工科大學物理實驗教學中加強創新教育的探索

［摘 要］結合我校工科物理課程教學改革，討論了工科物理實驗教學的現狀和學生受教育多元化需求，以物理實驗課程內容改革為切入點，實踐了物理實驗創新教育。充分認識到實驗課程建設的關鍵是課程內容體現創新教育理念，通過教學方法和教學評價的改革實現物理實驗創新教育。

［關鍵詞］物理實驗 創新教育

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2012）05-0077-02

“創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力[1]。”在強調素質教育、強化創新人才培養的今天，傳統的工科大學物理實驗教學已經嚴重地阻礙了學生學習的積極性、主動性、創造性以及創新思維方法的形成，已不能適應時代的發展和培養高素質人才的需要，不利于創新精神和實踐能力的培養，與高校培養高素質的現代化建設人才的戰略目標不相適應。培養當代大學生的創新精神和實踐能力是高等教育院校的首要任務。大學物理實驗課程是高等院校理工科學生必修的一門重要的實踐性基礎課程，是理工科學生系統學習基本實驗知識、試驗方法和實驗技能的開端，是后續專業實驗課程的基礎。對培養大學生的實驗動手能力、分析解決實驗問題的能力以及嚴謹的科學態度起著重要的作用。因此，大學物理實驗教學要沖破傳統的教學思維，把實驗教學落實到學生創新能力的培養和提高上[2]。大學物理實驗課程不僅要通過對各類實驗進行有機結合，整體優化， 在強調基本方法、基本技巧訓練的同時，更要培養學生嚴謹的科學思維能力和創新意識，培養學生理論聯系實際、分析和解決實際問題的能力，提高學生科技創新能力[3] 。

一、工科大學物理實驗的現狀

由于近幾年工科院校教學總學時的限制和專業課學時的增加，很多院校對大學物理課程及大學物理實驗課程的學時作了刪減，并且大學物理實驗通常又以考查課的形式出現，這在客觀上造成了學生和教學單位對課程的不重視。并且傳統的實驗教學模式是學生只能在安排好的固定時間，到實驗室做規定的實驗。這種抱著走的實驗教學方法不能充分調動學生對實驗的積極性、主動性，不利于培養學生的動手能力和創造精神，不利于學生綜合素質的提高。同時，物理實驗課程的考核方式也存在比較單一、死板及某些主觀因素的影響。這些現狀不僅對物理學科的發展產生了不良影響，而且也越來越跟不上素質教育的發展要求。我們應知難而進，積極思考，創造性地開展工作，努力搞好大學物理實驗教學。

二、課程內容體現創新教育理念

傳統上，大學物理實驗的內容大部分是以經典實驗為主，教學內容涵蓋了基礎力學、熱力學、光學、電磁學的重要內容。改革實驗教學內容，突出工科特點，要選取既有代表性、又有應用價值的實驗，不能只強調對物理規律的理解而忽視對創新思維及創新能力的培養。開發與日常生活和高新技術有關，又能培養學生興趣和觀察力的實驗，并結合學校的特色和要求，不斷引進新的、與專業對應的實驗，大量增加近代的、綜合性較強的以及具有較強創新理念的實驗內容，力求能體現學科發展的最新方向，以實現大學物理實驗教學內容的現代化。

當然，物理實驗的內容既要有時代氣息和研究、探索氣息，又要盡可能使學生接觸新的科學技術，增強學生適應21世紀科學進步的要求。因此在內容安排上需要建立實驗理論、基礎實驗、綜合設計性實驗、創新設計性實驗相結合的分層次教學模式，使學生在綜合素質、創新能力上得以提高。實驗理論的內容為實驗的基本理論、實驗思想和方法、基本實驗技術、測量手段、實驗誤差及數據處理等；基礎實驗主要以學習和掌握實驗的基本知識和技能為主，驗證理論知識，加深對物理知識的理解和掌握；綜合設計性實驗是在學生掌握基本實驗知識和技能的基礎上，為培養和提高學生的創新意識和實踐能力而設置的，實驗內容應以綜合性的近代物理實驗為主，通過教學，訓練學生對知識的應用和遷移能力，提高學生提出問題、分析問題和解決問題的能力；創新設計性實驗則是將學習的過程延伸到課外，內容具有較高的綜合性和知識的滲透性，實驗過程與解決實際科研問題具有較強的模擬性，注重培養學生創新意識和創新思維，實驗的內容是對綜合設計性實驗的深入及拓展，或者是學生結合自己的專業特長提出自己設計的實驗，提高學生的自主創新能力[4]。

三、教學方法和教學手段的改革

實驗課的教學應該以學生為主，教師在教學中起著引導的作用，以保證實驗的正常進行。基于現代大學的特點，學生的學習特征，物理實驗教學的特點，教師與學生的交流并不太多，這就決定了物理實驗教學方式既要講清要點，又要以學生為主，不能講得過細更不能包辦。在教學中應著重講解實驗中容易出現的問題，實驗原理部分少講或不講，或以提問的方式來復習實驗原理。不幫學生動手實驗，不做演示示范，以學生自主理解、自主思考為主。

實驗教學的重點不是教學生如何使用實驗儀器，而是讓學生在理解實驗原理的基礎上，通過預習設備使用說明書和教材提供的操作規程，獨立完成實驗。要求學生通過實驗，學會主動操作、測量控制及數據采集，達到掌握現代實驗技術技能、培養科技創新的綜合能力。然而目前有些實驗儀器的數字輸入面板，雖然可以更準確地操作完成實驗，但是同時也可能使學生產生對實驗設備的依賴，而不愛動腦思考設備原理。因此我們也制作了一些簡易實驗裝置，以便學生更直觀地理解實驗儀器的原理。

加強信息技術在物理實驗教學中的應用，制作多媒體課件、開設計算機仿真實驗、開發實驗數據處理軟件，促進實驗手段的現代化。

四、教學評價反映創新教育實踐

在實驗教學評價中，我們引入了多種形式的考核方法，通過實驗報告、筆試、實驗操作考試、實驗研究報告、課題研究論文等不同的形式，針對不同層次的實驗，采用不同的考核方式。

總之， 在國家大力提倡加強科普教育、提高國民素質的今天， 為了培養新一代富有創造力的高級工程技術人才，工科物理教學方法和教學體系的改革已成為一項十分緊迫的任務， 也是一項十分艱苦、細致的工作，是一項系統工程，需要長期不懈地努力和積極的教學實踐才能完成。

［ 參 考 文 獻 ］

［1］ 江澤民.江澤民同志在接見中國科學院第九次院士大會和中國工程院第四次院士部分大會于外籍院士時的講話［Z］.光明日報，1998- 08- 10（1）.

［2］ 徐經梅，鄭飛躍，高文斌.物理實驗教學與創新人才的培養［J］.實驗室研究與探索，2007（10）：92- 94.

［3］ 譚保華. 工科大學物理實驗教學探討與優化［J］.大學 物理實驗，2010（3）:88-91.

［4］ 陳惠敏. 大學物理實驗與學生創新能力的培養［J］.教育教學論壇，2012（3）：38-39.

［5］ 張敏．探索性物理實驗的雙重教育功能［J］.物理實驗，2004（10）：24～27.

［責任編輯：易志毅］