開放物理實驗與創新人才的培養

摘要所謂開放實驗就是以學生獨立操作為主、教師輔導為輔。教師輔導以啟發、引導為主。本文結合“開放實驗”教學法談談物理實驗教學對創新人才的培養，介紹開放物理實驗對培養創新人才的優勢。

關鍵詞開放實驗實驗教學創新人才培養

中圖分類號：G42 文獻標識碼：A

Open Physics Experiment and Cultivating the Innovation Talents

SHEN Lihua[1]， ZENG Legui[2]， ZHAO Yunhui[1]， LAN Zhongjian[1]

([1]Shao Yang University， Natural Science and Information， Shaoyang， Hu'nan 422004;

[2]Armoured Engineering Institute， Beijing 100072)

AbstractOpen experiment is the student independently operating dominated， teachers counseling services for the students， teachers' counselling should base on inspiring and guidance. This paper combine with teaching method of \"open experience\" to discuss superiority of Physics experiment teaching on the cultivation of innovative talents， introduces.

Key wordsopen experiment; experiment teaching; innovation talents; training

物理實驗，對培養創新人才來說，具有其它學科無可相比的優勢。創新人才是指具有創造性思維能力的人才，創造性思維是指能夠提供新穎的具有社會價值的成果的思維。為培養出適應當今社會發展需要的創新人才，在物理實驗教學中，要不斷地更新教育思想和教育觀念，構建適應時代發展的創新人才培養模式。

當今的物理實驗課，通過開設基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗，學生的綜合素質和創新能力有了明顯的提高，教學效果好。在實驗課的教學方法上，普遍采用了“開放實驗”教學法，實驗課的教學質量有了明顯提高。所謂開放實驗就是以學生獨立操作為主、教師輔導為輔。教師輔導以啟發、引導為主。本文結合“開放實驗”教學法談談物理實驗教學對創新人才的培養。

1 培養創新意識

創新不僅需要智力，更需要強烈的創新意識，即創新精神。設計性的“開放實驗”，把科學研究引入實驗教學過程，打破了以課堂、教師、實驗指導書為中心這一舊的教學格局，開辟了充分發揮學生創造意識的天地。在這種環境和氣氛下，能激發學生的好奇心、求知欲，進而對學生產生一種內部推動力，這種推動力促使學生主動去尋求知識、去用心鉆研，以得到一個自己滿意的方案。某學生設計聲光控延時電路，首先要了解光電傳感器、駐極體聲電換能器、門電路、單向晶閘硅（可控硅）的工作原理，通過綜合創新，終于設計出能有效節能，在各種公共場所照明用的聲光控延時電路。學生完成小設計后說：“我們對自己能設計出些小東西特別高興，同時激發著學習和鉆研的熱情。”在教師的指引下，通過學生自己的努力完成了設計性實驗，使學生的創新意識得到了很好的培養。

2 培養創新思維

一切創新都始于創造性的思維。創新思維是以獨立性和新穎性為標志的思維活動，具有思維的獨特性、流暢性和變通性等特點。思維能力主要包括分析綜合、抽象概括、判斷推理、想象能力等。每個人都具有創新思維潛能，但這種潛能只有通過有意識的訓練，才能上升為創新能力。大學生在實踐認識的過程中不愿意輕易接受某些結論，而是越來越習慣于根據自己的認知把握事物的內在規律，從而探求解決問題的方法。大學高年級學生已經能夠對材料進行不落俗套的分析綜合，探求事物間的新聯系，提出新問題，得出新的結論。因此，在開放實驗教學中要有意識地訓練大學生的創新思維能力，引導他們積極、主動探索新事物，引導他們運用多種思維方式去分析和解決問題。首先，要注重培養學生的發散性思維能力，引導他們從不同的角度去分析問題。第二，在物理實驗教學中，教師不可把自己的思路強加給學生，一定要讓學生獨立思考，通過他們的探索過程來提高思維的變通性。第三，要提高學生思維的獨立性。通過提出問題，引導學生進行獨立的探索、思考、想象、歸納、總結，在思維過程中形成自己獨立的思路和見解。

