深化培養學生的物理實驗能力 提升師范生的創新創業能力

李祖君 于雪苓 侯憲春 劉力強

摘 要：分析物理實驗的能力結構，細化了實驗教學目標、教學方法和教學環節各方面的聯系，論述了實驗能力、實驗技能與創新能力的關系，改進教學方法，發揮開放實驗室、大學生創業項目基地的作用，培養學生實驗能力和技能，提升創新創業能力。

關鍵詞：物理實驗 能力結構 教學目標 創新創業

中圖分類號：F240 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2016）03-213-02

一、引言

面對“大眾創業、萬眾創新”這一時代的需要，高等教育教學改革又面臨新的課題。創新不單是技術創新，更包括體制機制創新、管理創新、模式創新。大學生是萬眾創新的主力軍。高校是創新創業的孵化基地，高校的教育教學體制模式必須作相應的調整，與時俱進，培養出來的學生必須具備不斷更新知識，不斷掌握新的和多樣化技能的能力，具有創新思維和能力、具有創業精神和氣魄。實驗教學不僅是高校教學的重要環節，更是培養學生創新能力和技能的最直接的途徑之一，因此，實驗教學必須率先深化調整，強化實驗教學的改革，構建與創新創業相匹配的實驗教學體系，達到知識與技能、過程與方法、情感與價值觀、創新與創造四維目標的實現。

二、實驗能力的結構

實驗能力是指能順利地完成某種實驗活動的各種相關能力的總和，分為基本實驗能力、科研實驗能力、創新創造能力三個層次。基本實驗能力包括發現問題能力、觀察能力、儀器使用能力、故障分析能力、數據處理能力、實驗報告寫作能力六個方面，這是實驗教學中對學生最基本的能力要求。科研實驗能力，是指能在科研活動過程中通過實驗工作達到研究目標的能力，這個目標或者是發現新知識、新事實、或者是驗證為某一理論提出的假說。因此，科研能力不僅包含基本實驗能力，還包括資料檢索能力、想象能力、實驗設計能力、推理能力、觀察思維能力五個方面，這是教學培養的中級層次。創新創造能力是高級層次的能力，這是教育的終極目標。創新創造能力是指人在順利完成以原有的知識、經驗為基礎的創建新事物的活動過程中表現出來的潛在的心理品質。包括發現問題、分析問題、發現矛盾、提出假設、論證假設、解決問題以及在解決問題過程中進一步發現新問題，從而不斷推動事物發展變化等。創新創造能力最基本的構成要素是創新意識、創新思維、創新技能、技術革新和發明創造。總的來說，創新能力是人們運用已有的基礎知識和可以利用的材料，并掌握相關學科的前沿知識，產生某種新穎、獨特有社會價值或個人價值的思想、觀點、方法和產品的能力。創新能力的作用主要表現在：創新思維、發明創造、解決遇到的各種現實問題。創新思維能力是標新立異、另辟蹊徑的想象和思考能力，發明創造能力是把新的思想和設計變為現實產品的能力，這種產品包括知識作品、技術成果和工藝、方法、工業產品等等。創新技能指發明、設計、制造和使用。

三、實驗教學應該解決的問題

實驗教學要以培養實驗教學能力為目標，實驗教學目標具有多樣化的特點，而且實驗教學目標隨著社會的發展和需要，必須不斷地調整，各個目標之間具有緊密的聯系，構成一個目標系統，整體實現對學生能力結構的培養的功能。而每個教學目標的實現，必須通過合理的教學內容、教學環節和正確的教學方法來實施，因此把實驗教學目標、教學方法和教學環節各方面進行細化，理清他們之間的邏輯關系，三者有機的配合，才能全面提高學生的實驗能力，進而提升學生的創新創業能力。三者關系如圖2和圖3（見上頁）所示。

四、實驗能力的培養

隨著我國高等教育規模大眾化進程的加速，在教學理念上過多的關注硬件設備、資源環境等外部質量保障因素，而教學內容結構的調整、教學組織形式的優化、教學方法的改進等核心內容并沒有得到足夠的重視，這恰恰是培養學生實驗能力的關鍵所在。我們教師要充分發揮教學積極性，充分利用一切可能的資源和手段，全方位地提升學生實驗能力的培養。

（一）改革教學內容，打造精品教材

教材是提高教學質量的根本保障，根據教學的實際需求，我們編寫了近代物理實驗教學教程，教程強化學生的實際動手操作、實驗結果分析和實驗方案設計等方面能力的培養，采用基礎訓練、綜合應用、獨立設計的順序安排實驗題目。以“創新思維”為重點培養目標，輔以“知識”加以強化，合理設置實驗項目，提高設計性、綜合性和研究性實驗項目的比重，突出增加計算機實時控制、數據采集的使用，數據分析采用最小二乘法等高級分析手段，把現代科技發展成果滲透到實驗教學之中，為學生進入自主創新的高級物理實驗層次提供教材支持。每個實驗前言部分注重闡述各實驗之間的聯系，盡可能使物理實驗教學內容形成一個具有內在邏輯結構的實施體系。實驗題目更加了相應的物理學史內容，增加物理知識的歷史發展脈絡，闡述研究發展方法和途徑。圖文表并茂，提升物理學的美感。

