吳小林

（遵義師范學院物理與機電工程學院，貴州遵義563002）

基于大學物理實驗教學培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的策略

吳小林

（遵義師范學院物理與機電工程學院，貴州遵義563002）

創(chuàng)新能力反映了一個國家的核心競爭力。一個國家只有擁有更多的創(chuàng)新型人才才能為發(fā)展提供強大的動力，才能在世界經(jīng)濟領域內(nèi)取得驕人的成績。高校作為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要場所，理應發(fā)揮重要的作用。作者分析了大學物理實驗教學過程中存在的問題，闡述了利用大學物理實驗教學培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的策略，旨在通過大學物理實驗教學更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

大學物理；實驗教學；創(chuàng)新能力；培養(yǎng)策略

隨著我國高校教育體制改革的不斷深入，實驗教學越來越受到高校教師的重視。物理學是建立在實驗基礎上的一門學科，學生通過大學物理實驗，不僅能夠鞏固所學的物理理論知識，還能夠增強動手能力和創(chuàng)新思維能力，從而提升自身的創(chuàng)新能力。近年來，國內(nèi)外的很多專家學者對如何利用大學物理實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力進行了有益的探索。

一、利用大學物理實驗培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

實驗教學本身就是一種思想的嘗試與探索，其主要目的是了解事物的本質(zhì)和規(guī)律，并在此基礎上，進行不斷的創(chuàng)新。由此可見，大學物理實驗對提升學生的創(chuàng)新意識和能力具有重要意義。

（一）學生發(fā)散思維的培養(yǎng)

發(fā)散思維是創(chuàng)新思維的核心部分，解決問題的過程是發(fā)散——集合——發(fā)散的循環(huán)過程。大學物理實驗教學是一種基于創(chuàng)新思維框架下的由發(fā)散到集合，再由集合到發(fā)散的循環(huán)過程，通過培養(yǎng)學生的發(fā)散思維，從而達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目的。例如：學生在進行固體密度的測量實驗時，就要考慮到該固體是否規(guī)則，在液體中的懸浮狀況，是否溶于液體等，因此，在多種可能的情況下，學生就要探索不同的實驗方法，調(diào)動發(fā)散思維，從而實現(xiàn)掌握知識，提升自身的創(chuàng)新思維能力。

(二)實驗過程是學生發(fā)散思維的訓練過程

物理實驗是圍繞一個既定的問題開展的，學生需要調(diào)動自身的多種思維能力，運用各種思維方法，例如：綜合、分析等，只有這樣，才能真正的實現(xiàn)實驗目的。在這個過程中，學生的邏輯思維得到了訓練。例如：在進行“偏振現(xiàn)象”研究實驗時，要求學生設計出各種光路，使之產(chǎn)生不同的偏振光，進而觀察不同條件下的實驗現(xiàn)象，并進行相互對比。實驗前，學生要根據(jù)自身掌握的知識，進行科學的假設，做好實驗設計；實驗過程中，一步步進行驗證。類似的實驗探究活動能夠幫助學生有效的將邏輯思維融入其中，并提升學生的科學探究能力和創(chuàng)新思維能力。

（三）學生在物理實驗中提出質(zhì)疑，進而提升批判思維能力

傳統(tǒng)的“一言堂”很大程度上抹殺了學生的批判思維能力，新課改中明確提出，要積極培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，而批判思維的形成，恰恰是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié)。因此，教師在實驗教學過程中，理應鼓勵學生提出質(zhì)疑，并帶著質(zhì)疑在實驗中加以批判、驗證。例如在進行鈉光燈波長測量時，有些學生發(fā)現(xiàn)測量值與理論值不相符，在深入研究后，發(fā)現(xiàn)鈉光是由雙黃線構成的，即兩種波長的混合值，并受到實驗環(huán)境的影響。學生在物理實驗中提出質(zhì)疑，進而提升了批判思維能力。

