深化培养学生的物理实验能力 提升师范生的创新创业能力

李祖君 于雪苓 侯宪春 刘力强

摘 要：分析物理实验的能力结构，细化了实验教学目标、教学方法和教学环节各方面的联系，论述了实验能力、实验技能与创新能力的关系，改进教学方法，发挥开放实验室、大学生创业项目基地的作用，培养学生实验能力和技能，提升创新创业能力。

关键词：物理实验 能力结构 教学目标 创新创业

中图分类号：F240 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2016）03-213-02

一、引言

面对“大众创业、万众创新”这一时代的需要，高等教育教学改革又面临新的课题。创新不单是技术创新，更包括体制机制创新、管理创新、模式创新。大学生是万众创新的主力军。高校是创新创业的孵化基地，高校的教育教学体制模式必须作相应的调整，与时俱进，培养出来的学生必须具备不断更新知识，不断掌握新的和多样化技能的能力，具有创新思维和能力、具有创业精神和气魄。实验教学不仅是高校教学的重要环节，更是培养学生创新能力和技能的最直接的途径之一，因此，实验教学必须率先深化调整，强化实验教学的改革，构建与创新创业相匹配的实验教学体系，达到知识与技能、过程与方法、情感与价值观、创新与创造四维目标的实现。

二、实验能力的结构

实验能力是指能顺利地完成某种实验活动的各种相关能力的总和，分为基本实验能力、科研实验能力、创新创造能力三个层次。基本实验能力包括发现问题能力、观察能力、仪器使用能力、故障分析能力、数据处理能力、实验报告写作能力六个方面，这是实验教学中对学生最基本的能力要求。科研实验能力，是指能在科研活动过程中通过实验工作达到研究目标的能力，这个目标或者是发现新知识、新事实、或者是验证为某一理论提出的假说。因此，科研能力不仅包含基本实验能力，还包括资料检索能力、想象能力、实验设计能力、推理能力、观察思维能力五个方面，这是教学培养的中级层次。创新创造能力是高级层次的能力，这是教育的终极目标。创新创造能力是指人在顺利完成以原有的知识、经验为基础的创建新事物的活动过程中表现出来的潜在的心理品质。包括发现问题、分析问题、发现矛盾、提出假设、论证假设、解决问题以及在解决问题过程中进一步发现新问题，从而不断推动事物发展变化等。创新创造能力最基本的构成要素是创新意识、创新思维、创新技能、技术革新和发明创造。总的来说，创新能力是人们运用已有的基础知识和可以利用的材料，并掌握相关学科的前沿知识，产生某种新颖、独特有社会价值或个人价值的思想、观点、方法和产品的能力。创新能力的作用主要表现在：创新思维、发明创造、解决遇到的各种现实问题。创新思维能力是标新立异、另辟蹊径的想象和思考能力，发明创造能力是把新的思想和设计变为现实产品的能力，这种产品包括知识作品、技术成果和工艺、方法、工业产品等等。创新技能指发明、设计、制造和使用。

三、实验教学应该解决的问题

实验教学要以培养实验教学能力为目标，实验教学目标具有多样化的特点，而且实验教学目标随着社会的发展和需要，必须不断地调整，各个目标之间具有紧密的联系，构成一个目标系统，整体实现对学生能力结构的培养的功能。而每个教学目标的实现，必须通过合理的教学内容、教学环节和正确的教学方法来实施，因此把实验教学目标、教学方法和教学环节各方面进行细化，理清他们之间的逻辑关系，三者有机的配合，才能全面提高学生的实验能力，进而提升学生的创新创业能力。三者关系如图2和图3（见上页）所示。

四、实验能力的培养

随着我国高等教育规模大众化进程的加速，在教学理念上过多的关注硬件设备、资源环境等外部质量保障因素，而教学内容结构的调整、教学组织形式的优化、教学方法的改进等核心内容并没有得到足够的重视，这恰恰是培养学生实验能力的关键所在。我们教师要充分发挥教学积极性，充分利用一切可能的资源和手段，全方位地提升学生实验能力的培养。

（一）改革教学内容，打造精品教材

教材是提高教学质量的根本保障，根据教学的实际需求，我们编写了近代物理实验教学教程，教程强化学生的实际动手操作、实验结果分析和实验方案设计等方面能力的培养，采用基础训练、综合应用、独立设计的顺序安排实验题目。以“创新思维”为重点培养目标，辅以“知识”加以强化，合理设置实验项目，提高设计性、综合性和研究性实验项目的比重，突出增加计算机实时控制、数据采集的使用，数据分析采用最小二乘法等高级分析手段，把现代科技发展成果渗透到实验教学之中，为学生进入自主创新的高级物理实验层次提供教材支持。每个实验前言部分注重阐述各实验之间的联系，尽可能使物理实验教学内容形成一个具有内在逻辑结构的实施体系。实验题目更加了相应的物理学史内容，增加物理知识的历史发展脉络，阐述研究发展方法和途径。图文表并茂，提升物理学的美感。

