徐蘭云

摘 要： 實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為我國實(shí)施科學(xué)素質(zhì)教育的基本教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。本文針對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的一些不足，對(duì)如何讓學(xué)生產(chǎn)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的興趣及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和提高創(chuàng)新能力的途徑進(jìn)行了深入探討。

關(guān)鍵詞： 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 創(chuàng)新能力 培養(yǎng)途徑

培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科研能力，提高大學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力是新期我國高等教育教時(shí)學(xué)改革的重要議題[1]?！按髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程”是本科生進(jìn)入大學(xué)后的第一門實(shí)驗(yàn)課，是理、工科本科生的必修課程。該課程在創(chuàng)建綜合性、有特色、開放型、高水平大學(xué)和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用。認(rèn)真探討大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和提高創(chuàng)新能力是實(shí)驗(yàn)教師必須做的工作。面對(duì)一門基礎(chǔ)性極強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課程，究竟可通過哪些切實(shí)可行的方法和途徑達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和提高創(chuàng)新能力的目的呢？下面筆者就此談?wù)勏敕ā?/p>

1.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的分析

對(duì)于理工、工科等大學(xué)生而言，通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)這門基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能夠具備一定的科學(xué)素養(yǎng)及將理論運(yùn)用于實(shí)際的能力、動(dòng)手操作能力和迅速適應(yīng)時(shí)代科技發(fā)展的綜合技能。雖然以往的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程上取得了一定的成績，并伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為順應(yīng)時(shí)代科技的要求，各高等學(xué)校也對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)從教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了或多或少的改革。但是，由于存在受到教學(xué)理念、師資條件限制及教學(xué)模式的僵化等問題，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不能提起對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的興趣，更談不上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和提高創(chuàng)新能力了。主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.1思想觀念的偏轉(zhuǎn)

近年來對(duì)有關(guān)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查結(jié)果表明，對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)，師生在思想上重視不夠。首先從教師到學(xué)生，“重理論，輕實(shí)驗(yàn)”的思想依然較嚴(yán)重；其次，很多學(xué)生認(rèn)為大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)都是一些最普通的、簡單的操作，而這些在飛速發(fā)展的二十一世紀(jì)的工作中根本起不到作用，因而在實(shí)驗(yàn)中只是走走過場、敷衍了事；再次，由于對(duì)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)不夠，加上現(xiàn)在很多應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)快速發(fā)展，使得在基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所應(yīng)有的硬件建設(shè)有限。

1.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式僵化

現(xiàn)行對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式仍然是以教師為主導(dǎo)，缺乏讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本原則沒有得到充分體現(xiàn)，教學(xué)方式呆板，從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方式?jīng)]有給學(xué)生留出足夠的發(fā)展空間。就分組實(shí)驗(yàn)來說，教材從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器、操作步驟到注意事項(xiàng)，都寫得面面俱到。然而每次實(shí)驗(yàn)課教師還要花相當(dāng)長的時(shí)間根據(jù)教材講實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼缓髮W(xué)生照著現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)步驟操作幾下，取幾個(gè)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)就算完成了。然而這樣做實(shí)驗(yàn)，收獲甚微。現(xiàn)階段往往是一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組（8—10人）的學(xué)生在同一時(shí)間做同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用同一種方法、相同的儀器，且都要在一定時(shí)間內(nèi)完成，得出同一結(jié)論，這樣就有可能導(dǎo)致部分學(xué)生看別人怎么做，自己就怎么做，有的甚至竊取別人的數(shù)據(jù)敷衍老師。在實(shí)驗(yàn)過程中既不認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，又不記錄有關(guān)數(shù)據(jù)，更談不上認(rèn)真思考。很顯然，這種教學(xué)模式不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，不利于引導(dǎo)學(xué)生突破思維定勢，更不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。

2.培養(yǎng)大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力途徑的探討

大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)包括課內(nèi)課外多方面的渠道，教學(xué)模式就是對(duì)多種教學(xué)方法、手段和途徑的綜合，經(jīng)過特定的步驟形成的一種穩(wěn)定的教學(xué)結(jié)構(gòu)形式。不過，它是以課堂教學(xué)為中心，一直延伸至課外的綜合形式。由于課堂教學(xué)要受到時(shí)間和空間的限制，因此有必要考慮從課內(nèi)到課外的多種教學(xué)途徑，以便更有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。尋找大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑，必須以建構(gòu)主義教學(xué)理論[2]、非線性自組織理論[3]和后現(xiàn)代主義教育教學(xué)觀[4]為指導(dǎo)，這些途徑之所以能夠培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力是由大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)在的創(chuàng)新教育功能決定的。

2.1加強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的趣味性

在人們的觀念中，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)總是與嚴(yán)肅的科學(xué)研究相聯(lián)系，實(shí)驗(yàn)中需要嚴(yán)格的邏輯推理和靈活的動(dòng)手操作，被認(rèn)為是培養(yǎng)科學(xué)思維和動(dòng)手能力的手段，這種觀念大大忽視和淡化了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的趣味性。實(shí)際上，增強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的趣味性已成為迫在眉睫的問題，根據(jù)多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況，學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)缺乏好奇心和求知欲。如果繼續(xù)忽視大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的趣味性，將最終扼殺大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，給大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)造成負(fù)面影響，因此有必要探索大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)趣味性教學(xué)的途徑[5]。

