学生创新能力大学物理实验论文

2022-04-30

摘要:坚持在大学教学物理实验教学中进行启发式教学,丰富大学物理实验的教学内容,并结合课堂内外的教学活动,可以提高学生创新意识。关键词:大学物理实验,创新意识,启发式教学课堂教学应培养学生的创新意识。创新意识是一种心理趋势,学习者积极发现问题并积极探索解决问题的方法和思想,以充分发挥其潜力。今天小编为大家精心挑选了关于《学生创新能力大学物理实验论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!

学生创新能力大学物理实验论文 篇1:

大学物理实验与学生创新能力的培养

摘要:文章结合当前我国高等工科院校的大学物理实验课程的课程体系特点,从课程体系的优化和学生人文素质的教育等方面提出如何通过物理实验教学,培养学生的创新思维和创新能力,并给出了达到这一培养目标的途径与方法。

关键词:大学物理实验;创新能力;人文素质

“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。”[1]随着现代高新科学技术的发展,社会对人才的要求也越来越高,高素质的具有创新能力的人才是社会渴求的财富,如何开拓大学生的创新意识,培养大学生的创新能力是当代高等教育的重要的任务。大学物理实验是高等工科院校课程体系中一门重要的实践性基础课,对培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力以及严谨的科学态度起着不可替代的作用。在当前的社会转型时期,大学物理实验课程必须与时俱进,要为人才培养的目标而设置,因此,大学物理实验教学要冲破传统的教学思维,不能仅仅把实验作为传授物理知识的手段,训练实验技能的途径,而应把实验教学的努力落实到学生创新能力的培养和提高上[2]。

一、课程体系的优化与创新

课程体系是实验的重要基础要素,也是实验培养目标和提高实验教学质量的核心环节。

1.教学内容优化。目前,大学物理实验的内容大部分是以经典实验为选题内容,强调对物理规律的理解而往往忽视了对创新思维及创新能力的培养。这显然不符合当代社会对人才的要求,因此物理实验的内容应根据培养目标,结合学校的特色和要求,更新实验内容,我校是以培养优秀的工程师为主,物理实验内容的选题应以此为立足点,不断引进新的、与专业对应的实验,大量增加近代的、综合性较强的以及具有较强创新理念的实验内容,力求能体现学科发展的最新方向。当然,物理实验的内容既要有时代的特色,又要符合学生的认知特点,在内容的编排上应有一个由浅入深,由易到难的循序渐进的过程,因此在内容安排上大致分为基础实验、综合设计性实验、创新设计性实验等[3]几个层次。基础实验主要以学习和掌握实验的基本知识和技能为主,通过实验教学使学生掌握常规仪器仪表的调整和使用,学会对实验数据进行科学合理地处理及分析,掌握撰写实验报告的规范和技巧,形成基本的科学实验的素质。由于不同的专业培养目标不同,因此实验的具体内容也应随不同专业而有不同的侧重,结合专业特点来强调对物理知识的理解和应用。综合设计性实验是在学生掌握基本实验知识和技能的基础上,为培养和提高学生综合利用物理知识理论而设置的。实验内容应以综合性的近代物理实验为主,通过教学,训练学生对知识的应用和迁移能力,提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。创新设计性实验则是注重培养学生综合应用知识和创新能力,实验的内容是对综合设计性实验的深入及拓展,或者是学生结合自己的专业特长提出自己的设计实验,通过实验培养学生的创新思维,提高学生的自主创新能力。