（四）學生在物理現(xiàn)象分析過程中形成直覺思維能力

很多物理實驗現(xiàn)象需要認真觀察才能捕捉到，因此物理實驗不僅要求學生掌握好時間，具備邏輯推理能力，還要具備一定的分析預見能力。例如伽利略首先直覺地判斷“重物先落地”是錯誤的，然后通過一次次的實驗，得出物體的落地速度不因重量而改變的結論，推翻了亞里士多德“重物先落地”的說法。

二、大學物理實驗教學存在的主要問題

(一)教學設備單一，實驗儀器高度集成，學生的動手能力受到制約

物理實驗儀器的技術含量越來越高，實驗儀器高度集成，很多實驗步驟都無需學生動手，這樣會使學生的動手機會越來越少，動手能力提升緩慢。機械的實驗操作，也很難讓學生對各種實驗原理和設計方法有所了解，更別說創(chuàng)新了。

(二)教學內(nèi)容陳舊，內(nèi)容較多

目前物理實驗教學內(nèi)容多是以驗證性實驗為主，而培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的綜合性、設計性實驗相對較少，并且在實驗教材中，對實驗的原理、方法甚至實驗數(shù)據(jù)的處理方案都一一列出，學生做實驗的任務就是機械操作，并得出已經(jīng)知道的實驗結果。這樣的實驗，對于學生鞏固所學知識有很大幫助，但對分析能力、設計能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)卻是意義不大，甚至會使學生養(yǎng)成懶惰、不善于動腦的習慣。

(三)教學模式落后

一直以來，物理實驗的教學模式多是沿襲傳統(tǒng)教學模式。學生被動接受教師“無微不至”的講解，然后按部就班地順利完成實驗?？此埔黄昂椭C景象”，但是真正的教學目的卻沒有達到。隨著教學改革的不斷推進，這種教學模式已經(jīng)顯得落后。

(四)實驗教學過程限制頗多

由于實驗教科書的指導相當詳細，教師只要監(jiān)督學生一步步完成實驗即可，因此在實驗教學過程中，教師僅起到了“監(jiān)工”的作用，而教師的引導作用卻無從體現(xiàn)，學生也無法發(fā)揮創(chuàng)新能力，甚至還受到教師的諸多束縛，例如：當提出異議時，教師會認為學生不聽話(書中已經(jīng)寫得清清楚楚，偏要提出不同意見)，并認為是故意找茬。另外，由于實驗課時較少，教師力爭在有限的時間內(nèi)完成大量的實驗教學工作，也有意壓縮學生探究、驗證質(zhì)疑的時間，從而導致學生的實驗效果看似顯著，實則問題頗多。

（五）實驗室缺乏創(chuàng)新環(huán)境

高校的實驗室往往定時開放，并且很多實驗內(nèi)容也未能面向全體學生(主要指本科生)。學生的很多創(chuàng)新思想不是因缺少實驗儀器，就是因儀器使用受限而被扼殺在搖籃里。另外，實驗室在師資力量上，也存在嚴重不足，很多教師多年都未獲得過繼續(xù)深造的機會，自身的專業(yè)知識和教學理念仍停留在多年前。這樣培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力便很難達到良好的效果。

三、大學物理實驗教學改革

(一)改革實驗課程體系，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力

根據(jù)物理實驗自身的研究方法和規(guī)律，建立從易到難、由單一到綜合，循序漸進、逐步提高的大學物理實驗課程教學體系。在大學物理實驗課程教學體系中，重視實驗選修課的設置，滿足人才培養(yǎng)的需要，給學生創(chuàng)設創(chuàng)新活動的空間。增加設計性、綜合性實驗的比例。鼓勵學生靈活運用分析、歸納、判斷等思維方法，在頭腦中形成直覺和想象，構思實驗方案,培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力。

(二)開放物理教學實驗室，提高實驗經(jīng)費投入

實驗室要面向全體學生開放，時間也不局限于上課期間。從設備的安全及使用效率考慮，可指定專門教師指導和管理，但不能扼殺學生實驗的積極性。學生如需動用貴重儀器，可征得管理教師同意后進行。隨著物理實驗要求的提高，高校應加大物理實驗經(jīng)費的投入，并做到?？顚Ｓ?，同時還要預留出更新設備的資金。另外，高校還應該注意儀器設備的科學使用，提高設備的使用效率，尤其是一些大型儀器設備。

