1我院实验室改革情况
2010年，我院基础实验室完成了标准化建设。实验室构建了“基础型、综合提高型、设计研究型”的分层次实验教学体系。建立了以学员为主体的实验教学模式，推进以自主式、合作式、研究式为主的实验方式。扩充了一批具有科学性和实用性的设备,调整了三性实验比例,使综合设计性实验占到总实验数的60%以上。在实验形式上，必做和选做结合，开放实验室，学员可以根据兴趣选择实验项目和时间。引入现代教育技术手段辅助课堂实验教学，提升了教学效果和效率。利用网络教学系统平台，促进了学员自主学习能力的提高，为学员知识技能积累向能力生成转化奠定了基础。通过几年的实践，我们发现学员的知识获取能力、动手操作能力、信息素养都得到不同的程度提升。
2实验教学中反馈出的问题
2.1层次化教学体系仅突出了实验内容的层次性，却忽视了学员个体的差异性
层次化划分过程中，只是对实验项目进行了划分，即分为基础性、综合性和设计研究性三个层次，这种层次化教学注重了学员学习实验知识的循序渐进性，有利于学员实验知识、实验技能的逐步提高。但往往忽视了学员在课堂学习中的学习差异性，每位施教者对下列情形可能都有相同的感受：同样的实验要求、同样的实验条件，有的学员提前半小时甚至更多时间完成，有部分学员按时完成，更有部分学员完成不了……究其原因，就是没有注重课堂内容的层次化划分，也就是说，传统层次化划分仅仅注重了实验知识体系的纵向划分，却忽视了其横向划分。这是不利于学员实验能力的发挥与提升的，更不利于学员创新能力的培养与提高。
2.2实验内容缺乏系统的规划，不利于学员创新思维的养成
大学物理实验每个实验内容独立，实验与实验间关联性差。学员通过课堂上教员的讲解指导,参照教材一般可以独立完成实验内容获得实验结果。但对实验中蕴含的实验思想、测量方法的掌握以及对数据的分析处理往往表现得不太令人满意。这是由于目前的大学物理实验课程的教学模式只注重了单一实验的完成及实验结果的正确与否，忽视了对实验中遇到的方法、技术、技能等内容的系统归纳。这样，学员对单一实验的分析思维得到了训练，但综合思维能力没有得到有效的培养，这样的后果就表现在设计性实验阶段的基本设计能力普遍较差。
2.3成套设备的使用阻碍了学员动手能力的培养
引入的实验设备是外形美观、便于存放保管的成套设备，这些设备结构的整体封闭性、功能的固定性、实验的程式性很大程度上阻碍了学生实践能力的培养。因为这些设备的元器件和工作过程全封闭在一个金属外壳做成的暗箱之中，学员根本看不到仪器结构，不了解仪器原理和实验过程，只需要按动按钮就可操作，学员的动手机会少，失去了培养创新思维能力的机会[1]。
3教学改革策略
3.1改革传统实验教学方式，系统性的引入实验思想方法教学
实验思想方法是指进行科学研究、工程测量的基础方法，比如:比较法、放大法、模拟法、补偿法和变量控制法等等，这些方法不仅是物理实验的基本方法，也是其他学科进行科学研究、工程测量和技术改造更新的基本方法[2]。所以，教员要清醒地认识到实验教学中的科学方法教育比知识本身更重，物理实验教学的重点要放在引导学员在深入细致地做好每个实验的基础上，系统引入物理实验的设计思想、方法仪器的选择以及实验技巧等方面，使隐性的思想方法显性化。这样学员完成实验就不会仅停留在简单的操作和数据测量层面上，而是自觉地去挖掘每一实验内在的思想方法。基础性实验教学阶段在引导学员在深入细致地完成单个实验项目并获得结果的基础上，突出了实验方法的教学与归纳，实验知识、方法、技术、技能等方面的系统化，注重思维的养成和实验能力的培养。如：直接测量工具应用了比较法；仪器仪表应用了转换法；微小量的测量应用了放大法等。综合性实验教学阶段将一般的实验内容以设计性的思路讲解，将实验的设计思想、实验方法、仪器选择和实验数据的处理分析方法作为讲授的重点，授学员以实验方法和实验仪器，而不是具体的实验内容。如：控制变量法原理的介绍，有利于培养学员的分析思维；转换法妙用的揭示，有利于培养学员的灵活思维。设计性实验教学阶段要还课堂给学员，实行开放式、个性化的教学。学员根据兴趣选择实验项目，教员利用“任务”和“问题”引导学员查阅资料，将理论知识与已掌握的研究方法和实验技巧联系起来，从而正确设计实验原理和实验方法，选择实验仪器，排除出现的故障，完成实验并进一步应用创新。如：在“共振法测杨氏模量”的设计性实验中采用外延法测量测试棒的基频，学员提出如何对测量数据有效拟合，悬丝的材质，悬挂点的数目，悬挂点位置的选取对测量精度会造成多少影响等问题。
