【摘要】研究性实验是高职院校物理教学培养学生创新能力、提高综合素质的重要手段，目前实施起来虽有难度，但是高职院校物理教学改革的一大方向，可从建好现行的开放服务实验室、帮助学生摆正心态不断激发学习兴趣、多维入手循序渐进、多帮助学生获取知识总结经验，体验创造的艰辛与快乐及发展教育技术，创新教学模式方面逐步加以强化。

【关键词】高职院校；物理教学；研究性实验；改革

【中图分类号】G712【文献标识码】A

【文章编号】1671-5969（2007）12-0147-02

实验是对学生进行综合素质教育的重要课堂，也是培养学生创新能力的重要环节。物理是一门重视实验实证的科学，物理学的发展和创新无不与物理实验密切联系 [1]。在高职院校，实验教学的主要目的在于巩固学生所学理论知识和加深对物理现象和规律理解的同时，提高观察和分析能力，培养动手解决实际问题技能，如何使物理实验成为培养科技创造性的重要训练？强化研究性实验教学无疑是最重要的途径之一，本文对此作初步探讨，以抛砖引玉，求教于同行。

一、强化研究性实验教学的必要性

高职院校的物理实验从属性上分为基本实验、综合性实验、设计性实验和科学小实验等，其中，基本实验包括验证性实验和测量性实验；验证就是验证理论定律，测量就是测量物理常数。

就教学目的而言，基本实验实际上是处于普通物理课堂教学的从属地位，仅仅是为了帮助学生理解和掌握一些基本的物理规律和定律，长期以来习惯于教师灌输知识，根据教材上的步骤去做，而基本实验的相关理论、仪器操作及原理、实验操作步骤、及相关探究问题等，实验手册多予以条理详尽叙述，学生可按部就班去做，就会有数据或现象产生，此类实验，虽然学生较易获得测量数据，但若教师未对实验设计的意义或历史背景等多作分析讲解，学生不易体会物理实验中较深化的概念，也无法体会实验探究方法论的本质。对培养学生创新能力显然作用不大。综合性实验、设计性实验和科学小实验均属于研究性实验范畴，需要提出假设、设计实验过程、收集数据、详尽作图、反复推论、思考，虽然教学难度较大，但研究性实验不再是课堂教学内容的简单重复和验证，也不再是把力、电、光、近代物理等独立学科的实验简单地串联起来构成的实验系列。使学生从较高起点上进入大学物理实验，一个台阶、一个台阶地走向科学的高峰。

从整体上说，高职院校物理教学的目标在于增进学生对物理学知识与概念的理解（Product of science）、开展科学探究能力（Process of science）的训练、培养良好的科学态度（Attitudes toward science）[2]。这其中，科学探究能力的训练主要集中在各种实验操作上，都需要借助于研究性实验才能实现。从学科发展上说，现代物理学主要是研究物质与其动力学的一般规律、探索物质基本结构与原理、及相关应用的科学，其概念和规律是通过现象观察，从事诠释、推理、归纳，再藉由其它证据反复验证予以回馈修正，以建构出普适性的定律。归纳与演绎为建构物理科学理论系统的方法。就实验课而言，基本实验显然不可能达到这一目标，唯有研究性实验才能推动物理学的深入发展。从实用性上说，高职院校主要是为社会培养具有较高理论水平、专业操作技能和探究精神的实用型人才，其成长目标既不是学科理论研究者，也不是简单的操作技师，研究性物理实验以其提高学生创造性思维能力，培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力，以学生独立设计实验方案、分析处理实验结果为主，充分发挥开放性实验室的教师启发引导为辅等优势，所培养的人才集中基础理论、操作技能和创新精神为一体，必然会成为企事业单位用得了、用得好、发展潜力大的优秀人才。从高职院校当前改革的目标上说，主要立足于建构自主学习观、强化问题教学、注重探究性和创造性能力培养、坚持人本素质教育，探究能力与创新思维的教学目标需要仰赖创意化的教学模式，强化研究性物理实验教学无疑是先进的教育思想及创新教育方式的很好实践。

二、当前普通物理学开展研究性实验教学的难点

其实，绝大多数高职院校普通物理实验教师都或多或少了解验证性实验教学缺失，懂得研究性实验的优越之处，但真正开展研究性实验的并不多，其主要原因就在现阶段高职院校物理教学开展研究性实验还存在许多困难，主要表现在：

（一）缺少开展研究性实验教学所需要设备条件与经费配搭

大学普通物理力学、热学、电学、光学及现代物理等内容，在实验器材配备上，大多为力学、热学、电学、光学方面的基础性实验设备，在工程设计、能量转换，尤其是现代物理学方面的实验设施较少，套数有限，无法配合普物课程进度进行研究性实验，且开展研究性实验所需要的投入远远高于验证性实验教学的经费投入，许多院校和教师是心有余而力不足，只好因陋就简、立足现实，以简单地完成一般性教学任务为限，不愿也无力进行教学创新。

