代 偉，徐平川，陳太紅，曾體賢，蘭小剛

（西華師范大學(xué)，四川 南充 637002）

大學(xué)物理實驗課程是對高等學(xué)校學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)實驗技術(shù)和實驗方法訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰退仞B(yǎng)重要的實踐性課程。而目前國內(nèi)大部分高校開設(shè)的物理實驗都采用沿用了幾十年的傳統(tǒng)的實驗教學(xué)手段，實驗內(nèi)容基本上只注重基礎(chǔ)性內(nèi)容，多為驗證性實驗，實驗內(nèi)容、實驗技巧和實驗方法極度缺乏創(chuàng)新理念。雖然大多數(shù)高校對物理實驗教學(xué)體系都有一定程度的研究，但沒有一套完整的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的物理實驗教學(xué)體系，并且科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的新發(fā)展以及工程技術(shù)領(lǐng)域的新應(yīng)用在日常實驗教學(xué)中極少反映，所以很難激發(fā)學(xué)生的物理實驗興趣，大大制約了物理實驗課程的發(fā)展。我校大學(xué)物理實驗中心以培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實驗素質(zhì)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，以教改項目“構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的物理實驗教學(xué)體系”為依托，對物理實驗教學(xué)的課程體系、教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、實驗方法和技術(shù)手段，以及教學(xué)管理等方面進(jìn)行了全面而系統(tǒng)的改革與建設(shè)。我們在本校理科各專業(yè)的大學(xué)物理實驗教學(xué)中開展了較為深入的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的大學(xué)物理實驗教學(xué)改革，通過給學(xué)生營造循序漸進(jìn)階梯型的實驗環(huán)境和學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，激勵學(xué)生個性發(fā)展，在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生自主實驗的同時通過開放實驗、設(shè)計性實驗、實驗競賽以及參與新實驗設(shè)備研制等多種激勵機(jī)制引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)；通過參加各種科技制作、專業(yè)技能競賽以及教師實驗教改課題研究等課外活動，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性實驗的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。使面向全校理科各專業(yè)學(xué)生的大學(xué)物理實驗教學(xué)發(fā)生了徹底的變革，形成了自己的特色，受到了同行的好評。經(jīng)過近幾年的努力我們出色地構(gòu)建了具有先進(jìn)理念、現(xiàn)代實驗內(nèi)容和先進(jìn)實驗技術(shù)、分層次、模塊化的創(chuàng)新物理實驗教學(xué)體系。我們也自主研制開發(fā)和更新改造了一批物理實驗教學(xué)設(shè)備；使綜合性、設(shè)計性實驗比例高。同時實驗室實行開放式管理，學(xué)生自選實驗題目，點面結(jié)合，建立了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的大學(xué)物理實驗教學(xué)新模式，切實使學(xué)生在新的實驗體系中動手與動腦結(jié)合，教學(xué)效果好［1－6］。

1 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的大學(xué)物理實驗教學(xué)體系基本內(nèi)容

“構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的大學(xué)物理實驗教學(xué)體系”就是對大學(xué)物理實驗教學(xué)的課程體系、教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、實驗方法、技術(shù)手段、實驗成績考核、師資隊伍培養(yǎng)和教學(xué)管理等方面對實驗教學(xué)進(jìn)行全面而系統(tǒng)的改革與建設(shè)。體系基本建設(shè)內(nèi)容如下：

1.1 以綜合性實驗和設(shè)計性實驗為核心，更新實驗內(nèi)容，出版了大學(xué)物理實驗教材

我們編寫出版的“大學(xué)物理實驗”教材在傳統(tǒng)的驗證性實驗、常規(guī)儀器使用訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，重新選擇、組織和調(diào)整實驗內(nèi)容，增添綜合性、設(shè)計性、具有延伸性的實驗內(nèi)容。新的物理實驗教學(xué)體系強(qiáng)調(diào)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，加深了學(xué)生對物理學(xué)是建立在實驗為基礎(chǔ)上的科學(xué)的認(rèn)識。實驗內(nèi)容的不再單一，體現(xiàn)了多樣性和綜合性，學(xué)生的實驗操作能力得到很大提升；建立了以綜合性實驗和設(shè)計性實驗為核心的內(nèi)容體系，實驗教學(xué)過程中的可操作性增強(qiáng)了；把部分實驗內(nèi)容，特別是近代物理實驗部分與教師的科學(xué)研究聯(lián)系在一起，使學(xué)生參與到導(dǎo)師主導(dǎo)的科研項目中去，促進(jìn)了科研創(chuàng)新。

