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)學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力也越來越成為當下中國教育所面臨的迫切任務和難題。大學物理實驗教學是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要途徑之一。該文總結了大學物理實驗教學中普遍遇到的問題，對如何革新大學物理實驗教學、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才進行了詳細的探究。

關鍵詞：大學物理實驗 教學改革 創(chuàng)新型人才

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

當前，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)新精神的大學生。大學物理實驗是培養(yǎng)學生動手實踐能力和創(chuàng)新能力的重要途徑，實際教學中要避免以往教學中的問題，改變教學模式，充分利用資源，以培養(yǎng)具有科學探索精神的創(chuàng)新型人才為目標。

1 大學物理實驗教學的現(xiàn)狀

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

1.1 教學模式單一、教學內(nèi)容固定

目前許多大學的物理實驗課還是沿用舊的教學模式，由教師準備好實驗器材，實驗教學中教師帶領學生熟悉實驗器材，講解實驗原理、實驗要求和注意事項。整個實驗教學圍繞教師展開，學生只是根據(jù)老師的要求進行實驗驗證，學生參與實驗很被動，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，這種灌輸式教學不利于培養(yǎng)學生獨立思考能力，也不利于學生個性與創(chuàng)新才能的發(fā)揮。

實驗課程內(nèi)容的設置上沒有根據(jù)學生專業(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)代技術相融合，不利于激發(fā)學生的學習熱情、拓寬學生的知識面，增強他們的綜合能力。

1.2 實驗教學時間不足，學生物理實驗以完成任務為主

迫于課時的壓力，課堂教學中學生獨立思考的時間嚴重不足，教師代替學生進行思考，進而使得很多學生在做實驗過程中對實驗理解不透徹，實驗目的不明確或做不出實驗結果，甚至有些學生根本不知道自己要做什么，最后只是應付了事，出現(xiàn)編造實驗結果的現(xiàn)象。調(diào)查發(fā)現(xiàn)由于實驗時間的不足，學生實驗失敗后不能進行調(diào)整和改正重做實驗，部分學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 教學評價方式單一，沒有突出對學生能力的重視

大學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數(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)出對學生動手能力和創(chuàng)新能力的重視，不利于激發(fā)學生實驗探究的積極性。

2 大學物理實驗教學模式改革的幾點措施

2.1 改革教學模式，以學生為中心

確立“圍繞辦學特色，結合專業(yè)實際，引入現(xiàn)代技術，激發(fā)研究興趣，提高創(chuàng)新素質(zhì)”的目標[1]，實驗教學不再以驗證為主，而是以探究式為主導，提倡實驗小組團結合作、互幫互助，鼓勵學生發(fā)散思維，不斷進行實驗探索和創(chuàng)新。教師在實驗教學中作為指導者引導學生對實驗內(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)得出一定的結論，最后由老師評定實驗結果的準確性。在進行拓展性實驗教學中，要給予學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，共同討論實驗方案，合力完成探究工作。

2.2 更新實驗教學內(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，使得在完成教學大綱的同時也能夠通過更新實驗內(nèi)容激發(fā)學生的學習興趣。另外根據(jù)不同專業(yè)的特點，開設與專業(yè)課程內(nèi)容相關的物理實驗課，例如師范專業(yè)學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課程有關的物理實驗，對工程專業(yè)學生重點安排做流體力學綜合實驗、剛體轉動的研究以及學習和設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)學生的學習基礎要求，為學生進一步的實驗探究打好基礎。

實際教學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，對實驗結果進行定性分析或簡單的定量分析，不深究嚴格的理論知識。例如超導磁懸浮列車演示、光纖通訊演示、高壓帶電作業(yè)演示、光學幻象演示等實驗在生活中有很多的應用，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，不僅對學生理解物理概念有所幫助，還可以激發(fā)學生探索研究的欲望。驗證實驗課程主要是一些物理思想較強的經(jīng)典實驗，通過這些實驗使學生學會設計實驗，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 鼓勵學生進行拓展實驗，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維、調(diào)動學生科研探索和主動參與的積極性，學校開設探究實驗課和趣味實驗課，鼓勵學生主動進行拓展實驗。探究實驗課中教師將學生分為若干實驗小組，根據(jù)所學內(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)字毫伏表設計光功率計，用超聲波測量物體的位置及移動距離，設計一個函數(shù)發(fā)生器等等），學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計，自行安排實驗時間進行實驗，最后探究實驗結果以小論文的形式交給老師。為了激發(fā)學生對物理實驗的學習熱情，更輕松、深刻地學習物理原理，學校開設趣味實驗課[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生們的實驗成果。

2.4 建立開放實驗室，設立模擬實驗室

為了培養(yǎng)學生自主思考能力，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生有更豐富的實驗資源和自由的實驗時間。學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)了學生創(chuàng)新研究的積極性。

對于自然科學前沿領域的高新技術實驗，實驗器材昂貴，學校實驗資源無法滿足過多的學生需求。設立仿真實驗室，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 教學評價開放化

大學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、實驗結果考核變?yōu)槿婺芰己撕途C合素質(zhì)考核，加強對學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的考核，做到全面評價學生的實際能力。實際授課中將學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 結語

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

參考文獻

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

[2] 李楠.基于應用型人才培養(yǎng)模式的《農(nóng)科大學物理實驗》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.大學物理實驗課程改革的探索與研究[J].教育教學論壇，2014（50）：153-154.

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