研究型大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺建設(shè)的實(shí)踐與探索

程金閣

摘 要：本文主要對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)進(jìn)行了介紹和說明。這個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)核心是為了更好的完成教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)任務(wù)，不斷深化課程體系改革，進(jìn)一步優(yōu)化和整合各項(xiàng)教育資源。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；研究型大學(xué)；創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)平臺

中圖分類號：G482文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：2095-9214（2016）01-0058-01

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺和教學(xué)體系模式已經(jīng)過時(shí)了，不再適應(yīng)新型社會(huì)的需要。很多高校都開始重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的建設(shè)，以及物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和模式的完善，對傳統(tǒng)的模式進(jìn)行深入的改革，努力培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

一、構(gòu)建設(shè)計(jì)性、研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺

現(xiàn)代社會(huì)飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平也不斷進(jìn)步，各種新型技術(shù)如雨后春筍版出現(xiàn)，對于化學(xué)、生物科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的研究越來越深入，從分子尺度走入了原子尺度，而近代物理科學(xué)的研究成果也不斷成為現(xiàn)在物理實(shí)驗(yàn)的手段和方法，比如對相對論理論以及量子力學(xué)的應(yīng)用，產(chǎn)生了現(xiàn)代光譜技術(shù)、CT成像技術(shù)等等。所以，新時(shí)代和新的環(huán)境給物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置提出了新的要求。國內(nèi)的一些高校都通過開展以設(shè)計(jì)性、研究型物理實(shí)驗(yàn)課題的方式來實(shí)現(xiàn)相關(guān)的設(shè)計(jì)性與研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索和實(shí)踐的內(nèi)容要求，并在開展的過程中獲得了比較良好的反饋。比如南京大學(xué)開展的近代物理研究型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這些高校開展的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都會(huì)隨著時(shí)代的不斷發(fā)展和科技的進(jìn)步進(jìn)行變更和完善。

學(xué)校在近幾年的時(shí)間里開設(shè)了相關(guān)的設(shè)計(jì)和綜合性實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力都有很大的幫助，學(xué)生們通過這些實(shí)驗(yàn)逐漸提高了自身分析問題以及解決問題的能力。但是，在這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐過程中，依然存在著一些不可避免的問題：

（1）因?yàn)檎嫉?、資金以及設(shè)備等各種因素的影響，使得設(shè)計(jì)性、研究型實(shí)驗(yàn)平臺容量較小，不能夠滿足大多數(shù)學(xué)生們對于物理實(shí)驗(yàn)研究的興趣和探索，沒能解決學(xué)生們對于探索性、挑戰(zhàn)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究的需求。

（2）研究型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的建設(shè)具有專門化屬性，相比于傳統(tǒng)教學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)要求，設(shè)計(jì)性、研究型實(shí)驗(yàn)并不能完全符合這些要求和目標(biāo)。

（3）因?yàn)榇笮突瘜?shí)驗(yàn)設(shè)備的需要，學(xué)校對于設(shè)計(jì)性、研究型實(shí)驗(yàn)的支持需要投入大量的資金，這就會(huì)壓縮學(xué)校其他方面的資金投入。

通過對上述問題的分析和思考，并對現(xiàn)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行分析，我們可以找到一些解決這些問題的方法。大多數(shù)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)環(huán)境都是單一的一部分，不具備設(shè)計(jì)性、研究型的特點(diǎn)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)都是單一進(jìn)行的，只是服務(wù)單個(gè)物理實(shí)驗(yàn)或者物理現(xiàn)象。但是如果將這些進(jìn)行原理和過程的分解，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這些分解后的部分就是在具體科研中都會(huì)用到的實(shí)驗(yàn)原理和基礎(chǔ)技術(shù)，我們可以將這些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的過程和內(nèi)容進(jìn)行組合，讓他們成為不同的系統(tǒng)，同時(shí)對一些設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，或者添加一些新的設(shè)備，以此來構(gòu)建樣品制備—處理—分析材料物理實(shí)驗(yàn)平臺、現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)平臺和核探測與核技術(shù)平臺這3個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，學(xué)生們可以通過這些平臺來進(jìn)行設(shè)計(jì)性、研究型的綜合實(shí)驗(yàn)。教師也可以通過這些平臺，從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分開始，向同學(xué)們展示不同實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)分析的結(jié)果，不斷深入實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中逐步分化出自己喜歡的方向進(jìn)行更加深入的研究。

二、實(shí)驗(yàn)平臺的運(yùn)行

（1）對實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行初步的熟悉，確定自己的課題。首先，通過教師的引導(dǎo)和幫助，學(xué)生分8周完成上面的實(shí)驗(yàn)，然后開始進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的過程。然后，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中對于實(shí)驗(yàn)的深入了解以及自己的興趣所在，選擇自己熱愛以及擅長的方向定為自己的課題。在實(shí)驗(yàn)開始的時(shí)候，教師可以先向?qū)W生們介紹和展示一些以前的課題，讓學(xué)生們有一個(gè)感性的認(rèn)識，在學(xué)生進(jìn)行課題的選定過程中給予適當(dāng)?shù)膸椭椭笇?dǎo)。

（2）在選定課題之后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的預(yù)約和登記。學(xué)生們在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，因?yàn)樗械?級實(shí)驗(yàn)需要在12個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)總數(shù)大概為30個(gè)，所以有可能會(huì)發(fā)生某個(gè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)集中而別的實(shí)驗(yàn)室空閑的情況。為了避免這些情況的出現(xiàn)，就要做好學(xué)生實(shí)驗(yàn)的預(yù)約登記工作，對實(shí)驗(yàn)室的人數(shù)進(jìn)行控制，最好是在額定人數(shù)的120%以下。實(shí)驗(yàn)室管理教師統(tǒng)一安排和管理，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室使用方案的研究和改善。

（3）創(chuàng)新研究，深入分析。學(xué)生在不斷改進(jìn)和完善實(shí)驗(yàn)方案后就到相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。很多的學(xué)生對于課題的準(zhǔn)備比較充分，通過自己完成的多個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來分析數(shù)據(jù)。一些學(xué)生聯(lián)合其他科系的實(shí)驗(yàn)室一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和合作，還有學(xué)生到其他兄弟院校進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和請教。對于那些在實(shí)驗(yàn)中心受限的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)教師核查并同意的基礎(chǔ)上，可以到校分析中心進(jìn)行測試和分析。

（4）通過答辯以及舉行比賽的形式提高學(xué)生的表達(dá)能力和思維能力。學(xué)生通過上述的實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)踐之后，得到了相關(guān)課題的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，通過后續(xù)的分析以及參考文獻(xiàn)的查閱，得到相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這些結(jié)果可以作為學(xué)生們進(jìn)行答辯的依據(jù)和內(nèi)容，并推選出比較優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)和學(xué)生，并同其他學(xué)生以及老師進(jìn)行交流探討，提高實(shí)驗(yàn)論文的質(zhì)量。

三、加強(qiáng)教師隊(duì)伍的建設(shè)

學(xué)校開設(shè)設(shè)計(jì)性、研究型實(shí)驗(yàn)，對于老師的素質(zhì)要求也很高，需要老師具有一定的科研能力以及實(shí)驗(yàn)的技能。對于這些綜合性實(shí)驗(yàn)，要求老師具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識體系，能夠?yàn)閷W(xué)生答疑解惑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

總的來說，社會(huì)不斷發(fā)展和進(jìn)步，我們的教育理念也需要根據(jù)時(shí)代的發(fā)展不斷改變，深化教育改革，探索新型教育體系，努力提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。

（作者單位：河北省滄州市滄州師范學(xué)院）

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