2.教学方法及教学手段优化。①实验教学过程的优化,由于不同模块和不同学习阶段的实验侧重点不同,因此在教学方法和教学手段上也有不同。基础实验阶段是学生的入门阶段,学生科学实验的素养还未形成,应强调对学生的独立实验、独立操作和独立分析问题能力的培养与训练,要求学生从预习、操作到实验报告撰写独立完成,教师及时指导,必要时还应进行适当的演示和示范,而一旦进入到设计性实验阶段,学生已具备基本的实验知识和实验技能,应该将重点放在对学生的综合应用知识和创新能力的培养上,将实验的主动权交给学生,不仅实验项目由学生自行选择,而且具体实验也不必拘泥于一人一组独立操作,鼓励相似实验内容的同学能相互配合,协作完成,尤其是创新实验,组员之间相互交流可以使思维相互碰撞出创新的火花,于此同时也培养了学生的团结协作的精神。②充分发挥计算机技术的功能,计算机多媒体技术集文字、图形、图像、声音、视频于一体,具有形式新颖,形象生动,情景交融,不受时空限制,适合个别差异等特点[4]。在物理实验教学过程中应充分发挥计算机的优势。学生可以通过网上预习,通过人机对话形式对实验进行预操作,调动学生学习的积极性和主动性,不仅可以提高教学的质量,还可以突破时空的限制,使实验室资源利用达到最大化。实验数据的处理往往是繁琐费时的,可以充分利用计算机强大的计算功能来帮助学生进行实验的数据处理,将学生从繁琐的数据处理中解放出来,把精力放在对实验的改进和分析上。③强化演示实验室的作用,演示实验室中的实验是为配合教学内容由教师操作示范的实验,它涵盖的实验内容从基础到现代,从简单到复杂,它能使抽象的内容具体化,使枯燥的理论生动化,把要研究的物理现象清晰地呈现在学生面前,它不仅可以培养学生的观察能力,而且还可以极大地激发学生的学习兴趣。演示实验的实验项目和内容可以更多地结合自然现象和现代先进的科技成果设置,演示方法可以采用视频演示、实物演示或模拟仪器演示等多种形式,部分实验还可让学生自己操作,激发学生的好奇心。

二、加强学生人文素质的培养

多年以来,我国的高等教育是文理分家的,尤其是高校的基础物理实验教学,只注重物理知识与实验技能的传授,忽略人文素质的培养,从而导致学生缺乏做人做事的深厚根基和思想底蕴,影响到个性的发展和人格的完善。随着人类社会的发展,加强学生人文素质的教育是社会可持续发展的需要,它有利于学生完善人格,活跃思维,激发创新灵感[4],能在更深层次上提高学生的综合素质。科学的本质在于探索,科学的生命在于创新。大学物理实验教师应该转变自身的教学思想和人才观念,把教学的重心从“注重学生抽象逻辑思维训练”转变为“最大限度地使学生的创新思维和创新能力得到发展”。首先,应保护学生的好奇心,对学生的求异存疑要充分肯定,只有保持与众不同的怀疑精神,怀着对大自然的好奇不断地提出问题,才会有突破性的发现。因此教师在教学中要采用启发式教学,创设问题情境,激发学生的好奇,强化学生对一切事物的兴趣以促进他们的创新思想的形成和发展。其次,要加强对学生创造思维的多种形式的训练,尤其是创造想象和分散思维的训练。

通过优化大学物理实验课程体系和改变传统的教学理念和思维模式,引进先进的教学思想,有目的、多形式地在实验教学过程中加强对学生创造思维的训练和培养,可以激发学生的创新思维,提高学生的创新能力,使“大学物理实验”课程对创新人才的培养发挥自己独特的优势和作用。

参考文献:

[1]江泽民.江泽民同志在接见中国科学院第九次院士大会和中国工程院第四次院士部分大会于外籍院士时的讲话[Z].光明日报,1998-08-10(1).

[2]徐经梅,郑飞跃,高文斌.物理实验教学与创新人才的培养[J].实验室研究与探索,2007,26(10):92-94.

[3]肖文波,何兴道,邓懿媛,等.大学物理实验教学与创新能力的培养的讨论[J].大学物理实验,2010,23(2):83-85.

[4]詹曙英,吴灿龙.改革物理实验教学培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2004,23(8):61-63.

作者:陈惠敏

学生创新能力大学物理实验论文 篇2:

大学物理实验培养大学生创新能力的有效途径

摘要:坚持在大学教学物理实验教学中进行启发式教学,丰富大学物理实验的教学内容,并结合课堂内外的教学活动,可以提高学生创新意识。

关键词:大学物理实验,创新意识,启发式教学

课堂教学应培养学生的创新意识。创新意识是一种心理趋势,学习者积极发现问题并积极探索解决问题的方法和思想,以充分发挥其潜力。培养人们的创造力,培养创新和高质量的新一代人才是现代社会教育的新要求。江泽民曾经说过:“创新是国家进步的灵魂,是国家繁荣的不竭动力,创新是富国富民的唯一途径。”如何提高大学生的創新意识是我们高等教育面临的现实问题。荷兰老师弗洛伊登塔尔(Freudenthal)认为:“教学的唯一正确方向是练习恢复”,即学生自己发现或创造他们想要学习的东西。在教学过程中,教师应帮助学生重塑前辈的创新活动,从而激发学生的灵感。

