培养大学生创新能力的实验教学探索

Ｎｏ．１９，２０１０　现代商贸工业　Ｍｏｄｅｒｎ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｔｒａｄｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　２０１０年第１９期　

开放性实验与大学生创新能力培养探析　

刘　恺　郭占军　（１．河南工业大学土木建筑学院，河南郑州￣５００５２；２．华北水利水电学院环境与市Ｏ．＿ｒ－－￣学院，河南郑州４５００１１）　摘　要：大学生创新能力的培养是高等教育的主要任务之一，而实验教学是培养创新能力的重要环节。在分析大学实验教　学中存在的问题的基础上，对开放性实验教学模式进行了阐述，并对开放性实验对于大学生创新能力培养的作用进行了分析。　关键词：开放性实验；创新能力；实验教学　中图分类号：Ｇ４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—３１９８（２０１０）１９—０２５６一Ｏｌ　创新实践、发明创造是社会发展、社会进步的源动力，　创新是当今社会高素质人才必须具备的基本素质。高等学　校是培养创新人才的基地和摇篮，肩负着重要的历史使命，　必须把培养大学生的创新能力，作为高校创新教育的核心。　创新教育是培养学生创新意识、创新精神、创新思维、创新　能力的一种人才培养模式。　１传统实验教学中存在的问题　实验教学是高校教学体系中的一个重要组成部分，但　长期以来，实验教学一直没有受到很好的重视，从而也造成　了实验教学中存在的诸多问题。　１．１教学模式呆板　在传统的实验教学模式中，实验课不独立设立，而是依　附于理论课，作为理论验证的手段。在这种教学模式中，实　验课有固定的教材和实验项目，学生在完成相关内容的理　论课学习后，再进行实验课的教学。实验教师在实验室向　学生们讲解实验原理、实验仪器的构成、操作方法、实验步　骤，同时还会提醒学生在实验过程中应注意的安全问题以　及易出现的错误等。在这种教学模式下，学生只是被动的　接受，而缺乏能动性和创造性。　１．２教学内容陈旧　目前大学实验的教学内容主要偏向对经典理论的验　证，这样有助于学生对理论课所学知识的理解，但是也造成　了实验内容与科学技术发展的脱节。尤其是对于工科专业　而言，技术的发展日新月异，如果不能将本专业最新的研究　成果介绍给学生，将直接影响到学生专业知识的掌握和专　业素质的提高。　１。３教学手段落后　同时大学实验教学中还普遍存在教学手段落后的问　题，目前的实验教学主要还是采用教师讲授，学生被动接受　的方式。在这种模式下，学生缺乏主动性，普遍对实验缺乏　兴趣，不愿动手操作，甚至应付了事。　由于以上的种种问题，实验教学在很大程度上已经失　去了提高学生实践动手能力的功能，并且在一定程度上抑　制了学生能动性的发挥和个性的发展，不利于学生综合素　质的提高和创新能力的培养。　２开放性实验教学模式　开放性实验是指将实验室资源部分地或全部地向学生　有目的地开放，学生根据自己的兴趣选择实验方向，独立拟　订实验方案，设计实验步骤，完成实验过程，是一种以学生　为主体，教师加以引导的开放性实验教学模式。　在开放性实验中，学生首先通过查阅相关书籍、文献等　来了解实验背景，掌握与课题相关的理论知识和国内外研　究动态，并以此为依据在教师的指导下设计出合理可行的　实验方案；并由学生自己动手选择并准备实验材料，甚至组　装调试实验装置；实验结束后收集实验结果，处理实验数　据，进行统计分析；最后撰写出研究报告，并加以讨论，整个　实验过程由学生独立完成，教师只是在关键处加以指导和　启发，从而使学生的实验技能得到全面的锻炼，并初步培养　他们的科研创新能力。　３开放性实验对学生创新能力的培养　３．１有利于激发学生的能动性　开放性实验项目由学生自主选择，学生可以根据自己　的兴趣爱好和所学专业选择感兴趣的实验项目，这种模式　极大的调动了学生学习的积极性。在开放性实验教学中，　学生居于主体地位，他们可以根据实验内容自行设计实验　方案，通过查阅资料获得相关理论知识，因此与常规实验相　比，开放性实验能够更好的调动学生学习的积极性和主动　性。　３．２有利于培养学生的科学素质　开放性实验不再是简单的根据实验教材设定的步骤进　行操作，它需要学生根据学习的理论知识，独立的进行思　考，在不断的探索中找到合理的实验方案。同时，要运用科　学的方法对实验数据进行处理，以得到最终的实验结果。　在这个过程中，就培养了学生对科学实验的兴趣，严谨的科　学精神和一丝不苟的科学态度，同时也提高了学生分析问　题和解决问题的能力。　３．３有利于学生创新能力的提高　创新思维的形成、创新能力的培养是一个自身在实际　问题面前独立思考、反复操作、不断经历失败、成功从而积　累实践知识、经验的过程。开放性实验为学生提供了一个　独立思考、不断探索的空间。在开放性实验中，学生有了充　分的自由度，他们可以自拟题目，利用实验室的仪器设备设　计实验方案，完成实验报告。而每一个新的实验方案的完　成，都是对自己能力的锻炼，久而久之，学生的仓４新意识和　创新能力就得到了增强。　参考文献　［１］潘国俊，沈恚平．在高校实验教学中开展创新教育的实践与思考　［Ｊ］．江苏：江苏工业学院学报，２００９，１０（４）：８９—９１．　［２３刘君，秦志华．实验教学改革探讨［刀．现代商贸工业，２００９，（１９）：　２０２—２０３．　［３］邢雁霞，刘斌钰．开放性实验在生物化学实验教学模式中的探索　［Ｊ］．医学教育探索。２００９，（１０）：１２２３—１２２５．　作者简介：刘恺（１９７８一），男，硕士，助理实验师，研究方向：建筑环境与设备工程。　一２５６

