相國濤++周賢菊++李登峰++李麗++羅小兵++江莎

摘 要：創(chuàng)新型人才是當(dāng)今世界各個國家最重要的戰(zhàn)略資源。因此，提高全民素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力也越來越成為當(dāng)下中國教育所面臨的迫切任務(wù)和難題。大學(xué)物理實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要途徑之一。該文總結(jié)了大學(xué)物理實驗教學(xué)中普遍遇到的問題，對如何革新大學(xué)物理實驗教學(xué)、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才進行了詳細的探究。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實驗 教學(xué)改革 創(chuàng)新型人才

中圖分類號：G64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（c）-0158-02

當(dāng)前，我國正處于發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期，只有成為創(chuàng)新型國家，才能在激烈的國際競爭環(huán)境中占據(jù)主動，大力培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，已成為各國實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展、科技進步和國際競爭力提升的重要戰(zhàn)略舉措。這要求高校培養(yǎng)具有求新意識、勇于嘗試、富有創(chuàng)新精神的大學(xué)生。大學(xué)物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力和創(chuàng)新能力的重要途徑，實際教學(xué)中要避免以往教學(xué)中的問題，改變教學(xué)模式，充分利用資源，以培養(yǎng)具有科學(xué)探索精神的創(chuàng)新型人才為目標(biāo)。

1 大學(xué)物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀

現(xiàn)行的大學(xué)物理實驗課與飛速發(fā)展的現(xiàn)代科技相當(dāng)不協(xié)調(diào)，課程模式陳舊、手段落后，不利于實驗發(fā)揮對理論教學(xué)的促進作用，制約了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，已不能適應(yīng)社會發(fā)展的要求，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.1 教學(xué)模式單一、教學(xué)內(nèi)容固定

目前許多大學(xué)的物理實驗課還是沿用舊的教學(xué)模式，由教師準(zhǔn)備好實驗器材，實驗教學(xué)中教師帶領(lǐng)學(xué)生熟悉實驗器材，講解實驗原理、實驗要求和注意事項。整個實驗教學(xué)圍繞教師展開，學(xué)生只是根據(jù)老師的要求進行實驗驗證，學(xué)生參與實驗很被動，沒有對實驗進行深刻的思考，更不能對實驗進行拓展或創(chuàng)新，這種灌輸式教學(xué)不利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力，也不利于學(xué)生個性與創(chuàng)新才能的發(fā)揮。

實驗課程內(nèi)容的設(shè)置上沒有根據(jù)學(xué)生專業(yè)情況進行區(qū)分，實驗內(nèi)容都是相同的，而且部分實驗內(nèi)容陳舊，沒有將物理實驗與現(xiàn)代技術(shù)相融合，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、拓寬學(xué)生的知識面，增強他們的綜合能力。

1.2 實驗教學(xué)時間不足，學(xué)生物理實驗以完成任務(wù)為主

迫于課時的壓力，課堂教學(xué)中學(xué)生獨立思考的時間嚴(yán)重不足，教師代替學(xué)生進行思考，進而使得很多學(xué)生在做實驗過程中對實驗理解不透徹，實驗?zāi)康牟幻鞔_或做不出實驗結(jié)果，甚至有些學(xué)生根本不知道自己要做什么，最后只是應(yīng)付了事，出現(xiàn)編造實驗結(jié)果的現(xiàn)象。調(diào)查發(fā)現(xiàn)由于實驗時間的不足，學(xué)生實驗失敗后不能進行調(diào)整和改正重做實驗，部分學(xué)生對物理實驗有著強烈好奇心和濃厚的興趣，但是由于沒有多余的實驗時間和可供探索研究的實驗器材，使得對實驗內(nèi)容的創(chuàng)新和拓展無法實現(xiàn)。

1.3 教學(xué)評價方式單一，沒有突出對學(xué)生能力的重視

大學(xué)物理實驗成績的評定以往采用“平時成績+期末測試成績”兩者綜合構(gòu)成的方式，平時成績包括實驗課出勤次數(shù)以及每次的實驗報告分?jǐn)?shù)，期末成績主要是期末筆試的考試成績，與理論課考試類似。有些專業(yè)由于實驗課時少甚至只有平時成績。很明顯，成績考核的單一化沒有體現(xiàn)出對學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的重視，不利于激發(fā)學(xué)生實驗探究的積極性。