3.2正确对待学员实验能力的差异性，实施课堂实验内容层次化
课堂上，不难发现每名学员都有自己独特的知识经验、学习能力和学习方式，当然也就不可避免表现出了他们实验能力的不同以及实验效率的高低。因此，在课堂上如果仅仅依照教学要点为他们安排相同的教学内容，那显然会使实验能力较强的那部分学员的实验能力得到压抑，所以，要根据不同实验的特点设置不同层次的实验任务，激发学员的积极性，促进创新能力的有效发展。综合性实验项目的实验内容以基本实验任务和提高性实验任务两个层次进行划分。这样设置的目的，是在课堂上采用任务驱动式教学，对于学有余力的学员，在完成基本实验任务后，必将尝试完成提高性实验任务，这是激励学员进一步学习的有效手段。以“直流电桥测电阻”实验为例,基本任务设置了“使用单臂电桥测定中高值电阻阻值”和“使用双臂电桥测定低值电阻阻值”两部分,提高性任务设置了“研究用直接比较法测电阻”。到设计性实验阶段，学员已具备了一定的实验知识与技能，除了课堂内的任务驱动，还要拓展辅助课程，将课内教学向外延伸至课外，所以，设计性实验阶段，又在提高性任务的基础上进一步增加了拓展性任务。通过这些任务的布置，学员能够根据自己的实验能力及兴趣进行自主选择，学会科学的学习方法和研究方法，培养学以致用的能力，使学习由被动转为主动。以“光谱研究”实验为例，基本任务和提高性任务设置为“利用光栅衍射观察明线光谱”和“利用光栅衍射观察带状光谱”，拓展性任务增加了“利用三棱镜衍射观测光谱，设计光路图和测量方法”这部分需要学员查阅相关资料才能完成的内容。
3.3挖掘现有实验仪器中的教学潜力，提高仪器的利用效率
我院现有的实验仪器的配备，基本上能够完成课程标准中绝大部分实验的要求，但提高性任务和拓展性任务的开展情况没有得到全部解决，究其原因，主要是因为实验仪器的集成度高、封闭性强。但是，提高性和拓展性实验活动并不要求把原有的仪器设备废除。原先配备的绝大多数仪器设备，是能够适用提高性实验教学的，关键是要充分挖掘原有实验仪器的教学功能，改变只以验证知识和训练技能为目标的实验内容[3]。课堂上，鼓励学员对某些实验的装置或操作方案加以改进，使现象更直观，效果更好。在“铁磁材料居里点的测量”实验中，学员普遍反应交流电桥调平困难，实验现象不明显。几个学员为了解决这个问题，自主查阅资料，分析原因，通过改进电路找到了解决办法。课堂外，利用实验室废旧的实验仪器进行拆卸和组合，在教员的指导下，让学员作一些研制与开发，这样既充分利用了学校的废旧资源，又为学生从事科技开发提供了条件，培养了学生的创新意识与创新能力。还要以科研课题的立项和科技创新大赛为契机，有计划地组织教员带领学员开展创新项目的研究。“改进激光多普勒效应测微振动实验方法的研究”就是基于实验中获得的光拍波形不理想这一实际问题，由教员带领学员研究完成改进的。
4实践取得的效果
实施以上提出的策略和方法,对学员的学习和发展产生了积极作用。学员在实验中遇到问题时，能够积极思考、积极讨论、主动探究,并能提出多种解决方案和设想，创新精神和创新意识有明显提高。依托物理实验教学培养创新能力是一项复杂的系统工程，虽然我们目前已经取得了一定成果，但今后我们将继续努力，在实践中不断扩大物理实验的教学改革成果，尽力为学员营造创新氛围，让学员在自主学习中学会创新，增强创新意识和创新能力，为培养创造型人才奠定良好的基础。
作者：周丽 姜丹 单位：海军大连舰艇学院
