關(guān)于加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)、促進(jìn)科學(xué)研究的幾點(diǎn)思考

朱小萍

（淮南聯(lián)合大學(xué)教務(wù)處，安徽淮南 232038）

關(guān)于加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)、促進(jìn)科學(xué)研究的幾點(diǎn)思考

朱小萍

（淮南聯(lián)合大學(xué)教務(wù)處，安徽淮南 232038）

分析物理實(shí)驗(yàn)與科學(xué)研究的關(guān)系，并就目前高校物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀，結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，從物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)教師素質(zhì)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)發(fā)展等方面闡述如何加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)、促進(jìn)科學(xué)研究。

物理實(shí)驗(yàn)；科學(xué)研究；思考

我國(guó)高等教育科研體制改革文件中提出：高校擔(dān)負(fù)著為國(guó)家發(fā)展科學(xué)文化和培養(yǎng)高級(jí)專門人才的重大任務(wù)，擔(dān)負(fù)著基礎(chǔ)應(yīng)用和研究的重要任務(wù)，這就規(guī)定了高等學(xué)校的重要任務(wù)之一是開展科學(xué)研究。高等院校開展科研活動(dòng)，不僅能取得技術(shù)領(lǐng)先的科研成果，而且對(duì)提高高校學(xué)術(shù)水平起著決定性的作用，更能為國(guó)家為社會(huì)培養(yǎng)出所需的高級(jí)專業(yè)人才。隨著社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，科學(xué)研究已廣泛滲透到經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)方面。

物理實(shí)驗(yàn)作為高校教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，在科學(xué)研究中有著特殊的意義和價(jià)值，在高?？蒲泻徒虒W(xué)中具有不可代替的重要地位。物理教學(xué)中物理實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、理論驗(yàn)證的重要途徑；是客觀世界自然規(guī)律的再重現(xiàn)、是對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的體驗(yàn)認(rèn)識(shí)、提升理解。通過物理實(shí)驗(yàn)，不僅能讓學(xué)生受到技能訓(xùn)練，而且能提高學(xué)生觀察、分析、解決問題的能力，以及學(xué)生的創(chuàng)新能力，為大力開展科學(xué)研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。所以物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)緊跟科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不斷進(jìn)行創(chuàng)新改革，本文就目前高校物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀，結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，從物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)教師素質(zhì)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)發(fā)展等方面闡述了加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)科學(xué)研究的幾點(diǎn)思考。

1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分為力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和近代物理實(shí)驗(yàn)等幾個(gè)部分，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_。在實(shí)驗(yàn)前，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理、目的和要求，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的大膽新穎，方案的各具特色，完成的途徑多種多樣。學(xué)生完成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)的鞏固消化，是對(duì)學(xué)生各方面綜合能力的檢驗(yàn)，也是對(duì)學(xué)生科學(xué)思維、科研素質(zhì)的訓(xùn)練。

2、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備方面

物理實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備涉及到物理實(shí)驗(yàn)的原理、要求、步驟等，是對(duì)課堂理論知識(shí)的再學(xué)習(xí)、再構(gòu)造過程。例如光學(xué)中測(cè)液體折射的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的儀器選擇、儀器調(diào)試、樣品采集、樣品處理、儀器安裝等準(zhǔn)備工作，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的認(rèn)識(shí)、理解以及掌握變得更全面、更深刻。學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備過程是對(duì)物理學(xué)習(xí)的補(bǔ)充、延伸及拓展，是對(duì)實(shí)踐能力、動(dòng)手能力以及科研能力的訓(xùn)練和提升，因此學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是必需的也是重要的。

3、實(shí)驗(yàn)過程方面

目前，高校物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)安排方式基本是：任課教師先進(jìn)行理論課教學(xué)，理論教學(xué)結(jié)束后通知實(shí)驗(yàn)教師準(zhǔn)備相應(yīng)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教師給學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課。實(shí)驗(yàn)課上，實(shí)驗(yàn)教師講清實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容、原理和要求后，學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，分組實(shí)驗(yàn)則由學(xué)生自己操作完成，教師只負(fù)責(zé)解答學(xué)生實(shí)驗(yàn)中提出的問題。以上這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酱嬖谥T多缺點(diǎn)和弊端，如：學(xué)生缺乏思考所做實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)單一，缺乏多樣化；對(duì)實(shí)驗(yàn)思考題缺少深層次的思考，討論不深刻，不全面等等。因而高校物理實(shí)驗(yàn)在實(shí)施過程中要更新觀念，轉(zhuǎn)變角色，在實(shí)驗(yàn)過程中倡導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備，尤其是實(shí)驗(yàn)的過程環(huán)節(jié)，改變實(shí)驗(yàn)教師的主導(dǎo)教學(xué)角色，學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)。教學(xué)中，學(xué)生獨(dú)立操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教師只負(fù)責(zé)講清實(shí)驗(yàn)涉及的主要原理、目的，引導(dǎo)學(xué)生積極思考實(shí)驗(yàn)中的各種問題，充分發(fā)揮學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新意識(shí)、積極開拓科學(xué)思維模式，只有這樣才能避免實(shí)驗(yàn)只是流于形式、過程效率低的狀況，這種幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，以學(xué)生為本，變被動(dòng)為主動(dòng)的實(shí)驗(yàn)過程實(shí)際是科學(xué)研究的預(yù)備過程。

