近代物理實驗教學改革若干思考

鄭 凱

（集美大學 理學院，福建 廈門 361021）

近代物理實驗教學改革若干思考

鄭 凱

（集美大學 理學院，福建 廈門 361021）

“近代物理實驗”是整個物理實驗教學的重要組成部分，對學生加強專業(yè)知識的學習以及培養(yǎng)學生的綜合實驗?zāi)芰涂蒲心芰Φ确矫姘l(fā)揮著重要作用。針對我?！敖锢韺嶒灐钡慕虒W實踐中存在的問題，文章從教學內(nèi)容、手段等方面提出改革思路和方案。

近代物理實驗；教學內(nèi)容；教學手段

引言

“近代物理實驗”是繼“普通物理實驗”之后開設(shè)的一門物理系學生的必修基礎(chǔ)實驗課程，是整個物理實驗教學的重要組成部分，對進一步充實和活躍學生的物理思想，引導學生了解實驗物理在物理概念的產(chǎn)生、形成和發(fā)展過程中的重要作用［1］。我校于2002年起開設(shè)“近代物理實驗”課程，文章針對教學實踐過程中存在的問題，就教學內(nèi)容、手段和條件等方面提出一些個人看法，旨在探索“近代物理實驗”教學新思路，提高實驗教學水平。

一、“近代物理實驗”教學中遇到的問題

（一）教學內(nèi)容安排不完善

“近代物理實驗”所包含的實驗內(nèi)容涉及到物理學發(fā)展的各個領(lǐng)域，具有較強的專業(yè)性，要求學生在實驗前就應(yīng)具備一定的相關(guān)基礎(chǔ)知識?！敖锢韺嶒灐敝兴_設(shè)的實驗屬于物理專業(yè)基礎(chǔ)課的經(jīng)典實驗，通過“近代物理實驗”課程的學習，學生可以加深對專業(yè)基礎(chǔ)課知識的理解，同時提高實驗操作能力［2］。

但是，現(xiàn)階段“近代物理實驗”兩學期所開的實驗與該學期所開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)理論課程不能很好地相對應(yīng)，出現(xiàn)理論課程相對于某些實驗項目內(nèi)容滯后的現(xiàn)象，導致實驗與理論課教學在一定程度上脫離，其結(jié)果是學生在沒有相應(yīng)學科基礎(chǔ)知識的情況下，進行該學科的實驗，學生無法深入理解實驗中所包含的物理學原理，只能簡單機械地完成實驗步驟，獲得實驗結(jié)果。

（二）教學手段單一，教學深度有限

近代物理實驗所開設(shè)的實驗均為基礎(chǔ)物理學科中較為經(jīng)典的實驗，甚至是獲得諾貝爾物理學獎的著名實驗，涉及到較深的物理知識，這就對任課教師提出了較高的要求。任課教師不但要有實驗指導能力，還應(yīng)具備實驗相關(guān)的物理學知識，能向?qū)W生解釋清楚實驗原理，使學生在實驗動手能力和物理思想上都有所收獲。

然而，目前“近代物理實驗”教學存在兩方面問題：一方面，目前我?！敖锢韺嶒灐泵课蝗握n教師必須同時指導兩項不同實驗，直接導致教師對實驗原理和實驗內(nèi)容的講授時間有限，只能簡單地向?qū)W生說明實驗的目的和步驟。另一方面，部分任課教師對實驗的講解側(cè)重于實驗步驟和實驗儀器的操作，這與“近代物理實驗”開設(shè)的初衷相背離，無法提高學生對物理學知識的認識。

（三）教學條件有限

現(xiàn)階段我?！敖锢韺嶒灐敝饕植荚谛１静康奈濉⒘g實驗室中，由于經(jīng)費不足，實驗器材有限，每項實驗的循環(huán)次數(shù)較多，大量增加了教師的工作量。以光學圖像識別系列實驗為例，實驗室共有兩套設(shè)備，每次可容納四名學生進行實驗，14級應(yīng)用物理學專業(yè)學生共有88人，光學圖像識別系列實驗的循環(huán)次數(shù)就是22次，循環(huán)量較大。

二、“近代物理實驗”改革措施

如何減少和避免“近代物理實驗”教學中存在的上述問題，進一步提高教學效果？作者認為可以從以下幾個方面對該門課程的實驗教學進行改革。

（一）合理安排實驗項目

為了讓“近代物理實驗”和專業(yè)基礎(chǔ)理論課能較好地相互銜接配合，首先要清楚各學期的專業(yè)基礎(chǔ)課分布以及與各基礎(chǔ)課相關(guān)的近代物理實驗項目。以14級應(yīng)用物理學專業(yè)學生的課程設(shè)置為例，將各專業(yè)基礎(chǔ)理論課及其相關(guān)實驗項目列于表1中。

從表1中可以看出，“近代物理實驗”所涉及的基礎(chǔ)知識大部分集中在大學三年級的課程中?！敖锢韺嶒灐钡膶嶒灠才艖?yīng)盡量與本學期的專業(yè)基礎(chǔ)課程相匹配。為了使近代物理實驗與相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)理論課程相互統(tǒng)一，相互促進，使學生在掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識的情況下進行實驗，對實驗的原理和意義能有深層次理解，作者將近代物理實驗項目的安排做了重新調(diào)整，調(diào)整方案列于表2中。

