普通本科院校近代物理實驗教學探討

張志國 辛敏 趙書濤 吳言寧

摘要：近代物理實驗是為物理類專業(yè)學生開設的一門必修實驗課，對于培養(yǎng)學生的動手能力及創(chuàng)新能力具有重要的意義。為了進一步提高實驗教學效果，我們對實驗內容、項目的設置進行了優(yōu)化，進一步完善實驗教材，多方面提高教師的實驗教學技能，改革實驗考核制度，以提高學生的綜合能力。

關鍵詞：近代物理實驗；實驗內容；教學技能

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）18-0279-02

一、引言

近代物理實驗是以普通物理實驗為基礎為高等院校物理類專業(yè)學生所開設的一門必修實驗課程，是一門起點相對較高、內容相對較廣、技術性及綜合性相對較強的實驗課程，所涉及的知識面包括物理、化學、電子、機械、計算機等多個學科及相互交叉的領域。為了適應我國現(xiàn)代社會的發(fā)展需要，更有效地培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神及分析動手能力的綜合性人才，有必要對傳統(tǒng)的近代物理實驗教學內容、教學方法及考核方式進行適當?shù)馗母铩；谄渌咝＝锢韺嶒灲虒W改革的經(jīng)驗[1-8]，結合普通本科院校的實際情況我們對近代物理實驗的教學進行了新的思考和探索。在改革中，結合不同學生的基礎及特點我們對實驗內容及項目的設置進行了優(yōu)化，進一步完善了教學資料，采用靈活多變的教學方式，并對實驗考核的方式進行了改進。通過近代物理實驗的學習，培養(yǎng)學生正確的實驗習慣及嚴謹?shù)目茖W素養(yǎng)，使學生獲得一定的技術方法和分析解決問題的創(chuàng)新能力。

二、優(yōu)化實驗內容及項目設置，完善實驗教材

近代物理實驗涉及的知識面和技術面相當廣泛，幾乎可以涵蓋物理學科各個分支的基本內容及與之相關的實驗技術，相應的實驗項目可多達幾十甚至上百個[4]。實驗項目的設置直接影響到教學質量的高低，關系到大學生科學素質、動手能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，因此實驗項目的設置就要進行適當?shù)姆诸惡腿∩?。參考國內外高校的改革?jīng)驗，根據(jù)學校的現(xiàn)有條件及普通本科學生的實際情況，我們將近代物理實驗設置成必做實驗和選做實驗兩部分。必做實驗主要包括一些在物理學發(fā)展過程中具有代表性和應用性的基本實驗，如光電效應、塞曼效應等實驗，這些實驗要求學生必須認真閱讀實驗教材，充分預習，掌握基本的實驗原理、儀器的正確操作方法。另外，必做實驗中既要包含一些可以獨立操作的實驗項目，還要包含一些合作完成的實驗項目，這樣既可以培養(yǎng)學生獨立操作完成實驗的能力，還能培養(yǎng)學生之間的協(xié)作能力。必做實驗主要為一些基礎性實驗，每個學生必須完成，以培養(yǎng)學生的基本實驗技能及數(shù)據(jù)處理技能。選做實驗的要求則更高一些，主要為一些綜合性實驗以及與前沿科學和高新技術相關的實驗項目。由于學生的興趣和能力不同，每個學生可以根據(jù)自己的實際情況選擇比較適合自己的實驗項目。對于能力較弱的學生可以選擇一些難度偏低的實驗項目，而對于能力較強的學生可以根據(jù)自己的興趣選擇一些難度較大的實驗項目，充分發(fā)揮并展示自己的動手能力，這樣有利于激發(fā)學生學習的主動性與創(chuàng)造性，提高學生的綜合素質，也有利于教師從中選擇一部分優(yōu)秀學生參加各種實驗技能競賽。實驗項目的設置不能一成不變，每年要根據(jù)實際情況進行適當?shù)恼{整。

訂購的實驗教材往往和實際的實驗儀器及操作方法不一致。我們實驗教師根據(jù)實際情況編寫了一套與實際實驗項目相匹配的教材，保證了實驗課程的教與學可以順利進行[1]。根據(jù)每個實驗具體的特點，我們將實驗的注意事項及實驗步驟的關鍵操作制作成標簽粘貼在儀器旁邊，這樣可以起到及時提醒的作用，避免學生因錯誤操作而損壞實驗儀器。