1.2 構(gòu)建了分層次、模塊化、點面結(jié)合、全面開放的物理實驗課程體系

以“加強(qiáng)基礎(chǔ)、重視應(yīng)用、開拓思維、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)”為指導(dǎo)思想，以逐步提高學(xué)生的科學(xué)實驗素質(zhì)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，為滿足不同層次人才培養(yǎng)的需要，構(gòu)建了面向全校各專業(yè)從大學(xué)本科一年級學(xué)生至碩士研究生的分層次、模塊化、點面結(jié)合、全面開放的物理實驗課程體系。完整的課程體系包括：基礎(chǔ)訓(xùn)練物理實驗?zāi)K、基本物理實驗?zāi)K、綜合性設(shè)計性物理實驗?zāi)K、應(yīng)用物理實驗技術(shù)與方法模塊、高新技術(shù)物理基礎(chǔ)專題實驗?zāi)K五個層次。

1.3 面向二十一世紀(jì)人才培養(yǎng)需要，建設(shè)了具有先進(jìn)實驗內(nèi)容和實驗技術(shù)的大學(xué)物理實驗課程體系

大學(xué)物理實驗課程內(nèi)容的徹底改革是物理實驗教學(xué)改革與建設(shè)的關(guān)鍵和難點。建設(shè)實驗內(nèi)容、實驗方法和技術(shù)手段先進(jìn)，反映當(dāng)今科技進(jìn)步和有特色的物理實驗課程，對培養(yǎng)二十一世紀(jì)創(chuàng)新人才有著重要的作用。我們在這方面主要進(jìn)行以下三方面的工作：（1）在綜合性設(shè)計性實驗中，大量引入對近代物理學(xué)發(fā)展和現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)有重要影響的實驗項目；（2）在實驗中大量引入在科學(xué)研究和工程技術(shù)中實際應(yīng)用的先進(jìn)的實驗方法和技術(shù)手段，使現(xiàn)代科技進(jìn)步的成果滲透到物理實驗課程內(nèi)容中去，使物理實驗教學(xué)更貼近科技研究前沿；（3）積極研制和開發(fā)新的大學(xué)物理實驗項目。

1.4 以實驗創(chuàng)新為抓手，改革實驗教學(xué)方法與實驗考核方式

在實驗教學(xué)方法方面，強(qiáng)化學(xué)生的實驗設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。在設(shè)計性實驗和創(chuàng)新型實驗的基礎(chǔ)上，明確實驗?zāi)康?，指?dǎo)教師提出設(shè)計的技術(shù)要求，實驗室提供基本的實驗儀器，讓學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗設(shè)計任務(wù)。通過這樣的訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和實驗設(shè)計能力。自應(yīng)用這種教學(xué)方式以來，學(xué)生的綜合能力與綜合素質(zhì)明顯提高。

在實驗考核方式方面，采取免試與操作考試相結(jié)合的考評制度，綜合考核學(xué)生實踐能力。根據(jù)學(xué)生平時做必修實驗、選修實驗以及綜合性、開放式實驗的情況，結(jié)合學(xué)生在設(shè)計性實驗中體現(xiàn)出來的創(chuàng)新意識等確定免試學(xué)生名單，科學(xué)綜合評定學(xué)生成績。

