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摘要：實踐創新是新時代對人才的新要求，作為當代大學生應該注重培養自身的實踐創新素養。因此，大學生應該重視大學期間開設的實驗課程的學習。本文討論了大學物理實驗課程對學生的意義，主要從培養良好的實驗習慣、培養良好的思維習慣、自主設計實驗三方面，探討了大學物理實驗課程對學生實驗素養和創新素質的培養。

關鍵詞：物理實驗；實驗素養；創新素質；培養

21世紀是人才的世紀，大學生是具備了互聯網技術、創新思維和開拓精神的年輕人才，屬于優質資源，是社會發展的重要后備軍。因此，大學生良好的素質是實現中華民族偉大復興的保證。科教興國戰略要求高等院校為國家不斷地輸送具有高素質的科技創新人才，所以培養大學生良好的實驗素養和創新素質有著重大意義。本文分析了大學物理實驗課的現狀，主要從養成良好的實驗習慣、培養良好的思維習慣、自主設計實驗三方面，探討大學物理實驗對學生實驗素養和創新素質的培養。

1大學物理實驗課現狀

在學生的心目中，實驗課不及理論課重要，加上動手能力偏弱，學生往往對大學物理實驗課重視程度不夠，有的只是為了完成學分，抱著應付的態度。基于上述原因，學生對該課程學習投入的精力不夠多，熱情不夠高。比如，從實驗預習報告可以看出，許多同學沒有認真去理解實驗原理和熟悉實驗步驟，他們只是按照教材或示范報告一字不漏照搬全抄，沒有在理解的基礎上，用自己的語言來概括原理和步驟。從實驗課堂中可以感覺到部分學生對實驗操作沒有耐心，不夠嚴謹，遇到問題不愿自己開動腦筋解決，總是求老師和同學幫助解決，對實驗現象觀察不夠仔細，不會積極主動地探究問題的原因。對老師的指導不求甚解，只是照貓畫虎，不能獨立完成操作[1]。從實驗報告的撰寫也能反映學生的敷衍態度，書寫的不工整，有效數字不規范，計算過程中經常缺少單位，誤差來源分析不全面，沒有自己的心得體會。

2培養良好的實驗習慣

良好的實驗習慣是實驗成功的前提，大學生應該重視培養自己的實驗好習慣。良好的實驗習慣一旦養成，對自己今后的學習和工作都將受益匪淺，對自己未來的發展也將產生深遠的影響。

2.1實驗儀器及測量工具使用前的檢查

實驗前對儀器和測量工具進行檢查，能夠提高實驗效率以及保證測量結果的可靠性，是實驗中不可缺少的一個環節。在實驗期間，由于不重視實驗前對儀器的檢查，不少學生在實驗過程中因為儀器原因不得不中斷實驗，浪費時間，耽誤實驗進程。在對儀器檢查的同時，還需對該實驗要用到的測量工具進行檢查，如游標卡尺、千分尺、卷尺、天平等等。檢查這些工具是否有損壞，是否存在系統誤差等狀況。有損壞的，看損壞的情況是否會影響到測量結果，具體情況具體處理，如在實驗前必須檢查是否存在系統誤差，若存在，需要把系統誤差記錄下來，然后對測量值進行修正。但這一點很多同學都忽視了，實驗時不進行檢查直接使用測量工具進行測量，導致最終測量結果的百分差很大，不在合理的范圍之內，卻不知道是什么原因造成的。由此可見，養成實驗前對儀器和測量工具進行檢查的好習慣是多么的重要，這也培養了學生嚴謹的實驗態度。

2.2操作前對實驗儀器的設計結構進行觀察分析

操作前對實驗儀器整體結構的觀察和分析，可以幫助實驗者對操作步驟的理解和熟悉，也可以保證順利完成實驗操作。另外，學生對實驗儀器整體結構的把握，不但可以培養學生注重局部細節，同時可以培養學生掌控全局的觀念和能力。這種既見樹木又見森林的能力對保證實驗的有效進行起到積極的作用。例如在三線擺實驗中，需要調節上圓盤水平時，很多同學只在上圓盤附近找調節旋鈕，結果怎么調節都不能使上圓盤水準儀中的氣泡居中，這是因為他們在實驗前沒有對實驗儀器的整體設計結構進行觀察分析，只是按照慣性思維進行操作進而導致實驗失敗。其實上圓盤水平是通過調節底座的三個螺釘來實現，這個實驗讓學生明白在著眼儀器局部的同時不能忽視對儀器結構的整體觀察和分析。