2.1.1加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的好奇心。

首先，大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)是光、聲、色彩的合理融合，從視覺和聽覺方面都能刺激學(xué)生的感官，增強(qiáng)趣味性，同時(shí)是新穎性與研究性相結(jié)合，有利于激發(fā)學(xué)生的求知欲。例如，在做音叉振動(dòng)實(shí)驗(yàn)前，先觀察演示實(shí)驗(yàn)——噴水魚洗現(xiàn)象，必將大大激發(fā)他們的求知欲和好奇心。當(dāng)學(xué)生看到魚洗的水波、水花的濺起，聽到銅盆的嗡嗡聲時(shí)，就會(huì)對(duì)受迫振動(dòng)和共振原理有直觀的感受，從而思考其中的道理。如果每次大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)前，都用相關(guān)的演示實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的興趣，則必將大大削弱物理實(shí)驗(yàn)的枯燥感，提高學(xué)生探索研究的熱情。

其次，在演示實(shí)驗(yàn)過程中要注意提高學(xué)生的參與意識(shí)和主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。要提高學(xué)生的參與意識(shí)和主觀能動(dòng)性，最大限度地調(diào)動(dòng)他們的積極性，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。讓學(xué)生做演示實(shí)驗(yàn)，使他們有表演和參與的機(jī)會(huì)，也有發(fā)揮自己潛能的舞臺(tái)。學(xué)生的積極性被調(diào)動(dòng)起來，教學(xué)目的自然就達(dá)到了，而且效果事半功倍，比起教師“苦口婆心”的教誨，印象要深刻得多。

2.1.2適當(dāng)組織學(xué)生參觀高科技設(shè)施，使學(xué)生了解高科技發(fā)展的前沿。

高科技設(shè)施要么龐大，要么精巧，本身就有很大的吸引力，更重要的是高科技與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)有關(guān)內(nèi)容有聯(lián)系。例如，參觀激光技術(shù)研究所設(shè)施，會(huì)使學(xué)生聯(lián)想到聲光效應(yīng)，利用聲光效應(yīng)制成的調(diào)制器和偏轉(zhuǎn)器可以快速而有效地控制激光束的頻率、強(qiáng)度和方向，從而擴(kuò)展激光的應(yīng)用范圍。再如，參觀粒子加速器的有關(guān)設(shè)施可以使學(xué)生領(lǐng)略到電磁變化如何引起粒子能量和質(zhì)量的變化；參觀托克馬克裝置使學(xué)生領(lǐng)略核聚變的巨大能量。另外，引導(dǎo)學(xué)生參觀科技館的展覽，可讓學(xué)生了解當(dāng)今科技的飛速發(fā)展與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)之間的直接或間接的聯(lián)系。因此，在條件允許的情況下可適當(dāng)組織學(xué)生參觀高科技設(shè)施，使學(xué)生了解高科技發(fā)展的前沿，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)。

2.2組織學(xué)生進(jìn)行課外創(chuàng)新活動(dòng)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是其實(shí)踐性，這就決定了物理實(shí)驗(yàn)所學(xué)課堂知識(shí)可以延伸至課外，在課外活動(dòng)中，教師有計(jì)劃有目的地引導(dǎo)學(xué)生組織一些創(chuàng)新活動(dòng)，既能充實(shí)學(xué)生的課余生活，又能豐富學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐，使學(xué)生所學(xué)有所用，創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力得到較好發(fā)展。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門綜合性學(xué)科，覆蓋面廣，對(duì)幾乎各個(gè)專業(yè)都具有吸引力。各個(gè)專業(yè)特點(diǎn)不同，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的側(cè)重點(diǎn)也不同，把大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)與各個(gè)專業(yè)特點(diǎn)相結(jié)合，組織學(xué)生進(jìn)行一些科技活動(dòng)，將能更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如對(duì)于土木工程專業(yè)的學(xué)生可結(jié)合力學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)搞一些創(chuàng)新研究，比如改進(jìn)楊氏彈性模量的測量；對(duì)于電子專業(yè)學(xué)生可結(jié)合電磁學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)搞一些小改進(jìn)、小制作，比如用傳感器改進(jìn)某些實(shí)驗(yàn)的測量方法，自動(dòng)測溫溫度計(jì)的制作，等等。讓各專業(yè)的學(xué)生發(fā)揮特長，發(fā)展個(gè)性。當(dāng)然，在這些活動(dòng)中，教師的組織、指導(dǎo)作用是必不可少的。

2.3加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)

建立網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上輔助教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理，有利于建立激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)和提高學(xué)生能力的有效管理機(jī)制，創(chuàng)造學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)、個(gè)性化學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境；有利于建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制，引導(dǎo)教師積極改革創(chuàng)新。同時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢，可為學(xué)生提供創(chuàng)新平臺(tái)，有利于學(xué)生交流創(chuàng)新見解。

3.結(jié)語

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目標(biāo)，改變傳統(tǒng)觀念，開拓多種新的途徑和方法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是教育工作者的責(zé)任，也是值得不斷探索的課題。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的途徑是多種多樣的，隨著教學(xué)環(huán)境的改變我們一定能探索出更多的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的途徑。

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