代 偉，徐平川，陳太紅，曾體賢，蘭小剛

（西華師范大學，四川 南充 637002）

大學物理實驗課程是對高等學校學生進行系統(tǒng)科學實驗技術和實驗方法訓練，是培養(yǎng)學生科學實驗能力和素養(yǎng)重要的實踐性課程。而目前國內大部分高校開設的物理實驗都采用沿用了幾十年的傳統(tǒng)的實驗教學手段，實驗內容基本上只注重基礎性內容，多為驗證性實驗，實驗內容、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體系都有一定程度的研究，但沒有一套完整的培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的物理實驗教學體系，并且科學技術領域的新發(fā)展以及工程技術領域的新應用在日常實驗教學中極少反映，所以很難激發(fā)學生的物理實驗興趣，大大制約了物理實驗課程的發(fā)展。我校大學物理實驗中心以培養(yǎng)與提高學生的科學實驗素質和創(chuàng)新能力為目標，以教改項目“構建培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的物理實驗教學體系”為依托，對物理實驗教學的課程體系、教學方式、教學內容、實驗方法和技術手段，以及教學管理等方面進行了全面而系統(tǒng)的改革與建設。我們在本校理科各專業(yè)的大學物理實驗教學中開展了較為深入的培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的大學物理實驗教學改革，通過給學生營造循序漸進階梯型的實驗環(huán)境和學習氛圍，激發(fā)學生的實驗興趣，激勵學生個性發(fā)展，在傳統(tǒng)的教學過程中培養(yǎng)學生自主實驗的同時通過開放實驗、設計性實驗、實驗競賽以及參與新實驗設備研制等多種激勵機制引導學生主動學習；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)學生進行創(chuàng)新性實驗的興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。使面向全校理科各專業(yè)學生的大學物理實驗教學發(fā)生了徹底的變革，形成了自己的特色，受到了同行的好評。經過近幾年的努力我們出色地構建了具有先進理念、現(xiàn)代實驗內容和先進實驗技術、分層次、模塊化的創(chuàng)新物理實驗教學體系。我們也自主研制開發(fā)和更新改造了一批物理實驗教學設備；使綜合性、設計性實驗比例高。同時實驗室實行開放式管理，學生自選實驗題目，點面結合，建立了學生自主學習的大學物理實驗教學新模式，切實使學生在新的實驗體系中動手與動腦結合，教學效果好［1－6］。

1 培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的大學物理實驗教學體系基本內容

“構建培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的大學物理實驗教學體系”就是對大學物理實驗教學的課程體系、教學方式、教學內容、實驗方法、技術手段、實驗成績考核、師資隊伍培養(yǎng)和教學管理等方面對實驗教學進行全面而系統(tǒng)的改革與建設。體系基本建設內容如下：

1.1 以綜合性實驗和設計性實驗為核心，更新實驗內容，出版了大學物理實驗教材

我們編寫出版的“大學物理實驗”教材在傳統(tǒng)的驗證性實驗、常規(guī)儀器使用訓練的基礎上，重新選擇、組織和調整實驗內容，增添綜合性、設計性、具有延伸性的實驗內容。新的物理實驗教學體系強調了學生自主學習能力，加深了學生對物理學是建立在實驗為基礎上的科學的認識。實驗內容的不再單一，體現(xiàn)了多樣性和綜合性，學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計性實驗為核心的內容體系，實驗教學過程中的可操作性增強了；把部分實驗內容，特別是近代物理實驗部分與教師的科學研究聯(lián)系在一起，使學生參與到導師主導的科研項目中去，促進了科研創(chuàng)新。

1.2 構建了分層次、模塊化、點面結合、全面開放的物理實驗課程體系

以“加強基礎、重視應用、開拓思維、培養(yǎng)能力、提高素質”為指導思想，以逐步提高學生的科學實驗素質和創(chuàng)新能力為目標，為滿足不同層次人才培養(yǎng)的需要，構建了面向全校各專業(yè)從大學本科一年級學生至碩士研究生的分層次、模塊化、點面結合、全面開放的物理實驗課程體系。完整的課程體系包括：基礎訓練物理實驗模塊、基本物理實驗模塊、綜合性設計性物理實驗模塊、應用物理實驗技術與方法模塊、高新技術物理基礎專題實驗模塊五個層次。

1.3 面向二十一世紀人才培養(yǎng)需要，建設了具有先進實驗內容和實驗技術的大學物理實驗課程體系

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

1.4 以實驗創(chuàng)新為抓手，改革實驗教學方法與實驗考核方式

在實驗教學方法方面，強化學生的實驗設計能力和創(chuàng)新能力。在設計性實驗和創(chuàng)新型實驗的基礎上，明確實驗目的，指導教師提出設計的技術要求，實驗室提供基本的實驗儀器，讓學生在規(guī)定時間內完成實驗設計任務。通過這樣的訓練，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和實驗設計能力。自應用這種教學方式以來，學生的綜合能力與綜合素質明顯提高。

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

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

學生通過物理課外實踐基地，開放實驗室，在一些專家的指導下進行技術改進、研制與開發(fā)新產品，既培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和能力，又充分利用了學校資源。通過給予學生一定的經費幫助和學分獎勵鼓勵學生參與各種科技創(chuàng)新活動，近幾年我們的學生在參加“物理實驗技能大賽”、“物理教學技能大賽”、“航空模型比賽”、“電子設計競賽”等比賽中取得了非常優(yōu)秀的成績。學生也通過課外實踐基地積極參與教師主導的實驗儀器開發(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合，加強師資隊伍建設和物理實驗教學管理

