充分利用物理實(shí)驗(yàn)平臺培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

摘要：分析了在物理實(shí)驗(yàn)平臺上培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)原則和途徑。指出培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要教師自身具備較強(qiáng)的創(chuàng)新能力，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷的創(chuàng)新；需要引導(dǎo)學(xué)生積極主動的創(chuàng)新；更需要在教育體制上鼓勵學(xué)生創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新能力培養(yǎng)；教學(xué)創(chuàng)新

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）02（a）-0000-00

我國正處于教育改革的轉(zhuǎn)型期，當(dāng)代大學(xué)生大部分還是應(yīng)試教育模式中成長起來，他們經(jīng)歷和見證了中國的教學(xué)改革。許多學(xué)生雖然已經(jīng)在初高中階段積累了非常豐富的書本知識，卻沒有學(xué)會如何應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中去，理論學(xué)習(xí)脫離了實(shí)踐操作。多數(shù)學(xué)生習(xí)慣了去接受現(xiàn)成的灌輸?shù)闹R，而不會獨(dú)立思考，不會去探索去發(fā)現(xiàn)新的知識，沒有形成自己特有的創(chuàng)新思維方式。還有部分學(xué)生過于依賴?yán)蠋煟?dāng)遇到復(fù)雜問題和困難不能立刻解決的時(shí)候，不是自己獨(dú)立思考尋找解決問題的辦法，而是直接問老師尋求答案。要對這樣一批只重理論積累而輕視自身的實(shí)踐探究和獨(dú)立思維能力培養(yǎng)的學(xué)生實(shí)施創(chuàng)新教育，首先需要重點(diǎn)培養(yǎng)的就是學(xué)生的創(chuàng)新意識，鼓勵他們多動手多實(shí)踐，在做實(shí)驗(yàn)的過程中逐步提高他們的創(chuàng)新能力[1]。

不可否認(rèn)創(chuàng)新能力的提升需要有一定的理論知識基礎(chǔ)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及必要的思維慣性。這些是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，能使學(xué)生在創(chuàng)新過程中少走許多不必要的彎路，提高創(chuàng)新的效率。一個(gè)人如果創(chuàng)新基礎(chǔ)不扎實(shí)很難想象他會有多么重要的科技創(chuàng)新。 但是研究表明初高中形成的的知識體系、經(jīng)驗(yàn)和思維慣性對于科技創(chuàng)新會產(chǎn)生極大的負(fù)作用。一些不正確的思維習(xí)慣會使學(xué)生墨守成規(guī)而無法拓展思路，難以做出新的嘗試和敏銳洞察新的發(fā)現(xiàn) [2][3]。一位獲得諾貝爾獎的科學(xué)家曾經(jīng)說過，知識經(jīng)驗(yàn)豐富有一個(gè)好處，就是可以為發(fā)現(xiàn)新事物打下基礎(chǔ)；但是如果太過了就會僵化，使得他對發(fā)生的事情不在敏銳，從而失去了創(chuàng)新發(fā)明的機(jī)會。

1在教學(xué)中溶入創(chuàng)新

在我國大部分學(xué)校普遍采用的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式是先由老師講授理論知識和演示實(shí)驗(yàn)操作然后學(xué)生動手操作實(shí)驗(yàn)。這種傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)被驗(yàn)證為傳授知識最有效的教學(xué)模式[4]。但是這并不是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的合理方式，這就要求教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對實(shí)驗(yàn)教學(xué)各大構(gòu)件包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)方法不斷改進(jìn)，讓整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，而這就需要教師本身具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。很難想象一位毫無創(chuàng)造性的教師能夠教出多么有創(chuàng)造能力的學(xué)生。只有教學(xué)中積極創(chuàng)新的教師才能引導(dǎo)學(xué)生走進(jìn)創(chuàng)新殿堂，使學(xué)生的創(chuàng)新能力得以大幅提升。要提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師自身的創(chuàng)新能力是至關(guān)重要的。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，教師應(yīng)該充分發(fā)揮自身創(chuàng)新能力和優(yōu)勢來激發(fā)學(xué)生的思維。具有這種能力的教師能夠在課堂上提出新穎的問題，這些問題在書本里是沒有直接給出答案的，需要學(xué)生能夠?qū)σ延薪?jīng)驗(yàn)、知識重新思考、加工改造，獲得具有新生性的知識內(nèi)容，然后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和解決一些新問題[5]。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程就不單單是讓學(xué)生重復(fù)教師的演示過程，而是能讓學(xué)生感受到創(chuàng)新的無窮魅力，在無形中促進(jìn)和發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新品格，因而是富于創(chuàng)造性的教學(xué)。富于創(chuàng)造性的教學(xué)更易于激發(fā)學(xué)生積極性，是最受學(xué)生的歡迎的。