！　二　ＣＮＩ２—１３５２／Ｎ　实　验　室　科　学　Ｌ　Ｂ０ＲＡＴ０ＲＹ　ＳＣＩＥＮＣＥ　第１５卷第２期２０１２年４月　Ｖｏ１．１５　Ｎｏ．２　Ａｐｒ．２０１２　

基于培养大学生创新能力的开放性　

实验教学质量评价体系的研究　

吴兴应，张新桥，李　云，周卫平　

（湖南城市学院市政与测绘工程学院，湖南益阳４１３０００）　

摘要：培养大学生的创新能力是目前高校积极探索的课题，也是高校实行开放性实验教学的主要目标，对　于提高开放性实验教学质量，建立开放性实验教学质量评价体系显得十分必要。在以培养大学生创新能力为　核心的基础上探讨了开放性实验教学质量评价体系的模式，并在实践中应用。实践表明科学合理的评价体系　能很好地促进开放性实验教学质量的提高。　关键词：开放性实验；创新能力；教学质量；评价体系　中图分类号：Ｇ６４２．０　文献标识码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—４３０５．２０１２．０２．０５０　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　

ｏｐｅｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔｕｄｅｎｔ　Ｓ　ｃｒｅａｔｉｖｉｔｙ　

ＷＵ　Ｘｉｎｇ—ｙｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｘｉｎ～ｑｉａｏ，ＬＩ　Ｙｕｎ，ＺＨＯＵ　Ｗｅｉ—ｐｉｎｇ　

（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ　Ｃｉｔｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｙａｎｇ　４　１　３０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｃｕｌｔｉｖａｔｅ　ｔｈｅ　ｃｒｅａｔｉｖｉｔｙ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｌｌｅｇｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｓｕｂｊｅｃｔ　ｔｈａｔ　ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｉｓ　ａｃｔｉｖｅｌｙ　

ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ．Ｉｔ　Ｓ　ａｌｓｏ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ　ｏｆ　ｏｐｅｎｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｉｎ　ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｅａｃｈｉｎｇ，ａｎ　ｏｐｅｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ．　Ｔｈｉｓ＇ｓ　ａ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｏｐｅｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　

ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ 2011 2

1󰀶󰀵培养学生的创新能力，是物理教学的一项重要内容。在职业学校教育中，实验教学是培养学生创造性的最有效途径。物理是一门以实验为基础的学科，在物理实验教学中渗透创新教育，就要打破机械模仿，创新颖思路。以实验为手段，培养学生的创造能力，是物理教学特点的充分体现。下面笔者谈一谈自己在物理实验教学中培养学生创新能力的做法和体会。一、诱导学生创新意识，激发学生学习兴趣物理实验是直观性教学原则在物理教学中的直接应用。物理学，就研究方法而言，涉及观察、实验、假设猜想等。就物理理论而言，是以具体的物理现象的观察、实验入手，这就决定了学习者在学习物理知识时，须先从感知现象，继而以物究理。“物理教学”中的“实验”，有利于学生思维由形象思维到抽象思维的过渡。认真研究学生的心理，强化学生主体意识，多方法、多形式、多渠道地激发其求知欲，塑造一种积极主动的探索型心理态势是培养学生创新心理的必要基础。对于职业技术学校学生来说，他们刚从初中毕业，具有强烈的好奇心，模仿性强，活泼好动。爱因斯坦曾说：“兴趣是最好的老师”。学生兴趣直接影响到他们对知识的探索和追求，好奇是兴趣和探索问题的起步。在教学时，抓住学生这一心理特点，可用提问、悬念、演示、创设问题情境等方法激发学生的兴趣。例如，学习自由落体运动时，演示纸张和石块同时下落，石块和金属片同时下落，提出问题：“物体的下落快慢，是否与物体本身的重量成正比？”然后，再把它们放入抽成真空的管内，同时下落，根据看到的现象得出自由落体运动的定义。又如，学习电学时，把“６０ｗ”和“３０ｗ”的灯泡串联起来，提问：哪个亮？实验后，再验证。由于这些现实生活中经常遇到的物理现象，有时与自己想象的不一样，这样就会使学生产生好奇心，从而激发学生对学习物理学的浓厚兴趣。另外，物理教材中的实验素材很多，如伽利略发现悬挂物体的等时性、奥斯特揭示电与磁的联系等。如果能利用好这些素材，再结合物理学的发展和物理学对人类发展的巨大推动作用，一定会使学生受到追求科学、追求真理的熏陶，培养学生热爱科学的思想品德。物理课堂实验教学中，还要注意呵护学生的思维锋芒和锐气，鼓励学生提出不同的观点和新奇的想法，激发学生的创造性。二、物理实验教学要注重创新，改进演示实验创新教育需要创造性的教与学。教师创新、改进演示实验，不但使学生掌握了有关的知识，而且培养他们用科学方法创新的精神，激活创新意识，进而达到培养学生创造能力的目的。物理学中的许多物理量，如摩擦力、加速度、感应电流等，都是在演示实验的基础上引导学生通过分析、比较、综合概括出来的，使学生了解在物理量的研究中是怎样进行抽象思维的，而不是简单地讲出这些物理量的意义。学生一旦形成这种习惯，有了这种能力，既容易理解物理概念、物理意义，又有利于接受新知识。因此，教师要注重对演示实验的改进和创新。当前，科学技术迅猛发展，一些先进的设备进入到物理实验室。如果用多媒体电脑、摄像机、投影仪等先进的教学手段来进行模拟演示实验，实验现象将会更明显，准确直观，为学生学习物理提供感性认识，是激发学生学习兴趣的有效方法。这就要求物理教师要不断地更新知识，掌握先进设备的原理和使用方法，使之更好地服务于实验教学。例如，多媒体辅助教学以它的科学性、先进性、生动直观性等特点，越来越成为课堂教学的最佳选择。利用多媒体电脑软件显示的教学形式新颖，画面生动活泼，交互性强，习题反馈速度快，充分满足学生好奇、好动、好胜的心理，学习气氛明显活跃积极，一些平时教师很难用语言描述的问题，通过电脑操作，学生一看就明白了，对提高教学效果起了很大的作用。所以，要让学生多做探索性实验。多做探索性实验，可以培养学生的研究能力和科学的学习方法，一般过程是：提出问题——实验设计——获取实验事实——探索规律——拓宽应用。学生可运用已学的物理原理、知识解决实际问题，进行探索性的实验，有利于学生的创新培养，探索性实验还要求学生有较多思考和讨论，对于操作的安排、步骤的设计、仪器的选择，教师提出一些问题，供学生讨论研究。在物理实验教学的学习中，教师不是简单地把结论告诉学生，而是按照“提出问题创设情境→自学、讨论或实验探索→寻求规律→得出结如何在物理实验教学中培养学生的创新能力文/田成明

