近代物理實驗教學改革淺談

趙永林

【摘 要】從近代物理實驗的實際出發(fā)，結合南通大學近代物理實驗教學改革中發(fā)現(xiàn)問題，本文提出五點教學改革建議，在實際教學中已經(jīng)應用，大大提高了學生的學習興趣和積極性。

【關鍵詞】近代物理實驗；探究；開放實驗

中圖分類號： G642；O4-4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）35-0112-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.046

Talking about Reform in Teaching of Modern Physics Experiments

ZHAO Yong-lin

（School of Science Nantong University， Jiangsu Nantong 226019， China）

【Abstract】Based on the reality of modern physics experiment and the problems found in the reform of modern physics experiment teaching in Nantong University， this paper puts forward five suggestions of teaching reform， which have been applied in practical teaching， greatly improving students interest and enthusiasm in learning.

【Key words】Modern Physics Experiments； Exploring； Open Experiments

近代物理實驗是高等院校物理學專業(yè)和物理師范專業(yè)繼普通物理實驗和電子學實驗之后一門綜合性較強的實驗課程，該課程主要的內(nèi)容幾乎集合了整個物理學發(fā)展史上的重大成就，人們曾把它稱之為“里程碑”式實驗。實驗內(nèi)容涉及光學、磁共振技術、微波技術、原子物理、固體物理、功能材料和新能源等學科領域。其目的是鼓勵學生的創(chuàng)新意識，注重培養(yǎng)學生在實驗物理方面的能力，如選題、設計及組建實驗系統(tǒng)，使學生從實驗技術型向?qū)嶒炑芯啃头较蜣D變。近年來，隨著我國高校教育改革的不斷深入，各個高校也在進行著不同程度的教育和教學改革[1]，如精簡專業(yè)、縮減教學課時，近代物理實驗課程在教學課時上也受到了很大的影響，與初始的實驗目標相去甚遠。另外，隨著實驗設備和實驗技術的發(fā)展，近代物理實驗的實驗項目很多轉為大學物理實驗的實驗項目，如：南通大學在大學物理實驗中開設的邁克爾孫干涉儀實驗、密立根油滴實驗、弗蘭克-赫茲實驗、光電效應實驗、塞曼效應實驗等，傳統(tǒng)的近代物理實驗內(nèi)容越來越少，完成教學大綱所要求的實驗課時都比較困難，這就促使近代物理實驗需要新的實驗內(nèi)容和實驗項目。王合英等提出的以“自由實驗、樂學創(chuàng)新”[2]為主旨的近代物理實驗教學組織和實施方法，只適用于雙一流和“985”等重點高校，普通的高校很難實現(xiàn)。因此，近代物理實驗的教學改革要立足于實際，結合本校開設該課程的專業(yè)進行改革，尋找適合自己的正確的改革之路。作為新興的普通綜合性高校，在當今經(jīng)費不足的情況下，怎樣利用有限的設備，根據(jù)新的人才培養(yǎng)方案的要求培養(yǎng)出高質(zhì)量的應用型人才， 成為改革實驗教學的重要課題。 近代物理實驗內(nèi)容涉及新概念、新思想、新技術和新的實驗方法，該課程在培養(yǎng)學生能力方面具有獨特優(yōu)勢，如何在物理師范專業(yè)充分發(fā)揮它的作用，是我們正在研究的問題。 幾年來， 我們在教學改革中不懈努力，在教學內(nèi)容、教學方法、教學手段、教學模式及評價方式等方面進行了一些有益的探索和實踐，這對培養(yǎng)學生的科學研究、科學創(chuàng)新和實踐教學能力起到了明顯的促進作用。

1 與時俱進，調(diào)整實驗內(nèi)容

我校原來的近代物理實驗項目一半的內(nèi)容與相對論效應相關，這部分實驗要用到放射源，而放射源的使用和管理需要經(jīng)過公安部門和環(huán)保部門的許可和監(jiān)督，每年需要有資質(zhì)的機構進行檢測，工作人員要定期的培訓，這使得實驗的管理成本增加許多，還存在著放射性物質(zhì)的安全隱患。為了避免這些問題，學校在經(jīng)費緊張的情況下，支持我們調(diào)整實驗內(nèi)容。如何選擇新的實驗內(nèi)容和實驗項目呢？通過討論和調(diào)研，我們選擇了巨磁阻效應、鐵磁共振、電子自旋共振、太陽能電池和熱輻射五個實驗內(nèi)容，與這五個實驗內(nèi)容相關的應用在現(xiàn)代社會中很常見，緊密結合時代，在實際教學中受到學生的一致好評。

