大學(xué)物理實驗中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

杜紅彥

（河北工程大學(xué) 數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院，河北 邯鄲 056038）

大學(xué)物理實驗中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

杜紅彥

（河北工程大學(xué) 數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院，河北 邯鄲 056038）

分析了當(dāng)前大學(xué)物理實驗教學(xué)在教學(xué)、學(xué)習(xí)和內(nèi)容上對學(xué)生創(chuàng)新力造成制約的現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，從激發(fā)學(xué)生興趣營造創(chuàng)新環(huán)境、強化心理培養(yǎng)、改革大學(xué)物理實驗教學(xué)體系和建立實踐實訓(xùn)基地四個方面提出了對大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的措施。

大學(xué)物理實驗；創(chuàng)新能力；教學(xué)改革

面對當(dāng)前全球經(jīng)濟下行壓力，黨和政府要求深化國有企業(yè)改革，提高創(chuàng)新能力，以提升競爭力。然而，不僅國有企業(yè)，產(chǎn)學(xué)研涉及的各個部門都應(yīng)該成為創(chuàng)新的主體。黨的十八大報告也指出，要實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略。在經(jīng)濟形勢和國家政策下，現(xiàn)實對大學(xué)教育提出了更高的要求——培養(yǎng)出一大批富有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的創(chuàng)造型科技人才。作為人才培養(yǎng)的搖籃——高等院校，應(yīng)更加重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，在日常教學(xué)中加強大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)。大學(xué)生特別是理工科大學(xué)生是未來的工程師，將來是企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主力軍。這就要求理工科院校的畢業(yè)生要有較強的創(chuàng)新能力。

大學(xué)時代是人生中創(chuàng)新能力的最佳時期。據(jù)有關(guān)資料顯示，約50%的人在30歲左右即開始了大量的發(fā)明創(chuàng)造，約有60%的發(fā)明創(chuàng)造是在40歲前完成。當(dāng)代大學(xué)生有活力、敢于拼搏，家庭負(fù)擔(dān)較輕，學(xué)習(xí)能力強，相對其他群體，知識儲備也較多，因此，大學(xué)生作為一個創(chuàng)新群體，具有其他人難以企及的巨大發(fā)展?jié)摿Γ?］。

一、當(dāng)前大學(xué)物理實驗教學(xué)存在的問題

《大學(xué)物理實驗》是一門重要的實驗基礎(chǔ)課，是大學(xué)生進入高校后初次接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能的開始。它的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生動手能力，理論聯(lián)系實際能力，這對創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高具有重要意義。

（一）實驗教學(xué)中的不足

長期以來，我國大學(xué)物理實驗教學(xué)往往按部就班，只重視將理論知識“灌”給學(xué)生，實驗中按書上的實驗步驟一步一步地去做，以固化的流程給學(xué)生們講述和示范，而更為重要的物理實驗中的物理思想?yún)s很少向?qū)W生傳授。學(xué)生的行為和思維被限定，只是按照教材的步驟重復(fù)操作，難以調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，忽視了對學(xué)生知識運用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。部分教師也沒有理清理論課與實驗課之間的聯(lián)系，將實驗課當(dāng)做一門從屬于理論課的一門課程［2］，這種意識下的教學(xué)必定會偏離物理實驗課原本設(shè)置的培養(yǎng)方向和目標(biāo)。理論課與實驗課兩者應(yīng)該互為基礎(chǔ)，相輔相成，是組成高校物理教學(xué)的兩個緊密關(guān)聯(lián)不可分割的課程。

（二）實驗學(xué)習(xí)中的不足

學(xué)生對實驗課的重視程度不夠，主要表現(xiàn)有課前不做預(yù)習(xí)，上課遲到，實驗過程中缺乏耐心和細(xì)心，幾次測量的結(jié)果沒有達到預(yù)期效果便失去信心，變得急躁，不是急于詢問老師，就是放棄實驗，而不是冷靜分析實驗不理想的原因，以其找到解決問題的方案。若儀器的調(diào)節(jié)不精確，這種情況下做的實驗，可想而知，是不可能得到正確的數(shù)據(jù)。有的學(xué)生甚至投機取巧，在別人調(diào)節(jié)好的儀器上完成自己的實驗，或者直接抄襲同學(xué)的數(shù)據(jù)。對于實驗報告的撰寫，很多人也只是為了應(yīng)付老師而已，根本達不到歸納總結(jié)實驗過程的效果。總之，學(xué)生在實驗課的學(xué)習(xí)上普遍缺少主動思考，發(fā)現(xiàn)新問題，解決新問題和探究新現(xiàn)象的意識。

