)程以“基礎(chǔ)→綜合→系統(tǒng)→創(chuàng)新”為主線，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)效率。多元化教學(xué)方式是提高學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合設(shè)計(jì)能力的有效手段。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，科學(xué)、合理地引入和集成信息技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法，建立能適應(yīng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)的新型的多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段。

3.4 改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系

考核方法體現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)，也是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法和內(nèi)容的導(dǎo)向。隨著物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)的變化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的豐富，必須針對(duì)不同級(jí)別的實(shí)驗(yàn)制定不同的考核辦法。比如，對(duì)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，仍以傳統(tǒng)的考核方法，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，讓學(xué)生掌握物理學(xué)的基本知識(shí)，基本方法和基本技能。對(duì)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，新的考核方法注重學(xué)生實(shí)際能力的考核，實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核時(shí)要求學(xué)生從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，只有實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備好了，才能正式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)完成后，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)程序、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)討論和心得體會(huì)等。這樣的實(shí)驗(yàn)考核鍛煉了學(xué)生分析問(wèn)題、獨(dú)立思考的工作能力，學(xué)生真正的靈活運(yùn)用書(shū)本知識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手能力和初步的科研能力。對(duì)于研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生完成并演示實(shí)驗(yàn)作品，并以小論文的方式提交總結(jié)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)考核還增加了實(shí)驗(yàn)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等內(nèi)容，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中有創(chuàng)新理念者實(shí)行加分，激發(fā)同學(xué)的創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生的科研能力進(jìn)一步提高。改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和積極性，從而提高了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

4 結(jié) 論

本文主要客觀地分析了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，必須對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。為滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要以及培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的復(fù)合型創(chuàng)新人才的需要，建立“三個(gè)層次、二個(gè)結(jié)合”的本科生物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；改革教學(xué)內(nèi)容，增加物理學(xué)最新科學(xué)前沿的新實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化課程設(shè)置，注重創(chuàng)新實(shí)踐課程的設(shè)置；建立能適應(yīng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)的新型的多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段；改變過(guò)去的單一模式，建立多層次結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，滿足不同層次的學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)和研究的需求；改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

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