淺談大學物理實驗中如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力

許衍哲

［摘 ? ? ? ? ? 要］ ?大學物理實驗是理工科專業(yè)學生訓練科學實驗的基本課程內容，利用大學物理實驗，可以提高學生的創(chuàng)新思維能力。物理實驗可以保障學生的綜合素質提升，尤其可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。在新課改的背景下，大學物理實驗也需要進行改革，更新大學物理教學的理念，加強建設實驗教學團隊，創(chuàng)新大學實驗教學內容，完善大學物理實驗教學的建設，提升大學生的科學素養(yǎng)、實驗能力以及創(chuàng)新能力等。

［關 ? ?鍵 ? 詞］ ?大學；物理實驗；創(chuàng)新思維能力；教學措施

［中圖分類號］ ?G715 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ［文獻標志碼］ ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?［文章編號］ ?2096-0603（2019）23-0140-02

大學物理實驗課程可以幫助學生系統(tǒng)的學習科學實驗技術，培養(yǎng)學生的科學實驗能力和素養(yǎng)，通過大學物理實驗培養(yǎng)創(chuàng)新性人才，保障學生的綜合素質，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。利用大學物理實驗教學，一方面可以提升學生的知識理解能力，提高綜合素質，另一方面可以提升學生的實際動手能力。改革大學物理實驗教學，根據(jù)社會發(fā)展需求改善大學物理實驗，為我國培養(yǎng)更多應用型人才，這也是高等教學的任務目標。在大學物理實驗當中，需要注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力等，不斷更新教育理念，加強建設教學團隊，探索出有效的教學方法，保障大學物理實驗教學效果。

一、概述大學物理實驗

（一）概述大學物理實驗

大學物理是理工科學生的大學基礎課程，利用大學物理實驗課程可以培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新思維。利用大學物理實驗課程，有利于幫助學生深入理解課堂知識，進一步論證一些理論知識，同時還可以提高學生的實際動手能力和創(chuàng)新思維能力。

保障大學物理實驗質量，需要明確實驗目的和實驗基本理念，確定具體的實驗方法和實驗儀器等。通過大學物理實驗，可以使學生靈活利用各種實驗儀器，準確地測量相關物理量，準確計算實驗數(shù)據(jù)并獲得準確的結果。

（二）大學物理實驗教學的現(xiàn)狀

高中物理教學不夠注重物理實驗教學，在應試教育的影響下，很多高中學校注重理論知識學習，忽略了實驗教學的作用，因此在大學學習過程中，很多學生也自然不重視實驗學習。此外，各類學生沒有加大力度投入實驗經費，導致實驗室缺乏器材，降低了學生參加大學物理實驗的興趣，教師同樣也缺乏教學熱情。

大學物理實驗內容比較簡單，利用的實驗設備比較陳舊，無法及時更新大學生物理實驗器材，同時沒有更新大學物理實驗方法，無法滿足科技發(fā)展需求。此外，大學物理實驗和科技發(fā)展相脫節(jié)，大學沒有根據(jù)專業(yè)安排大學物理實驗，導致大學物理實驗缺乏針對性，無法突出專業(yè)特殊性。

大學物理實驗教學方法比較落后，具體的教學方法比較單一，無法激發(fā)學生的物理實驗興趣。當前利用的教學方法不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力，學生只是在被動地接受知識，無法培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。

二、大學物理實驗教學和創(chuàng)新思維能力關系

（一）大學物理實驗拓展學生的創(chuàng)新思維

大學物理實驗的基礎是理論，教師引導學生觀察實驗現(xiàn)象，思考實驗進程，進一步分析實驗數(shù)據(jù)，最終獲取科學的實驗結論。實驗會跟隨實驗環(huán)境發(fā)生變化，學生需要根據(jù)實驗條件改變實驗方法，這也是學生必備的學習技能。在這個過程中，教師需要配合學生，突出學生的主體地位，教師要發(fā)揮輔助作用。在這種教學模式影響下，拓展學生的思路，提高學生的思維創(chuàng)新能力，避免受課本知識的局限。并不是所有的實驗都是成功的，學生需要不斷改進實驗方法，提升自身的實驗能力，在反復實驗當中提升學生的實驗能力。