2 大學(xué)物理實驗教學(xué)模式改革的幾點措施

2.1 改革教學(xué)模式，以學(xué)生為中心

確立“圍繞辦學(xué)特色，結(jié)合專業(yè)實際，引入現(xiàn)代技術(shù)，激發(fā)研究興趣，提高創(chuàng)新素質(zhì)”的目標(biāo)[1]，實驗教學(xué)不再以驗證為主，而是以探究式為主導(dǎo)，提倡實驗小組團結(jié)合作、互幫互助，鼓勵學(xué)生發(fā)散思維，不斷進行實驗探索和創(chuàng)新。教師在實驗教學(xué)中作為指導(dǎo)者引導(dǎo)學(xué)生對實驗內(nèi)容進行思考，實驗小組合作討論并解決實驗中遇到的問題，然后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出一定的結(jié)論，最后由老師評定實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。在進行拓展性實驗教學(xué)中，要給予學(xué)生充分的實驗時間和實驗資源，鼓勵實驗小組對創(chuàng)新實驗大膽假設(shè)，共同討論實驗方案，合力完成探究工作。

2.2 更新實驗教學(xué)內(nèi)容，因材施教

在強調(diào)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新形勢下應(yīng)對現(xiàn)有的實驗課程進行改革，首先對實驗內(nèi)容進行調(diào)整，去除相對陳舊的實驗內(nèi)容，留下比較經(jīng)典的實驗，同時也引進些比較新穎的、能反映前沿科技的實驗，使得在完成教學(xué)大綱的同時也能夠通過更新實驗內(nèi)容激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外根據(jù)不同專業(yè)的特點，開設(shè)與專業(yè)課程內(nèi)容相關(guān)的物理實驗課，例如師范專業(yè)學(xué)生主要完成用單擺測量重力加速度、牛頓第二定律的驗證、非線性電阻的伏安特性等與中學(xué)課程有關(guān)的物理實驗，對工程專業(yè)學(xué)生重點安排做流體力學(xué)綜合實驗、剛體轉(zhuǎn)動的研究以及學(xué)習(xí)和設(shè)計不同類型的傳感器等等。物理實驗課程做到因材施教，滿足不同專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)要求，為學(xué)生進一步的實驗探究打好基礎(chǔ)。

實際教學(xué)中將實驗課分為演示實驗課、驗證實驗課、探究實驗課和趣味實驗課。物理演示實驗課程是通過觀察、思考實驗現(xiàn)象，對實驗結(jié)果進行定性分析或簡單的定量分析，不深究嚴(yán)格的理論知識。例如超導(dǎo)磁懸浮列車演示、光纖通訊演示、高壓帶電作業(yè)演示、光學(xué)幻象演示等實驗在生活中有很多的應(yīng)用，實驗現(xiàn)象有很強的視覺沖擊；另外對物理概念的描述直觀、易于接受，不僅對學(xué)生理解物理概念有所幫助，還可以激發(fā)學(xué)生探索研究的欲望。驗證實驗課程主要是一些物理思想較強的經(jīng)典實驗，通過這些實驗使學(xué)生學(xué)會設(shè)計實驗，鍛煉實驗操作技能，提高數(shù)據(jù)處理的能力。例如惠斯通電橋測電阻、磁懸浮導(dǎo)軌測量運動物體的速度、液體粘滯系數(shù)的測定等一些經(jīng)典的物理實驗[2]。

