杨 军，云月厚

（内蒙古大学 物理科学与技术学院，内蒙古 呼和浩特 010021）

综合性应用物理实验开发及其提高学生综合能力探讨

杨 军，云月厚

（内蒙古大学 物理科学与技术学院，内蒙古 呼和浩特 010021）

综合性应用物理实验，涉及的内容广泛，包括物理实验技术、信息科学技术、材料科学、物理前沿科学等结合的综合性实验。通过物理综合性实验课程的学习，培养和提高学生的综合思维和创造能力。本文结合作者在《光纤光学基础及光纤通讯技术实验开发》的教学体会，对综合性物理实验开发及其提高学生综合能力进行了有益的探讨，有利于培养学生的探索精神、科学思维、实践能力、创新能力。

综合性应用物理实验；培养和提高；学生综合能力

一、引言

未来的人才不仅在于其具有扎实的专业知识和技能，更在于其创新意识和创造能力的发挥。要使学生适应社会发展的需要，综合性物理实验是一种有效的方法，是通过综合训练来培养学生的研究能力和综合素质，主要是创新能力和研发能力，通过实验硬件建设、综合性教学方案的精心设计及组织实施，为学生自身创造性和能动性的发挥营造良好的环境。充分调动学生的学习主动性、积极性和创造性，并把所学得的基础物理知识应用于实验的选题与自主综合设计。通过自主和创造性的设计一个或几个小型实验研究项目，在一定的实验条件和范围内，完成从选题、实验设计、亲自动手操作到结果分析和论文撰写的全过程。在实验过程中，使学到的基础理论知识与实践的感性认识更好地相结合，最终达到提高学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题能力的目的，提高学生的自学能力、实践能力和创新思维，并以此树立其严谨的科学研究作风和科研创新精神。综合性实验可从多方面开发学生的思维，使学生始终处于不断探索的情境中，从而激发学生的创新思维，提高学生的创新能力，培养学生的创新精神。通过综合性实验的开展，使学生学会了如何查资料，如何进行调查等科学研究的方法，接受了一次较为完整的科学思维的训练，为今后进行创造性学习和创新思维的发展积累了经验，培养了学生进行科学研究的方法。在科学技术飞速发展和社会对人才质量要求越来越高的今天，培养大批具有综合性实验能力的创造性新型人才是高校实验教学工作的核心任务。

二、注重实验的选题与自主综合设计，丰富实验教学内容

综合性物理实验有利于增强学生学习化学的浓厚兴趣，调动学生的学习积极性。大学生的显著心理特征就是有好奇心、爱动手，这是青年学生所固有的一种积极向上、长知识的内驱力，综合性实验完全能满足学生的这种心理需求。而验证性实验在教学中虽然有它积极的作用，但在教会学生掌握研究性学习方法、满足学生学习上的欲望和要求、调动和发挥学生学习的主动性和积极性等方面有一定的局限性。综合性实验有利于发展学生的智力，培养能力；综合性实验能充分发挥学生的主体作用，让学生在教师的指导下，独立进行实验操作，仔细观察多种实验现象，并将所获得的感性材料经过比较、分析、概括、综合等一系列活动，上升为理性的概念和原理，这样就能有效地培养学生的实验操作能力、观察能力、思维能力和创造能力，有利于培养学生的科学态度。

我校在充分利用实验室设备，紧密围绕近代科技发展中光纤光学这个前沿学科，涉及光纤光学中信息获取及传输理论的主要方面，确立一个基础知识与应用技术相结合的综合题目《光纤光学基础及光纤通讯技术实验开发》。为了充分调动学生的学习主动性、积极性和创造性，并把所学得的基础物理知识应用于实验的选题与自主综合设计中。在光纤光学及光纤通讯方面，根据现有的实验条件，完成从选题、实验设计、亲自动手实验及结果分析，写出实验报告全过程，最终达到提高学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题能力的目的，丰富了实验的教学内容，拓宽了学生的知识面，提高了学生的实验技能和创新思维能力。