(三)更新理念，增強創(chuàng)新意識

創(chuàng)新不是一時的憑空捏造，而是要具備創(chuàng)新意識和相關的知識儲備。由于教師在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識方面起著引領作用，因此作為教師，首先應具備創(chuàng)新教育的理念，并應用到教學中去，才能正確引導學生創(chuàng)新學習；其次應加強創(chuàng)新知識的學習，具備精深的專業(yè)知識和寬泛的綜合知識，掌握社會文化、科技發(fā)展的新動向，注重對新理論、新技術和新信息的了解，并將這些知識融入到大學物理實驗教學中去，才能引導學生把知識學活，有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

(四)注重培養(yǎng)學生實驗方法，促進學生創(chuàng)新潛力的發(fā)揮

要將科學發(fā)展史貫穿于大學物理實驗教學中，注重科學思想發(fā)展史的教育。例如：在電磁感應實驗中，介紹法拉第在仔細分析電流的磁效應基礎上，認為電流既然能產(chǎn)生磁場，反過來磁場也應該能產(chǎn)生電流，因此提出了磁能生電的假說。盡管在實驗中經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗，但他信念堅定，最終發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，讓學生感受科學探索的艱辛歷程，把學生融入到科學家的思維情境和發(fā)明創(chuàng)造的氛圍中，促使學生將自身的學習和人類社會的發(fā)展有機結合起來，更加積極主動地吸收人類社會的先進思想。同時科學家的創(chuàng)新思維方法又可以從方法論上指導學生的學習，使學生主動地從不同視角創(chuàng)造性地思考問題，從而有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力，提高學生的創(chuàng)新能力。

(五)利用信息技術，開拓創(chuàng)新思維空間

當今的社會是一個信息化的社會，信息技術對各行各業(yè)的發(fā)展都起到了極大的促進作用，在教育行業(yè)也是如此。信息技術改變了教師傳統(tǒng)的教學模式，多媒體教學在大學課堂上已經(jīng)得到普及，并大幅度提升了教學質(zhì)量。多媒體教學能夠在不延長教學時間的前提下，傳遞給學生大量的信息，是提高教師教學效率的有效途徑。根據(jù)大學物理實驗教學的具體情況，恰當?shù)乩枚嗝襟w技術開展實驗教學，可以給學生帶來直觀的實驗視覺效果，幫助學生觀察實驗現(xiàn)象，理解實驗內(nèi)容，提高學生形象思維能力。另外，利用信息技術建立大學物理實驗教學網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)有效的“人機互動”，可大幅度地提高學生的學習積極性，增強學生的創(chuàng)新思維能力。

[1]張樹霞.大學物理實驗教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的研究[D].濟南：山東師范大學,2011.

[2]王小濤,徐波.關于大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法的思考[J].中國科教創(chuàng)新導刊,2009,(32):25-26.

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（責任編輯：朱彬）

On the Strategies for Training Students’Creative ability on the Basis of Experimental Teaching of College Physics

WU Xiao-lin
(School of Physics and Mechanical&Electrical Engineering,Zunyi Normal College,Zunyi 563002,China)

Creative ability reflects the core competitive force of a country.Only a country owns many more creative talents,can great dynamism be provided for the development of a country,and can great achievements be achieved.As an important site for training talents,higher schools should exert their function in this respect.The author of this paper analyzes the existing problems in the process of experimental teaching of college physics and expounds the strategies for training students’creative ability.

college physics;experimental teaching;creative ability;training strategies.

G642.0

C

1009-3583（2015）-0112-03

2014-12-02

貴州省重點學科——物理學基金資助項目（黔學位辦[2013]18號）

吳小林，男，貴州遵義人，遵義師范學院物理與機電工程學院高級實驗師，主要從事物理實驗教學與研究。