3 培養創新能力

創新能力是創新活動的前提，它包括：（1）獲取各種信息的能力；（2）觀察、分析、解決各種問題的能力；（3）科學實驗、計算、規劃設計的能力；（4）協作、決策、組織管理和語言表達的能力以及使用計算機、外語的能力。在開放實驗教學中，我們注重培養學生的創新能力。學生選好課題后，要求學生不落俗套，大膽創新，一步一步地完成。在方案論證階段，要求學生必須從必要性和可行性兩方面考慮；在設計時，要求學生畫出完整的設計圖；在安裝時，要求學生考慮如何布局最合理；在調試和排除故障時，介紹有關儀器設備的正確使用（下轉第19頁）（上接第8頁）方法和科學的分析故障方法，要求學生根據這些方法去調試和排除故障；試驗基本成功后，還可以介紹怎樣繪制電路板及印刷板的加工過程等一些工藝知識給學生，拓展學生的知識面。通過一系列的創造性活動，學生的創新能力得到了很好的培養。

4 培養個性與開發潛能

個性是指在一定的社會條件和教育影響下形成的一個人比較固定的特性。個性是創造力的核心，沒有個性就沒有創造力。個性的充分發展是創造性思維的基礎，獨特個性是創新型人才的先決條件。在開放實驗教學中，應發展學生的個性，讓他們的個性盡可能得到充分的發展，形成個人的最佳素質結構。2006年5月，我校物理實驗室引進了美國PASCO 教學儀器公司生產的物理實驗教學儀器， 為了提高學生應用計算機解決實際問題的能力，專門開發了幾個計算機在物理實驗中應用的新實驗，學生利用PASCO 教具進行組裝搭配各種實驗裝置， 獨立進行物理實驗的學習與研究；利用計算機與各種傳感器相連接，適時采集各種變化的物理量， 通過應用軟件或自編的數據處理軟件， 進行數據處理和結果分析， 得到可靠的實驗結果和結論。

人的創造力有潛在的和顯現的兩種狀態。人體潛能是指平時未被發現或未被發覺的能力。人體潛能在一定條件下，以創造產品的方式體現出來，轉化為顯現狀態易被人察知，可是產生出某種新穎、獨特、具有社會價值和個人價值的產品的潛能則常常被人忽略。所以，在開放物理實驗教學中，應在培養學生顯現創造力的同時，重視潛能的開發，因材施教。在具體的實施過程中，開放實驗室，提供儀器設備，提供一定量的選做實驗，提供一定量的設計課題，借助網上預約系統，讓學生自由地選擇實驗項目和實驗時間，盡可能滿足學生的各種要求，從而充分發揮學生的創造潛能，使他們自由發展，各顯其能。發展個性，開發潛能是創新人才培養的本質和目標所在。

5 培養科學素養

物理實驗豐富的思維方法、實事求是的實驗態度、嚴密的科學作風和特殊的觀察、研究方式都十分有利于同學們科學素質和創新精神的培養。在物理實驗教學過程中，我們要緊扣每一個細節，要求學生具有理論聯系實際和實事求是的科學作風；嚴肅認真的工作態度；不怕困難、主動進取的探索精神；遵守操作規程、愛護公共財物的優良品德；以及在實驗中相互協作、共同探索的團隊精神。只有具備了這些良好的科學素養，在以后的工作中才可能有所作為。

開放物理實驗是一種個性教學模式，這種教學模式轉變了學生單純地接受教師知識傳輸這種舊的學習方式，形成一種對知識主動探索、并重視實際問題解決的新型的學習方式，最大限度地培養學生的創新精神與實踐能力。開放物理實驗立足于形成學生主動探求知識，能滿足學生求知、探索和創新的欲望，側重創新精神與能力培養，實現了學生學習方式的根本改變，為學生終身學習打下了堅實的基礎。在不增加學時的前提下，實現了課堂與課外、知識獲得與能力培養、理論與實驗、物理規律和工程技術的有機結合。

全面推進素質教育， 更新教育觀念，深化教育改革，培養符合社會需要的高素質創新人才是我們教育工作者的歷史使命。開放物理實驗教學，培養高素質人才，是我們每個大學物理教師義不容辭的責任。

本文得到邵陽學院教改基金資助，編號2009JG28

參考文獻

[1]袁冬媛.大學物理實驗教程[M].長沙:中南大學出版社，2002.

[2]浦其榮.開發型物理實驗的研究和探索[J].物理實驗，2005.2.