在物理实验教学中培养学生创新能力的探索与研究

张利巍，李贤丽*，罗 伟 ，康 云

(1.东北石油大学，黑龙江大庆 163318;2.黑龙江省高校校企共建测试计量技术及仪器仪表工程研发中心，黑龙江大庆 163318)

物理实验是现代大学开设的一门实践性很强的基础课程，它在学生创新意识、创新思维以及高素质创新人才培养方面具有不可替代的重要作用。目前，我国高校的物理实验中心创新教育的开展还不够广泛，大学生对正确的科学思维方法和创新理论缺乏较为全面的了解。为了弥补这方面的不足，针对如何激励学生的主动性和创新精神，对物理实验教学工作进行了深入的研究，该研究在很大程度上决定了高校本科生创新能力培养的成效。［1，2］

1 物理实验教学关于培养学生创新能力的现状

1.1 国外研究现状

欧美国家在大学物理实验创新性教学研究方面有着比较成熟的体系和方法，美国开设实验课的目的不仅限于训练学生掌握各种仪器和设备的使用，学会实验方法和手段，而是在物理实验中使学生自己发现并解决实际问题，通过实验教学激发学生学习兴趣，培养学生的创新能力。在教学内容上，既注重基础实验的学习，也注重通过一些综合实验和创新型的实验锻炼和提高学生的综合能力;在内容设置上也相对比较新颖，注重最新实验方法和实验技术的介绍，这些对于提升学生的实验兴趣是非常有益的。另外，美国教师在教学中鼓励学生对现有仪器进行研究和改进，使学生从被动的接受知识变为主动融入到科学研究中，激发了学生的兴趣，培养了学生的创造能力。［3，4］

1.2 国内研究现状

国内物理实验教学创新性研究起步较晚，各个大学都在探索适合国情的教学方法。随着高校对于学生创新能力培养的重视，一些高校逐渐在大学物理实验教学中加入了设计性实验的内容，例如中国科技大学以兴趣小组的形式开设独立的设计性实验课程，哈尔滨工业大学则以创新实验课的形式开设选修课。在大学物理实验中设置设计性实验项目，这种做法具有无需独立学时、无需额外投入等优点，被国内大部分高校所采用。［5］

2 物理实验教学中培养学生创新能力的方法与手段

针对我校目前大学物理实验课的现状及学生、教师的情况，提出了具体的在物理实验教学中培养学生创新能力的方法与手段，具体如下:

(1)更新物理实验教学内容，完善实验教学体系

以创新能力培养为核心，增加了综合性、设计性实验项目的数量，补充大量设计性实验仪器，扩展了教学内容。针对不同专业进行不同的教学内容设置与要求，不同专业要求完成不同学时不同内容的实验项目，并将“卓越专业”进行教学试点，开设创新研究型实验项目。重新编写体现创新意识、符合学校实际的物理实验大纲和实验教材，使得实验内容更贴近实际应用。［6，7］

(2)转变物理实验教学模式，开拓创新教学新环境在原有开放式的物理实验教学模式下，拓展教学设计思路，将“创新研究型教学模式”与“开放式教学模式”相结合，使实验教学有更广阔的活动空间和思维空间，激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望，发展创新思维，达到培养不同专业、不同层次学生创新能力的目标。在原有开放式教学管理模式基础上增加创新研究实验室及综合开放实验室，其中综合开放实验室是合理利用废旧仪器建立的实验室。这两个实验室的建立，使实验中心达到了更高程度的开放，为优秀学生课外研究、仪器设计与制作及创新项目的研究提供良好的硬件保障。

(3)丰富物理实验教学手段与方法，开展创新研究型教学从培养学生创新意识和创新能力的角度丰富物理实验教学手段，利用计算机技术改造传统实验以改进实验教学手段;我校物理实验中心辅导网站目前集辅助教学与开放式教学选课系统于一身，网站内容丰富，功能强大。将继续丰富网站内容及辅助教学功能，引入虚拟仪器系统，建立虚拟实验室，开展相关的实验课题，使学生可以通过网站上的资源对物理实验进行课外学习。在教学方法上，开展研究型教学，鼓励学生自主学习，促使学生的学习方式由被动接受型向创新研究型学习转变。

(4)健全物理实验教学的评价机制，激发学生的创新动力

在现有的学生实验成绩考核评价体系中，加入以促进提升学生创新研究能力为目标的考核评价手段，即通过组织学生撰写“物理实验专题论文”和参加“物理实验竞赛”等措施，并将其结果融入评价学生物理实验课程的总体水准中，形成多级的、合理的物理实验教学评价体系，激发学生内在创新动力。

(5)提高物理实验教师创新能力，培养高水平的师资队伍将科研及学术思想与实验教学有效结合，培养教师的创新意识;开发创新研究型实验项目，尝试多样化的教学模式和手段，不断更新物理实验教师的知识储备，提高其教学水平与创新能力，通过设计性、综合性、创新研究型实验项目的开发，提高实验教师自身的业务水平。利用假期支持教师参加全国性或国际的物理实验学科会议，或参加知名高校举办的培训班等，最大限度的为教师提供与国内外高校教师进行交流的机会，以促使教学内容、教学方法与手段的不断更新，从而建成一支高水平的师资队伍。

(6)建立网络教学及沟通平台，促进师生交流互动

建立网络教学及沟通平台，提高教学资源利用率，更好的获得学生对物理实验教学的意见及建议，倾听学生在实验过程中的操作感悟及创新思路，并及时做出反馈。强调学生的主体性，充分调动学生的主动性、积极性，使学生的创新思维和实践能力得到锻炼。

3 结束语

如前所述，在物理实验教学中，采用多种手段培养学生创新意识，提高学生创新能力。其中具有创新和突破之处具体体现在将“创新研究型教学模式”与“开放式教学模式”相结合，激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望，发展创新思维，达到培养不同专业、不同层次学生创新能力的目标;采用灵活多样的、现代化的教学手段与方法。通过建立虚拟仪器、自制仪器设备以及多媒体课件等辅助教学功能，加大创新性研究实验的项目开发，使其在学生创新能力培养方面取得突破性进展;研究多级的、合理的物理实验教学评价体系，将“物理实验专题论文”和“物理实验竞赛”引入评价学生物理实验课程的总体水平中，使学生有更广阔的空间突出其个性化的发展等等。从而构建了以学生为中心、教师为主体的实验教学体系及运行机制，实现培养学生创新能力的目标。

［1］李青.培养学生创新能力深化大学物理实验教学改革［J］.高等财经教育研究，2014，17(1):45-49，53.

［2］张玉科.大学物理实验教学中学生创新能力培养［J］.高校实验室工作研究，2009，100(2):22-23.

［3］韩忠，黄佳木，何光宏.哈佛大学物理实验室考察与我国物理实验教学的思考［J］.实验室研究与探索，2011，30(7):361-364.

［4］王化忠.中美大学物理实验教学模式的比较研究［J］.云南农业大学学报，2013，7(1):54-58.

［5］倪燕茹.大学物理实验课教学改革必要性及其构想［J］.大学物理实验，2013，25(5):94-95.

［6］吕桓林，王永良，郑丽.大学物理实验分层教学的研究与探索［J］.实验室科学，2012，15(6):173-175.

［7］余雪里，周帼红，李端勇，等.阶梯分专业式大学物理实验课程的教学研究［J］.大学物理实验，2013，26(1):111-113.