2.3培養學生的優良實驗習慣

在實驗過程中培養出來的實驗素養、動手能力、創新意識，對學生今后的學習、工作乃至生活都將產生深遠的影響。大學物理實驗課上每位學生獨立操作一臺實驗儀器，可以充分發揮和培養學生的獨立自主能力。預習、操作、數據處理三個環節都需要學生自己獨立思考，自主完成，所以認真對待大學物理實驗課，對培養自己的獨立自主能力有著積極作用。不少大學物理實驗儀器較難調節，需要花不少時間進行操作，但往往通過這些實驗可以培養學生迎難而上、堅持不懈的實驗精神，提升自身的實驗素養。大學物理實驗課可以培養學生的觀察和思考能力，提高其分析問題和解決問題的能力，養成良好的實驗習慣。例如在分光計的調節中，通過觀察分光計的結構以及根據調節的最終目標，思考如何更快更有效地將儀器調節好，要將平面鏡雙面綠色“+”的像盡快調入望遠鏡視野里，根據分光計的結構，可以首先將望遠鏡光軸調水平，并調節載物臺高低使得平面鏡的中心與望遠鏡光軸等高。然后眼睛在望遠鏡外部右側且與其光軸等高處分別找平面鏡中雙面綠“+”的像，將雙面“+”的像均調至平面鏡中心附近，且在調節過程中保持望遠鏡光軸調水平和載物臺的上、下板間隙均勻，這樣在望遠鏡視野里可以找到雙面綠色“+”的像。因此，善于觀察和分析思考有利于降低分光計等實驗儀器的調節難度。養成善于觀察和思考的好習慣，有利于實驗過程中問題的解決，提高動手能力。由最小偏向角測玻璃三棱鏡折射率的實驗中，在用望遠鏡觀察彩色譜線時，經常會受到附近光源的干擾，有時看到的譜線并非是自身光源折射出來的。為了改善這種情況，有的同學采用遮擋附近光源的辦法，有的同學則用實驗報告本從左右兩側去蓋住三棱鏡，在解決這個問題上同學們積極開動腦筋，幾種解決辦法比較下來，還是用報告本從左右兩側去遮三棱鏡的方法更為有效。因此大學物理實驗課能激發學生善于觀察、勤于思考、勇于解決問題的實驗習慣。

3培養良好的思維習慣

良好的思維習慣可以激發學生的創新活力，提高學生的創新素質。在大學物理實驗課程中，很多實驗項目中的實驗原理透露出來的實驗設計思想可以啟發、訓練學生的思維方式，并且可以幫助學生養成良好的思維習慣。因此，認真對待大學物理實驗課，可以培養和提高學生的創新素質。在用模擬法測繪靜電場的實驗中，因為直接測繪靜電場存在困難，可以采用測繪穩恒電流場來模擬靜電場的分布規律。由于這兩個場的電勢分布規律是相同的，且穩恒電流場是實際可測的，因而這種模擬是切實有效的。學生不但要從這個實驗中了解靜電場是如何測繪的，更要從這個實驗中懂得，當直接測量存在困難時，可否考慮采用模擬的思想來解決問題。這種模擬法的實驗測量思維方式或許可以幫助學生在今后的實驗或工作中遇到類似情況時，提出一種新的有效解決問題方法，體現學生的創新意識。在邁克爾遜干涉儀測波長的實驗中，通常是采用等間隔的條紋計數法進行測量，但這種方法容易造成視覺疲勞，錯數條紋數目，降低波長測量精度，同時會對實驗者的視力造成影響[2]。基于上述情況，學生則會考慮怎樣才能少數些條紋，同時還能提高波長的測量精度，比目前采用的等間隔條紋計數法更有優勢。一種新的條紋計數法就孕育而生，即不等間隔條紋計數法被提出，通過實驗論證是切實可行的，并完成論文《邁克爾遜干涉儀測波長的不等間隔條紋計數法的探討》。新方法的提出過程中，遇到了種種問題和困難，但通過分析思考，都得以解決，所以，創新本身就是一個訓練學生思維方式的過程。由此可以看出,通過大學物理眾多實驗的演練,可以逐步培養學生良好的思維習慣，挖掘出學生的創新意識，增強了創新能力，同時提高了分析問題和解決問題的能力。

4自主設計實驗

學生經過一系列實驗項目的訓練，掌握了一定的實驗技能和方法，并具備了一些分析問題和解決問題的能力，在此基礎上，學生可以自主設計實驗。自主設計實驗的開設可以增強學生對物理實驗的興趣，可以探究實驗設想的結果，可以培養學生不斷探索、務實求新、團結協作的精神，可以提高學生的創新能力。在邁克爾遜干涉儀測波長的實驗中，學生在實驗中發現采用等間隔的條紋計數法用眼強度較大，測量結果往往精度不高，考慮尋找到一種新的不等間隔條紋計數法，相對省力又能提高測量精度。在此基礎上，學生繼續探究了不等間隔條紋計數的方式不同對測量結果帶來的影響，按條紋間隔遞增和間隔遞減兩種不同方式設計了實驗方案，并進行了實驗，發現條紋間隔方式選用的不同對波長測量結果是有影響的。在探究過程中，又發現了條紋間隔起伏幅度越大，波長測量精度越高的特點，基于上述的討論完成了論文《探究不同條紋計數法對波長測量精度的影響》。自主設計實驗可以很好地培養學生實驗的自主性、獨立性，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。同時，自主設計實驗可以發展學生的創新思維，提高創新素質。為了給學生創造更好的自主設計實驗條件，可以開放實驗室，讓學生自主地進入實驗室進行實驗，不受時間限制。另外，還可以開設實驗興趣小組，在老師的引導下對實驗進行自主設計，培養學生的科研素質。良好的實驗習慣有利于良好實驗素養的養成；良好的思維習慣可以增強學生的創新意識，培養學生的創新素質；自主設計實驗為學生養成良好實驗素養和培養創新素質提供了條件。

參考文獻：

[1]黃志新，朱璐，等.大學生物理實驗動手能力培養問題探究[J].物理通報，2007（6）：41-43.

[2]艾德智，王哲捷，薛江蓉.邁克爾遜干涉儀測波長的不等間隔條紋計數法的探討[J].大學物理實驗，2018，31（5）：9-11.

作者:陸苑英 孫健 朱振宇 薛江蓉 單位:浙江海洋大學數理與信息學院