關于大學物理實驗教學的幾點思考論文
隨著我國高校教育體制改革的不斷深入，實驗教學越來越受到高校教師的重視。物理學是建立在實驗基礎上的一門學科，學生通過大學物理實驗，不僅能夠鞏固所學的物理理論知識，還能夠增強動手能力和創(chuàng)新思維能力，從而提升自身的創(chuàng)新能力。近年來，國內(nèi)外的很多專家學者對如何利用大學物理實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力進行了有益的探索。
一、利用大學物理實驗培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力
實驗教學本身就是一種思想的嘗試與探索，其主要目的是了解事物的本質和規(guī)律，并在此基礎上，進行不斷的創(chuàng)新。由此可見，大學物理實驗對提升學生的創(chuàng)新意識和能力具有重要意義。
�。ㄒ唬⿲W生發(fā)散思維的培養(yǎng)
發(fā)散思維是創(chuàng)新思維的核心部分，解決問題的過程是發(fā)散——集合——發(fā)散的循環(huán)過程。大學物理實驗教學是一種基于創(chuàng)新思維框架下的由發(fā)散到集合，再由集合到發(fā)散的循環(huán)過程，通過培養(yǎng)學生的發(fā)散思維，從而達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目的。例如：學生在進行固體密度的測量實驗時，就要考慮到該固體是否規(guī)則，在液體中的懸浮狀況，是否溶于液體等，因此，在多種可能的情況下，學生就要探索不同的實驗方法，調(diào)動發(fā)散思維，從而實現(xiàn)掌握知識，提升自身的創(chuàng)新思維能力。
(二)實驗過程是學生發(fā)散思維的訓練過程
物理實驗是圍繞一個既定的問題開展的，學生需要調(diào)動自身的多種思維能力，運用各種思維方法，例如：綜合、分析等，只有這樣，才能真正的實現(xiàn)實驗目的。在這個過程中，學生的邏輯思維得到了訓練。例如：在進行“偏振現(xiàn)象”研究實驗時，要求學生設計出各種光路，使之產(chǎn)生不同的偏振光，進而觀察不同條件下的實驗現(xiàn)象，并進行相互對比。實驗前，學生要根據(jù)自身掌握的知識，進行科學的假設，做好實驗設計；實驗過程中，一步步進行驗證。類似的實驗探究活動能夠幫助學生有效的將邏輯思維融入其中，并提升學生的科學探究能力和創(chuàng)新思維能力。
�。ㄈ⿲W生在物理實驗中提出質疑，進而提升批判思維能力
傳統(tǒng)的“一言堂”很大程度上抹殺了學生的批判思維能力，新課改中明確提出，要積極培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，而批判思維的形成，恰恰是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié)。因此，教師在實驗教學過程中，理應鼓勵學生提出質疑，并帶著質疑在實驗中加以批判、驗證。例如在進行鈉光燈波長測量時，有些學生發(fā)現(xiàn)測量值與理論值不相符，在深入研究后，發(fā)現(xiàn)鈉光是由雙黃線構成的，即兩種波長的混合值，并受到實驗環(huán)境的.影響。學生在物理實驗中提出質疑，進而提升了批判思維能力。
�。ㄋ模⿲W生在物理現(xiàn)象分析過程中形成直覺思維能力
很多物理實驗現(xiàn)象需要認真觀察才能捕捉到，因此物理實驗不僅要求學生掌握好時間，具備邏輯推理能力，還要具備一定的分析預見能力。例如伽利略首先直覺地判斷“重物先落地”是錯誤的，然后通過一次次的實驗，得出物體的落地速度不因重量而改變的結論，推翻了亞里士多德“重物先落地”的說法。
二、大學物理實驗教學存在的主要問題
(一)教學設備單一，實驗儀器高度集成，學生的動手能力受到制約
物理實驗儀器的技術含量越來越高，實驗儀器高度集成，很多實驗步驟都無需學生動手，這樣會使學生的動手機會越來越少，動手能力提升緩慢。機械的實驗操作，也很難讓學生對各種實驗原理和設計方法有所了解，更別說創(chuàng)新了。
(二)教學內(nèi)容陳舊，內(nèi)容較多
目前物理實驗教學內(nèi)容多是以驗證性實驗為主，而培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的綜合性、設計性實驗相對較少，并且在實驗教材中，對實驗的原理、方法甚至實驗數(shù)據(jù)的處理方案都一一列出，學生做實驗的任務就是機械操作，并得出已經(jīng)知道的實驗結果。這樣的實驗，對于學生鞏固所學知識有很大幫助，但對分析能力、設計能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)卻是意義不大，甚至會使學生養(yǎng)成懶惰、不善于動腦的習慣。
(三)教學模式落后
一直以來，物理實驗的教學模式多是沿襲傳統(tǒng)教學模式。學生被動接受教師“無微不至”的講解，然后按部就班地順利完成實驗�？此埔黄昂椭C景象”，但是真正的教學目的卻沒有達到。隨著教學改革的不斷推進，這種教學模式已經(jīng)顯得落后。
(四)實驗教學過程限制頗多