1.5 建設(shè)學(xué)生課外實踐基地，鼓勵學(xué)生參與各種科技創(chuàng)新活動，深化學(xué)生的創(chuàng)新能力

學(xué)生通過物理課外實踐基地，開放實驗室，在一些專家的指導(dǎo)下進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)、研制與開發(fā)新產(chǎn)品，既培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力，又充分利用了學(xué)校資源。通過給予學(xué)生一定的經(jīng)費(fèi)幫助和學(xué)分獎勵鼓勵學(xué)生參與各種科技創(chuàng)新活動，近幾年我們的學(xué)生在參加“物理實驗技能大賽”、“物理教學(xué)技能大賽”、“航空模型比賽”、“電子設(shè)計競賽”等比賽中取得了非常優(yōu)秀的成績。學(xué)生也通過課外實踐基地積極參與教師主導(dǎo)的實驗儀器開發(fā)，取得了多項發(fā)明專利，發(fā)表了許多有價值的研究論文，這些成績的取得充分體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力有了很大的提高。

1.6 以專兼職實驗教師相結(jié)合，加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)和物理實驗教學(xué)管理

在現(xiàn)有專職實驗教師的基礎(chǔ)上，通過培養(yǎng)和引進(jìn)壯大了大學(xué)物理實驗教學(xué)隊伍；鼓勵專業(yè)教師參與實驗指導(dǎo)和實驗室建設(shè)與管理。實驗室建設(shè)實行教學(xué)與科研相結(jié)合的方針，在學(xué)校人才培養(yǎng)激勵機(jī)制推動下，已形成一支素質(zhì)優(yōu)良，職稱、學(xué)歷、年齡結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍，有效地保證了“培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的大學(xué)物理實驗教學(xué)體系”課程建設(shè)和教學(xué)改革的深入，大學(xué)物理實驗教學(xué)效果得到了顯著提高。。

2 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的大學(xué)物理實驗教學(xué)體系要根據(jù)自身特點辦出特色

各個高校的情況差別較大，辦學(xué)思路和辦學(xué)理念不盡相同。我們根據(jù)自身特點，充分認(rèn)識到過去培養(yǎng)的學(xué)生實驗動手能力相對較弱，綜合素質(zhì)和綜合能力欠佳，不能滿足新形勢下社會對高素質(zhì)人才的要求，為了改變這一局面，我們在加大實驗經(jīng)費(fèi)投入改變辦學(xué)硬件的同時，我們也著手對實驗教學(xué)體系進(jìn)行改革，使新的大學(xué)物理實驗教學(xué)體系能辦出自己的特色，為此我們做了以下兩方面的工作。

2.1 建立了動態(tài)更新的實驗內(nèi)容和課程體系

我們以“加強(qiáng)基礎(chǔ)、重視應(yīng)用、開拓思維、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)”為指導(dǎo)思想，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實驗素質(zhì)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，為滿足不同層次人才培養(yǎng)的需要，構(gòu)建了面向全校理科各專業(yè)從本科學(xué)生至碩士研究生的分層次、模塊化、點面結(jié)合、全面開放的物理實驗課程體系。體系包括：基礎(chǔ)訓(xùn)練物理實驗?zāi)K、基本物理實驗?zāi)K、綜合性設(shè)計性物理實驗?zāi)K、應(yīng)用物理實驗技術(shù)與方法模塊、高新技術(shù)物理基礎(chǔ)專題實驗?zāi)K五個層次。

2.2 建設(shè)課外實踐基地，鼓勵學(xué)生參與各種科技創(chuàng)新活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

學(xué)生通過物理課外實踐基地，開放實驗室，在一些專家的指導(dǎo)下研制與開發(fā)新產(chǎn)品，既培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力，又充分利用了學(xué)校資源。學(xué)校同時給予學(xué)生一定的經(jīng)費(fèi)幫助和學(xué)分獎勵鼓勵學(xué)生參與各種科技創(chuàng)新活動，學(xué)生在參與這些活動的過程中，取得較好的成績，在一定程度了提高了學(xué)校的知名度，同時也強(qiáng)化了學(xué)生自身的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)了他們的項目意識和團(tuán)隊意識，同時使他們適應(yīng)社會的能力比過去明顯提高。

3 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的大學(xué)物理實驗教學(xué)體系的創(chuàng)新點

