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物理开放性实验与创新意识培养

摘要:本文论述了近代物理实验课程中学生创新意识培养的重要性,剖析当前本学院近代物理实验课程体系内容及实践教学模式的现状,针对现行近代物理实验课程教学模式的弊端,提出进行开放性实验的实践教学模式,实现在课堂教学中开发学生思维空间、培养学生创新意识的教学目的。

关键词:教学改革;近代物理实验;开放性实验;创新意识培养

近代物理实验是为物理学、应用物理及凝聚态物理等相关专业学生所开设的一门实践性必修课,所选的课程内容是近代物理学上具有划时代意义的经典实验,尤其反映二十世纪相对论和量子力学的一些里程碑实验,物理思想精炼,可操作性极高。可以说,近代物理实验是物理相关专业学生进入大学后关于实验方法和实践技能方面系统训练的开始[1],也是学生科学实验锻炼的起步。近代物理实验丰富实验方法和操作手段,不仅满足全面的基础实验技能培训的要求,还是培养学生的科学实验能力、提高学生的科学素养一个必要的基础锻炼。近代现代物理实验教学的目的是培养学生掌握基本物理思想、实验方法和技能,系统深化对物理新概念的的产生、形成和发展的理解,引导学生了解物理实验在物理学发展过程中的作用[2];更重要的是,使学生掌握物理的科学思想和实验方法,培养学生养成严谨的科学态度和积极的创新意识,养成积极主动的探索精神和小组分工、团队协作的习惯,为学生终生学习和继续发展奠定必要的基础。所谓创新型人才,就是在具体的技术、理论实践过程中,心思活泛、好奇,具有坚韧不拔钻研精神和创新能力的人才。而高等院校理工科专业的近代物理实验课程是培养学生实践能力和创新意识的基础,在理工科专业教学中占据重要的地位。

1与时俱进拓展实验内容是实验课程改革的核心

近代物理实验、近代物理学对人类社会所有方面都有着极其深远的影响。首先,近代物理的发展产生了许多新的学科分支,如等离子体物理,新能源技术,现代光学等,从而有效促进了生产技术的发展和变革。近代物理与工程技术的结合从根本上改变了我们的生活,自19世纪以来,人类历史上的四次产业革命和工业革命,从蒸汽机时代到电气、信息时代的飞速发展,全是基于对近代物理学一些领域的基本规律和定理的理解。毫不夸张地说,没有一种工业不利用原子物理学的成果。同时,它还对我们的思想、文化领域也有深远的影响,例如我们宇宙观的改变。可以说,科技进步离不开理论的发展。因此,从不同角度对近代物理开展研究,不仅推进了物理学的兴盛和应用拓展,也极大地推动了高新技术的发展和进步。近代物理实验作为一门专业性较强的实践课程,所涉及的大部分实验是重复性、验证性[3],而设计性和应用性的实验相对较少。同时,本学院近代物理实验教学过程中统一的实验大纲、步骤,极大地限制了学生知识结构、思维方式的发展,局限了学生的个性发展、创新能力的培养。针对这种状况。因此,我们应该依据学院实验平台,与时俱进拓展实验内容,更新实验手段,在确保学生掌握相关实验的基础知识的前提下,对该领域科技前沿、发展趋势有所了解,确保大部分学生能掌握本领域未来变化的规律。同时,开设近代物理学研讨班,邀请本领域相关的教授专家作科普报告和专题交流会,丰富和活跃学生的物理思想,培养他们的科学兴趣和素养。

2开放实验是加强基础实践能力的培养

近代物理实验是针对理工科学生的基本科学实验训练的一门完整和系统的实践性基础课程。根据目前我们的教育方针:素质教育,培养创新性人才的教育目标出发,近代物理实验教学,必须建立一套培养拥有扎实基础知识和创新意识的高素质人才的新教学体系,教学内容上应与时俱进地拓展到现代物理的前沿科技,教学方法和手段上也应由过去的单一手把手指导模式转变为可选择的自由探索模式。因此,建立开放性实验室机制,满足不同层次学生的自主学习和自由探索研究的需要;因为,近代物理实验的目的不只是教学生使用各种仪器设备,相反,而是让学生掌握实验的物理思想和实验手段,尤其是让学生通过实践学习理解物理规律的真正含义,并能够通过实验方法学习证明或推翻理论。在传统实验教学中,大部分学生都按部就班地按教材或实验说明书上的要求、步骤重复下来就完成实验了,很少主动思考,这样远谈不上创新意识和创造潜能的培养。在开放性实验课程学习中,营造一个鼓励学生创新的实验探索氛围,促进学生自由钻研、自主学习。可以看出,开放性实验,一方面反映在实验内容、方法及设计的开放的实验活动;另一方面通过开放空间,让学生充分利用实验设备自由探索,切实可行地加强学生基础实践能力的培养。

3结束语

近代物理实验开放性教学改革遵循以学生发展为本的教学理念,改革近代物理实验课程内容结构和实验课堂模式,积极营造实验拓展、创新的氛围,增强学生的创新意识,培养学生的创新能力,以适应建立国家创新教育体系的需要。

参考文献:

[1]韩彩芹.工科大学物理实验开放性教学的探索与实践[D].南京师范大学,2006.

[2]牛晓娟.近代物理实验[z].江汉大学,2016.

[3]张潞英.开发研究性实验与培养创新人才[J].实验室研究与探索,2006,25(9):1128-1130.

作者:杜雪莲 单位:商丘师范学院

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