在現(xiàn)有專職實驗教師的基礎上，通過培養(yǎng)和引進壯大了大學物理實驗教學隊伍；鼓勵專業(yè)教師參與實驗指導和實驗室建設與管理。實驗室建設實行教學與科研相結合的方針，在學校人才培養(yǎng)激勵機制推動下，已形成一支素質優(yōu)良，職稱、學歷、年齡結構合理的師資隊伍，有效地保證了“培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的大學物理實驗教學體系”課程建設和教學改革的深入，大學物理實驗教學效果得到了顯著提高。。

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

各個高校的情況差別較大，辦學思路和辦學理念不盡相同。我們根據(jù)自身特點，充分認識到過去培養(yǎng)的學生實驗動手能力相對較弱，綜合素質和綜合能力欠佳，不能滿足新形勢下社會對高素質人才的要求，為了改變這一局面，我們在加大實驗經費投入改變辦學硬件的同時，我們也著手對實驗教學體系進行改革，使新的大學物理實驗教學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)更新的實驗內容和課程體系

我們以“加強基礎、重視應用、開拓思維、培養(yǎng)能力、提高素質”為指導思想，以培養(yǎng)學生的科學實驗素質和創(chuàng)新能力為目標，為滿足不同層次人才培養(yǎng)的需要，構建了面向全校理科各專業(yè)從本科學生至碩士研究生的分層次、模塊化、點面結合、全面開放的物理實驗課程體系。體系包括：基礎訓練物理實驗模塊、基本物理實驗模塊、綜合性設計性物理實驗模塊、應用物理實驗技術與方法模塊、高新技術物理基礎專題實驗模塊五個層次。

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

學生通過物理課外實踐基地，開放實驗室，在一些專家的指導下研制與開發(fā)新產品，既培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和能力，又充分利用了學校資源。學校同時給予學生一定的經費幫助和學分獎勵鼓勵學生參與各種科技創(chuàng)新活動，學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校的知名度，同時也強化了學生自身的綜合素質，培養(yǎng)了他們的項目意識和團隊意識，同時使他們適應社會的能力比過去明顯提高。

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

3.1 實驗課程體系的創(chuàng)新

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

3.2 實驗內容的創(chuàng)新

重新選擇、組織和調整實驗內容，增添一些綜合性、設計性、具有延伸性的實驗內容，建立實驗內容連續(xù)、結構科學合理的實驗教學體系。

3.3 實驗手段的創(chuàng)新

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

3.4 實驗教學方法的創(chuàng)新

改革傳統(tǒng)實驗教學方法，將一般的實驗內容以設計性的思路講解，將實驗的設計思想、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，授學生以實驗方法和實驗儀器，而不是具體的實驗內容。在抓好課內必修、選修實驗內容，引導學生自主學習的同時，加強學生物理課外實踐基地建設，把大學物理實驗室、物理專業(yè)實驗室、趣味物理演示實驗室向全校學生全面開放，給學生營造一種循序漸進階梯型的實驗環(huán)境和學習氛圍，給學生個性發(fā)展提供空間，使物理實驗教學體系緊跟時代發(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，在一些專家的指導下，讓學生參加各種比賽、科技制作、挑戰(zhàn)杯、研制與開發(fā)物理實驗新產品，培養(yǎng)學生自身的創(chuàng)新意識和能力。

4 實踐取得的效果

4.1 學生開展實驗活動的積極性得到提高

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

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

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

4.3 讓學生參與教師的項目研究提升了同學科學研究的熱情

近年來，不光是研究生，很多本科學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，對物理實驗的教學內容提出了許多有價值的意見，使實驗內容不斷更新；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，熟悉了部分大型設備的操作規(guī)程，對儀器設備的原理也有了全新的認識，理解了科學研究的艱辛，開闊了視野。本科學生的參與提高了教師的科研進度，學生增強了對本專業(yè)和學科的認識對他們以后的個人的發(fā)展也起到了至關重要的作用。

4.4 以專業(yè)技能競賽為平臺提高了學生和學校的核心競爭力

設計性實驗的延伸，特別是創(chuàng)新為核心的專業(yè)技能競賽為學生能力的提升提供了寬廣的平臺，學生參與面廣，面對各個高校的同學，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。學生參加這樣的專業(yè)技能競賽活動，展現(xiàn)了學校的風采，提高了學生和學校的核心競爭力。

4.5 以項目規(guī)劃和團隊合作為導向培養(yǎng)學生項目意識和團隊意識

隨著技術和社會的進步，工作的學習的目標越來越復雜，完成一個具體的任務需要有詳細的項目規(guī)劃。大學期間不但要培養(yǎng)學生做好理論學習任務的規(guī)劃，并在老師的輔導下通過自身的努力去完成學習任務，同時要培養(yǎng)學生在參加設計性實驗、與實驗有關的專業(yè)競賽活動和科技創(chuàng)新活動的過程中，學會了以項目的形式對設計目標進行前期論證和規(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)新設計的過程中，團隊成員認識到相互協(xié)作的重要性，增強了團隊意識。

5 結 論

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

［1］代偉，劉小兵.大學物理實驗［M］.北京：科學出版社，2010.

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

［3］姜克威.面向21世紀實驗教學創(chuàng)造性的探討［J］.四川教育學院學報，2002.

［4］孫臘珍.大學物理實驗的研究式教學［J］.物理通報，2007（4）.

［5］劉熾輝.加強實驗教學培養(yǎng)創(chuàng)新人才［J］.廣東職業(yè)技術師范學院學報，2001.

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