從單元法教學(xué)到專(zhuān)題法教學(xué)——淺談軍?！督锢韺?shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)改革

康冬麗,賈紅輝,張學(xué)驁

(國(guó)防科技大學(xué)理學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410073)

從單元法教學(xué)到專(zhuān)題法教學(xué)
——淺談軍校《近代物理實(shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)改革

康冬麗,賈紅輝,張學(xué)驁

(國(guó)防科技大學(xué)理學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410073)

提出了一套軍?！督锢韺?shí)驗(yàn)課程》的教學(xué)改革方案,其基本思想是:針對(duì)合訓(xùn)類(lèi)學(xué)員的基礎(chǔ)和培養(yǎng)特點(diǎn),突出軍校特色,在不太偏離新的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱前提下,以專(zhuān)題教學(xué)形式重新“包裝”近代物理實(shí)驗(yàn)課程,使得其更加系統(tǒng)化,同時(shí)增加軍事領(lǐng)域中研究較為廣泛的實(shí)驗(yàn)技術(shù)內(nèi)容,在確?！叭浴被A(chǔ)上,增添近代物理實(shí)驗(yàn)的趣味性和前沿性。

近代物理實(shí)驗(yàn),專(zhuān)題教學(xué)法,三性,教學(xué)改革

目前,大多數(shù)近代物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)基本上都已經(jīng)從單個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法過(guò)渡到單元法教學(xué)。單元法教學(xué)[1]是針對(duì)“近代物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)的系統(tǒng)性、整體性與課堂教學(xué)的分散性”提出的一種新的教學(xué)方法,它根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成若干知識(shí)塊,將結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、自成系統(tǒng)且研究方法較類(lèi)似的教材構(gòu)成一個(gè)小教學(xué)單元。這是一種能抓住橫向(學(xué)生的認(rèn)識(shí)過(guò)程)、縱向(這一小單元的邏輯發(fā)展)兩條線(xiàn)索進(jìn)行教學(xué),使學(xué)生通過(guò)整體—部分—整體的學(xué)習(xí),有機(jī)地掌握相關(guān)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系、熟練掌握知識(shí)的教學(xué)方法。該教學(xué)方法自從上個(gè)世紀(jì)80年代后期提出至今,對(duì)近代物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)發(fā)揮了很大的促進(jìn)作用,然而,由于單元教學(xué)法對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程的拓展空間較小,一定程度上無(wú)法滿(mǎn)足近代物理實(shí)驗(yàn)課程對(duì)“三性”的要求。因此,探索近代物理實(shí)驗(yàn)課程中新的教學(xué)方法[2-3],顯得尤其重要。

1 專(zhuān)題法教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

專(zhuān)題設(shè)置的基本指導(dǎo)思想:針對(duì)合訓(xùn)類(lèi)學(xué)生的基礎(chǔ)和培養(yǎng)特點(diǎn),突出軍校特色,在不太偏離新的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱前提下,以專(zhuān)題教學(xué)形式重新“包裝”使得系統(tǒng)化,同時(shí)適當(dāng)增加軍事領(lǐng)域較為廣泛的實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究,在確?！叭浴被A(chǔ)上,增添近代物理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)性、趣味性和前沿性。具體設(shè)置有近代物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的“經(jīng)典重現(xiàn)”專(zhuān)題,以軍事課題牽引的“微波雷達(dá)”和“軍用光電系統(tǒng)設(shè)計(jì)”專(zhuān)題,以現(xiàn)代先進(jìn)光學(xué)表征技術(shù)為牽引的“成像光學(xué)”專(zhuān)題,以及以前沿課題為牽引的“納米物理”專(zhuān)題等。

1.1 “經(jīng)典重現(xiàn)”專(zhuān)題——追尋諾貝爾物理學(xué)家的實(shí)驗(yàn)