光纤信息与光纤通信技术是光学发展的一个里程碑，它把传统的理论光学和应用光学联系了起来，对科技的发展和社会的进步做出了重要贡献，光信息科学是基于光纤技术而产生的，所以研究光信息传递必须从光纤研究开始，通过光纤的基础知识再进行光纤传感器的研究和光纤通信的研究。

光纤光学是光纤实现信息获取及传输大容量信息的物理基础，开展光纤光学基本实验开发是进一步研究光纤通讯的基础，先由教师指导，熟悉实验仪器设备，学习实验基本原理及注意事项，精心选择实验题目，从学生自主选择各自喜欢的题目入手，指导学生查阅参考资料，认真拟订实验方案，认真研究实验仪器设备，大胆改进实验方法和发现新的问题，选择适合学生自己个性发展的实验题目，采取因人施教、启发式教学为主，灵活运用指导示范，及时解决实验中碰到的疑难问题，由学生自由选择题目、设计实验方案、选择仪器配置、进行光纤光学基础实验研究，在此基础上进一步研究光纤通讯原理及器件技术，注重创新意识和创新能力的培养，为学生提供发展个性和施展才能的机会，培养学生的应用研究能力及综合素质。

在教师指导下完成实验设计、撰写总结报告并口头交流，通过《光纤光学基础及光纤通讯技术实验开发》，达到综合性应用物理实验的预期目的，并收到预期的教学效果。

三、注重因人施教，启发式教学，探索现代实验教学模式

光纤通讯技术实验，不仅要求有基础理论知识学习，同时要求学生学习知识跳跃性较大的光纤基本特性以及光纤传感器，完成这类实验的过程与解决实际科研问题具有较强的模拟性。为激发他们进行创新实践的积极性，在实践过程中提高他们的创新精神和创新力，必须研究具体的、切实可行的实验题目及实施方案，根据授课对象，选择实验题目及授课方法，对理论基础强的数理基地班学生，强调对实验原理、基本理论的深入了解，侧重培养科研素养；对电子科学技术及应用物理专业学生，注重开拓思维，启发创新性，加强本实验在社会生产及科研中实际应用方面的论述，采取因人施教，启发式教学为主，灵活运用指导示范，及时解决教学中碰到的疑难问题。在教学中深入浅出，注重提高学生的实际动手能力，并紧密结合实际，讲解本实验在科研及实际工作中的应用，提高了学生做实验的兴趣。选择实验项目时，注意用新技术和新方法改造传统实验，不断更新教学内容，保证了实验项目的先进性和与时俱进的特点。

将光纤通讯现代技术应用到综合性物理实验之中，让学生掌握最新的科学技术成果。学科交叉与知识融合是现代科学发展的显著特点，在实验技术上也呈现出新颖、全面、先进、实用和相互渗透的特点。改变教学内容的结构与层次，合理和有效地引入先进的科学技术、新方法和新概念，按学生能力形成的新的实验课程体系，实现由验证性实验向设计性实验、由单一性实验向综合性实验、由单纯的传授知识型向知识能力型的转变，形成适应现代教育观念实验教学的培养模式。

四、加强综合性物理实验开发，不断提高学生的综合能力

通过综合性物理实验开发，设计激发学生的创新积极性的实验题目，使学生学习研究物理规律和分析实验现象的思想和方法，学会分析和评价实验结果，达到激发学生强烈的学习热情、变被动学习为主动学习的目的。通过适当的教学模式，并配套科学合理的教学方法，充分体现了以学生为本，培养学生探索精神、科学思维、实践能力、创新能力，造就大批具有综合性应用实验能力的创造性新型人才。

由以前教师排好实验、准备好仪器、学生来做实验的状态，过渡到在教师指导下，学生自己设计实验，自己准备仪器完成实验，从而培养和提高了学生的综合思维和创造能力。由学生自己查阅资料、设计实验方案、选择仪器、独立完成实验、撰写总结报告并口头交流，注重创新意识和创新能力的培养，为学生提供发展个性和施展才能的机会，对解决学生就业及培养21世纪高素质复合型人才有积极的作用，并具有潜在的社会效益。

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