在大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

郭曉嬌

摘 要： 大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的有效手段。本文闡述了大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)創(chuàng)新思維的可能性，探索了利用大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的新型教學(xué)方式和教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞： 大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新思維 教學(xué)方式 教學(xué)模式

一、引言

新時(shí)代的大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)是聯(lián)系書本理論知識(shí)與學(xué)生科研創(chuàng)新的紐帶，是與理論教學(xué)和大學(xué)物理分組實(shí)驗(yàn)平行的第三級(jí)[1]，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的主要途徑之一。

二、大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)介紹

大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)是大學(xué)物理教學(xué)中的一個(gè)重要組成部分，目前國內(nèi)外大學(xué)對(duì)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常重視，都已將其引入基礎(chǔ)教學(xué)中。演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋了力、熱、光、電等70多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，充分演示了物理現(xiàn)象、物理概念、物理規(guī)律。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與人類日常生活相貼近，能將抽象的概念具體化，復(fù)雜的物理規(guī)律淺顯化，更容易被學(xué)生感知和接受。演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡單精巧，易操作，穩(wěn)定性好，集知識(shí)性和趣味性于一身，有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維能力[2]。

三、大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)創(chuàng)新思維的可能性

創(chuàng)新思維是使認(rèn)識(shí)或?qū)嵺`取得突破性進(jìn)展的思維活動(dòng)，其本質(zhì)特征是突破和創(chuàng)新，突破陳舊觀念理論的局限，開辟新概念、新思路、新方法、新領(lǐng)域[3]。大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)就其本身課程特征、教學(xué)目的、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來講，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力極其有利。

1.物理演示實(shí)驗(yàn)課程本身具有創(chuàng)造性。物理學(xué)本身就是富于創(chuàng)新精神的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)理論檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和重要組成部分更具有創(chuàng)新精神。在漫長的物理學(xué)發(fā)展過程中，一代代科學(xué)家不拘泥于根深蒂固的觀念，而是運(yùn)用創(chuàng)新思維掙脫舊框架的束縛完成一次次人類的飛躍[4]。愛因斯坦正是敢于對(duì)前人觀點(diǎn)提出質(zhì)疑，推翻了牛頓的經(jīng)典力學(xué)時(shí)空觀，建立了相對(duì)論時(shí)空觀。

2.物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的之一就是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)邏輯思維方法和解決問題的能力?！笆谌艘贼~，不如授人以漁”?？茖W(xué)邏輯思維方法和解決問題的能力遠(yuǎn)比物理具體知識(shí)內(nèi)容重要。例如：德國KPK大學(xué)物理課程所蘊(yùn)含的類比法等，能有效地提高學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散和創(chuàng)新思維。除此之外，在實(shí)驗(yàn)中會(huì)遇到一系列問題，開放思維、拓展思路在短時(shí)間內(nèi)找出問題，對(duì)癥下藥，及時(shí)將問題解決，從而培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

3.物理演示實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)開設(shè)于大學(xué)一、二年級(jí)，這一時(shí)期的大學(xué)生正處于思維活躍、充滿想象力、富于創(chuàng)造性的時(shí)期。我們可以充分利用學(xué)生的這一特征，為其提供良好的探索創(chuàng)新平臺(tái)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。例如普氏擺演示實(shí)驗(yàn)儀，該儀器利用人眼的視覺差異，使得實(shí)際在平面擺動(dòng)的小球看起來像是在做立體的逆時(shí)針的圓錐形擺動(dòng)。課后有學(xué)生發(fā)散思維、開動(dòng)腦筋，制作了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。如何能讓小球做順時(shí)針立體形式的擺動(dòng)呢？學(xué)生把光衰減眼鏡片反轉(zhuǎn)了180度，結(jié)果神奇的現(xiàn)象出現(xiàn)了，小球果然聽話地做順時(shí)針立體形式的擺動(dòng)。雖然這不是多么偉大的創(chuàng)新，但這絕對(duì)是創(chuàng)新的萌芽，是創(chuàng)新思維的開端。