（三）實驗內(nèi)容存在的問題

我國近代教育家陸費逵說過，“國立根本，在乎教育，教育根本，實在教科書”。大學(xué)物理實驗教材作為指導(dǎo)實驗教學(xué)的“依靠”，其內(nèi)容極大影響了教與學(xué)的質(zhì)量。當(dāng)前大學(xué)物理教材的內(nèi)容大致存在以下兩方面的問題：一是，大學(xué)物理實驗對綜合性、拓展性和創(chuàng)新性的要求比高中有很大提高，但是目前高校設(shè)置的基礎(chǔ)性實驗偏多，設(shè)計性實驗太少，科技進步的成就不能及時的反映到大學(xué)物理實驗中，無形中對學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造熱情形成了很大程度上的阻礙。二是，現(xiàn)使用的教材大部分重理論［3］，與實際結(jié)合的內(nèi)容并不多［4］。大學(xué)物理實驗原理中理論原理通常涉及繁雜的公式推導(dǎo)，對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較薄弱的一些學(xué)生而言，比較吃力，應(yīng)該更加重視方法的應(yīng)用，而非公式的認(rèn)知。另外，實驗教材中有大量與理論課知識重疊的部分，缺少了對實驗方法、實驗思想、實驗技術(shù)的具體闡述，未能激發(fā)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

二、物理實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效路徑

（一）激發(fā)興趣營造良好的創(chuàng)造環(huán)境

許多基礎(chǔ)物理實驗是重復(fù)前人的科學(xué)實驗，在教學(xué)中，教師應(yīng)把實驗的歷史背景及對物理學(xué)科及社會發(fā)展的意義講給學(xué)生，增加學(xué)生對實驗的興趣，使他們知道如何象前人那樣開展創(chuàng)造性工作，把興趣和愛好結(jié)合起來。

在社會主義條件下，黨和政府營造了良好的創(chuàng)造環(huán)境。國家、學(xué)校和社會倡導(dǎo)創(chuàng)造活動，鼓勵同學(xué)們搞一些小發(fā)明和小創(chuàng)造。在實驗教學(xué)中，應(yīng)多讓學(xué)生作一些設(shè)計性實驗，多寫科技論文，課下多給學(xué)生提供一些必要的儀器和設(shè)備，倡導(dǎo)科學(xué)的創(chuàng)造活動。目前我國政府頒布了激勵創(chuàng)造活動的獎勵制度和專利制度。創(chuàng)造活動既需要及時把握社會需求信息也需要及時獲得新科學(xué)和新技術(shù)的信息，這就需要教師及時把前沿科學(xué)及最新科技動態(tài)及時傳授給同學(xué)們。

（二）加強創(chuàng)造心理品質(zhì)的培養(yǎng)

真正有所作為的創(chuàng)造者必然具備優(yōu)秀的道德品質(zhì)和良好的創(chuàng)造心理素質(zhì)，他們首先要熱愛科學(xué)，要有為科學(xué)而獻身的精神。具體地說，要有飽滿的學(xué)習(xí)和工作熱情及穩(wěn)定的情緒，有較高層次的理智感、美感和強烈追求現(xiàn)實目標(biāo)的成功感等。從意志角度，要培養(yǎng)他們有主見、有耐心和有毅力，在實驗面前既不躊躇不前也不魯莽從事，做任何事情都要有鍥而不舍的精神，有始有終，百折不撓地為追求自己的理想和現(xiàn)實目標(biāo)而努力奮斗。在性格方面，要培養(yǎng)他們勤奮、果斷、自信、謙虛、謹(jǐn)慎和富有進取心的良好心理素質(zhì)［1］。

（三）以培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的大學(xué)物理實驗教學(xué)體系改革

1.增加綜合性實驗和設(shè)計創(chuàng)新實驗，更新實驗內(nèi)容

增加綜合性、設(shè)計性創(chuàng)新實驗比例，使之成為大學(xué)物理實驗教學(xué)內(nèi)容體系的核心 。這類實驗強調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，有助于提高學(xué)生的實驗操作能力。目前國內(nèi)部分學(xué)校的本科生也實行導(dǎo)師負(fù)責(zé)制，導(dǎo)師們主導(dǎo)的科研項目設(shè)計的大部分具有物理實驗綜合性的特點，并要求具有創(chuàng)新性，可以讓大學(xué)生直接參與到導(dǎo)師的項目中去。

多組織學(xué)生參加物理實驗競賽、創(chuàng)新競賽活動，結(jié)合這些活動增加設(shè)計創(chuàng)新性實驗，借此不僅能夯實理論基礎(chǔ)，還能提高學(xué)生動手能力、創(chuàng)新意識以及解決實際問題的能力。

