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淺談在物理實驗中培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力論文
摘要：本文介紹了在物理實驗課教學中，如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，詳細強調(diào)了二十一世紀實驗室在高校中的地位與作用。改革舊的傳統(tǒng)的教學模式和方法，以嚴謹求實的科學態(tài)度，培養(yǎng)大學生在實驗記錄、儀器操作和數(shù)據(jù)處理方面技能和方法，為二十一世紀和十二五規(guī)劃培養(yǎng)優(yōu)秀人才而努力。
關鍵詞：創(chuàng)新意識；創(chuàng)新能力；嚴謹求實；綜合素質(zhì)
21世紀國際競爭的關鍵在于人才素質(zhì)，而人才素質(zhì)的優(yōu)劣則體現(xiàn)在創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力上。創(chuàng)新一般是指對思維主體來說，是別出心裁，突破常規(guī)，首次出現(xiàn)的思維活動。在大學物理實驗課教學中，如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提高學生素質(zhì)，塑造創(chuàng)新性和創(chuàng)造性人才，是當今教育和教學所要研究，解決的重大課題。為此，本文就此談談粗淺的認識和體會。
一、重新認識物理實驗課在高校中的地位和作用
為面向21世紀，為適應創(chuàng)新教育的需要，首先應該對高校實驗課的地位和作用重新認識。高校的實驗室是人才培養(yǎng)和教學科研的重要基地，是反映教學水平、科研水平和管理水平的重要標志，是新知識、新技術、新方法誕生的搖籃。更重要的是，它是培養(yǎng)學生嚴謹、求實的科學態(tài)度，激發(fā)學生探索創(chuàng)新欲望，提高學生綜合能力的課堂。通過實驗課的教學，學生可以了解學習和應用新儀器、新技術和新方法，充分發(fā)揮其創(chuàng)新能力和創(chuàng)造力。由此我們不難理解，在人才培養(yǎng)方面，實驗室是開展創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的一個重要場所。因此在高校中，起到非常重要的地位和作用。
二、改革陳舊的實驗課教學內(nèi)容和模式，樹立知識能力并重的創(chuàng)新實驗觀
目前，實驗室開設的實驗課大多數(shù)是以驗證性實驗為主，其教學方法多為灌輸式，教師包辦，學生“全托”，僅以驗證所學的某一理論為目的，起不到培養(yǎng)學生綜合運用所學知識和解決問題的能力和作用，達不到開發(fā)學生智力和培養(yǎng)實驗研究能力的目的。目前多數(shù)實驗項目仍為驗證性實驗，實驗教學方法仍為機械式的學生“跟著教師走”，甚至教師“牽著學生行”，走完“程序化”的步子，實驗也就結(jié)束了。體現(xiàn)不了學生在實驗課教學中的主體地位，忽視了在實驗教學中激發(fā)學生的創(chuàng)新思維意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此學生感到實驗課枯燥無味，沒有學習興趣。一旦讓學生獨立操作或換個實驗項目，便目瞪口呆，束手無策。改革的思路應該是：一方面，要減少單一的驗證性實驗，增加綜合性、設計性、創(chuàng)造性的實驗內(nèi)容和方法；另一方面，要與時代特征和社會發(fā)展的趨勢來審議過去的實驗內(nèi)容和方法，要客觀地，實事求是地研究傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容，實驗方法存在的問題，要注意吸收新知識、新方法和新成果，注意應用實驗研究和實驗教學的現(xiàn)代化手段，不斷充實新實驗教學內(nèi)容，更新實驗課教學方法。實驗教學內(nèi)容應有利于學生對所學知識的綜合運用，有利于不同學科知識和技術的交流，交叉與融合，用實驗來串聯(lián)知識，通過實驗來啟迪學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，這就是需要改革的目的。
三、通過實驗加強對學生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
就學生綜合素質(zhì)培養(yǎng)而言，應該是知識、能力和素質(zhì)并重的綜合培養(yǎng)。
1.培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度。
