周永軍，孫麗媛，楊 智，楊 迪

（沈陽航空航天大學，遼寧 沈陽 110034）

沈陽航空航天大學物理實驗中心是2007年遼寧省首批物理實驗教學示范中心，在2008年該中心“物理實驗”課被評為省級精品課。2010年，被評為遼寧省實驗教學先進集體。物理實驗中心承擔全校公共基礎課“物理實驗”必修課和“預備物理實驗”及“創(chuàng)新物理實驗”兩門選修課。其中自2006年開設的創(chuàng)新物理實驗，結合了我們中心目前的實驗裝置和當前的師資隊伍和學生專業(yè)特點，5年來共開設創(chuàng)新物理實驗項目近80項，獲得國家實用新型專利2項，遼寧省“挑戰(zhàn)杯”大賽銅獎兩項，論文多篇。

1 開設創(chuàng)新物理實驗的目的及意義

首先，創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力。一個沒有創(chuàng)新能力的民族，難以屹立于世界先進民族之林[1]。高等學校就是要培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才。同時，“培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力”是大學物理實驗教學改革的核心[2]。開設創(chuàng)新物理實驗，是學生得到創(chuàng)新能力和科學研究素質(zhì)培養(yǎng)，受到創(chuàng)新思維啟迪的一種好的方式[3]。在創(chuàng)新實驗中，學生要完成實驗，必然要進行資料的查閱、實驗方案的設計，以及動手實施實驗方案，并寫出論文式的實驗報告。

其次，長期以來，物理實驗教學模式單一、教學內(nèi)容陳舊、教學方法過死；實驗內(nèi)容基本上是測量性、驗證性的，缺乏由學生自己設計的、帶研究性的內(nèi)容。學生只要讀懂教材上寫明的原理、按教材上寫明的步驟去做，就可以成功地測到數(shù)據(jù)、完成實驗。這種千篇一律的教學方式不利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

最后，高等學?；A課實驗教學示范中心建設標準：要求提高、創(chuàng)新研究型實驗在全部實驗項目中須占一定的比例（一般不低于30%），以利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 創(chuàng)新物理實驗項目的來源與開發(fā)

首先從教學中來[4]，例如在當前實驗中心的電子檢流計數(shù)量有限，而且易損壞，開設電子檢流計的設計與制作，本實驗為研究并制作一種物理實驗中心使用的電子檢流計，學生可以通過本實驗鞏固所學的理論知識，并將所學知識應用到實踐中，從而鍛煉其動腦設計、動手組裝連接的能力，為學生以后的學習工作打下一個好的基礎。將輸入電流經(jīng)I／V轉換并進行放大，并將最后結果通過機械檢流計表頭或者LED顯示，便于觀察和記錄。主要采用芯片是高精度集成運放OP－07?？蓹z測電流10－6A。學生通過設計制作將實驗成果作為實驗室的器材應用到以后的實驗項目中去。還有，針對目前實驗中心的霍爾效應測磁場實驗中實驗儀器搭配不是很合理。實驗所用的兩臺萬用表，精度比較高，價格相對昂貴。但是在實驗中，并沒有將其功能完全利用，而且通過滑動變阻器來調(diào)節(jié)工作電流非常有限，很難調(diào)節(jié)到實驗所要求的精度；因此開設了霍爾效應實驗電源的設計與制作，設計一臺能夠產(chǎn)生10毫安可調(diào)電流和1安培可調(diào)電流，并且能夠測量電壓?？紤]到為了將來實驗調(diào)節(jié)電流精確而且方便，我們設計的儀器使用數(shù)字電路壓控電流來實現(xiàn)電流的調(diào)整，并且用旋轉編碼開關來調(diào)節(jié)。將其命名為“霍爾效應測磁場實驗儀”。

其次，從科研中來，如碟狀飛行器的研制，秉著先仿制再改型的基本研制思路，開展碟狀飛行器的仿制工作，并進行了局部改進創(chuàng)新，對整流罩加以改進，在原有的穩(wěn)流段前后增加收縮段和擴張段，增升效果明顯。先后實現(xiàn)了系留飛行和全配置遙控試驗飛行，并且都取得了較好效果。在仿制過程中，對原有資料進行系統(tǒng)的消化和整理，編寫電子軟件，在激光切割機上實現(xiàn)加工自動化。制作三臺實驗樣機，并且進行了大量驗證性實驗，取得了有價值的實驗數(shù)據(jù)。

3 創(chuàng)新物理實驗的教學與實踐

我們在2006年，物理實驗中心就開展了導師制工作，即：優(yōu)秀學生（物理實驗成績在90分以上，必須通過英語四級等要求，）自愿報名參加創(chuàng)新物理實驗課程。具體做法是：