三、多方面提高實驗教學技能

實驗教學的目的是提高學生理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生動手、創(chuàng)新、獨立及協(xié)作解決實際問題的能力。近代物理實驗的綜合性和技術性相對較高，涉及的知識面也相對較廣，這就為學生提供了很好的學習和鍛煉機會。作為一名合格的實驗教師，首先要具有深厚的理論基礎和較強的實驗操作能力。由于每年的實驗項目可能會有所調整，相應的實驗教學方式也要做出適當?shù)恼{整，這就需要實驗教師要不斷學習，補充更多的知識，以滿足不同的實驗需求。另外，隨著社會的發(fā)展，每一屆學生的理論基礎及動手能力都有所不同，這就需要教師要深入了解學生的具體情況，根據(jù)普通院校學生的具體情況采用靈活多變的教學方法來滿足不同學生的需求。

實驗課之前，首先要求學生必須進行充分的預習，這是實驗能否順利完成的基礎。對于必做實驗部分，實驗所采用的技術方法及實驗過程的重難點要進行適當?shù)刂v解和提示，對實驗的設計思想上可以進行詳細介紹，以培養(yǎng)學生對物理現(xiàn)象的觀察分析及創(chuàng)新能力。在實驗操作過程中必須嚴格要求，實驗數(shù)據(jù)的記錄要認真仔細，以培養(yǎng)學生正確的實驗素養(yǎng)。對于選做實驗部分，可以根據(jù)不同的學生采用更加靈活多變的教學方法。對于基礎稍差的學生，實驗前要進行適當?shù)臏贤ǎ私馑麄兊谋∪醐h(huán)節(jié)，實驗的講解過程要盡量詳細，必要時可進行適當?shù)难菔?，讓他們充分融入實驗過程中去，培養(yǎng)他們對實驗的興趣。對于基礎較好的學生，其所選擇的實驗一般為探索性或開放性實驗項目，實驗難度相對較大，對他們的要求也相對較高。對于這類實驗項目可以適當?shù)膶栴}“扔給”學生，讓學生自己去發(fā)現(xiàn)并解決，慢慢培養(yǎng)他們獨立解決問題的能力，這種獨立解決問題的能力在科研工作中至關重要。

實驗教學結束之后，教師還應該進行適當?shù)慕虒W反思，并進行教學研討，對學生的實驗效果進行分析，反思實驗的設置是否合理，教學過程中有哪些不足，有哪些可以改進的地方。通過教學反思可以進一步提高教師的教學技能，多方面提高實驗教學的效果。

四、改革實驗考核制度

實驗的考核是實驗教學的一個重要環(huán)節(jié)，是檢驗實驗教學效果及學生實驗操作技能的重要手段。通過實驗考核可以增強學生對近代物理實驗的重視程度，培養(yǎng)學生進行實驗訓練的自律性，同時也為完善教學技能、挑選優(yōu)秀的學生提供了重要參考依據(jù)[8]。我們將實驗的綜合成績分成三部分：平時成績（50）%、期終筆試成績（20%）及期終實驗操作成績（30%）。（1）平時成績。主要由出勤、預習報告、實驗操作技能及數(shù)據(jù)、實驗報告等組成。出勤及預習報告占20%，實驗操作技能占40%，數(shù)據(jù)及實驗報告占40%。（2）期終筆試成績。考試內容主要包括實驗基本理論、誤差基礎理論、數(shù)據(jù)處理、實驗操作方法等，考察了學生對近代物理實驗的理解掌握程度。（3）期終實驗操作成績。學生通過抽簽決定進行操作的實驗項目。先讓學生進行實驗操作，然后進行提問，考核學生對實驗的掌握程度。對于實驗結果可以公開發(fā)表或參加省級以上競賽并獲得獎項的學生可在總分的基礎上再加5—10分，但總分數(shù)不能超過100分，以此來激勵學生開展實驗的積極主動性，激發(fā)學生的創(chuàng)新能力。這種多元化考核制度更全面地考察了學生的實驗操作技能和基本理論功底，促使學生更加全面地掌握科學研究方法，以培養(yǎng)學生積極主動地去分析并解決問題的能力。

五、結語

作為一所普通本科院校，在近代物理實驗教學中我們努力做到推陳出新、與時俱進。在教學改革中，我們結合不同學生的基礎及自身特點對實驗教材、實驗內容及考核方式等進行了更新優(yōu)化，新的教學方式更加靈活多樣化。新時代下，我們應該更加努力并不斷完善自己的知識體系和教學方法，從多方面提高自身的能力，為現(xiàn)代社會培養(yǎng)出更加優(yōu)秀、具有創(chuàng)新能力的人才。

參考文獻：

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