實驗室作為誘導創造力和培養實踐能力的主要場所，自形成之日起，其基本功能－－－實驗教學則伴隨著高等教育演變的幾經變革，其教育價值不斷地得到提升、開發和完善；而其社會功能－－－科學研究則在與科技、經濟和社會發展的相互促進、協同發展的互動機制中，尤其是在科技人才培養中發揮著日益重要的作用?；仡櫄v史，為我們謀劃高水平實驗室的建設和包括物理實驗教學在內的課程與教學改革，為已跨入的21世紀科技、信息、文化、經濟和社會發展對創新人才培養所提出的挑戰無疑是有所啟迪的。
1 物理實驗室的發展
物理學是一門實驗科學，物理學的發展和學習物理離不開科學研究和實驗教學，而科學研究和實驗教學則離不開實驗室。對現代人而言，實驗室的教育價值和社會功能是不言而喻的。而縱觀歷史，將其教育價值和功社會能不斷的進行開發、完善和提升卻經歷了一個漫長的過程。
1.1 實驗室教育價值的變遷
實驗室形成距今已有400多年的歷史，其教育價值的變遷主要經歷了以下幾個階段：
（1）實驗室教育價值的萌芽期。早在十六、十七世紀，伴隨著自然科學的形成和發展，實驗室已成為人們獲取物理學新知識的主要場所。如胡克（Robert Hook ,1635~1703年）建立了皇家學會實驗室并在其中完成了許多著名的研究；玻意耳（ Robert Boyle,1627~1691年）關于氣體彈性的研究就是在他自己的私人實驗室里完成的[1].
到了17世紀末，包括物理學在內的自然科學課程先后進入了歐洲各主要國家的大學課堂，如：英國牛津大學、劍橋大學設立了物理學教授職位[2].然而，直到19世紀20年代物理實驗室仍局限于作研究之用，并未起到教育價值的作用[3].這期間，捷克教育家夸美紐斯（johann Amos Comen-ius,1592~1671年）則強烈呼吁應通過/觀察和實驗教授物理學0[4].18世紀末，氧的發現者普利斯特列（Joseph Priestley,1733~1804年）強調，人們/特別是他們應當在年輕時開始研究理論和實踐，由此可以把許多以往的發現真正的變成他們自己的東西；因為這樣，這些發現將對他們更有價值得多0[5]這些觀點深刻地揭示了實驗室在知識的傳承和創新中的地位和功能，對于提高人們對實驗室的教育價值起到了積極的促進作用。
（2）實驗室教育價值初顯倪端期。到了19世紀30年代，歐洲的一些大學里相繼出現了私人物理實驗室，開始以師徒式的授課方式進行物理實驗訓練。如：德國柏林大學的H.G.馬格努斯（Henry Gustavus Magnus ,1802~1870年）開了將熱衷于實驗研究活動的學生引入實驗室接受指導訓練的先河。隨后，英國格拉斯格大學教授開爾文勛爵（Lord Kelvin,1824~1903年）將一座廢棄的酒窖改造成為實驗室，由起初邀請學生到這里協助他工作，到后來學生主動來這里在教師的言傳身教下進行創造性研究的實驗指導，學生的實驗熱忱和興趣由于他自己的實驗工作內容、熱情和與學生保持著密切的交往而被極大地激發出來，使這個簡陋的實驗室存在長達25年之久。當時類似于以上兩所大學這樣的師徒式的物理訓練是典型的個別傳授制。這反映了當時社會經濟、自然科學等的不發達。同時由于科學實驗活動的社會化程度比較低，并沒有向大學提出大的教育規模，所以當時理工科學生的數量比較少，師徒式的物理訓練可以滿足高等教育和當時社會發展的需求。此時，實驗室的教育價值已有所體現，它不僅成為/獲取新知識0的場所，同時還能發揮學生的主動性和積極性進行/新知識的實驗研究0,成為培養創新人才的/搖籃0.如：在實驗室接受過訓練的學生中就有后來成為科學家的亥姆霍茲（Hermanvon Helmholtz,1821~1894年）和丁鐸爾（John Tyndall ,1820~1893年）；同時也培育了不少優秀的實驗技術人才。