2.3 鼓勵學(xué)生進行拓展實驗，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、調(diào)動學(xué)生科研探索和主動參與的積極性，學(xué)校開設(shè)探究實驗課和趣味實驗課，鼓勵學(xué)生主動進行拓展實驗。探究實驗課中教師將學(xué)生分為若干實驗小組，根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，由教師給出探究實驗的課題方向（例如利用SPD、I-V變換電路和數(shù)字毫伏表設(shè)計光功率計，用超聲波測量物體的位置及移動距離，設(shè)計一個函數(shù)發(fā)生器等等），學(xué)生利用課余時間查閱資料，通過小組討論、與老師溝通完成實驗方案的設(shè)計，自行安排實驗時間進行實驗，最后探究實驗結(jié)果以小論文的形式交給老師。為了激發(fā)學(xué)生對物理實驗的學(xué)習(xí)熱情，更輕松、深刻地學(xué)習(xí)物理原理，學(xué)校開設(shè)趣味實驗課[3]（例如自制彩色溫度計、自制望遠鏡和顯微鏡、制作斯特林發(fā)動機等等），實驗小組根據(jù)自己興趣選做趣味實驗并合作完成實驗，最后以競賽的方式展示學(xué)生們的實驗成果。

2.4 建立開放實驗室，設(shè)立模擬實驗室

為了培養(yǎng)學(xué)生自主思考能力，提高實驗效率，有必要將實驗資源公開化、公有化。建立公共實驗樓，開放實驗資源，讓學(xué)生能夠在實驗前充分了解各種儀器的功能、特點及使用方法，也可在實驗失敗后重新安排實驗，實驗室的開放也能使進行探究實驗和趣味實驗的學(xué)生有更豐富的實驗資源和自由的實驗時間。學(xué)生可通過實驗資源管理系統(tǒng)查詢實驗資源及實驗室使用情況，預(yù)約實驗時間。實踐表明，實驗資源的開放，提高了實驗效率，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新研究的積極性。

對于自然科學(xué)前沿領(lǐng)域的高新技術(shù)實驗，實驗器材昂貴，學(xué)校實驗資源無法滿足過多的學(xué)生需求。設(shè)立仿真實驗室，利用物理實驗軟件虛擬實驗儀器，建立虛擬的實驗環(huán)境，學(xué)生在這個環(huán)境中可以熟悉儀器操作，模擬真實的實驗過程[4]，既可以檢驗實驗設(shè)計的可行性，又可避免盲目進行實驗，損壞實驗儀器。利用電腦軟件進行模擬實驗還能克服實際實驗帶來的種種限制，可讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象，安全大膽地進行實驗探究。

2.5 教學(xué)評價開放化

大學(xué)物理實驗成績的評定采取開放化的評定方式，即實驗成績的評定由知識考核、實驗結(jié)果考核變?yōu)槿婺芰己撕途C合素質(zhì)考核，加強對學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的考核，做到全面評價學(xué)生的實際能力。實際授課中將學(xué)生分為若干科研小組，對小組實驗操作情況以及實驗報告進行評分，對于完成拓展實驗或探究實驗的小組額外加分獎勵。實驗課程期末的考核為一份實驗論文和15 min左右的研究成果演講。

3 結(jié)語

要培養(yǎng)獨立、自主的創(chuàng)新型人才，教師在教學(xué)中就要做到“放開”，給學(xué)生足夠的思考時間、足夠的探索空間、足夠的研究資源，教師作為學(xué)生科學(xué)探究的引導(dǎo)者、服務(wù)者，為提高學(xué)生創(chuàng)新能力而努力。物理實驗教學(xué)模式的探究從來都不會結(jié)束，在今后的教學(xué)中會不斷遇到新的問題，又會不斷地尋找出路，解決問題，提高教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生個人能力是教師永遠的目標(biāo)。

參考文獻

[1] 許毓敏，鐘宏杰.拓展大學(xué)物理演示實驗的教學(xué)實踐[J].紡織服裝教育，2013，28（2）：158-161.

[2] 李楠.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的《農(nóng)科大學(xué)物理實驗》課程改革探索[J].黑龍江科技信息，2009（36）：229.

[3] 王興福，葛智勇，毛巍威.大學(xué)物理實驗課程改革的探索與研究[J].教育教學(xué)論壇，2014（50）：153-154.

[4] 王偉平.大學(xué)物理實驗教學(xué)改革探索[J].中國成人教育，2010（11）：181-182.