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开放物理实验与创新人才的培养
  发布者:学科专家   来源:物理学科网  发布时间:2014-06-04

              摘要 所谓开放实验就是以学生独立操作为主、教师辅导为辅。教师辅导以启发、引导为主。本文结合开放实验教学法谈谈物理实验教学对创新人才的培养,介绍开放物理实验对培养创新人才的优势。

  关键词 开放实验实验教学创新人才培养

  物理实验,对培养创新人才来说,具有其它学科无可相比的优势。创新人才是指具有创造性思维能力的人才,创造性思维是指能够提供新颖的具有社会价值的成果的思维。为培养出适应当今社会发展需要的创新人才,在物理实验教学中,要不断地更新教育思想和教育观念,构建适应时代发展的创新人才培养模式。

  当今的物理实验课,通过开设基础性实验、综合性实验、设计性实验,学生的综合素质和创新能力有了明显的提高,教学效果好。在实验课的教学方法上,普遍采用了开放实验教学法,实验课的教学质量有了明显提高。所谓开放实验就是以学生独立操作为主、教师辅导为辅。教师辅导以启发、引导为主。本文结合开放实验教学法谈谈物理实验教学对创新人才的培养。

  1 培养创新意识

  创新不仅需要智力,更需要强烈的创新意识,即创新精神。设计性的开放实验,把科学研究引入实验教学过程,打破了以课堂、教师、实验指导书为中心这一旧的教学格局,开辟了充分发挥学生创造意识的天地。在这种环境和气氛下,能激发学生的好奇心、求知欲,进而对学生产生一种内部推动力,这种推动力促使学生主动去寻求知识、去用心钻研,以得到一个自己满意的方案。某学生设计声光控延时电路,首先要了解光电传感器、驻极体声电换能器、门电路、单向晶闸硅(可控硅)的工作原理,通过综合创新,终于设计出能有效节能,在各种公共场所照明用的声光控延时电路。学生完成小设计后说:我们对自己能设计出些小东西特别高兴,同时激发着学习和钻研的热情。在教师的指引下,通过学生自己的努力完成了设计性实验,使学生的创新意识得到了很好的培养。

  2 培养创新思维

  一切创新都始于创造性的思维。创新思维是以独立性和新颖性为标志的思维活动,具有思维的独特性、流畅性和变通性等特点。思维能力主要包括分析综合、抽象概括、判断推理、想象能力等。每个人都具有创新思维潜能,但这种潜能只有通过有意识的训练,才能上升为创新能力。大学生在实践认识的过程中不愿意轻易接受某些结论,而是越来越习惯于根据自己的认知把握事物的内在规律,从而探求解决问题的方法。大学高年级学生已经能够对材料进行不落俗套的分析综合,探求事物间的新联系,提出新问题,得出新的结论。因此,在开放实验教学中要有意识地训练大学生的创新思维能力,引导他们积极、主动探索新事物,引导他们运用多种思维方式去分析和解决问题。首先,要注重培养学生的发散性思维能力,引导他们从不同的角度去分析问题。第二,在物理实验教学中,教师不可把自己的思路强加给学生,一定要让学生独立思考,通过他们的探索过程来提高思维的变通性。第三,要提高学生思维的独立性。通过提出问题,引导学生进行独立的探索、思考、想象、归纳、总结,在思维过程中形成自己独立的思路和见解。

  3 培养创新能力

  创新能力是创新活动的前提,它包括:(1)获取各种信息的能力;(2)观察、分析、解决各种问题的能力;(3)科学实验、计算、规划设计的能力;(4)协作、决策、组织管理和语言表达的能力以及使用计算机、外语的能力。在开放实验教学中,我们注重培养学生的创新能力。学生选好课题后,要求学生不落俗套,大胆创新,一步一步地完成。在方案论证阶段,要求学生必须从必要性和可行性两方面考虑;在设计时,要求学生画出完整的设计图;在安装时,要求学生考虑如何布局最合理;在调试和排除故障时,介绍有关仪器设备的正确使用(下转第19页)(上接第8页)方法和科学的分析故障方法,要求学生根据这些方法去调试和排除故障;试验基本成功后,还可以介绍怎样绘制电路板及印刷板的加工过程等一些工艺知识给学生,拓展学生的知识面。通过一系列的创造性活动,学生的创新能力得到了很好的培养。

  4 培养个性与开发潜能

  个性是指在一定的社会条件和教育影响下形成的一个人比较固定的特性。个性是创造力的核心,没有个性就没有创造力。个性的充分发展是创造性思维的基础,独特个性是创新型人才的先决条件。在开放实验教学中,应发展学生的个性,让他们的个性尽可能得到充分的发展,形成个人的最佳素质结构。20065月,我校物理实验室引进了美国PASCO 教学仪器公司生产的物理实验教学仪器, 为了提高学生应用计算机解决实际问题的能力,专门开发了几个计算机在物理实验中应用的新实验,学生利用PASCO 教具进行组装搭配各种实验装置, 独立进行物理实验的学习与研究;利用计算机与各种传感器相连接,适时采集各种变化的物理量,通过应用软件或自编的数据处理软件, 进行数据处理和结果分析, 得到可靠的实验结果和结论。

  人的创造力有潜在的和显现的两种状态。人体潜能是指平时未被发现或未被发觉的能力。人体潜能在一定条件下,以创造产品的方式体现出来,转化为显现状态易被人察知,可是产生出某种新颖、独特、具有社会价值和个人价值的产品的潜能则常常被人忽略。所以,在开放物理实验教学中,应在培养学生显现创造力的同时,重视潜能的开发,因材施教。在具体的实施过程中,开放实验室,提供仪器设备,提供一定量的选做实验,提供一定量的设计课题,借助网上预约系统,让学生自由地选择实验项目和实验时间,尽可能满足学生的各种要求,从而充分发挥学生的创造潜能,使他们自由发展,各显其能。发展个性,开发潜能是创新人才培养的本质和目标所在。

  5 培养科学素养

  物理实验丰富的思维方法、实事求是的实验态度、严密的科学作风和特殊的观察、研究方式都十分有利于同学们科学素质和创新精神的培养。在物理实验教学过程中,我们要紧扣每一个细节,要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风;严肃认真的工作态度;不怕困难、主动进取的探索精神;遵守操作规程、爱护公共财物的优良品德;以及在实验中相互协作、共同探索的团队精神。只有具备了这些良好的科学素养,在以后的工作中才可能有所作为。

  开放物理实验是一种个性教学模式,这种教学模式转变了学生单纯地接受教师知识传输这种旧的学习方式,形成一种对知识主动探索、并重视实际问题解决的新型的学习方式,最大限度地培养学生的创新精神与实践能力。开放物理实验立足于形成学生主动探求知识,能满足学生求知、探索和创新的欲望,侧重创新精神与能力培养,实现了学生学习方式的根本改变,为学生终身学习打下了坚实的基础。在不增加学时的前提下,实现了课堂与课外、知识获得与能力培养、理论与实验、物理规律和工程技术的有机结合。

  全面推进素质教育, 更新教育观念,深化教育改革,培养符合社会需要的高素质创新人才是我们教育工作者的历史使命。开放物理实验教学,培养高素质人才,是我们每个大学物理教师义不容辞的责任。

 
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