3.1 實驗課程體系的創(chuàng)新

新的大學(xué)物理實驗教學(xué)體系以“加強(qiáng)基礎(chǔ)、重視應(yīng)用、開拓思維、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)”為指導(dǎo)思想，以逐步提高學(xué)生的科學(xué)實驗素質(zhì)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，為滿足不同層次人才培養(yǎng)的需要，構(gòu)建了面向全校各專業(yè)從大學(xué)本科一年級學(xué)生至碩士研究生的分層次、模塊化、點面結(jié)合、全面開放的物理實驗課程體系。

3.2 實驗內(nèi)容的創(chuàng)新

重新選擇、組織和調(diào)整實驗內(nèi)容，增添一些綜合性、設(shè)計性、具有延伸性的實驗內(nèi)容，建立實驗內(nèi)容連續(xù)、結(jié)構(gòu)科學(xué)合理的實驗教學(xué)體系。

3.3 實驗手段的創(chuàng)新

將電化教學(xué)、計算機(jī)仿真實驗、多媒體技術(shù)以及計算機(jī)采集、處理實驗數(shù)據(jù)等現(xiàn)代科技手段應(yīng)用于實驗教學(xué)中，使學(xué)生更好的掌握現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，為學(xué)生將來發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

3.4 實驗教學(xué)方法的創(chuàng)新

改革傳統(tǒng)實驗教學(xué)方法，將一般的實驗內(nèi)容以設(shè)計性的思路講解，將實驗的設(shè)計思想、實驗方法、儀器選擇和實驗數(shù)據(jù)的處理分析方法作為講授的重點，授學(xué)生以實驗方法和實驗儀器，而不是具體的實驗內(nèi)容。在抓好課內(nèi)必修、選修實驗內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的同時，加強(qiáng)學(xué)生物理課外實踐基地建設(shè)，把大學(xué)物理實驗室、物理專業(yè)實驗室、趣味物理演示實驗室向全校學(xué)生全面開放，給學(xué)生營造一種循序漸進(jìn)階梯型的實驗環(huán)境和學(xué)習(xí)氛圍，給學(xué)生個性發(fā)展提供空間，使物理實驗教學(xué)體系緊跟時代發(fā)展的需要。

3.5 人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新

改變培養(yǎng)模式，通過物理課外實踐基地，開放實驗室，在一些專家的指導(dǎo)下，讓學(xué)生參加各種比賽、科技制作、挑戰(zhàn)杯、研制與開發(fā)物理實驗新產(chǎn)品，培養(yǎng)學(xué)生自身的創(chuàng)新意識和能力。

4 實踐取得的效果

4.1 學(xué)生開展實驗活動的積極性得到提高

通過強(qiáng)化實驗的價值，通過實驗活動的課外延伸，學(xué)生對課程實驗和獨立實驗有了更為充分的認(rèn)識。由于與自身成績評定、學(xué)分認(rèn)定及個人成果（專利、獎狀、證書）聯(lián)系緊密，學(xué)生參與實驗的熱情高漲，一定程度上促進(jìn)了教學(xué)內(nèi)容的更新和完善，營造出理論與實踐相結(jié)合的可喜氛圍。

4.2 通過綜合性和設(shè)計性為核心的實驗訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新意識得到了提高

由于學(xué)校對基礎(chǔ)實驗室資金投入力度的增加，為開設(shè)綜合性實驗打下了堅實的基礎(chǔ)。通過設(shè)置不固定實驗器材的實驗?zāi)康?，使學(xué)生利用現(xiàn)在的設(shè)備資源來完成實驗，極大的提高了學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力；通過建設(shè)實驗平臺，在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生能夠根據(jù)給定設(shè)備完成實驗內(nèi)容，實驗的綜合性得到增強(qiáng)；通過設(shè)置較為靈活的實驗內(nèi)容，學(xué)生需要經(jīng)過前期準(zhǔn)備才能完成，有的需要自行設(shè)計，使學(xué)生的自主創(chuàng)新意識得到明顯提高。