該專(zhuān)題實(shí)驗(yàn)是近代物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),可結(jié)合實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,開(kāi)展以下一系列的諾貝爾物理學(xué)家著名的實(shí)驗(yàn),不僅能讓學(xué)生了解相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理,還能理解諾貝爾物理學(xué)家當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想,拓展相應(yīng)的知識(shí)背景?？砷_(kāi)設(shè):X射線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用(6位諾貝爾物理學(xué)家)、塞曼效應(yīng)(1902年)、無(wú)線(xiàn)電傳輸(1909年)、黑體輻射定律(1911年)、量子理論黑體輻射(1918年)、光電效應(yīng)(1921年)、弗蘭克和赫茲實(shí)驗(yàn)(1925年)和拉曼散射(1930年)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

1.2 微波雷達(dá)專(zhuān)題

該專(zhuān)題是軍事?tīng)恳龑?zhuān)題,以雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)和雷達(dá)突防為兩個(gè)方向,了解近代物理在軍事應(yīng)用中的實(shí)驗(yàn)實(shí)例,安排一系列的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,能使得學(xué)生在培養(yǎng)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)興趣的同時(shí),注重了微波物理特性的提高。開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有:基于微波參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的微波特性與微波測(cè)量實(shí)驗(yàn);微波的目標(biāo)探測(cè);微波突防方法驗(yàn)證:減少直角反射外形隱身、低反射率吸波材料的測(cè)試等。

1.3 軍用光電系統(tǒng)設(shè)計(jì)專(zhuān)題

該專(zhuān)題是軍事?tīng)恳龑?zhuān)題,分為非相干檢測(cè)和相干檢測(cè)兩個(gè)方面。其中,非相干檢測(cè)部分以光電系統(tǒng)的基本構(gòu)成出發(fā),安排了輻射源特性實(shí)驗(yàn);信號(hào)調(diào)制技術(shù)(幅度、頻率和相位調(diào)制等);濾光片的設(shè)計(jì)、制備與測(cè)量實(shí)驗(yàn);傳輸媒介(大氣、光纖和水)的光譜特性分析;探測(cè)器參數(shù)設(shè)計(jì)(時(shí)間響應(yīng)和光譜響應(yīng))等。相干檢測(cè)方面設(shè)置激光器特性實(shí)驗(yàn);開(kāi)設(shè)激光竊聽(tīng)和激光測(cè)速等激光器應(yīng)用的相干探測(cè)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。

1.4 成像“光學(xué)”專(zhuān)題

該專(zhuān)題是以先進(jìn)成像測(cè)量表征技術(shù)為牽引,通過(guò)光學(xué)成像更好地理解光波的振幅、位相和頻率基本參數(shù)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置記錄振幅成像的可見(jiàn)光和紅外熱像儀;設(shè)置記錄光波位相的全息成像實(shí)驗(yàn);設(shè)置電子掃描成像實(shí)驗(yàn)單元內(nèi)容,為認(rèn)識(shí)微觀世界,理解由于光學(xué)衍射的影響而導(dǎo)致的傳統(tǒng)光學(xué)成像分辨率受到限制的基本物理規(guī)律。

1.5 納米物理專(zhuān)題

該專(zhuān)題以前沿課題為牽引,以“納米發(fā)電”、“納米計(jì)算”、“納米隱身”、“納米激光器”為背景知識(shí),專(zhuān)題設(shè)置包括納米材料的制備;納米材料的表征(XRD、微觀觀察、紅外光譜、拉曼光譜和熒光光譜)等分析;材料與物理內(nèi)在關(guān)系和規(guī)律等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

除此之外,還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和各學(xué)校的科研方向,開(kāi)設(shè)系列實(shí)驗(yàn)課程。如設(shè)置量子信息專(zhuān)題——量子計(jì)算和量子通信、光計(jì)算與信息光學(xué)專(zhuān)題等等。