表1 近代物理實驗項目與專業(yè)基礎(chǔ)課程對應(yīng)列表

（二）提高教師教學水平，加強相關(guān)專業(yè)知識講授“近代物理實驗”對實驗任課教師的要求比“普通物理實驗”高，實驗任課教師除了具備熟練的實驗操控能力外，對實驗所涉及的學科背景知識也要有深入的了解，為了能使實驗任課教師具備豐富的學科背景知識，實驗任課教師應(yīng)提高自身的專業(yè)水平，并與專業(yè)基礎(chǔ)課任課教師多進行相互交流，這是提高近代物理實驗教學水平的重要前提。筆者認為提高實驗教學水平可從兩方面入手：

1.讓理論課任課教師參與到近代物理實驗的教學中，任課教師將近代物理實驗作為專業(yè)基礎(chǔ)理論課在實驗方面的延伸，讓實驗與專業(yè)基礎(chǔ)知識緊密聯(lián)系。

2.在理論課的任課教師由于客觀原因不能直接參與實驗教學的情況下，實驗教師應(yīng)對實驗所涉及的理論課進行聽課，使實驗教師在該方向的理論知識得到補充，增強實驗教師的教學水平。

在提高教學水平的同時，實驗學時安排的規(guī)范化也很重要?，F(xiàn)階段“近代物理實驗”中每個實驗的學時數(shù)是3學時，為了避免學生草率完成實驗過早“閑置”，同時也避免單純的“講解+演示+實驗”的教學模式，筆者認為任課教師在實驗教學過程中對實驗原理介紹時間應(yīng)為0.5學時，對實驗步驟及儀器的演示時間應(yīng)為0.5學時，學生動手實驗時間應(yīng)為1.5學時，師生討論總結(jié)時間應(yīng)為0.5學時。這樣在充分利用實驗課時的前提下，既提供給學生充足的實驗時間，也保證了任課教師對實驗內(nèi)容、原理、背景的解釋時間，同時鼓勵學生大膽提問，勇于探究。

（三）改善實驗條件，加強師資力量

對于“近代物理實驗”的教學環(huán)境，學校應(yīng)當適當增加實驗設(shè)備臺套數(shù)，減少實驗循環(huán)次數(shù)，降低任課教師工作量。在實驗教學過程中，教師應(yīng)引進多媒體教學方式，改進教學手段，增加實驗原理和內(nèi)容描述的生動性，吸引學生對物理學科的興趣。同時，學校應(yīng)適當增加近代物理實驗的任課教師數(shù)量。實驗任課教師的增加，能一定程度上緩解現(xiàn)任實驗教師同一時間身兼兩項實驗教學的尷尬局面，給教師以充裕的時間進行實驗原理和知識的講解。

（四）完善教學管理平臺，增設(shè)開放式選修性實驗

現(xiàn)階段對近代物理實驗已實行學生自主選課的新型教學管理模式，但選課流程有其局限性，學生面對的實驗都屬于“必修性實驗”，只能選擇各實驗時間，無法對實驗的內(nèi)容進行選擇。實際操作中出現(xiàn)部分學生因選課系統(tǒng)擁擠而無法正常選課，教師無法對選課學生的實驗報告進行有效收集等問題，還需進一步完善。

我?！敖锢韺嶒灐币鸭{入了物理實驗中心的“物理實驗教學輔助系統(tǒng)”中，未來的發(fā)展目標是要建設(shè)成為開放式的近代物理實驗教學平臺。筆者認為下階段學校應(yīng)該在資金允許的前提下，增設(shè)一些“選修性實驗”，使得學生在完成必修性實驗的同時能依據(jù)自身對專業(yè)基礎(chǔ)知識的掌握情況自主選擇選修性實驗項目進行進一步的實驗訓練，在實驗項目的選擇上做到“必修+選修”的選擇模式，達到開放式教學的目的。

三、結(jié)束語

文章從我?！敖锢韺嶒灐蹦壳按嬖诘膶嶋H問題出發(fā)，在學?，F(xiàn)有的資源下，從實驗項目的安排、實驗教學學時的分配、教師教學水平提高、實驗條件和實驗管理等方面對該課程的教學改革提出一些個人的建議，對該課程的發(fā)展有一定的促進作用。我校物理實驗中心是福建省第一批“基礎(chǔ)實驗教學示范中心”，“近代物理實驗”已納入實驗中心管理系統(tǒng)中，相信該門課程一定能建設(shè)成具有較高水平的基礎(chǔ)物理實驗課程。

［1］唐振方.近代物理實驗課程建設(shè)與教學改革［J］.中山大學學報論叢，2002，22（1）：26-29.

［2］劉向陽.近代物理實驗教學改革研究［J］.實驗科學與技術(shù)，2009，7（4）：65-68.

"Modern physics experiment"is an important part of the physics experiment teaching.It plays an important role in strengthening the learning of professional knowledge and training students' comprehensive experimental and research ability.In view of the problems existing in the teaching practice of"modern physics experiment"in our school，this paper puts forward the reform ideas and solutions from the teaching content，means and so on.

modern physics experiment；teaching content；teaching means

G642

A

2096-000X（2016）20-0147-02

鄭凱（1980-），男，漢族，福建福州人，集美大學講師。