4、實(shí)驗(yàn)教師要求方面

高等院校物理實(shí)驗(yàn)教師既要有全面的理論知識(shí)，又要有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力，教師除了要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)，熟練掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)備的性能原理，進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)外，還要對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問題進(jìn)行專門的研究，聯(lián)系實(shí)際提出新的創(chuàng)意，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。例如，光學(xué)中的麥克爾孫干涉儀測(cè)激光波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，老師的走動(dòng)、學(xué)生的講話聲音都會(huì)對(duì)干涉條紋產(chǎn)生一定影響，學(xué)生在數(shù)干涉條紋時(shí)，由于眼睛不眨地盯住每個(gè)條紋，使得眼睛感覺十分疲勞，因此有學(xué)生提出能否改進(jìn)一下實(shí)驗(yàn)，增加一計(jì)數(shù)器。我校實(shí)驗(yàn)教師針對(duì)這一想法進(jìn)行了研究，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了反復(fù)改造、試驗(yàn)，現(xiàn)在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)設(shè)備使實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)精度有了明顯提高，避免了操作中的眼睛疲勞，取得了很好的教學(xué)效果。再如電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)中的磁場(chǎng)輻射問題，目前學(xué)校物理教師正試圖研究能否測(cè)出實(shí)驗(yàn)室中電磁輻射的能量大小，進(jìn)而來探討空間電磁波的能量，以及對(duì)人身體健康的影響。

物理實(shí)驗(yàn)教師必須站在科學(xué)的前沿，學(xué)習(xí)最新科學(xué)知識(shí)，更新豐富自己的知識(shí)，如將現(xiàn)在液晶技術(shù)、航天科技、光纖技術(shù)等知識(shí)結(jié)合到實(shí)驗(yàn)中，只有這樣才能建立新的思想和觀點(diǎn)，提高教師的科研學(xué)術(shù)水平，保證教師教學(xué)游刃有余，繪聲繪色，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的科技興趣、創(chuàng)新熱情，保證教師教學(xué)工作與科研工作的一致性。

5、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)發(fā)展方面

作為實(shí)驗(yàn)教師，如果他的教學(xué)內(nèi)容僅限于自己目前的狀況，滿足于對(duì)現(xiàn)有知識(shí)充分挖掘利用，這樣是很難有較大較快的進(jìn)步。當(dāng)今隨著科學(xué)技術(shù)呈爆炸式的發(fā)展，科學(xué)知識(shí)日新月異，高等院校應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)人員配備、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)上加強(qiáng)建設(shè)，保證使實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃建設(shè)、使用效率、使用范圍達(dá)到最佳效果，這關(guān)系到學(xué)校資源的有效使用，學(xué)校的綜合科技教學(xué)實(shí)力，關(guān)系到為國(guó)家、社會(huì)培養(yǎng)復(fù)合型、科技型高級(jí)專業(yè)人才，因此，高等院校應(yīng)對(duì)新知識(shí)更為關(guān)注，大力引進(jìn)使用新技術(shù)、新設(shè)備，有目的、有計(jì)劃、按步驟地開展對(duì)外學(xué)術(shù)交流和進(jìn)修學(xué)習(xí)，只有這樣高校實(shí)驗(yàn)室才能保持其先進(jìn)性、科學(xué)性、新穎性及實(shí)用性，才能為科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。例如：物理模擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。物理實(shí)驗(yàn)由于其概念的抽象性、復(fù)雜性和目前客觀技術(shù)條件的限制等，無法用實(shí)驗(yàn)儀器逼真地演示其物理過程、原理和現(xiàn)象，造成一些實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行。今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展、日臻成熟，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的模擬已被證明是一種很好的實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充手段。計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)通過聲音、圖像、動(dòng)畫構(gòu)建“三位一體”系統(tǒng)，成為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助。所以高等院校實(shí)驗(yàn)室要加強(qiáng)這方面的建設(shè)，保持實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)性，從而為培養(yǎng)科技人才提供良好的條件和氛圍。

綜上所述，在新時(shí)代的大背景下，科學(xué)發(fā)展對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的要求越來越高，高校必須重視物理實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)變觀念，以學(xué)生為中心，不斷充實(shí)、完善、創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍建設(shè)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生具有初步的科學(xué)研究能力。當(dāng)然，加強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)科學(xué)研究是一項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)工程，任重而道遠(yuǎn)，需要大家的共同探索和努力，希望本文能夠在重視物理實(shí)驗(yàn)促進(jìn)科學(xué)研究方面起到拋磚引玉的作用。

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G920.4

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1009-9530（2012）04-0127-02

2012-05-05

朱小萍（1965-），女，淮南聯(lián)合大學(xué)副教授，工學(xué)碩士。