（二）改变教师角色，打造精干教师队伍

教师是教学质量提高的实施者，面对万众创新的时代对教育的要求，对教师的角色、教师技能提出新的定位。教师角色由传授者转化为促进者；由管理者转化为服务者；由指挥者转化为引领者；由居高临下转向“平等中的首席”。强调教师是学生的参与者、合作者、引导者，实验教学是师生交流、探讨革新、共同发展的互动过程。因此对教师要不断的学习新知识、新技术，更新教学理念的教学方法。选派青年骨干教师参加黑龙江省教师培训，中年教师参加国内的学术会议，交流学习实验教学经验，将具有高学历、高级技术职称的教师充实到实验教师队伍中，打造一支教学科研能力强、热爱实验教学、具有创新精神和创新能力的高水平教师队伍。

（三）充分发挥开放实验室的功能

开放实验室是实验室优质资源的汇合地，这里有经验丰富的实验指导教师，这里可以根据学生设计的要求调动相应的实验仪器设备，开放时间达每天15小时，周六周日照常开放，这里聚集着各种探究设计实验的同学们，信息交流共享，设计手段取长补短，开放实验室为学生提供了广阔的学习科研空间。专业物理实验室主要是完成基本实验教学的功能，也就是说学生的基本能力在这里得到培养。而相对高级的科学研究要充分发挥开放实验室的功能，学生的实验设计方案、实验仪器的获取、数据的分析，技术的改进、产品的制作，都可以在开放实验室完成，让开放实验室成为学生创新设计的根据地。

（四）充分利用学生创新创业基地的功能

随着社会对人才的需求的不断变化，高校的实验教学要与时俱进，精准理解人才培养目标的变化，把握国家对教育教学的政策引导方向。国家、省、学校出台了一系列鼓励大学生创新创业的政策，作为高校的实验教师要抓住这个政策载体，充分发挥政策的作用，提升培养学生的实验创新精神和创业技能。

2013年10月，佳木斯大学首届大学生校长创新创业基金项目成立，学校给获得创新创业项目提供免费经营研究场所，给予资金资助，帮助学生办理各种经营研究手续，配备项目指导教师、从学校聘任高级管理经验的领导担任项目的发展规划师等等，全方位为学生提供创新创业的优良资源和环境。我们理学实验中心的教师及时抓住这一时机，带领学生积极申报，获得校长创新项目2项，创新项目1项，获得项目资助8万元，创业基地2处，分别是佳木斯大学学子电子电器服务中心、微电影制作中心，目前这两个中心集电子电器维修、保养、改装、研究、计算机图像处理、影像设计于一体的创新创业研究基地，学生在获得学习技能、获得创业经验、取得经济效益的同时，也体会了获取知识与服务社会的重要作用，学会了把知识怎么样尽快的转化成生产力的方法和途径。

近五年来，针对学生的创新创业能力的提升，还有佳木斯大学学生创新创业项目，黑龙江省大学生创新创业项目，佳木斯市大学生创新创业园等一系列项目，我们实验教师都积极率领指导学生申报，先后获得省级大学生创新项目4项，佳木斯大学学生创新项目6项，获得校级学生创新创业大赛一等奖1项，二等奖2项。目前已经向佳木斯市大学生创新创业基地项目提交项目标书5项。这些创业基地的成功获批和创业项目的申请及获奖，极大的激发了学生提高实验能力，提升自己的创新技能、获取创业经验的积极性，学习、设计、创新、创业势头空前高涨。

五、结束语

学生的物理实验能力结构、能力与技能之间的关系、创新创业能力的培养与评价，是一个复杂的问题，一个随着社会的发展需要、教学目标的调整而不断深化的问题，是值得我们实验教学工作者不断研究探讨的一个重要的课题。高等学校的实验教学必须更新教学理念，改进教学方法，以社会需求为导向设定教学目标，发挥开放实验室、科研项目、创新创业项目和大学生创新创业基地的作用，通过培养学生的实验技能和实验能力，全面提升学生的创新精神和创业能力。

[基金项目：黑龙江省高等教育学会2014年高等教育科学研究重点课题：地方综合性大学实验室开放条件下学生实验技能的评价体系研究与实践（14Z022）。]

参考文献：

[1] 赖恒，黄志高.物理实验能力结构分析及实验能力训练[J].集美大学学报，1998（3）

[2] 张博，毛巍威.大学物理实验课程考试改革的探索[J].实验科学与技术，2012（12）

[3] 李祖君，芦颖.开放实验室对促进校企发展的探索与研究[J].继续教育研究，2011（4）

[4] 苏庸春.重视物理实验教学，培养学生创新能力[J].长春教育学院学报，2010（5）

[5] [美]国家研究理事会科学、教育及技术教育中心《国家科学教育标准》科学探究附属读物编委会. 罗兴凯等翻译.科学与国家科学教育标准——教与学的指南[M].北京：科学普及出版社，2004

[6] 黄锋.模糊综合评判在学生物理实验技能测评中的应用研究[J].大学物理实验，2006（1）

（作者单位：李祖君，侯宪春，刘力强，佳木斯大学；于雪苓，佳木斯第一中学 黑龙江佳木斯 154007）

（作者简介：李祖君，硕士，教授，主要从事物理实验教学研究及管理工作。）

（责编：贾伟）