（二）改變教師角色，打造精干教師隊伍

教師是教學質量提高的實施者，面對萬眾創新的時代對教育的要求，對教師的角色、教師技能提出新的定位。教師角色由傳授者轉化為促進者；由管理者轉化為服務者；由指揮者轉化為引領者；由居高臨下轉向“平等中的首席”。強調教師是學生的參與者、合作者、引導者，實驗教學是師生交流、探討革新、共同發展的互動過程。因此對教師要不斷的學習新知識、新技術，更新教學理念的教學方法。選派青年骨干教師參加黑龍江省教師培訓，中年教師參加國內的學術會議，交流學習實驗教學經驗，將具有高學歷、高級技術職稱的教師充實到實驗教師隊伍中，打造一支教學科研能力強、熱愛實驗教學、具有創新精神和創新能力的高水平教師隊伍。

（三）充分發揮開放實驗室的功能

開放實驗室是實驗室優質資源的匯合地，這里有經驗豐富的實驗指導教師，這里可以根據學生設計的要求調動相應的實驗儀器設備，開放時間達每天15小時，周六周日照常開放，這里聚集著各種探究設計實驗的同學們，信息交流共享，設計手段取長補短，開放實驗室為學生提供了廣闊的學習科研空間。專業物理實驗室主要是完成基本實驗教學的功能，也就是說學生的基本能力在這里得到培養。而相對高級的科學研究要充分發揮開放實驗室的功能，學生的實驗設計方案、實驗儀器的獲取、數據的分析，技術的改進、產品的制作，都可以在開放實驗室完成，讓開放實驗室成為學生創新設計的根據地。

（四）充分利用學生創新創業基地的功能

隨著社會對人才的需求的不斷變化，高校的實驗教學要與時俱進，精準理解人才培養目標的變化，把握國家對教育教學的政策引導方向。國家、省、學校出臺了一系列鼓勵大學生創新創業的政策，作為高校的實驗教師要抓住這個政策載體，充分發揮政策的作用，提升培養學生的實驗創新精神和創業技能。

2013年10月，佳木斯大學首屆大學生校長創新創業基金項目成立，學校給獲得創新創業項目提供免費經營研究場所，給予資金資助，幫助學生辦理各種經營研究手續，配備項目指導教師、從學校聘任高級管理經驗的領導擔任項目的發展規劃師等等，全方位為學生提供創新創業的優良資源和環境。我們理學實驗中心的教師及時抓住這一時機，帶領學生積極申報，獲得校長創新項目2項，創新項目1項，獲得項目資助8萬元，創業基地2處，分別是佳木斯大學學子電子電器服務中心、微電影制作中心，目前這兩個中心集電子電器維修、保養、改裝、研究、計算機圖像處理、影像設計于一體的創新創業研究基地，學生在獲得學習技能、獲得創業經驗、取得經濟效益的同時，也體會了獲取知識與服務社會的重要作用，學會了把知識怎么樣盡快的轉化成生產力的方法和途徑。

近五年來，針對學生的創新創業能力的提升，還有佳木斯大學學生創新創業項目，黑龍江省大學生創新創業項目，佳木斯市大學生創新創業園等一系列項目，我們實驗教師都積極率領指導學生申報，先后獲得省級大學生創新項目4項，佳木斯大學學生創新項目6項，獲得校級學生創新創業大賽一等獎1項，二等獎2項。目前已經向佳木斯市大學生創新創業基地項目提交項目標書5項。這些創業基地的成功獲批和創業項目的申請及獲獎，極大的激發了學生提高實驗能力，提升自己的創新技能、獲取創業經驗的積極性，學習、設計、創新、創業勢頭空前高漲。

五、結束語

學生的物理實驗能力結構、能力與技能之間的關系、創新創業能力的培養與評價，是一個復雜的問題，一個隨著社會的發展需要、教學目標的調整而不斷深化的問題，是值得我們實驗教學工作者不斷研究探討的一個重要的課題。高等學校的實驗教學必須更新教學理念，改進教學方法，以社會需求為導向設定教學目標，發揮開放實驗室、科研項目、創新創業項目和大學生創新創業基地的作用，通過培養學生的實驗技能和實驗能力，全面提升學生的創新精神和創業能力。

[基金項目：黑龍江省高等教育學會2014年高等教育科學研究重點課題：地方綜合性大學實驗室開放條件下學生實驗技能的評價體系研究與實踐（14Z022）。]

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（作者單位：李祖君，侯憲春，劉力強，佳木斯大學；于雪苓，佳木斯第一中學 黑龍江佳木斯 154007）

（作者簡介：李祖君，碩士，教授，主要從事物理實驗教學研究及管理工作。）

（責編：賈偉）