理工科學校本科教育從基礎到專業(yè)課都有實驗教學環(huán)節(jié)。在實驗課教學中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)相當一部分學生的實驗記錄不規(guī)范、不完整，個別學生還有抄襲實驗報告的行為。這些現(xiàn)象反映出有的學生對實驗教學課不夠重視，還缺乏嚴謹求實的科學態(tài)度。針對這些現(xiàn)象，我們應從最基本記錄實驗數(shù)據(jù)抓起。向?qū)W生強調(diào)實驗記錄的重要性，并告訴他們同一實驗而不同設備的基本參數(shù)和系統(tǒng)誤差是不完全一樣的，因此實驗前必須記錄實驗儀器設備的編號和有關參數(shù)，以便分析和處理實驗數(shù)據(jù)用，必須讓學生養(yǎng)成良好的記錄習慣和嚴謹科學態(tài)度。 2.培養(yǎng)學生觀察能力和探索能力。
觀察、探索能力既是綜合素質(zhì)的基本要素，也是創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力首先具備的。培養(yǎng)學生的觀察、探索能力應該貫穿整個實驗教學環(huán)節(jié)。在實驗教學過程中，不是單純地給學生演示或簡單地告訴學生實驗操作過程，而是根據(jù)不同的實驗目的和要求，提出許多相關問題，啟發(fā)誘導學生認真思考和探索。通過這一教學環(huán)節(jié)，使學生認識到要想做好實驗，必須認真觀察，思考和努力探索后才能獲得。提高了學生在實驗中發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，最終解決問題的能力。
3.培養(yǎng)學生實驗動手能力。
有的學生輕視實驗操作訓練，實驗動手能力低，造成同學之前不能協(xié)調(diào)配合，也常造成同一小組實驗失敗。因此培養(yǎng)學生實驗動手操作能力的訓練，也是實驗課教學目的之一，不掌握正確的實驗操作技能和方法，就不可能得到正確的實驗結(jié)果。實驗操作看起來簡單，做起來并不容易，要盡可能增加實驗儀器的臺套數(shù)，控制實驗人數(shù)，使每一個學生都有動手操作的機會，逐步克服學生眼高手低的毛病，達到培養(yǎng)學生動手能力的目的。
4.培養(yǎng)學生實驗數(shù)據(jù)整理歸納，分析推理的能力。
在實驗課教學中，我們發(fā)現(xiàn)學生的另一種傾向：學生以為實驗課只要學會實驗操作就行了，不重視實驗結(jié)果，因此有的學生在處理實驗數(shù)據(jù)的過程中，不知道保留幾位有效數(shù)值，不會進行誤差分析，甚至不會畫實驗數(shù)據(jù)相關關系圖，更不能從實驗數(shù)據(jù)中歸納出普遍規(guī)律的現(xiàn)象和推理。針對這些情況，我們根據(jù)不同的實驗，讓學生學會處理不同的實驗數(shù)據(jù)和誤差分析，并做出實驗數(shù)據(jù)相關的關系圖，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行歸納，推導等訓練，然后再寫出實驗報告。通過這些措施和手段逐步提高學生對實驗數(shù)據(jù)的整理歸納，分析推理的能力，最終讓學生認識到掌握實驗操作技能只是實驗課教學目的之一，更重要的是通過觀察和實驗來分析驗證某些定律和假設，建立某些法則并找出規(guī)律性的東西，從而道出事物的原因和結(jié)果。
“創(chuàng)新”有兩層含義，即創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。沒有創(chuàng)新意識就無從談創(chuàng)新能力，但不是有了創(chuàng)新意識就有了創(chuàng)新能力。兩者之間是不能劃等號的。學生只有具備了扎實的理論基礎和一定的綜合素質(zhì)，才談得上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
總之，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是教育發(fā)展的一種必然要求，創(chuàng)造充滿活力的課堂教學，讓學生精神振作起來，在學生茫無頭緒時給予啟迪，讓學生的爭論擦出思維的火花，使學生的思維發(fā)展能受益終生。物理實驗是物理學科賴以形成和發(fā)展的源泉，也是物理教學的基礎，圍繞著物理實驗教學這個核心，開展以物理實驗的創(chuàng)新為主體的創(chuàng)新教育。更有利于學生養(yǎng)成物理素質(zhì)，訓練學生的科學方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。發(fā)展學生的個性特長對培養(yǎng)未來的創(chuàng)新人才有著重要的意義。
參考文獻：
〔1〕周琦《實驗教學是培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要手段和途徑》國家科技部中國科技論文實驗技術與管理第20卷第1期，2003.276~81頁
〔2〕黃永琴《論實驗科學改革與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[J]》實驗技術與管理2001.18(4)54~59頁
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