大學(xué)物理實驗中學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑

徐蘭云

摘 要： 實驗教學(xué)作為我國實施科學(xué)素質(zhì)教育的基本教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。本文針對大學(xué)物理實驗教學(xué)存在的一些不足，對如何讓學(xué)生產(chǎn)生對大學(xué)物理實驗課程學(xué)習(xí)的興趣及培養(yǎng)學(xué)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(xué)物理實驗教學(xué) 創(chuàng)新能力 培養(yǎng)途徑

培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研能力，提高大學(xué)生實踐動手能力是新期我國高等教育教時學(xué)改革的重要議題[1]?！按髮W(xué)物理實驗課程”是本科生進入大學(xué)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(xué)和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用。認真探討大學(xué)物理實驗教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)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(xué)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(xué)物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀的分析

對于理工、工科等大學(xué)生而言，通過大學(xué)物理實驗這門基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能夠具備一定的科學(xué)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(xué)物理實驗課程上取得了一定的成績，并伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為順應(yīng)時代科技的要求，各高等學(xué)校也對大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)從教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)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(xué)理念、師資條件限制及教學(xué)模式的僵化等問題，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不能提起對大學(xué)物理實驗課程學(xué)習(xí)的興趣，更談不上培養(yǎng)學(xué)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(xué)物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查結(jié)果表明，對大學(xué)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(xué)生，“重理論，輕實驗”的思想依然較嚴重；其次，很多學(xué)生認為大學(xué)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(xué)中所應(yīng)有的硬件建設(shè)有限。

1.2實驗教學(xué)模式僵化

現(xiàn)行對大學(xué)物理實驗的教學(xué)模式仍然是以教師為主導(dǎo)，缺乏讓學(xué)生自主實驗的機會。大學(xué)物理實驗教學(xué)的基本原則沒有得到充分體現(xiàn)，教學(xué)方式呆板，從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方式?jīng)]有給學(xué)生留出足夠的發(fā)展空間。就分組實驗來說，教材從實驗?zāi)康?、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?zāi)康?、原理……然后學(xué)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?，F(xiàn)階段往往是一個實驗小組（8—10人）的學(xué)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(dǎo)致部分學(xué)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(xué)模式不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，不利于引導(dǎo)學(xué)生突破思維定勢，更不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。

2.培養(yǎng)大學(xué)生物理實驗創(chuàng)新能力途徑的探討

大學(xué)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(xué)模式就是對多種教學(xué)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(xué)結(jié)構(gòu)形式。不過，它是以課堂教學(xué)為中心，一直延伸至課外的綜合形式。由于課堂教學(xué)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(xué)途徑，以便更有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。尋找大學(xué)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(xué)理論[2]、非線性自組織理論[3]和后現(xiàn)代主義教育教學(xué)觀[4]為指導(dǎo)，這些途徑之所以能夠培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力是由大學(xué)物理實驗內(nèi)在的創(chuàng)新教育功能決定的。

2.1加強大學(xué)物理實驗的趣味性

在人們的觀念中，大學(xué)物理實驗總是與嚴肅的科學(xué)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(xué)思維和動手能力的手段，這種觀念大大忽視和淡化了大學(xué)物理實驗的趣味性。實際上，增強大學(xué)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(xué)情況，學(xué)生對大學(xué)物理實驗缺乏好奇心和求知欲。如果繼續(xù)忽視大學(xué)物理實驗的趣味性，將最終扼殺大學(xué)生的創(chuàng)新意識，給大學(xué)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(xué)物理實驗趣味性教學(xué)的途徑[5]。

2.1.1加強演示實驗教學(xué)，增強學(xué)生的好奇心。

首先，大學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)物理實驗前，都用相關(guān)的演示實驗激發(fā)學(xué)生的興趣，則必將大大削弱物理實驗的枯燥感，提高學(xué)生探索研究的熱情。

其次，在演示實驗過程中要注意提高學(xué)生的參與意識和主觀能動性，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。要提高學(xué)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(xué)生動手能力是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。讓學(xué)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(xué)生的積極性被調(diào)動起來，教學(xué)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(xué)生參觀高科技設(shè)施，使學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生領(lǐng)略核聚變的巨大能量。另外，引導(dǎo)學(xué)生參觀科技館的展覽，可讓學(xué)生了解當今科技的飛速發(fā)展與大學(xué)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(xué)生參觀高科技設(shè)施，使學(xué)生了解高科技發(fā)展的前沿，增強創(chuàng)新意識。

2.2組織學(xué)生進行課外創(chuàng)新活動

大學(xué)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(xué)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(dǎo)學(xué)生組織一些創(chuàng)新活動，既能充實學(xué)生的課余生活，又能豐富學(xué)生的創(chuàng)新實踐，使學(xué)生所學(xué)有所用，創(chuàng)新思維和動手能力得到較好發(fā)展。

大學(xué)物理實驗是一門綜合性學(xué)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(xué)物理實驗教學(xué)中的側(cè)重點也不同，把大學(xué)物理實驗知識與各個專業(yè)特點相結(jié)合，組織學(xué)生進行一些科技活動，將能更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如對于土木工程專業(yè)的學(xué)生可結(jié)合力學(xué)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(xué)生可結(jié)合電磁學(xué)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(xué)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(dǎo)作用是必不可少的。

2.3加強網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)建設(shè)

建立網(wǎng)絡(luò)化的實驗教學(xué)和實驗室管理信息平臺，實現(xiàn)網(wǎng)上輔助教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理，有利于建立激勵學(xué)生學(xué)習(xí)和提高學(xué)生能力的有效管理機制，創(chuàng)造學(xué)生自主實驗、個性化學(xué)習(xí)的實驗環(huán)境；有利于建立實驗教學(xué)的科學(xué)評價機制，引導(dǎo)教師積極改革創(chuàng)新。同時，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢，可為學(xué)生提供創(chuàng)新平臺，有利于學(xué)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(xué)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(xué)生的創(chuàng)新能力是教育工作者的責(zé)任，也是值得不斷探索的課題。同時培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的途徑是多種多樣的，隨著教學(xué)環(huán)境的改變我們一定能探索出更多的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的途徑。

參考文獻：

[1]李濱，王芳等.大學(xué)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(xué)理論對高校中培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的啟發(fā)[J].學(xué)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(xué)，2010.

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

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