（二）物理實驗可以幫助學生聯(lián)系理論和實際

當前社會發(fā)展需要技能型人才，大學物理實驗可以培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，提高學生的實踐能力，利用實驗教學進一步鞏固學生學到的理論知識，培養(yǎng)學生的觀察能力和動手能力等。學生在整個實驗當中，可以拓展學生的思維，結合理論知識聯(lián)系實際問題，不斷創(chuàng)新大學物理實驗的內容。大學物理實驗屬于一項科學互動，需要學生親自參與到實踐當中，保證學習過程的深入性，因此大學物理實驗比較復雜，可以提高學生學習的嚴謹性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新探索精神。

三、大學物理實驗培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力的措施

（一）更新大學物理實驗的內容和方法

利用大學物理實驗可以培養(yǎng)高素質的應用型人才，而實踐能力培養(yǎng)的基礎是大學物理實驗的內容，大學物理實驗的內容需要體現(xiàn)出專業(yè)需求，滿足大學人才培養(yǎng)的目標，提高學生的創(chuàng)新思維能力，這也是當今高校教學的重點。

增加虛擬仿真實驗：利用虛擬仿真實驗教學，以提高高等教育的信息化水平，這也是大學物理實驗的重點，有利于進一步改革大學物理實驗內容。利用虛擬仿真實驗教學，進一步完善大學物理實驗教學體系，保證大學物理實驗教學質量。教師要融合實驗教學內容和信息技術，提升大學物理實驗教學質量，實現(xiàn)學校轉型。整合優(yōu)化原有的大學物理實驗內容，將物理海洋內容增加到原有方針實驗模塊，根據(jù)海浪模擬系統(tǒng)和環(huán)流模擬系統(tǒng)設置虛擬仿真實驗項目。針對海浪模擬系統(tǒng)，可以利用漫游模式窗口選擇利用自由相機模擬模式，在自然環(huán)境串口中通過改變風速，觀察海浪的實際形成過程。

在大學物理實驗中加入Mathematics和Origin：利用Math-ematics數(shù)學軟件，利用Origin可以出現(xiàn)圖像可視化功能，方便大學物理實驗教學。在大學物理實驗當中有機結合二者，學生可以結合數(shù)據(jù)和圖形等，處理實驗數(shù)據(jù)，完成繪圖工作，模擬仿真實驗結果數(shù)據(jù)，比較實驗結果的誤差。學生在設計畢業(yè)論文當中利用這兩個軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理等，提高論文的質量。

（二）利用BRUNER發(fā)現(xiàn)法完成教學

很多大學物理教師仍利用單一的大學物理實驗教學方法，注重講授概念和理論，學生雖然知道理論知識，但卻不知道理論知識的來源，導致學生質疑精神。人類通過質疑和猜想進一步發(fā)展科學。利用發(fā)現(xiàn)法教學，讓學生掌握基本理論概念，準備實驗需要的資料和儀器，教師在這個過程中發(fā)揮著指導作用。由學生自主設計物理實驗，確定物理實驗定律的來源，推導物理定律，這樣有利于拓展學生的思路，培養(yǎng)學生的思維創(chuàng)新能力。例如，在學習電學實驗中串聯(lián)、并聯(lián)的原理過程中，教師透徹地講解其原理之后，可以讓學生自己制作簡單的發(fā)電機，教師在學生制作過程中要提供適當指導，幫助學生聯(lián)系理論和實際，進一步提升學生的思維創(chuàng)新能力。