（1）創(chuàng)新實驗項目時間為16周，學生自愿組建創(chuàng)新小組，小組成員3到4名；物理實驗中心提供一定數(shù)量的“創(chuàng)新物理實驗參考項目”，可供參考；每組只能參加一個項目，也可自行擬定實驗題目；

（2）撰寫創(chuàng)新物理實驗項目計劃書（時間2周）。項目計劃書包含以下內(nèi)容：題目、研究目的和意義、研究內(nèi)容（包括方法、手段、進程、創(chuàng)新點）、課題最終結題形式和項目需要經(jīng)費情況（包括所購置儀器設備、耗材等），每個項目計劃書必須經(jīng)過物理實驗中心評審會評審以后，確定實驗項目。

（3）實驗中心為保證創(chuàng)新物理實驗課程效果，每位教師實驗課題項目只立項一個，可以指導一組同學。每位教師可以聯(lián)系其他相關院系教師參與實驗項目。

（4）指導教師每周與學生至少見面兩次，每個教師應有課題進展記錄本，詳細記錄每次與學生見面溝通時間，內(nèi)容，經(jīng)費使用情況及課題進展情況。

（5）每四周時間，每個項目要向?qū)嶒炛行膮R報課題進展情況及存在的問題，由實驗中心全體教師共同討論，予以解決。

（6）實驗中心盡量保證每個項目提出的課題經(jīng)費需要，并且檢查監(jiān)督經(jīng)費使用情況；創(chuàng)新實驗結束后，要填寫項目結題報告。

（7）在學期末實驗中心組織評審小組對每個項目進行評審，為獲獎者頒發(fā)證書，表彰、鼓勵其創(chuàng)新性的工作。選擇有發(fā)展前途的項目繼續(xù)給予支持，爭取形成專利、產(chǎn)品、發(fā)表學生論文等。

4 開設創(chuàng)新物理實驗課程的效果

首先，這種創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識是構成物理實驗中心不斷前進的不竭的動力。創(chuàng)新物理實驗不斷產(chǎn)生有價值的項目，形成專利、產(chǎn)品、發(fā)表學生論文、推薦參加全國大學生創(chuàng)新競賽等，成為物理實驗中心的項目生長點，支撐“產(chǎn)、學、研”的發(fā)展。經(jīng)過不斷的發(fā)展完善，形成一個具有培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力新的實驗教學體系，同時，科學、規(guī)范的管理制度是創(chuàng)新物理實驗課程可持續(xù)發(fā)展保障。其次，學生可以開闊自己的視野、提升自己的學術素養(yǎng)；激發(fā)了學習興趣，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識。在創(chuàng)新實驗教學中，從實驗方案的設計到整個實驗的完成，都由學生自己獨立完成，并處理實驗中出現(xiàn)的各種問題，品嘗科學研究中的“酸、甜、苦、辣”[5]。創(chuàng)新實驗的內(nèi)容可與專業(yè)內(nèi)容交叉滲透，學生可以通過創(chuàng)新實驗，將所學的物理知識與專業(yè)內(nèi)容結合起來，對自己所選學的專業(yè)有更新的認識，達到個性化發(fā)展。還成立“創(chuàng)新實驗活動基地”，招收活動會員，讓創(chuàng)新實驗活動日常化，使得學生的創(chuàng)新激情得以延續(xù)，創(chuàng)新能力繼續(xù)放大。同時，教師的學術能力得到發(fā)揮和進一步培養(yǎng)。教學相長，師生共同提高，逐步培養(yǎng)出具有一定核心研發(fā)能力的科研團隊。

通過創(chuàng)新物理實驗教學實踐，我們將不斷改進實驗教學平臺，在學校的大力支持下，不斷充實創(chuàng)新實驗內(nèi)容，提高實驗教學水平。

[1]劉虎，王振彪.物理創(chuàng)新實驗競賽中豐富創(chuàng)新教育內(nèi)涵 [J].實驗室研究與探索，2009，28（10）：108－110.

[2]鄧曉冉.淺談大學物理實驗教學改革[J].大學物理實驗，2009（1）：114－116.

[3]王長春，宛明高.注重實驗教學改革培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力[J].大學物理實驗，2010（3）.

[4]李松嶺，李明雪.物理創(chuàng)新性實驗的六大設計原理[J].高校實驗室工作研究，2007，94（4）：55－57.

[5]張增明，孫臘珍，霍劍青等.創(chuàng)新研究型物理實驗教學平臺的建設與實踐[J].物理實驗，2009，29（7）：14－17.

[6]劉俊東.大學物理實驗教學創(chuàng)新實踐平臺的構建[J].大學物理實驗，2010（6）.

[7]賀梅英，章國榮，金丹青等.設計型物理實驗的研究開發(fā)與思考[J].實驗室科學，2009，7（4）：81－82.