大学物理实验教学中学生创新能力培养策略

1、大学物理实验教学中学生创新能力培养策略摘要：大学物理实验可以培养学生的动手能力和创新能力。文章就各大高校的物理实验的教学情况进行深入分析，发现目前大学物理实验教学的不足之处，并对在大学物理实验教学中如何提高学生的创新能力进行分析。 关键词：大学物理；实验教学；创新能力；学生 物理学是一门研究物质结构和运动规律的科学，以实验为主要内容。从古至今，很多发现和改革都离不开物理学，比如：第一次工业革命时的蒸气机的发明，使工厂代替了手工市场；第二次工业革命时电力的兴起，创造了新的交通工具，革新了通讯手段。科技改变了整个时代，而诸如此类的改变都离不开创新。所谓“创新”，是创新思维和意识、创新精神和能力的智

2、力上的心理品质与非智力的心理品质的有机结合与升华，并由此产生的创造性活动1。在物理实验中存在大量的创新，如实验仪器和内容的创新、实验过程的创新及实验层次的规划创新等，都属于对学生的创新能力的培养，具体表现在学生如何进行物理实验和学生对于物理实验的自主性。当今时代，随着科技的快速发展，适应知识经济和市场经济的需要，创新在任何时候都不会过时。各类高校更需要培养具有创新意识、创新性思维和创新精神的人才，且懂得理论联系实际，才能更好地应对当代的工作需求2。然而，针对大学物理实验教学的调查研究显示，高校教育在培养学生的创新意识及能力方面不尽如人意。现对大学物理实验教学进行阐述，并对如何提高学生在大学物理

3、实验上的创新能力进行分析。 一、大学物理实验教学分析 （一）大学物理实验简介 大学物理是理工科类学生进入大学的基础学科，大学物理实验课程是一门考验学生动手能力和创新思维的基础课程。这门课程的目的是加强学生对课堂所学知识的理解和对一些理论的验证能力，另外，还可以提高学生的实际动手能力，培养学生的思维能力。做好一个物理实验，首先要搞清楚实验的目的，以及物理实验的基本概念，之后要懂得具体的实验方法、实验仪器与实验的预期结果。大学期间的所有物理实验培养了学生熟练地操作仪器、精准地测量任何物理量、准确地计算和分析实验数据并得到结论的能力。同时，学习如何设计实验。这些是其他学习方式无法替代的。 （二）大学

4、物理实验教学的现状 义务教育阶段和高中物理课中的实验教学处于落后地位。由于应试教育的影响，在中考和高考的大环境下，实验成绩占分数的百分比极小或为零，以至于大部分学校注重理论学习，忽视实验教学。导致大学期间，学生仍然有类似的行为：放弃或不重视实验学习3。另一方面，各类学校对于实验经费的投入相对较少，实验所需仪器不健全，磨灭了学生的学习热情和教师的教学热情。在实验内容和设备方面，大学物理实验所教的实验项目内容过于简单、陈旧，实验仪器得不到改进，实验方法得不到更新，不能紧跟科技发展步伐来学习。更重要的是，实验与科技发展严重脱节。学校不能根据细致专业的划分来安排物理实验的学习，没有针对性，无法体现专业

5、的优势与学习。在实验教学方式方面，教师的教学手段较落后，教学方法单一，导致学生对于物理实验无法产生兴趣，不能重视实验的学习。从另一面来说，当前的教学方式抑制了学生的创新思维和能力，更加不利于学生创新能力的培养，学生只能作为聆听者被动地学习。结果只会与培养学生的创新能力的目标背道而驰。 二、大学物理实验教学与创新能力培养的关系 （一）物理实验增进学生的创新思维与精神 物理实验以理论为基础，在教师的指导下，通过对实验现象的观察，来判断实验的进程，分析实验数据，得到科学的结论。在环境不同的情况下，实验条件也会随之变化。因此，懂得如何根据条件的不同去改变实验方法，也是学生应该具备的能力之一。所以，在此

6、过程中，教师需要与学生默契配合，以学生为主体，教师辅助。在此模式下，让学生开阔思路，勇于创新，不局限于课本的实验内容与方法。即是实验，就不可避免地会失败，但重要的是学生能在反复改进实验方法、反复进行实验的过程中不断地提升自己的实验能力和创新能力。 （二）物理实验使学生能学会理论联系实际 当今社会需要的是全面发展的人才，国家注重人才的培养。1995年开始实施科教兴国战略，确立科技与教育是兴国的手段与方针。所谓“教”，就是上行下效，学生在学习教师所教授的内容；“育，养子使作善也”，就是培养学生多做好事。当然，教育不只是停留在理论知识上。物理实验的教学旨在增强学生理论联系实际的能力，是培养学生拥有较