（3）實驗室教育價值凸出顯現期。19世紀后葉，隨著歐美資本主義國家工業化革命的興起，對科學技術人才產生了巨大的需求。這種需求一方面促使歐美等各國的教育規模急劇擴大，學生人數激增；另一方面師徒式實驗室及實驗教育已難以滿足巨大的學生人數培養的要求。麻省理工學院就是為了適應這種需要而創辦的新型學校，在首任院長、物理學教授羅杰斯（William BartonRogers,1804~1882年）強烈倡導對大班級開設正規的實驗課程的思想下，于1870年由從哈佛大學聘請來主持物理系工作的愛德華#查爾斯#皮克林（ Ed2ward Charles Pickering）創辦了世界上最早的物理實驗室，并編寫了一本實驗教科書（在世界教育史上，這本書是最早出版和最有影響的學生物理實驗指導書），開創了大面積開設物理實驗課程的教學模式，使實驗課程成為學生為得到學位而必修的一門有計劃的、系統的課程。從而由高等教育班級集體實驗教學制取代了師徒式的私人實驗室個別物理實驗訓練。這是物理實驗室及實驗教學史上的一次重大變革和進步，標志著現代實驗教學制度的確立。它不僅體現了資本主義國家工業化革命的興起對實驗室及實驗教學的客觀要求，同時也是19世紀后期科學實驗活動規模不斷擴大、社會化程度不斷提高在實驗教學上的反映。不久就被美國的一些大學相繼效仿，同時也促成了歐洲許多大學物理實驗教學的變革。由此可見，實驗室的教育價值已凸出顯現，已起到了大面積傳授知識和接受知識的作用。
（4）實驗室教育價值和發展能力并重期。到了20世紀中葉，尤其是第二次世界大戰以來，科學技術的迅猛發展對傳統的高等教育人才培養模式提出了挑戰，向高等教育提出了由單純的傳授知識向傳授知識和發展能力并重的轉變要求。實驗室由于其獨特的功能受到了人們的更多關注，在實驗教學方面麻省理工學院又創設了具有代表性的/設計性實驗0,其要點是：由學生自己或學生與教師商討選擇實驗題目，實驗方案的擬定、一起的配置、測量和操作，以致實驗中出現的故障的排除等皆由學生自己完成，教師只在必要時給予指點，實驗時數和最終要求也不作硬性規定，由學生根據自己的時間、能力和興趣來安排。從1964年開始，由密立根教學獎獲得者約翰#G金（John.G.King）教授等主持在150名一年級本科生中試行，效果良好。此后就規定了新生入學后前兩年必修12個學分的設計性實驗。兩年后，約翰#G金（John.G.King）撰文向外界介紹了經驗[7].60年代后期開始，國外許多大學開始了類似于麻省理工學院實驗室的教學改革。高等教育中實驗室旨在注重培養為學生提供足夠的條件，以便在實驗過程中充分發揮他們的主觀能動性，使學生置身于一種探索和創造性環境中，積極主動思考，受到類似于專業研究人員進行創造性研究時的那種訓練。到此，實驗室的教育價值已由單純大面積的知識教育向知識教育和發展能力并重，以培養既具有知識又具有探索精神和創新能力為宗旨。
（5）實驗室集知識教育、培養能力、提高素質為一體。進入20世紀80年代，世界各國的教育都面臨著新技術（信息技術）革命的挑戰，迎來了改革的機遇。1985年美國提出著名的5普及科學－－－美國2061計劃6,出現了STS（科學、技術、社會）式的教科書。英國學校課程也出現了以社會熱點為中心的教學大綱。從世界教育思潮的發展看，素質教育已成為一種新的教育觀念，是科技發展提出的新人才觀的折射。尤其是進入21世紀，現代化社會的發展促使高等教育深化改革，教育培養的目標向多元化等發展，以促進人的綜合素質和創新能力的提升。伴隨著教育培養目標的變化，實驗室已集傳授知識、培養能力、提高素質為一體。
2 我國實驗室的發展及現狀
我國實驗教育起步較晚。從20世紀20年代，顏任光在北京大學、胡剛復在南京高等師范學校開設物理實驗室并進行實驗教學到現在，也僅有不到100年的歷史。實驗室經歷了從小到大、從無到有的發展階段，而實驗教學也經歷了美國模式、蘇聯模式、改革模式及深化改革模式階段。
2.1 我國實驗室的發展
我國實驗室經歷了20世紀20年代到解放前從無到有、模仿探索階段；建國初期到文革前由小到大、曲折完善階段；文化大革命開始到文革結束間停止不前、滯留損失階段；1977到1994年恢復發展、初見成效階段；1995到2004年飛躍發展、改革模式階段（建立了以學科大類為定義對象而設置的實驗室－－－實驗教學中心）；2005到現在質的提高、深化改革階段。
2.2 實驗室教學改革
