大学物理实验教学中培养学生创新能力的研究

黄雄辉

摘要：众所周知，物理学是一门建立在实验基础之上的自然科学，近代以来，物理学得到了突飞猛进的发展，每一次的发展，均离不开物理实验的有力推动，例如，新物质的发现及奥秘探究、物理理论向现实技术生产力的转化等。这给大学物理教学提出了新要求，在大学物理教学中，不断地以实验教学激发学生的创新意识，增强创新活力，是引领学生创新的必由之路。本文结合大学物理教学现状，就大学物理实验教学培养学生的创新能力做一番系统分析。

关键词：实验教学；大学物理；创新能力；培养；情感

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）35-0054-02

从本质上说，物理学是一门实验科学，一部物理学的发展史正是不断创新的历史，物理实验在物理学的发展和改进中发挥了不可替代的巨大作用。本文以人教版大学物理教材为例，就实验教学中培养大学生的创新能力提出若干策略方法。

一、大学物理实验室外部环境的营造方法

1.构建和谐、宽松的师生关系。大学生已处于成年阶段，并具备较为成熟的判断力和思维能力，在物理课堂上，师生之间更容易构筑良好的师生关系。在实验教学中，师生要开展双边交流，各抒己见，课堂上允许不同的看法和意见，师生双方要对每一个实验问题的看法、认识和观点，阐明个人的想法，公正、平等地完成探讨，并及时以实验的方式检验带有分歧的问题，为大学生在实验探究的氛围中及时发现问题、总结物理规律提供先决条件。

2.营造安全可靠的心理环境。在课堂上，教师要积极创造有利条件让每名学生均能在互动、沟通及探究中发挥各自的智力优势，增强每位学生的自信心，并主动投入到紧张的学习中。在实验教学中，教师要努力放松学生的心理包袱，这是推行创新实验教学的首个要旨，不能由于学生回答或理解错误便遭到负面评估，这样一来，大家才会全身心地投入到实验问题的思考之中。也就是说，在“心理安全”的外部课堂环境中才会实现真正的独立思考，自由拓宽思路，充分地凸显新思维，让创新思维得以竞相迸发。

二、大学物理实验教学中培养学生创新能力的有效对策

1.不断开放实验教学仪器和设备，增强学生的实践能力。随着当代物理科学的进展，实验测量设备及技术有了明显的改进，因此，在大学物理课堂中，需持续地丰富实验教学内容、及时更新测量设备、完善测量手段和方略，为物理实验教学的顺利开展奠定稳固的硬件基础。为能让实验教学跟得上当代物理科学发展的潮流，教师要不断地更新实验内容，把一些验证性实验变换为自选或自学内容，并加大探究性实验的比重。与此同时，不少实验可借由电子计算机变革陈旧的实验方式，并时刻增强实验测量的速度及精确度。把这一系列实验教学系统的基本原理及整体框架告知学生，使其经由实际的操作、测量及观察深切地领悟到当代物理科学的魅力，并激发学生们对物理实验奥秘的探究欲望，同时，有助于提高学生的综合实践能力。另外，实验内容的改进需与经典相结合，例如，牛顿环、杨氏模量等实验均能运用CCD成像系统替代目前的观察系统，然而，经典的光杠杆法还需进一步研究。

2.培养学生善于从实验中提出、发现问题的能力。在物理实验中，问题的发现至关重要，在实验教学中，学生们通过在实验操作中发现问题，手脑并用，不断地在实验中尝试、验证，通过教师适度地引导和激励，让学生在实验中不断地变换实验条件，并严密地查看实验现象，最终提出问题。除此以外，学生们还能从实验指导书中提炼信息，进而发现问题。需强调的是，学生操作实验后所得到的实验结果难免与预期结果有所差异，在这种情况下，教师要仔细检查学生每一环节的操作步骤有无失当，使其在锲而不舍的探究中培养提出问题及发现问题的能力。

3.培养学生结合实验分析问题的能力。分析问题是实验教学的有机组成部分，对实验现象的科学、合理分析是开启物理科学殿堂的金钥匙。分析问题旨在用理论指导实验，通常，分析问题可采取以下两种办法：定量分析及定性分析。教师要在实验教学中选取若干有代表性的问题和学生共同探讨、分析，在分析问题的同时，教师要扮演组织者和引领者，培养学生自主分析实验问题的能力，在分析的过程中，全体学生会提出多种答案，面对这种情况，教师要悉心听取学生在分析问题时的思考过程，并留意其出发点，肯定和鼓励每位学生的独立思考精神及探究意识，久而久之，学生们便能形成在物理理论的指导下独立分析问题的基本能力。例如，在分析探讨RLC串联谐振实验中，对于电路品质因数Q，存在实验测量值与理论计算值之间的偏差，在电磁学理论的引导下，分析LC的损耗总电阻对电路品质因数测定数值的影响，并将其高频及低频时的影响状况分别开展定量分析，依照定量分析的最终结果，正式决定影响能否修复或忽略。

4.巧妙运用多媒体设备，优化教材结构，注重对实验的探究。现如今，多媒体以其图文并茂、视听结合的优势特征被广大物理课堂所应用，变革课堂体系，以经典实验为基础，创建多层次的物理教学模式，已经成为实验教学变革的大势所趋。为此，教师需不失时机地引入多媒体教学设备，并不断地优化教材结构，以多媒体辅助实验教学，帮助学生理解实验现象，降低实验理解的难度，将实验步骤分解，努力破除过往物理教学中“力-热-光-电-声”的纵式组织结构，在确保广大学生掌握实验技巧的前提下，果断地忽略掉教材中内容陈旧的实验，抓住实验教学的关键点，将实验与物理教学内容加以有效衔接，逐步地增设设计性实验及综合性实验。具体做法：首先，要结合大学物理实验教学的规范要求，精选传统实验，保留对提高实验操作能力有帮助的经典实验，忽略掉一些价值较低的实验；其次，逐步增设设计性实验及综合性实验的比重及难度，以此培养学生的创新思维及探究能力，通过学生对实验的自行设计，使其充分体会到实验成败的经验教训，不断地激发实验训练的热情，提高综合素养；最后，不但要削减实验成本，还需强化多媒体辅助设计、采集数据及操作管理等知识的有效渗透及实践。

大学物理实验教学更加强调学生自主探究的精神，但是在高中时期，教师在指导物理实验时，出现主动点拨频率较高的状况。为此，教师在指导实验时，需树立以学生为本的基本理念，从预习、调试及操作等每个步骤环节均由学生独立完成，学生在完成实验后，可借由多媒体动态影像，还原实验正确的操作经过，使学生们第一时间得知自身实验设计及操作中的问题与失误，进而及时加以纠正。

结语：

在大学物理实验教学中，要培养学生的创新能力，需不断地为学生创造独立发现和分析问题、自由操作实验的机会，引领学生在探究式实验教学模式中提高创新能力，拓宽物理思维。

参考文献：

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