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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新思維能力，從而提升自身的創新能力。近年來，國內外的很多專家學者對如何利用大學物理實驗培養學生的創新能力進行了有益的探索。
一、利用大學物理實驗培養學生創新能力
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律，并在此基礎上，進行不斷的創新。由此可見，大學物理實驗對提升學生的創新意識和能力具有重要意義。
（一）學生發散思維的培養
發散思維是創新思維的核心部分，解決問題的過程是發散——集合——發散的循環過程。大學物理實驗教學是一種基于創新思維框架下的由發散到集合，再由集合到發散的循環過程，通過培養學生的發散思維，從而達到培養學生創新能力的目的。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，調動發散思維，從而實現掌握知識，提升自身的創新思維能力。
(二)實驗過程是學生發散思維的訓練過程
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“偏振現象”研究實驗時，要求學生設計出各種光路，使之產生不同的偏振光，進而觀察不同條件下的實驗現象，并進行相互對比。實驗前，學生要根據自身掌握的知識，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新思維能力。
（三）學生在物理實驗中提出質疑，進而提升批判思維能力
傳統的“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，要積極培養學生的創新能力，而批判思維的形成，恰恰是創新能力培養的關鍵環節。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，有些學生發現測量值與理論值不相符，在深入研究后，發現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。
（四）學生在物理現象分析過程中形成直覺思維能力
很多物理實驗現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，更別說創新了。
(二)教學內容陳舊，內容較多
目前物理實驗教學內容多是以驗證性實驗為主，而培養學生創新思維的綜合性、設計性實驗相對較少，并且在實驗教材中，對實驗的原理、方法甚至實驗數據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、創新能力的培養卻是意義不大，甚至會使學生養成懶惰、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。看似一片“和諧景象”，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“監工”的作用，而教師的引導作用卻無從體現，學生也無法發揮創新能力，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）實驗室缺乏創新環境
高校的實驗室往往定時開放，并且很多實驗內容也未能面向全體學生(主要指本科生)。學生的很多創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深造的機會，自身的專業知識和教學理念仍停留在多年前。這樣培養學生的創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，培養學生創新思維
能力根據物理實驗自身的研究方法和規律，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，滿足人才培養的需要，給學生創設創新活動的空間。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,培養學生創新思維能力。
(二)開放物理教學實驗室，提高實驗經費投入
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費的投入，并做到專款專用，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，增強創新意識
創新不是一時的憑空捏造，而是要具備創新意識和相關的知識儲備。由于教師在培養學生的創新意識方面起著引領作用，因此作為教師，首先應具備創新教育的理念，并應用到教學中去，才能正確引導學生創新學習；其次應加強創新知識的學習，具備精深的專業知識和寬泛的綜合知識，掌握社會文化、科技發展的新動向，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，有效地培養學生的創新能力。
(四)注重培養學生實驗方法，促進學生創新潛力的發揮
要將科學發展史貫穿于大學物理實驗教學中，注重科學思想發展史的教育。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，認為電流既然能產生磁場，反過來磁場也應該能產生電流，因此提出了磁能生電的假說。盡管在實驗中經歷了無數次的失敗，但他信念堅定，最終發現了電磁感應現象，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明創造的氛圍中，促使學生將自身的學習和人類社會的發展有機結合起來，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造性地思考問題，從而有利于培養學生的創新意識，挖掘學生的創新潛力，提高學生的創新能力。
(五)利用信息技術，開拓創新思維空間
當今的社會是一個信息化的社會，信息技術對各行各業的發展都起到了極大的促進作用，在教育行業也是如此。信息技術改變了教師傳統的教學模式，多媒體教學在大學課堂上已經得到普及，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。根據大學物理實驗教學的具體情況，恰當地利用多媒體技術開展實驗教學，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象，理解實驗內容，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絡平臺，實現有效的“人機互動”，可大幅度地提高學生的學習積極性，增強學生的創新思維能力。
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