摘要：:近年来，国家正在大力推进双一流建设，“培养拔尖创新型人才”是其中一项重要的内容。以培养学生的创新能力为目的的综合设计类实验的开设对于培养本科生的创新意识、创新精神和创新能力具有重要意义。

本文调研了国内高校目前物理创新性实验的开展情况，从实验内容设置，教学手段，教材使用，评价方式，及需解决的关键问题等方面做了阐述。

关键词：:大学物理;创新性实验;创新能力

1研究背景

大学物理实验在培养大学生的动手能力和创新能力方面有着重要作用。综合设计性实验介于基础实验和科学研究实验之间，作为最接近科技前沿的实践项目，通过让学生自行设计完成物理实验，亲历一次实验的全过程，这种模式非常有利于学生的科学思维、创新意识与实践能力的培养。

此类实验要求学生综合运用多门学科的知识、技能和方法来设计实验方案，同时也要求学生运用所学的知识去发现、分析和解决问题。因此，构建与实施创新型实验教学模式，是社会发展与高等教育改革的必然要求［1～3］。目前国内很多高校都已建立了多层次、多模块的创新型实验教学体系［4～6］。

如吉林大学从基础到前沿分了四级实验层次:基础性实验、综合性实验、设计性实验和创新性实验的全面开放的大学物理实验课程新体系［7］;复旦大学构建了以能力培养为目标的多层次实验教学新体系，开设了以培养学生创造能力为宗旨的“设计性研究性物理实验”课程;华南理工大学建立了基础物理实验、综合性实验、设计性实验和开放性探索实验分层次教学体系［1］;福州大学则分为基本实验阶段，近现代、综合与设计性实验阶段，以及科技实验阶段［8］。

2研究内容

创新性实验大多是以科研课题的形式进行，学生个人或团队在教师指导下选择课题，然后通过查阅文献资料、学习相关领域的理论知识来确定研究目的、研究内容、设计实验方案、分析和处理数据，最终撰写结题报告或论文等。

目前，国内很多高校都开展了物理创新性实验的教学，名称各有不同:综合性实验、设计性实验、创新性实验、科研训练实验、探索课题等。本文中用创新性实验统称此类实验。我们调研了国内高水平大学的本科物理创新性实验的开展情况:题目的设计来源、开展形式，教学模式，评价方式等，具体如下:

2．1创新性实验的内容设计

调研了国内高校的创新性实验的题目类型和来源，大致分为以下几类:(1)传统的力、热、光、电磁等相关实验内容或实验仪器的改进。如“力学系统的平衡控制”“玻璃折射率温度系数实验装置的改进”“麦克斯韦速率分布实验仪的设计与开发”“普氏摆的设计与开发”［5］。(2)科研内容转化或相关的科研项目。

如电子科技大学:纳米材料特性测试实验(“体相材料的荧光测试”和“纳米粉体材料的荧光测试”)是由课题“辐照对植入型纳米晶复合材料光电性能影响的探索研究”和“核技术制备纳米光电复合材料研究”转化而来的跨学科的交叉性实验;功率电子器件散热实验的部分内容由横向合作项目“磁控管散热研究CAD”转化而来［9］。

(3)各种大赛的题目:如PISA测试、中国大学生物理学术竞赛等。(4)来源于日常生活的实验题目，如“手机在物理实验中的应用”“彩虹实验现象研究”“电动汽车分时租赁业务的模型分析”“测量电风扇的转速”［2］。

2．2创新性实验的教学手段和管理

很多学校成立了专门的创新实验室来进行创新性实验的开设，学生大多以申请科研项目的形式进入实验室完成自己的研究课题。

如华南理工大学建立了创新性实验室，建立光电、电磁等方面的创新平台，及时地把现代科学技术与现代科技进步的成果渗透到经典的物理实验内容中，让学生能及时了解有关方面的国内外最新的研究现状，也尽可能的让学生根据自己的兴趣及专业特点来选择实验，提高学生的创新和实践能力［10］。

我校成立了物理创新实验室，购置了大量的科研仪器，如制备样品设备:箱式炉、CVD管式炉、真空镀膜设备等;测试仪器:X射线衍射仪、电化学工作站、余辉性能测试仪、振动样品磁强计、红外光谱仪等，提供了实验正常开展的基础。

指导教师则是多年从事普通物理实验教学和参与科研项目的老师，具有丰富的教学经验和很强的科研能力。物理创新实验室自运行以来，大量的本科生参与各种科研训练项目，不仅提高了对科研的兴趣，锻炼了实践水平，也获得了丰硕的成果，以本科生为第一作者发表了几十篇科研论文，SCI论文20多篇。

