首页 -> 2009年第1期
完善物理实验教学体系，培养创新型人才
作者：刘 伟
[关键词]素质教育 创新能力 个性化教学
物理学是一门以实验为基础的自然科学。回顾其产生和发展的过程，可以看出物理实验自始至终都占有极其重要的地位。无论是经典物理学的建立和发展，还是现代物理学的进展，都与物理实验息息相关。可以，未来的发展也一定离不开物理实验。
实验为物理学的基础，它反映了理工科实验的共性和普遍性问题，在人才科学素质培养中起着不可替代的重要作用。20世纪中叶以来，以计算机信息科学技术、生命科学、空间科学、材料科学等为代表的新技术革命，极大地加速了科学技术的发展和各学科之间的相互交叉和渗透，新的综合化趋势已成为科学技术发展的主流。因此，物理实验课程体系、教学内容和教学方法、手段，必须由封闭型向开放型转变。加强实验教学，提高物理教学的效果，开发学生的创造能力，在加强素质教育的形势下，显得更加突出，尤为重要。
1.完善教学模式，提高学生进行物理实验的积极性。
传统的教学模式中，先由教师讲述实验目的、内容，而后学生根据实验教材进行操作，讲台只是一个表演的舞台，教师只是演员，而学生则充当着听众、观众的角色，仅仅是旁观者，没有直接参与教学。这种课型步子小，学生顺着做很容易，对中下生比较合适，但中等和中等以上的学生会感到过简过易，也没有什么滋味，不利于发挥他们的思维和动手的主动性，学习兴趣不大，且实验效果也不好。
针对这种情况，必须严格要求学生在实验之前进行预习，并写出预习实验报告，课前则针对预习思考题进行提问，以确保他们在实验前都能对实验目的、原理以及公式有详细了解。鉴于学生在课前已经进行了详细的预习，所以上课时的板书可以简化，简单的原理、公式推导只需择要写明，但对实验内容以及注意事项则应板书详细，以强调其重要性，从而确保实验的安全操作。课堂上的讲解也要尝试改变，应在预习的基础上，着重讲授实验的出现、演变的历史过程，以及一些实验的趣闻。如“密立根油滴”实验任务是测量电子的电量值。历史上的实验曾想到使水分子带电，测出不同水分子的带电量，以通过求最大公约数来估算电子电量，但因水分子极易挥发，使实验难以进行。直至有一天密立根坐在火车上突然想到把水改成钟油进行实验，才获得了重大突破。接着，教师应着重讲解这一实验在现代科学技术中的运用，特别是在军事中的运用，以扩大学生的知识面，并引起他们对这一实验的兴趣。在课堂讲解的过程中，还要配合一些小提问，让他们对以前所学的知识有更加深刻的印象，如频率与折射角度的关系、频率与色彩的关系、微小长度变化的测量方法等。
实验教学就要让学生充分地动脑、动手、动口，以调动多种感观，促进他们实现立体化学习。这样不仅激发了学生的学习热情，也利于创造性思维的形成。
2.完善教学体系，培养学生的创新能力和独立工作能力。
现行的物理实验教学一般都是以物理实验课为主，虽然每次实验课的实验任务都不相同，但总的教学过程却大致一样。实验操作后，只是记录数据，写写实验报告就结束了，次次如此，枯燥乏味。学生也把实验课当理论课上，依上下课铃声进出课堂，从大一下学期一直到大二上学期，很长时间都是同一个模式的教学，学生缺乏兴趣，教师教学也没有新意。随着物理实验教学体系的完善，加入演示实验、仿真实验以及选修实验后，使得物理实验教学由单一性变为多样性。法拉第曾说，“没有观察，就没有科学。科学发现诞生于仔细的观察之中。”物理演示实验将电、热、力、光、声学等知识融于现代产品之中，使学生在观察演示实验的同时，发现自己学过的物理原理，感到学有所用。课后留给学生的作业也改为小论文方式，根据学过的物理原理或实验，自行设计一个小型的演示实验，以提高他们的创新能力。
物理实验教学的多样性，不是为做实验而做实验，目的在于让学生学习研究事物内在联系和探讨问题的方法，正如德国文化教育家斯普朗格所说，“教育的最终目的不是传授已有的东西，而是要把人的创造力量诱导出来，将生命感、价值感‘唤醒’。”
3.完善教学服务，满足“个性化教学”的需要。
“个性化教学”是要充分尊重和发挥学生的学习积极性，重视他们个性的和谐发展，并通过教学唤起他们的求知欲和对个人全面发展的追求。同时，以“因材施教”为教学策略，引导学生独立思考，从而使他们主动获取信息，实现知识、能力和人格的协同发展。由于军校教育的特殊性，严格的军事化管理限制了“个性化教学”只能依据带有军校特色的制度来规划和展望。如为了满足“个性化教学”的需要，可以建立大学物理实验的网上选课系统，打破多年来一个年级学生一张课表的做法，实现全方位开放的教学模式，根据各自的兴趣和需要指导学生进行网上选课。还可以通过开设远程网上物理实验教学，让他们利用校园网对实验教学内容进行课前预习和课后复习，使教学内容在时间和空间上得到延伸，学生也能够充分地学习和掌握实验教学内容。此外，开设开放服务实验室，满足学生求知、探索和创新的欲望，侧重创新精神与能力的培养、设计与开发；开设物理实验技术系列讲座，讲述各领域的背景、思想、方法、技术和应用，使学生深入理解物理实验的内涵，激发他们的学习热情和积极性，提高实验的层次和水平。这些都不失为“个性化教学”的很好方法。
总之，实验教学个性化要在教学实践中逐步探索，其内容十分广泛，需要不断总结，不断发现，渐次形成独特的经验，为教育教学服务。