由于實驗教科書的指導相當詳細，教師只要監(jiān)督學生一步步完成實驗即可，因此在實驗教學過程中，教師僅起到了“監(jiān)工”的作用，而教師的引導作用卻無從體現(xiàn)，學生也無法發(fā)揮創(chuàng)新能力，甚至還受到教師的諸多束縛，例如：當提出異議時，教師會認為學生不聽話(書中已經(jīng)寫得清清楚楚，偏要提出不同意見)，并認為是故意找茬。另外，由于實驗課時較少，教師力爭在有限的時間內(nèi)完成大量的實驗教學工作，也有意壓縮學生探究、驗證質疑的時間，從而導致學生的實驗效果看似顯著，實則問題頗多。
（五）實驗室缺乏創(chuàng)新環(huán)境
高校的實驗室往往定時開放，并且很多實驗內(nèi)容也未能面向全體學生(主要指本科生)。學生的很多創(chuàng)新思想不是因缺少實驗儀器，就是因儀器使用受限而被扼殺在搖籃里。另外，實驗室在師資力量上，也存在嚴重不足，很多教師多年都未獲得過繼續(xù)深造的機會，自身的專業(yè)知識和教學理念仍停留在多年前。這樣培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力便很難達到良好的效果。
三、大學物理實驗教學改革
(一)改革實驗課程體系，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維
能力根據(jù)物理實驗自身的研究方法和規(guī)律，建立從易到難、由單一到綜合，循序漸進、逐步提高的大學物理實驗課程教學體系。在大學物理實驗課程教學體系中，重視實驗選修課的設置，滿足人才培養(yǎng)的需要，給學生創(chuàng)設創(chuàng)新活動的空間。增加設計性、綜合性實驗的比例。鼓勵學生靈活運用分析、歸納、判斷等思維方法，在頭腦中形成直覺和想象，構思實驗方案,培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力。
(二)開放物理教學實驗室，提高實驗經(jīng)費投入
實驗室要面向全體學生開放，時間也不局限于上課期間。從設備的安全及使用效率考慮，可指定專門教師指導和管理，但不能扼殺學生實驗的積極性。學生如需動用貴重儀器，可征得管理教師同意后進行。隨著物理實驗要求的提高，高校應加大物理實驗經(jīng)費的投入，并做到�？顚Ｓ�，同時還要預留出更新設備的資金。另外，高校還應該注意儀器設備的科學使用，提高設備的使用效率，尤其是一些大型儀器設備。
(三)更新理念，增強創(chuàng)新意識
創(chuàng)新不是一時的憑空捏造，而是要具備創(chuàng)新意識和相關的知識儲備。由于教師在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識方面起著引領作用，因此作為教師，首先應具備創(chuàng)新教育的理念，并應用到教學中去，才能正確引導學生創(chuàng)新學習；其次應加強創(chuàng)新知識的學習，具備精深的專業(yè)知識和寬泛的綜合知識，掌握社會文化、科技發(fā)展的新動向，注重對新理論、新技術和新信息的了解，并將這些知識融入到大學物理實驗教學中去，才能引導學生把知識學活，有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
(四)注重培養(yǎng)學生實驗方法，促進學生創(chuàng)新潛力的發(fā)揮
要將科學發(fā)展史貫穿于大學物理實驗教學中，注重科學思想發(fā)展史的教育。例如：在電磁感應實驗中，介紹法拉第在仔細分析電流的磁效應基礎上，認為電流既然能產(chǎn)生磁場，反過來磁場也應該能產(chǎn)生電流，因此提出了磁能生電的假說。盡管在實驗中經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗，但他信念堅定，最終發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，讓學生感受科學探索的艱辛歷程，把學生融入到科學家的思維情境和發(fā)明創(chuàng)造的氛圍中，促使學生將自身的學習和人類社會的發(fā)展有機結合起來，更加積極主動地吸收人類社會的先進思想。同時科學家的創(chuàng)新思維方法又可以從方法論上指導學生的學習，使學生主動地從不同視角創(chuàng)造性地思考問題，從而有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，挖掘學生的創(chuàng)新潛力，提高學生的創(chuàng)新能力。
(五)利用信息技術，開拓創(chuàng)新思維空間
當今的社會是一個信息化的社會，信息技術對各行各業(yè)的發(fā)展都起到了極大的促進作用，在教育行業(yè)也是如此。信息技術改變了教師傳統(tǒng)的教學模式，多媒體教學在大學課堂上已經(jīng)得到普及，并大幅度提升了教學質量。多媒體教學能夠在不延長教學時間的前提下，傳遞給學生大量的信息，是提高教師教學效率的有效途徑。根據(jù)大學物理實驗教學的具體情況，恰當?shù)乩枚嗝襟w技術開展實驗教學，可以給學生帶來直觀的實驗視覺效果，幫助學生觀察實驗現(xiàn)象，理解實驗內(nèi)容，提高學生形象思維能力。另外，利用信息技術建立大學物理實驗教學網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)有效的“人機互動”，可大幅度地提高學生的學習積極性，增強學生的創(chuàng)新思維能力。
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