從1995年到現在，我國高校對于實驗教學的重視經歷了兩個階段，第一階段1995年開始到2002年收尾的由國家正式發文對高校的教學實驗室進行合格條件評估，使我國高校實驗教學建設發生了很大的變化，在實驗室的基本條件、實驗室規范化管理、規章制度的完善、對實驗教學的基本要求、實驗隊伍建設等各方面都有了一個全新的改觀[7],對我國高校實驗教學和實驗室的建設和發展來說，可以稱得上是第一個里程碑。第二階段2003年到2009年。進入21世紀以來，我國經濟進入了新的快速發展時期，因此對高級人才的培養也提出了更高的要求；同時，我國科研發展也提高了一大步，企業通過二十年來的發展，對于人才也提出了更新的要求。尤其在十七大后，提出要建設創新型國家，使得創新人才培養變得尤為緊要。這部分人才要求在動手能力、實踐能力和創新能力等方面又更高的要求標準。但高校人才的實踐動手能力卻處于薄弱的狀態，存在重書本、輕實驗等弊病，與社會對人才能力的實際需求有很大的距離，于是教育部高教司提出了建設國家級實驗教學示范中心，以滿足社會對創新人才的需求。
3 實驗室在創新人才培養中所面臨的問題
21世紀全球知識經濟迅猛發展，高科技和全球化創新人才的社會需求向高等教育提出了培養創新人才，進行科技創新及科研成果快速轉化的國際性競爭要求[8].而高校實驗室由于其獨特的作用，已成為知識創新和人才培養的最重要的基地，是真正和最終贏得國際競爭勝利的重要保證。
我國實驗室在建設模式、功能、培養目標和運行機制等與國外實驗室有許多相似之處，可實驗室的教育功能實驗教學在我國還屬于薄弱環節，不單單是經費投入不足，不被重視，還有實驗教學模式更有待于深化改革，從而形成本土化的創新模式，為創新人才培養的實驗教學和創新知識的獲取提供可靠的保障；再從新知識的獲取及創新人才培養的效果看，還有一定的距離，特別是基礎知識原創性的發現及發明，還有待于進一步發揮實驗室的作用。
4 縱觀物理實驗室的發展軌跡，展望實驗室的未來
（1）物理實驗室的根本目的在于探索未知世界，為人類的知識寶庫增加新的知識[9],物理實驗室的主要作用是實驗教學和從事科學研究。
實驗教學在于為培養和發展學生探索和創造新知識的潛在能力和素質提供平臺。300多年來，伴隨著物理實驗室教育價值的不斷提升、開發和完善，物理實驗教學也幾經變革，從早期的/師徒式0實驗教學，到皮克林推行班組集體實驗教學制，再到本世紀60年代以來世界各國實驗教學改革，都是以追求這一理念為理想。而已跨入21世紀的知識經濟時代，既提出了實現這種理想的迫切要求，也為之提出了前所未有的硬件設施保障。
實驗室同時提供了探索未知世界，為人類的知識寶庫增加新的知識的平臺?？v觀20世紀科學史上的最大發明及發現，尤其是物理、化學和生物學，大多數是在高校實驗室取得的。高水平實驗室是當今世界各國知識競爭的主要戰場，實驗室水平的高低直接體現一個國家財力、物力、才力的高低。培養學生探索精神和創新能力、是時代賦予實驗教學的艱巨任務；而探索新知識和獲取新知識是競爭賦予高水平實驗室更艱巨的任務。
（2）作為培養學生科學素養、實踐能力和獲取新知識的主要場所。物理實驗室的變遷和發展，不僅僅取決于物理學本身的變革，而且與科學技術、經濟文化和社會發展對人才培養素質要求的變化緊密相連。雖然不同時期的教育價值和功能各有其時代特點，但實質上都是著眼于提升人的科學素養以適應并推動科學技術、經濟文化和社會總體發展[10].鑒于此，在謀劃實驗室的教學模式、創新發展時，除了要對物理學自身的發展進行預測外，還應考慮科學技術、經濟文化和社會總體發展對人的科學素質的要求。
（3）社會的發展僅僅向教育提出變革的客觀要求和實現變革的基礎，而真正的變革還需要人們的教育觀念發生根本轉變來實現實驗室教育價值和功能的不斷開發和完善。溫家寶總理在看望我國科學泰斗、兩彈一星元勛時曾發表感慨/現在中國沒有完全發展起來，一個重要原因是沒有一所大學能按照培養科學技術發明創造人才的模式去辦學，沒有自己獨特的、創新的東西，這是一個很大的問題0.這個問題的關鍵就是一個觀念的更新問題。雖然近幾年來許多高校投入了大量財力、物力改善實驗條件，實驗室面貌煥然一新，然而，實驗室要充分發揮其作用，除了有先進的實驗設備、良好的實驗環境、健全的體制、完善的規章制度和運行機制[11],最重要的是建設一支高水平的實驗室師資隊伍，這本身還是一個觀念的轉變問題。需要花大量時間和精力進行輿論宣傳、說服教育、制定各種實質性的政策來實現觀念轉變，形成本土化的創新模式，為創新人才培養的實驗教學和創新知識的獲取，特別是基礎知識原創性的發現及發明，進一步發揮實驗室的作用提供可靠的保障；為教育改革和發展提供可靠保障。