7、强的实践能力的重要环节之一。实验的教学目的在于使学生巩固所学的理论知识，提高学生在实践中的观察能力、动手能力和分析与解决问题的能力4。在对实验目的、方法的落实，以及实验数据的处理过程中，学生可以不断拓宽思维，结合理论知识，联系实际问题，不断创新。而实验作为一种科学活动，是学生亲身实践书本内容、更深入地学习一门学科的必经之路。其过程繁琐艰辛，可以增加学生的严谨性和不断创新的探索精神。 三、大学物理实验对学生创新能力的培养方式 （一）采用Bruner发现法进行教学 现如今的大学物理的教学，教师仍然采用单一的方式教授学生课本知识，注重经典概念和理论的讲授。这仅仅是告诉了学生理论存在，学生知其然却不知

8、其所以然，更缺少质疑精神。科学的发展很大程度源于质疑和猜想，例如，“日心说”这一举世公认的真理在产生之前，“地心说”在天文界长期占据统治地位。然而，面对“权威”，哥白尼并没有退缩。他通过不断收集资料和观察，提出了“日心说”的假说。最后，伽利略的天文望远镜的发明，真正证实了哥白尼的“日心说”是正确的。从“地心说”到“日心说”，经历了一千多年的等待。如果没有创新精神的驱使，“地心说”的理论或许仍被世人认同。发现法的教学是以在掌握好基本理论、假设和概念之后，准备好验证理论的正确性所需要的实验资料与仪器，在教师的指导下，学生自主进行物理实验的设计，探索物理实验定律的由来与原因、物理定律的推导过程，以拓

9、宽思路，进行创新思维的培养5。例如，关于电学实验中的串联并联的原理、磁生电和电生磁的实验现象及其在生活中的应用，在对其理解透彻之后，学生可以自制简易发电机，通过不断思考和教师的适当指导完成实验，在理论联系实际的同时，提升自身的创新能力。 （二）实验仪器和实验内容的更新变化 实验仪器是实验教学过程中必不可少的教学工具。实验仪器的种类可以决定实验方法的选择，如果满足于会使用传统实验仪器，则只能进行简单的教学实验，不能体现实验课程的优势、达到实验教学的目的。随着经济的发展与科技的进步，实验仪器也需要不断更新换代，才能让学生不会与创新科技渐行渐远。同时，有助于学校的毕业生不与社会脱节，可以适应工作的需

10、要。此外，大学物理实验仪器应比中学的实验仪器有所进步，科技感更强，这样才能提高学生的兴趣和学习的热情。 （三）期末考核方式的改革 传统的仅以学生期末考试成绩为指标的考核方式抑制了学生学习的积极性，很难保证教学质量。因此，教师应适当改革期末考核方式。学生的期末成绩除试卷考试成绩外，还应包括平时作业的完成程度、实验报告的完成情况、实验中创新项目的情况等。其中，实验报告的完成情况、实验中创新项目的情况是对学生创新精神培养的有力督导，能促使学生主动提出自己对于实验的看法和解决实验问题的新方法6。教师还可通过一题多解来促进学生发散思维的提升，有效提高学生的创新能力。同时，教师应对学生的实验报告和创新项目

11、的完成情况给予客观评价，根据不同价值水平给予不同的分数。因为无论结果如何，只要学生已开始思考并进行发散性思维活动，就是教学的成功。另外，教师可适当引入激励机制，激发学生参与的热情。 （四）实验的自主性 自学能力是大学生必须具备的基本素质。在大学物理实验课堂中，教师仅靠一人之力调动学生的积极性的做法是不现实，还需要学生自身拥有创新意识和创新能力，教师仅仅作为学生学习的指导者。在实验过程中，教师可采用开放性实验题目，且不再直接提供实验目的、方法和步骤，所有实验过程都需要学生自主创新，学生提前查阅相关资料后，自己定制实验方案和所需的实验仪器，完成开放性实验题目所提出的要求。教师还可进行设计性实验，给

12、定固定的实验仪器，要求学生以不同的方法测量出一个物理量。设计性实验更加注重学生的自主创新能力，更能培养学生的创新思维。且学校实验室应不只在实验课中开放，而要保证即使是课外时间，学生也能进入实验室学习：或在实验室巩固当天所学知识，或进行开放性实验课题。总之，实验教学不仅能使学生的理论知识得到强化，还促进其自主创新能力的提高7。 四、结语 科技的不断进步所需要的人才越来越全面，培养学生的创新能力的重要性不言而喻。而大学物理实验可以培养学生的动手能力、理论与实际相结合的能力和自主创新能力，是其他学科不能代替的8。当前的大学物理实验教学方式还存在不足，以上提出的对大学物理实验的教学方式做出相应的调整的策略，可适当提高学生的创新能力。 参考文献： 1夏桂珍,王继东.大学物理实验中学员创新能力的培养J.武警工程学院学报,2002,18(6):9-10. 2崔杰军,于洛生,符建华.大学物理实验教学改革尝试与探索J.河南教育学院学报(自然科学版),2005,14(4):23-24. 3杨庆华,胡银泉.提高学生提出问题能力的教学策略J.中国职业技术教育,2007(7):63. 4樊雅平,黄生学.大学物理教学中培养学生创新能力的研究与实践J.中国成人教育,2012(5):144.