（三）引導學生掌握創(chuàng)新方法和創(chuàng)新技巧

物理學科具有很強的邏輯性，學習物理知識的過程中利用邏輯性，學生在掌握了學習方法和學習技巧后，才可以不斷提高自身思維創(chuàng)新能力，提升物理學習的效果。大學物理實驗創(chuàng)新，不僅要求學生掌握創(chuàng)新方法，還要提高學生的知識水平，要求學生樹立認真的態(tài)度。教師要創(chuàng)新學習方法，保證物理創(chuàng)新技巧，以保證學生的創(chuàng)新思維能力。

鍛煉學生利用有效的物理創(chuàng)新方法是對大學物理教師的教學要求。在大學物理實驗教學中，教師需要首先傳授理論知識，保障學生可以巧妙地利用物理技巧，這是創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)的基礎。學生掌握一定的理論基礎后，可以進行進一步的實踐練習。在實踐中利用理論，有利于提升創(chuàng)新思維能力。在實際創(chuàng)新中可能會遇到各種創(chuàng)新問題，教師需要引導利用創(chuàng)新方法解答各種類型的題目。在不同的題型中，培養(yǎng)學生的辨別創(chuàng)新的能力，學生掌握各種創(chuàng)新方法，以解決各種題型的問題，這樣一來學生可以真正地理解和運用創(chuàng)新理論，提升大學生的物理創(chuàng)新能力。

（四）加強實踐實訓基地建設

在大學開發(fā)實驗室，學生可以利用實驗室完成各種實驗。大學生需要根據(jù)不同專業(yè)設置基礎實驗室，加強實驗室資源的共享，實現(xiàn)專業(yè)交叉，構建大學物理實驗平臺。大學可以統(tǒng)一部署實驗設備，充分利用當前的實驗設備，進一步延伸教學，提高學生的實驗學習興趣。

利用選課系統(tǒng)，引導學生學生根據(jù)自己的興趣愛好和專業(yè)選擇實驗項目，同時也可以科學協(xié)調實驗時間，由學生自己制定實驗方案，自己選擇設備，控制實驗過程和時間。例如，完成“超聲聲速測量”實驗，可以轉換空氣聲速為液體聲速測量和固體聲速測量，組合實驗室現(xiàn)有的儀器，充分利用現(xiàn)有資源，拓展研究性實驗，進一步提升學生的思維創(chuàng)新能力，引導學生努力發(fā)現(xiàn)設置研究的項目，在問題解決過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。

（五）充分利用網絡空間

大學物理實驗教學內容需要滿足現(xiàn)代科技發(fā)展需求，因此大學物理教師需要不斷重組和更新實驗內容，設置部分驗證性實驗為自選內容，使綜合性實驗和研究性實驗的比例不斷增加。同時，可以在物理實驗教學利用計算機技術，很多實驗可以利用計算機改變傳統(tǒng)實驗方式，提升實驗的測量準確度和測量速度。向學生介紹物理實驗教學系統(tǒng)的整體結構和基本原理，學生通過觀察和操作實驗，可以感受到信息技術的作用，提高學生的探究欲望，培養(yǎng)學生的綜合實踐能力。在大學物理實驗教學中，教師要及時向學生介紹最新科技、最新研究成果和未來發(fā)展動向，使學生的思維事業(yè)上變得更加開闊，進一步提高大學生的創(chuàng)新思維能力。大學物理實驗需要充分利用網絡技術，幫助學生獲取知識。在網絡條件下，可拓展物理實驗課程到課外空間，如可以在大學物理實驗教學平臺主頁上上傳大學物理實驗資源和信息，學生利用網絡完成選課活動，建立開放性的實驗室。學生可以在課前進行實驗仿真，利用充足的網絡信息，拓展學生的眼界，保證學生課前預習的效果。

大學物理學習需要利用實驗教學，利用大學物理實驗有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力，保持科學嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度，為學生今后的發(fā)展奠定堅實的基礎。

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編輯 李 靜