四、如何在大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

目前，國內(nèi)大部分高校都已開設(shè)大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)課程，但是往往處于一種大學(xué)物理附屬品的尷尬地位。由于演示實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，學(xué)生多，投入經(jīng)費(fèi)少，實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)量有限，因此演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)多以集中演示為主，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)少，根本沒有時(shí)間討論、發(fā)散思維，更何談創(chuàng)新。因此，我們要利用現(xiàn)有資源，探究新型演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和教學(xué)模式，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的最終目的。

1.教學(xué)方式探索

（1）演示實(shí)驗(yàn)課上每演示完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)留出充足時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生思考并討論。如果課上時(shí)間不夠，則可以課后分組進(jìn)行討論，真理越辯越明，多討論有利于發(fā)現(xiàn)問題，提出創(chuàng)新解決方案。

（2）引導(dǎo)學(xué)生捕捉關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出問題，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力。在實(shí)驗(yàn)過程中引導(dǎo)學(xué)生捕捉關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出和實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問題讓學(xué)生思考并給出解決方案，鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手操作，充分發(fā)揮創(chuàng)造性改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置或重新設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)裝置，認(rèn)識(shí)到獲得相似現(xiàn)象的方法并非唯一，切身感受到實(shí)驗(yàn)方案的多樣性。

（3）建立自由創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，營造容忍失敗的創(chuàng)新文化氛圍。以美國貝爾實(shí)驗(yàn)室為例，貝爾實(shí)驗(yàn)室研發(fā)環(huán)境是自由、開放的，它尊重每個(gè)人的興趣、特長和研究方向，給研究人員自由空間，發(fā)揮想象，自由的表述學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，鼓勵(lì)大家相互交流，開拓思路，為深入研究注入靈感和活力[4]。最重要的是貝爾實(shí)驗(yàn)室能夠容忍研究人員的失敗，并鼓勵(lì)他們積極進(jìn)取繼續(xù)研究，正是有了這樣的研究環(huán)境，使得貝爾實(shí)驗(yàn)室多年來在通信領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。因此，應(yīng)吸取經(jīng)驗(yàn)一改傳統(tǒng)填鴨式的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，為學(xué)生營造自由的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

2.教學(xué)模式探索

（1）建設(shè)物理演示長廊實(shí)驗(yàn)，建設(shè)物理探索演示廳，創(chuàng)建課外學(xué)習(xí)探索的良好環(huán)境。當(dāng)然這需要相應(yīng)的資金作為支持，對(duì)所在學(xué)校的財(cái)力有一定的要求[5]。

（2）開放式教學(xué)。充分利用課外時(shí)間，將演示實(shí)驗(yàn)室定時(shí)開放，讓有興趣的學(xué)生有充分時(shí)間來研究在課堂演示中沒有時(shí)間操作的實(shí)驗(yàn)。建設(shè)演示實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)空間，可在教務(wù)處網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)預(yù)約，也可下載手機(jī)客戶端預(yù)約軟件APP，或建立演示實(shí)驗(yàn)室微信公眾號(hào)完成演示實(shí)驗(yàn)室的預(yù)約，這樣一來既能節(jié)約時(shí)間又能強(qiáng)化教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

（3）開展科技創(chuàng)新活動(dòng)。例如校大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競賽，全國“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技創(chuàng)新大賽等，吸引大批優(yōu)秀的學(xué)生參與進(jìn)來，既培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新能力，又培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

（4）下放設(shè)置一些科研題目。在演示實(shí)驗(yàn)室中設(shè)置一些具有研究意義的科研題目，為學(xué)生提供基本的研究儀器和材料，養(yǎng)成查閱中英文科研文獻(xiàn)的好習(xí)慣，增加學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備量，培養(yǎng)學(xué)生收集處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、準(zhǔn)確表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的語言駕馭能力，同時(shí)能提高其科研能力和科研水平。

五、結(jié)語

創(chuàng)新精神是科學(xué)的生命、科學(xué)活動(dòng)的靈魂。大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，應(yīng)積極探索大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)的新型教學(xué)方式和教學(xué)模式，深入挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新思想、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，以適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)創(chuàng)新人才的需求[4]。

參考文獻(xiàn)：

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