創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還需要教師對實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)。如果只是教師將自己將陳舊的方法到新方法的創(chuàng)新過程說出來，讓學(xué)生順著教師的思路思考，按照教師演示的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，雖然不能說對于提高學(xué)生能力沒有任何益處的，但這樣的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)從本質(zhì)上還不屬于創(chuàng)新性教學(xué)。因?yàn)閷W(xué)生創(chuàng)造性的激發(fā)才是創(chuàng)造性教學(xué)的根本出發(fā)點(diǎn)。因此教師不能只是單純的將新舊知識的聯(lián)系一覽無余的講授給學(xué)生聽，這種教授方法是沒有創(chuàng)造性的。只有那種把學(xué)生引入創(chuàng)新的創(chuàng)新才是教師最重要的創(chuàng)新，才是真正能提高學(xué)生創(chuàng)新能力的創(chuàng)新[6]。

2積極引導(dǎo)鼓勵學(xué)生創(chuàng)新

為充分調(diào)動學(xué)生創(chuàng)新的積極性，學(xué)校應(yīng)該設(shè)立開放性實(shí)驗(yàn)室，對有創(chuàng)新想法的學(xué)生自由開放。學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中遇到實(shí)際問題，可以自己先通過學(xué)校圖書館或者網(wǎng)上數(shù)字圖書館查找相關(guān)內(nèi)容材料，然后可以自由的確定解決問題的實(shí)驗(yàn)方案，所需儀器設(shè)備。學(xué)生在開放性實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)過程中遇到的所有問題也都需要自己再去查閱資料后分析解決。在學(xué)生獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)過程中，教師只能起到啟發(fā)和引導(dǎo)作用，而不是主導(dǎo)作用或者直接替學(xué)生解決問題。在從設(shè)計(jì)到完成實(shí)驗(yàn)的全過程中，學(xué)生的主觀能動性將會得以極大地發(fā)揮，學(xué)生的獨(dú)立操作能力、獨(dú)立解決問題能力也能快速提升。開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)與現(xiàn)在任然是主導(dǎo)教學(xué)方式的注入式、灌輸式實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比較，會對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力起到令人驚喜的效果[7]。

實(shí)驗(yàn)室的開放性是全開放式的：不僅實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和教學(xué)方式是開放的，實(shí)驗(yàn)時(shí)間也是開放的。學(xué)生可以自己確定時(shí)間到開放性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)活動。這種實(shí)驗(yàn)室可以成為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程模式的有益補(bǔ)充。因?yàn)閭鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程一般都是規(guī)定了統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，多數(shù)學(xué)生只是匆匆忙忙的完成了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，根本來不及對實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題進(jìn)行創(chuàng)新思考。這樣的教學(xué)很不利于學(xué)生創(chuàng)新思維向縱深擴(kuò)展，而開放性實(shí)驗(yàn)室巧妙的解決了這個(gè)問題[8]。著名的華裔科學(xué)家楊振寧在回憶他讀初高中的時(shí)候就提到他們那時(shí)候的學(xué)校就已經(jīng)把實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生自由開放了。