一、启发式教学

传统的五级教学(组织、审查和改进教学、教授新课程、巩固新课程和分配作业)是基于知识转移的,而现代教学过程则需要知识转移并发展学生的智力和创新能力。因此,教师在教学过程中应遵循启发式教学的原则,并强迫其进行整个教学过程,使学生能够自发地提出问题,分析和解决问题。

启发式教学要求教师在课堂上营造轻松和谐的氛围,激发学生的兴趣,将情感和感性活动结合起来,并激发学生的思维能力。老师可以直接举一个例子,也可以由同学举一个例子来提出问题,但是问题通常应该由老师启发,让学生来解决。这个过程是引导学生进行自我经营,发展思维和获取知识的关键过程。这样的教学过程对老师提出了更高的要求。这要求教师重新设计教材,精心设计教学过程,并将学生的主动性与领导才能有机地结合在一起。学生也应在讲师的指导下得出课程的结论,并仔细讨论得出结论的条件和使用范围。最后,教师应学习学生发现与周围课程相关的更多实际现象和应用,并学习使用所学的规律来解决实际问题,进而有效地激发了学生对课程培训和基础实验的兴趣。

2.教学研究

通过实验教学来提高学生的研究质量以及分析和解决问题的能力,是培养高素质创新人才的关键之一。因此,在我们已经建立的课程体系下,这对于刚刚从应试型高中进入大学的人们来说非常重要,毕竟立即要求毕业生进行创新设计实验是不现实的。但是,进行实验培训以创造创新氛围,提高创新意识并增加此级别的研究机会是有用的。另外,习惯了高中时期的被动学习方式,许多知识库和方法被忽略,只有结论被记住。如果想在大学物理实验的第一年或第二年中渗透创新教育,则至少应强迫学生面对书籍的知识进行学习。因此,应探索实验教学方法和技术。例如,在解释实验时,故意将相关内容的特征交织在一起,以使学生了解知识库的假设。同时,告诉学生课本练习不一定是唯一的一种,指导学生对特定问题进行具体分析,注意记录实际的实验现象,并学习使用这些现象评估实验结果,让学习过程成为学生积极探索知识,更好地理解实验设计并保证实验技能发展的一种体验。

3.创新教学

(1)内容创新培训

近年来,为了适应新形势,发展应用型社会人才,扩大就业渠道,教师抛弃了狭小的“一件事”概念,引入了不同知识的互动,渗透和整合的思想。学院的物理实验正确地扩充了应用电子学,计算机科学与技术和电子信息方面的一些基础实验,并充分利用了原始的实验室条件和设备,使学生能够在学校学习更多的各种专业知识。

物理实验老师向学生介绍了相关实验的国内外动态和进展,以及新的实验工具和新技术,使学生始终接触到新的学科,了解知识的局限性,并对学习产生兴趣。例如,在一个长度测量的实验中,我们向学生介绍了当前的微测量技术。在测量霍尔兹线圈磁场分布的实验中,我们向学生介绍了弱磁场测量技术在工程实践中的应用。在光纤传感实验中,我们向学生介绍了先进的光通信技术。

(2)教学方法创新

传统的教学实验是在课堂上进行的,这些实验是由物理实验教科书,力学实验教科书和学校提供的仪器驱动的,它们限制了学生的知识广度和深度。要改变这种状况,学生应该参加他们的业余时间。为了促进教室内外的教学活动的协调,可以形成课外兴趣小组,例如小发明和小作品。进行探索性实验可以提高学生的“重建”能力。探索性实验通常是指教师要求学生独立进行,创造和执行的实验。虽然这种情况是由老师提出的,但对学生来说却是探索性的。实施该措施的主要目的是培养和提高学生科学实验的作风和素养,以便学生牢固树立物理是基于实验的学科的观念,同时他们将不断提高其设计和进行实验的能力。

在大学中,应鼓励学生建立学术研究小组。在老师的指导下,允许学生参加并进行一些与基础实验有关的研究。不要害怕他们会天真,不要害怕开玩笑,应该大胆鼓励他们幻想、实践和创新。讲师应帮助他们计划,演示,打开主题并实施研究计划。

培养学生的创新技能和意识无法在一门课程或单个教学链中得到充分解决。今后,我们将继续努力改善实验教学体系和作用机制,进一步增强学生在实验过程中的主动性和创造力,尝试最好的培训方法,以开发更多具有创新机会的高素质人才。

参考文献:

[1] 赵凯华,物理教学与科学素质的培养[J].大学物理,1995,14(8):2-6.