2 結合專業(yè)，改進教學方式

近代物理實驗主要面向物理師范專業(yè)的學生，該專業(yè)的畢業(yè)生絕大部分要從事中學物理教育或小學的科學素質(zhì)教育，教育者的科學素質(zhì)和素養(yǎng)對受教育的影響至關重要。針對專業(yè)特點，在實驗教學過程中，我們改變傳統(tǒng)的教師主講和示范，采用學生分組主講不同的實驗，探究性地完成實驗內(nèi)容，鼓勵學生開展創(chuàng)新型實驗，拓展實驗內(nèi)容。在實驗中，學生的主動性明顯增強，在實驗的準備過程中，各小組的同學分工明確，通過查找資料和相互討論，完成實驗準備和主講內(nèi)容，既培養(yǎng)了學生的團結協(xié)作精神和文獻檢索能力，又鍛煉了學生的講課水平。

3 鼓勵探究，進行開放實驗

在實行分組主講實驗之后，小組學生之間的討論，組與組之間的聯(lián)合與競爭，促進了學生對實驗內(nèi)容的深入理解，學生對原來實驗內(nèi)容和實驗方法提出了不同的意見。在此情況下，我們適時地進行開放實驗，讓學生利用現(xiàn)有的實驗設備，去檢驗自己提出的實驗內(nèi)容和實驗方法，在實驗中發(fā)現(xiàn)問題，用科學的語言提出問題，最終解決問題。

4 拓展知識，打破專業(yè)界限

結合物理師范專業(yè)的特點，學生需要了解當代物理學領域的研究內(nèi)容、研究進展和實際應用。針對這種情況，我們提出當代物理學講座、跨專業(yè)選實驗和參加教師的研究課題相結合的方式。當代物理學講座邀請學院的教授和博士就當前物理學的學科前沿做三次專題講座；跨專業(yè)選實驗采用學生自愿的原則，可以在學院的其他專業(yè)的實驗中選擇兩個自己感興趣的實驗作為近代物理實驗；參加教師的研究課題有一個延續(xù)性問題，個別學生在低年級參加了教師的課題組，一直到第七個學期作為的課題重要參與者，根據(jù)課題主持人的評價，充當兩個近代物理實驗。這種方式打破了傳統(tǒng)的專業(yè)界限，拓展了師范類學生的知識范圍，提高了畢業(yè)生的綜合素質(zhì)，受到學生和中小學的一致好評。

5 提高興趣，改變考核方式

在近代物理實驗教學中，考核方式對學生的影響很大，大部分學生采取考前突擊的方式，考試結束后，再提到相關的內(nèi)容，通常是一問三不知。為了改變這種情況，我們在考核方式上進行了大的改變，由原來的“實驗預習15%+實驗操作15%+實驗報告20%+考試50%”改變?yōu)椤皩嶒烆A習20%+實驗操作30%+實驗報告20%+小論文30%”，其中的小論文內(nèi)容限定為近代物理實驗內(nèi)容在現(xiàn)代科學技術發(fā)展中的應用和突破，具體包括：摘要、正文和參考文獻。采用新的考核方式后，學生的主觀能動性明顯提高，對實驗的熱情和興趣與之前相比，不可同日而語。

綜上所述，近代物理實驗作為物理師范專業(yè)在大學階段的最后一個實驗，在專業(yè)教育中起著舉足輕重的作用，本著“一切為了學生”原則，在近十年的教學中，我們逐步探索，多次修正，形成了以上五點內(nèi)容，希望廣大同仁提出寶貴意見。總之，教學改革必須以“促進教學，提高學生素質(zhì)”為目的，目標明確，改革必然成功。

【參考文獻】

[1]國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）.

[2]王合英，孫文博，陳宜保，張留碗.自由實驗、樂學創(chuàng)新的近代物理實驗教學[J].物理實驗，2017，2（2）33-37.