创新实验的管理要由专门的教师来负责，实验的开展也要充分利用网络资源。很多高校建设有专门的'网站或者网站板块，方便发布通知公告，并经常在线更新实验题目，方便学生进行选择。如:复旦大学物理教学实验中心，北京师范大学跨学科开放实验室－京师政管创新实验室。

还有的学校建立了qq群，方便学生在课下咨询教师或反馈各种问题，这对教学效果的提高起到了明显的作用［7］。

2．3创新性实验的教材使用

各个学校创新实验的内容多样且具有自身的教学特点，因此，对于教材的需求也更加个性化。目前已有一些创新性实验相关的教材出版［11，12］，但是大多数学校没有固定的教材，以自编教材或者推荐教材为主。

2．4创新性实验的评价方法

创新性实验由于整个实验过程的不确定性，因此，对学生的评价要能够反映出学生的整体状态。既要重视对实验结果的评价，又要把实验的各环节纳入考核评价指标:实验前(前期调研，方案设计)、实验中(操作能力，分析数据能力)、实验后(总结归纳，处理数据的能力)的综合表现来评价学生。

另外也要考虑学生的实验态度、工作量等［1，10］。

2．5创新实验开设中的关键问题

(1)实验内容和题目设计。如果实验内容过于简单，则会达不到培养学生实践能力的目的;如果实验要求太高，学生则会无力完成。因此，每个学校需要根据自身的教学特点、实验条件，并结合实验开设过程中的反馈，不断改进实验内容，开设操作性强的实验项目。(2)开设创新性实验面临的仪器设备使用问题。

由于大学物理实验室用于购置设备的经费有限，一般只能满足教学大纲要求的基本实验内容，而创新性实验经常需要科研级别的仪器。要解决这个问题，实验室就需要更多资金的投入。另外，对于难以购置的实验仪器，需要通过其它途径来满足本科生的实验要求，如通过申请项目的形式获得经费，利用研究生的科研仪器来进行测试等。

(3)要解决创新性实验优秀指导教师的问题。在指导创新性实验的过程中，如何将科学研究的思维方法传授给学生，如何引导学生去分析问题并激发其研究兴趣，是能否达到开设创新性实验目的的关键。

由于创新性实验的特点，相对于指导基础实验来说，指导创新性实验的老师需要付出更多的时间与精力，因此学，校或实验室需要出台相关的政策鼓励教师积极参与此类项目。

3结语

物理创新性实验的开设对提高本科生的实践动手能力、提高本科生培养质量有重要的作用，目前，很多高校都在积极的探索中。创新性实验的内容设计、开展形式和评价方式等方面都需要结合具体情况进行合理的安排。因此各个学校的成功经验都值得研究和借鉴，最终形成适合本校特点的开展模式。

参考文献:

［1］梁文耀，陈武喝．基于创新能力培养的自主性实验教学改革探讨［J］．实验室研究与探索，20xx，(8):289－291，296．

［2］丁红胜，董军军，吴平．综合性设计性实验的教学思路探讨［J］．大学物理，20xx，26(5):44－47．

［3］漆建军，肖化．基于现代教育理论的综合性设计性大学物理实验［J］．实验室研究与探索，20xx，27(9):99－101，104．

［4］徐晶，王国余．大学物理实验分层次教学与创新能力的培养［J］．大学物理实验，20xx(2):94－96．

［5］孙维民，赵丽军，赵褰，等．开设研究性与创新性实验提高学生创新能力［J］．实验室研究与探索，20xx(7):124－126．

［6］张锐波，沈剑峰，杜金潮．大学物理实验创新教学［J］．实验室研究与探索，20xx，29(1):80－82，163．

［7］张凤琴，林晓珑，王逍．创新人才培养下的大学物理实验教学改革研究［J］．大学物理，20xx(3):36－39．

［8］马靖，陆培民．大学物理实验开放式教学模式探讨［J］．大学物理实验，20xx(4):102－104．

［9］姚列明，霍中生，祖小涛，等．将科研项目引入大学物理实验的尝试［J］．实验技术与管理，20xx，26(6):12－14．

［10］於黄忠．大学物理创新性实验的设计及实施［J］．实验科学与技术，20xx，11(2):70－71．

［11］张雄，王黎智．物理实验设计与研究［M］．北京:科学出版社，20xx．

［12］沈元华．设计性研究性物理实验教程［M］．上海:复旦大学出版社，20xx．