[2] 龚镇雄,漫话物理实验方法[M].北京:科学出版社,1991.11-15.

[3] 顾新梅,大学物理实验与创新能力的培养[J].湖州师范学院学报,2005,27(1):127-130.

湖北省武汉市江汉大学 尚卓

作者:尚卓

学生创新能力大学物理实验论文 篇3:

大学物理实验教学中培养学生创新能力的研究

摘要:众所周知,物理学是一门建立在实验基础之上的自然科学,近代以来,物理学得到了突飞猛进的发展,每一次的发展,均离不开物理实验的有力推动,例如,新物质的发现及奥秘探究、物理理论向现实技术生产力的转化等。这给大学物理教学提出了新要求,在大学物理教学中,不断地以实验教学激发学生的创新意识,增强创新活力,是引领学生创新的必由之路。本文结合大学物理教学现状,就大学物理实验教学培养学生的创新能力做一番系统分析。

关键词:实验教学;大学物理;创新能力;培养;情感

从本质上说,物理学是一门实验科学,一部物理学的发展史正是不断创新的历史,物理实验在物理学的发展和改进中发挥了不可替代的巨大作用。本文以人教版大学物理教材为例,就实验教学中培养大学生的创新能力提出若干策略方法。

一、大学物理实验室外部环境的营造方法

1.构建和谐、宽松的师生关系。大学生已处于成年阶段,并具备较为成熟的判断力和思维能力,在物理课堂上,师生之间更容易构筑良好的师生关系。在实验教学中,师生要开展双边交流,各抒己见,课堂上允许不同的看法和意见,师生双方要对每一个实验问题的看法、认识和观点,阐明个人的想法,公正、平等地完成探讨,并及时以实验的方式检验带有分歧的问题,为大学生在实验探究的氛围中及时发现问题、总结物理规律提供先决条件。

2.营造安全可靠的心理环境。在课堂上,教师要积极创造有利条件让每名学生均能在互动、沟通及探究中发挥各自的智力优势,增强每位学生的自信心,并主动投入到紧张的学习中。在实验教学中,教师要努力放松学生的心理包袱,这是推行创新实验教学的首个要旨,不能由于学生回答或理解错误便遭到负面评估,这样一来,大家才会全身心地投入到实验问题的思考之中。也就是说,在“心理安全”的外部课堂环境中才会实现真正的独立思考,自由拓宽思路,充分地凸显新思维,让创新思维得以竞相迸发。

二、大学物理实验教学中培养学生创新能力的有效对策

1.不断开放实验教学仪器和设备,增强学生的实践能力。随着当代物理科学的进展,实验测量设备及技术有了明显的改进,因此,在大学物理课堂中,需持续地丰富实验教学内容、及时更新测量设备、完善测量手段和方略,为物理实验教学的顺利开展奠定稳固的硬件基础。为能让实验教学跟得上当代物理科学发展的潮流,教师要不断地更新实验内容,把一些验证性实验变换为自选或自学内容,并加大探究性实验的比重。与此同时,不少实验可借由电子计算机变革陈旧的实验方式,并时刻增强实验测量的速度及精确度。把这一系列实验教学系统的基本原理及整体框架告知学生,使其经由实际的操作、测量及观察深切地领悟到当代物理科学的魅力,并激发学生们对物理实验奥秘的探究欲望,同时,有助于提高学生的综合实践能力。另外,实验内容的改进需与经典相结合,例如,牛顿环、杨氏模量等实验均能运用CCD成像系统替代目前的观察系统,然而,经典的光杠杆法还需进一步研究。