（二）相关理论的知识不足，学生对研究性实验积极性不高

按常理说，高职院校学生思维活跃、好奇心强，对按表操作、枯燥无味的实验兴趣并不高、比较期望开放式实验探索方法，但由于绝大多数高职院校学生在入学阶段的物理成绩较差，基础理论掌握不牢，而研究性实验往往存在实验数据误差大，其实验过程也相对较复杂，因此，学生在接触研究性实验之初，容易定位很高，一股无形的压力阻碍了学生发现细微问题，起初自信心很强，一旦遇到困难就退缩放弃。

三、强化研究性实验的教学对策

教育资源的缺乏是长期困扰教学质量提高的难题，也是教学改革发展的瓶颈。设施与经费问题是个长远问题，不可能一蹴而就，但随着时代的发展，科技进步对教育提出越来越高的要求，对人才的创新思维和实践能力的培养是一种趋向个性化的教学，需要比普通公共教学占用更多的教学资源，无论学校目前经费多么紧张，都要先树立一个正确的观念。尽管如此，教师也不能完全消极等待，在设施与经费问题没有得到完全充分的解决前，教师可以通过发展教育技术、创新教育手段加以弥补。

（一）建好现行的开放服务实验室

从目前各高职院校物理实验教学实际来看，全面开展研究性实验教学虽然还不完全具备条件，但可利用现有设施，先建立一些基本简单的开放服务实验室,如摆的运动规律及应用研究、电学仪器的设计与制作、光学仪器的设计与制作、波的特性研究、教学软件的设计与开发等都还是有条件的。在这些开放服务实验室中，学生可利用实验室提供的设备，自己设立题目，教师对学生提出的实验方案与题目加强指导和审核，允许失败，并帮助学生完成物理实验小论文，讨论和总结成功和失败的原因。此外也可以建立必要的仿真实验室，实验室提供计算机和物理实验教学软件，根据实验的特点和复杂性，与实际实验相配合，进行多种方式的教学组合，完成各种物理实验。

（二）帮助学生摆正心态，不断激发学习兴趣

尽管也是高等教育，但职业院校的学习仍属知识积累、深化的阶段，是物理学研究的启蒙时期，研究性实验所不必涉及前沿尖端的科研内容，不要求提出什么先进理论，要让学生秉着学习、体验、研究的心态进入研究性实验。

受知识和条件所限，高职院校学生的物理实验不一定有多大价值的创新，但作为研究性实验仍必须与现代科学技术接轨，才能激发学生的学习积极性与热情，也例如将计算机技术、光纤技术、光声谱技术、磁共振技术、核物理技术、软X射线显微技术、光谱技术、真空技术、传感器技术等现代科研成果用于学生物理实验之中。在物理实验的设计思想、物理实验方法、仪器的设计原理、结构及其应用等方面有所涉猎，仍然可起到了激发兴趣的作用。

（三）多维入手，循序渐进

研究性实验就是尝试用新的研究手段或重复实验，对实验进行设计并对实验结果进行分析和研究。不能期望一步到位，学生可借助查找和阅读参考材料弄清实验原理，开展一些有条件的研究性实验，逐步发展，如多开展移植演示实验和改造原有实验，提出改进方案好是一种创新研究。笔者在组织学生进行高温超导材料的转变温度主要取决于原材料的纯度实验时，原方案是在样品烧结过程定时打开炉门通入空气，有学生提出在炉中放入产生氧气的物质如氯酸钾（高温时分解产生氧气），有的设想通过过滤使杂质溶解提高纯度，都取得了成功。

（四）多帮助学生获取知识总结经验，体验创造的艰辛与快乐

学生应自主选择实验项目，确定行动方案，动手操作，选择合作伙伴，充分发挥学生主体作用，通过撰写论文反思实验过程中的表现。研究创新型实验的每一项目都能体现出巧妙的物理思想和实验技巧，学会引用现代科学技术中广泛应用的测试技术和器件，关注物理学与其他科学的相互交叉、相互渗透。重视用实验去验证新理论，将科研理论运用于实践。

（五）发展教育技术，创新教学模式

对于难度高、复杂的实验，学校可以采用虚拟实验、远程教学（在校园网上完成虚拟实验）与实际实验相结合的二段、三段式等的教学模式，使学生在课堂外可充分消化实验内容，在课堂内独立完成实际实验，有充分的思考与分析的时间，使学生真正受益，同时，合理配置教学资源，使实验教学与课堂理论教学一样，使教学内容在时间和空间上得到延伸，学生能够充分的学习和掌握实验教学内容。开设网上虚拟研究性实验，学生可以根据自己的时间，在任何地点自主的进行学习，开拓学生的眼界，满足不同层次学生的学习需求和给学生提供了自学物理实验的环境，培养学生对实验的自学能力和创新能力。

总之，高职院校开设研究性实验虽然要花费较多的时间而且往往要经历某些失败甚至更多次的失败，目前完成起来虽有难度，但对引导学生掌握把基本的实验研究的方法灵活运用于研究性实验中是一大方向，给学生体验研究性实验带来思维的革命，这对高职院校创新型人才的培养是大有裨益的。

参考文献

[1]沈元华.设计性、研究性物理实验介绍[J].物理实验，2004，(2).

[2]李燕.在大学物理中开展研究性学习[J].现代物理知识，2003，(2).

[3]马世红.设计性研究性物理实验的实践情况[J].物理实验，2004，(11).