4.3 讓學(xué)生參與教師的項目研究提升了同學(xué)科學(xué)研究的熱情

近年來，不光是研究生，很多本科學(xué)生參與教師的項目研究積極性也有了很大的提高。比如參與實驗器材設(shè)計，獲得了一些專利成果；參與教改項目研究，對物理實驗的教學(xué)內(nèi)容提出了許多有價值的意見，使實驗內(nèi)容不斷更新；參與真空鍍膜實驗室、天文觀測實驗室和航模實驗室的工作，熟悉了部分大型設(shè)備的操作規(guī)程，對儀器設(shè)備的原理也有了全新的認(rèn)識，理解了科學(xué)研究的艱辛，開闊了視野。本科學(xué)生的參與提高了教師的科研進(jìn)度，學(xué)生增強(qiáng)了對本專業(yè)和學(xué)科的認(rèn)識對他們以后的個人的發(fā)展也起到了至關(guān)重要的作用。

4.4 以專業(yè)技能競賽為平臺提高了學(xué)生和學(xué)校的核心競爭力

設(shè)計性實驗的延伸，特別是創(chuàng)新為核心的專業(yè)技能競賽為學(xué)生能力的提升提供了寬廣的平臺，學(xué)生參與面廣，面對各個高校的同學(xué)，充分展示了自己的能力和作品，獲得了較好的成績。通過這樣的競賽活動，學(xué)生的競爭意識得到了提升，為以后就業(yè)打下了堅實的基礎(chǔ)。學(xué)生參加這樣的專業(yè)技能競賽活動，展現(xiàn)了學(xué)校的風(fēng)采，提高了學(xué)生和學(xué)校的核心競爭力。

4.5 以項目規(guī)劃和團(tuán)隊合作為導(dǎo)向培養(yǎng)學(xué)生項目意識和團(tuán)隊意識

隨著技術(shù)和社會的進(jìn)步，工作的學(xué)習(xí)的目標(biāo)越來越復(fù)雜，完成一個具體的任務(wù)需要有詳細(xì)的項目規(guī)劃。大學(xué)期間不但要培養(yǎng)學(xué)生做好理論學(xué)習(xí)任務(wù)的規(guī)劃，并在老師的輔導(dǎo)下通過自身的努力去完成學(xué)習(xí)任務(wù)，同時要培養(yǎng)學(xué)生在參加設(shè)計性實驗、與實驗有關(guān)的專業(yè)競賽活動和科技創(chuàng)新活動的過程中，學(xué)會了以項目的形式對設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行前期論證和規(guī)劃，制訂研究方案和研究路線，培養(yǎng)了項目意識；在實驗過程和創(chuàng)新設(shè)計的過程中，團(tuán)隊成員認(rèn)識到相互協(xié)作的重要性，增強(qiáng)了團(tuán)隊意識。

5 結(jié) 論

“培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的大學(xué)物理實驗教學(xué)體系”已經(jīng)在我校理科各專業(yè)《大學(xué)物理實驗》課程中全面實施，取得了很好的實驗教學(xué)效果，同時也積累了豐富的實踐教學(xué)經(jīng)驗，其應(yīng)用前景廣泛，值得對外推廣?！皹?gòu)建培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的物理實驗教學(xué)體系”是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，雖然我們目前已經(jīng)取得了一定成果，但今后我們將繼續(xù)努力在實踐中不斷擴(kuò)大物理實驗的教學(xué)改革成果，為培養(yǎng)二十一世紀(jì)創(chuàng)新人才做出更大貢獻(xiàn)。

［1］代偉，劉小兵.大學(xué)物理實驗［M］.北京：科學(xué)出版社，2010.

［2］袁杰.在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神的幾點想法和嘗試［J］.淮北煤師院學(xué)報，1999.

［3］姜克威.面向21世紀(jì)實驗教學(xué)創(chuàng)造性的探討［J］.四川教育學(xué)院學(xué)報，2002.

［4］孫臘珍.大學(xué)物理實驗的研究式教學(xué)［J］.物理通報，2007（4）.

［5］劉熾輝.加強(qiáng)實驗教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新人才［J］.廣東職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2001.

［6］李永濤.提高大學(xué)物理實驗教學(xué)質(zhì)量的思考［J］.大學(xué)物理實驗，2013（1）：117－119.