2 專(zhuān)題法教學(xué)實(shí)施與考核

2.1 專(zhuān)題法教學(xué)實(shí)施

專(zhuān)題法教學(xué)對(duì)參與課堂教學(xué)的老師提出了很高的要求,最好由教學(xué)與相關(guān)科研相結(jié)合的教師承擔(dān)教學(xué)。課堂教學(xué)過(guò)程中,教師首先需要把整個(gè)專(zhuān)題的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)介紹清楚,同時(shí)介紹專(zhuān)題中可能用到的實(shí)驗(yàn)儀器的基本技術(shù)參數(shù)和操作方法;然后,學(xué)生通過(guò)自學(xué)、同學(xué)交流、與老師討論的形式對(duì)整個(gè)專(zhuān)題進(jìn)行內(nèi)容的設(shè)計(jì);最后,由學(xué)生獨(dú)立完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

2.2 專(zhuān)題法教學(xué)考核

專(zhuān)題法教學(xué)考核較為靈活,考核宗旨圍繞“三性”教學(xué)進(jìn)行彈性考核。從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹涡院蛯?shí)驗(yàn)系統(tǒng)的創(chuàng)新性等方面給予考核評(píng)價(jià),鼓勵(lì)學(xué)生在國(guó)內(nèi)期刊上發(fā)表論文,鼓勵(lì)學(xué)生基于近代物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)參加“創(chuàng)新杯”、“挑戰(zhàn)杯”的競(jìng)賽活動(dòng)。

3 結(jié) 論

近代物理實(shí)驗(yàn)是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)學(xué)科,它以物理學(xué)發(fā)展歷史上最有代表性、并對(duì)物理學(xué)發(fā)展起著重要作用的著名實(shí)驗(yàn),以及在實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法上具有顯著時(shí)代性的實(shí)驗(yàn)為教學(xué)內(nèi)容,具有綜合性、設(shè)計(jì)性和自主性等特點(diǎn)。為適應(yīng)時(shí)代的需要、滿(mǎn)足軍隊(duì)對(duì)創(chuàng)新人才的需求,提出了一套從單元教學(xué)法到專(zhuān)題教學(xué)法的軍校近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革方案:以專(zhuān)題教學(xué)形式將其重新“包裝”,使得其更加系統(tǒng)化,同時(shí)增加軍事領(lǐng)域較為廣泛的實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究,在確?！叭浴被A(chǔ)上,增添近代物理實(shí)驗(yàn)的趣味性和前沿性。從而能使近代物理實(shí)驗(yàn)課堂成為學(xué)生進(jìn)行綜合訓(xùn)練和能力培養(yǎng)的地方,使得近代物理實(shí)驗(yàn)室成為創(chuàng)造性教學(xué)的場(chǎng)所,成為創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)基地。

[1]郭長(zhǎng)勝.淺談數(shù)學(xué)教學(xué)中的單元教學(xué)法[J].中國(guó)校外教育:下旬,2008,(4):79.

[2]崔虹云.近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].綏化學(xué)院學(xué)報(bào),2008,28(4):167-168.

[3]侯娟,殷保祥,黃旭初,等.近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新性人才培養(yǎng)[J].兵團(tuán)教育學(xué)院學(xué)報(bào),2008,18(3):71-72.

From Unit Teaching Approach tOTopic Teaching Approach——Briefly Discussion of Teaching Reformation in Model Physics Experiment Course of Military Academy

KANG Dong-li,J IA Hong-hui,ZHANG Xue-ao
(National University of Defense Technology,Changsha 410073)

There are high requests of model physics experiment course at present on the three properties“innovations,designability and autonomy”.As the usual unit teaching approach has not much expanding space tOthe experiment contents and experimental implementation,it restricts the embodiment of the three properties at certain extent.In this paper,a new reform program of modem physics experiment teaching course is put forward,its basic thought is:in view of joint training students’basic and training features,it highlights the military academy characteristic and under the premise of non deviating from model physics experiment course teaching program syllabus,re-parks model physics experiment course in the form of topic teaching approach and thus makes the course more systematized,and increases experimental technical contents which are researched in military field extensive.Being sure of the basic of the three properties,it increases the interesting and frontiers of the model physics experiment.

model physics experiment;topic teaching approach;three properties;teaching reform

G642

A

1007-2934(2010)06-0104-02

2010-06-22