大学物理实验开放式教学对学生创新能力的培养

摘要：介绍了大学物理实验开放式教学的特点, 论述了通过各种特色性的开放式实验教学既可以提高大学生分析实验问题、解决实验问题的能力, 又可以在理论联系实际方面大力培养学生的创新能力。

关键词：开放式物理实验教学；创新能力；基础物理实验；主观能动性

高校实验教学是高等院校对学生创新能力培养的重要教学过程,

其教学目的在于让学生理论联系实际，不断加强学生分析实验现象和解决实验问题的创新能力［1］。传统的高校实验教学一般是教师要求学生在确定的时间内和给定的操作程序下来完成规定内容的实验,

基本是在特定的器材下对特定实验的操作练习。这样就形成一种学生完成任务、教师完成课时程序的浪费人力物力的现象，不易从理论联系实际方面提高大学生运用所学专业理论知识来分析、解决问题的能力，也很难达到培养学生创新能力的目的。在招生规模日益扩大的今天，由于实验场地、设备和教师资源等等的限制，多数同学只是重复教师或课本上的操作过程，这样不利于学生创新能力的培养。而大学物理实验开放式实验教学的特点和对学生各种能力的培养在很大程度上符合当代科学技术与经济的发展。开放式实验教学是在高校实验教学过程中, 通过时间、空间、管理、实验条件、操作内容等的开放,

充分满足学生的个性发展要求，打破了传统实验教学以教师的教学为主导以及固定的时间、既定的地点、确定操作内容的模式。根据研究创新型高校物理实验教学层次的要求，为了更好地培养学生的设计与综合分析能力，开放式实验教学应当成为当代大学实验教学的主要方式。

一大学物理实验开放性教学对学生创新能力的培养

1. 开放性、综合性和创新性的实验室

开放式实验教学的核心是有一个开放性、综合性和创新性很强的实验室［2］。根据学校各个专业的特点，实验室在配置硬件设施时尽量考虑不同专业学生所能涉及的器材，从专业性和综合性等多角度完善器材配置。配置齐全的设备是开放性实验教学能大程度上培养学生创新能力的硬件平台。实验室设备可以采用合理配置，善于管理，灵活性强、易于取用等特点。由于实验室实行开放式实验教学，一般情况下教师不规定实验仪器、具体实验内容及具体操作规程，实验室教师必须综合高校实际专业学科的知识和实验内容以便满足各个专业学生的需要。学生也可以根据自身的兴趣爱好选定相对简单的实验内容，还可以综合应用较为复杂的探究性的实验。这样，学生的实验内容非常丰富，学生也能利用最广和最新的仪器设备进行各个项目的实验。因此开放性、综合性的实验室才能最大限度满足学生的需要，也能最为全面地提高学生综合应用所学知识的创新能力。