2.以實驗教學(xué)方法與考核方法改革為抓手，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

在物理實驗教學(xué)方法上，從“填鴨式”教學(xué)向“啟發(fā)式”教學(xué)轉(zhuǎn)變，建立學(xué)生在實驗教學(xué)中的主體地位。指導(dǎo)老師為設(shè)計創(chuàng)新性實驗提出設(shè)計的技術(shù)要求和實驗?zāi)康?，放手讓學(xué)生獨立地在規(guī)定時間內(nèi)完成設(shè)計任務(wù)和實驗，讓他們有自我發(fā)揮的空間。

采用更靈活的實驗考核方法，對于基礎(chǔ)性實驗，仍采用傳統(tǒng)考核方式，通過實驗結(jié)果和實驗報告進行考核；對于設(shè)計性創(chuàng)新性實驗，考核的過程需要更長，即從設(shè)計到實驗準(zhǔn)備到進行實驗，到最后完成的實驗報告，考核的重點是學(xué)生的實際綜合運用物理知識分析問題、解決問題和獨立思考的能力。對研究創(chuàng)新性實驗的考核還可以包括團隊協(xié)作精神，實驗態(tài)度和以小論文形式提交的實驗報告質(zhì)量，并對在團隊中有突出創(chuàng)新想法的學(xué)生酌情加分等。

（四）建設(shè)課外實踐實訓(xùn)基地，政策鼓勵學(xué)生參加創(chuàng)新活動

借助物理課外實踐實訓(xùn)基地，開放實驗室，學(xué)生在校內(nèi)老師指導(dǎo)下根據(jù)自己的興趣研發(fā)新產(chǎn)品，一方面培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力和團隊意識，為以后可能從事的科研道路打下了良好的基礎(chǔ)，又實現(xiàn)了學(xué)校實驗資源的充分利用，達到了資源共享，建立實驗大平臺的效果，同時學(xué)生做出的優(yōu)秀成果，還可以提高學(xué)校和學(xué)院的知名度。

實踐實訓(xùn)基地豐富了大學(xué)生科技實踐和創(chuàng)新活動的機會。組織學(xué)生參加各類物理實驗競賽，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維。在基地開設(shè)大學(xué)生科技創(chuàng)新制作室，除了作為學(xué)習(xí)交流的場所外，可以作為一個模型加工間，制作一些不便購置的裝置零部件，制作室還設(shè)有一些常用實驗儀器和設(shè)備。在這里，學(xué)生可以盡可能地將自己的創(chuàng)意模型化，也可以將新創(chuàng)意賦予基礎(chǔ)性實驗之上，重新進行實驗，學(xué)生還可以利用基地參與教師的科研項目。通過一系列實實在在的動手動腦實驗，逐步提高自己的創(chuàng)新能力。

三、結(jié)語

大學(xué)生是未來社會建設(shè)的主力，也是高校教育的一面鏡子。我們應(yīng)積極探討創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)模式，抓住校園建設(shè)的有利契機，盡快將物理實驗教學(xué)改革和創(chuàng)新基地建設(shè)提上議事日程。為學(xué)院和學(xué)生今后的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

［1］杜紅彥，侯建民，姚桂英.論大學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)［J］.河北建筑科技學(xué)院學(xué)報（社科版），2003（20），30:61-62.

［2］崔連敏.淺談大學(xué)物理實驗教學(xué)存在的問題和方法［J］.大學(xué)物理實驗，2015（6）:124-126.

［3］宋玉海，康山林，宋修法.大學(xué)物理實驗校本課程開發(fā)的研究與實踐［J］.河北工程大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2007，24（4）:76-78.

［4］劉軍山，邢紅宏.以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向改革大學(xué)物理實驗教學(xué)［J］.實驗技術(shù)與管理，2014，31（4）:189-191.

［責(zé)任編輯 王云江］

Development of students’ creativity in university physical experiment

DU Hong-yan
（College of Mathematics and Physics， Hebei University of Engineering， Handan 056038， China）

The paper explores the constraints of the current university physics experiment teaching to students' creativity from aspects of teaching， learning and content. Based on the analysis， the author puts forward some measures to cultivate college students’ creativity from four aspects： to stimulate students' interest to create the innovative environment， to strengthen psychological cultivation， to reform university physics experimental teaching system and to establish practice and training base.

university physics experiment； creativity； teaching reform

10.3969/j.issn.1673-9477.2016.03.038

G642

A

1673-9477（2016）03-119-03

［投稿日期］2016-05-18

杜紅彥（1965-），男，河北邯鄲人，高級實驗師，研究方向：高校物理實驗教學(xué)。