現(xiàn)在國內(nèi)部分高校已經(jīng)開始重視開放性實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和實(shí)踐，許多高校已建設(shè)了硬件設(shè)施齊全的開放性實(shí)驗(yàn)室，開設(shè)了開放性實(shí)驗(yàn)課程[9]。在實(shí)踐中過程中，也遇到了很多問題。比如，很多學(xué)生還沒有轉(zhuǎn)變觀念，在做開放性實(shí)驗(yàn)時(shí)根本都不知道開放性實(shí)驗(yàn)是干什么的，應(yīng)該從哪里著手。這主要是因?yàn)榇蟛糠謱W(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了老師講然后自己依葫蘆畫瓢，習(xí)慣了不需要自己探索的獲取知識，一旦真正讓學(xué)生自主的實(shí)驗(yàn)，他們會覺得無所適從。在這個(gè)教學(xué)形式轉(zhuǎn)變的過程中，就需要教師對學(xué)生多加鼓勵和引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生從臨摹實(shí)驗(yàn)到自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變。

教師應(yīng)積極地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并以問題為基礎(chǔ)，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決問題、驗(yàn)證結(jié)果并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在學(xué)習(xí)理論知識的過程中遇到問題，也應(yīng)鼓勵學(xué)生到開放性實(shí)驗(yàn)室去驗(yàn)證理論結(jié)果是否與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符[10]。為了讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)從被動接受到主動探索的轉(zhuǎn)變，教師可以讓他們在實(shí)驗(yàn)前學(xué)習(xí)一些創(chuàng)新思維方法，如移植法、組合法以及綜合法等等來活躍思維。當(dāng)開放性實(shí)驗(yàn)室里的現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)儀器不能實(shí)驗(yàn)需求時(shí)，可以嘗試對實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)或改進(jìn)，并檢驗(yàn)成果，如未成功，則再繼續(xù)改進(jìn)。

這種創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過程用圖表可這樣描繪：

圖1開放性實(shí)驗(yàn)過程

在現(xiàn)有教學(xué)模式的大環(huán)境下，在大學(xué)物理教學(xué)中如何有效地發(fā)揮好開放性實(shí)驗(yàn)的作用，如何引導(dǎo)學(xué)生樂意到開放性實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐和學(xué)習(xí)，還需要廣大教育工作者不斷地探索和研究。

3教育體制促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新

現(xiàn)有的教育體制也需要去掉很多扼制學(xué)生創(chuàng)新的枷鎖，改變體制促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新。高?？梢蚤_設(shè)一些拓展和研究類的課程為周邊的初高中學(xué)生提供科學(xué)素養(yǎng)拓展訓(xùn)練。高校可與有條件的高中合作，共享實(shí)驗(yàn)設(shè)施，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程。鼓勵學(xué)生從中學(xué)甚至小學(xué)就開始培養(yǎng)創(chuàng)新能力。多舉行各種課外創(chuàng)新活動，增加大學(xué)生參與創(chuàng)新的機(jī)會，設(shè)立專項(xiàng)學(xué)生科研經(jīng)費(fèi)，建立形式多樣的開放性實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新活動可以獲得相應(yīng)的學(xué)分。

學(xué)校應(yīng)該積極組織學(xué)生參加挑戰(zhàn)杯創(chuàng)新科技大賽，并建立創(chuàng)新項(xiàng)目孵化基地為創(chuàng)新項(xiàng)目提供啟動資金。鼓勵教學(xué)型教師利用各種機(jī)會去相關(guān)企業(yè)科研單位歷練，增長教師實(shí)踐經(jīng)歷來帶動學(xué)生創(chuàng)新。

4結(jié)束語

學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)直接關(guān)系到國家強(qiáng)盛和民族興衰，因此需要物理實(shí)驗(yàn)教育工作者高度的重視。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該更好地發(fā)揮其課程優(yōu)勢，致力于培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新人才。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不光需要教師利用創(chuàng)新智慧來引導(dǎo)學(xué)生在探究過程中學(xué)會思考創(chuàng)造，也需要在教育制度上激勵學(xué)生去創(chuàng)新。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要教育工作者在物理實(shí)驗(yàn)教育工作過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷創(chuàng)新。

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