2.培养学生善于从实验中提出、发现问题的能力。在物理实验中,问题的发现至关重要,在实验教学中,学生们通过在实验操作中发现问题,手脑并用,不断地在实验中尝试、验证,通过教师适度地引导和激励,让学生在实验中不断地变换实验条件,并严密地查看实验现象,最终提出问题。除此以外,学生们还能从实验指导书中提炼信息,进而发现问题。需强调的是,学生操作实验后所得到的实验结果难免与预期结果有所差异,在这种情况下,教师要仔细检查学生每一环节的操作步骤有无失当,使其在锲而不舍的探究中培养提出问题及发现问题的能力。

3.培养学生结合实验分析问题的能力。分析问题是实验教学的有机组成部分,对实验现象的科学、合理分析是开启物理科学殿堂的金钥匙。分析问题旨在用理论指导实验,通常,分析问题可采取以下两种办法:定量分析及定性分析。教师要在实验教学中选取若干有代表性的问题和学生共同探讨、分析,在分析问题的同时,教师要扮演组织者和引领者,培养学生自主分析实验问题的能力,在分析的过程中,全体学生会提出多种答案,面对这种情况,教师要悉心听取学生在分析问题时的思考过程,并留意其出发点,肯定和鼓励每位学生的独立思考精神及探究意识,久而久之,学生们便能形成在物理理论的指导下独立分析问题的基本能力。例如,在分析探讨RLC串联谐振实验中,对于电路品质因数Q,存在实验测量值与理论计算值之间的偏差,在电磁学理论的引导下,分析LC的损耗总电阻对电路品质因数测定数值的影响,并将其高频及低频时的影响状况分别开展定量分析,依照定量分析的最终结果,正式决定影响能否修复或忽略。

4.巧妙运用多媒体设备,优化教材结构,注重对实验的探究。现如今,多媒体以其图文并茂、视听结合的优势特征被广大物理课堂所应用,变革课堂体系,以经典实验为基础,创建多层次的物理教学模式,已经成为实验教学变革的大势所趋。为此,教师需不失时机地引入多媒体教学设备,并不断地优化教材结构,以多媒体辅助实验教学,帮助学生理解实验现象,降低实验理解的难度,将实验步骤分解,努力破除过往物理教学中“力-热-光-电-声”的纵式组织结构,在确保广大学生掌握实验技巧的前提下,果断地忽略掉教材中内容陈旧的实验,抓住实验教学的关键点,将实验与物理教学内容加以有效衔接,逐步地增设设计性实验及综合性实验。具体做法:首先,要结合大学物理实验教学的规范要求,精选传统实验,保留对提高实验操作能力有帮助的经典实验,忽略掉一些价值较低的实验;其次,逐步增设设计性实验及综合性实验的比重及难度,以此培养学生的创新思维及探究能力,通过学生对实验的自行设计,使其充分体会到实验成败的经验教训,不断地激发实验训练的热情,提高综合素养;最后,不但要削减实验成本,还需强化多媒体辅助设计、采集数据及操作管理等知识的有效渗透及实践。

大学物理实验教学更加强调学生自主探究的精神,但是在高中时期,教师在指导物理实验时,出现主动点拨频率较高的状况。为此,教师在指导实验时,需树立以学生为本的基本理念,从预习、调试及操作等每个步骤环节均由学生独立完成,学生在完成实验后,可借由多媒体动态影像,还原实验正确的操作经过,使学生们第一时间得知自身实验设计及操作中的问题与失误,进而及时加以纠正。

结语:

在大学物理实验教学中,要培养学生的创新能力,需不断地为学生创造独立发现和分析问题、自由操作实验的机会,引领学生在探究式实验教学模式中提高创新能力,拓宽物理思维。

参考文献:

[1]刘向远.大学物理实验教学中培养学生创新能力的研究[D].合肥工业大学,2007.

[2]吴永萍.大学物理教学中培养学生创新能力的研究与实践[D].扬州大学,2007.

[3]方路线.物理实验教学中培养学生创新能力的探讨[D].华中师范大学,2007.

[4]张树霞.大学物理实验教学中培养学生创新思维的研究[D].山东师范大学,2011.

[5]陈健,李兴毅.大学物理实验教学中培养学生创新能力的策略与方法[J].河南科技学院学报,2010,(02).

作者:黄雄辉

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