论文部分内容阅读
摘 要：结合地方高校自身特点，对如何在有限资源下有效地进行近代物理实验教学作了探讨，并给出了一些具体措施。
关键词：近代物理实验；有限资源；地方高校；开发和拓展
中图分类号：G642.1 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2012）-02-00-01
一、概述
物理实验在大学生科学素质培养中具有重要地位，而近代物理实验是物理学及相关本科专业，如材料物理等的必修内容，其对学生加深物理概念、规律的理解，活跃物理思想，掌握先进的实验方法和技能以及培养科研能力有着重要作用[1]。尤其在科学技术飞速发展的今天，对实现“培养适应社会发展需要的、基础扎实、具有实践能力和创新精神的应用型人才”这一目标，近代物理实验起着十分重要的作用。
近代物理实验有其自身的显著特点，主要体现在其仪器和普通物理实验相比：（一）结构复杂精密，操作要求细致入微，稍有不当便易损坏，但不便拆卸、组装和维修；（二）设备先进且更新换代较快，但价格普遍昂贵。上述特点对目前实验经费普遍有限的等地方性高校，就成为制约其近代物理实验课程发展的重要因素；（三）目前多数院校的近代物理实验仍沿用传统教学模式，即学生进行“预习→实验调试、测量→数据记录处理→完成实验报告”[2]。经调查发现，多数学生学习被动、效果不佳，对近代物理实验有畏惧感并丧失兴趣。其主要原因有三：1、学生在实验前鲜有机会接触仪器，授课时受仪器数量有限的影响，常是组内“一人实验、多人袖手”，操作能力没有得到应有训练；2、现行实验课程体系缺乏灵活性、综合性和超前性，缺乏研究性内容及个性化的教与学；3、传统实验教学模式是教师单向讲授和示范操作，学生按规矩、按步骤做实验，个性不能得到充分发展，没有充分时间自由思考，缺乏自主研究机制。
因此，在地方性高校实验经费不足的共同现状下，怎样充分利用学校现有资源，根据课程要求培养出跨世纪的高质量人才，就成为改革实验教学的重要课题，同时也是贯彻当前国务院关于《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》的精神，更新人才培养观念、创新教育教学方法，探索多种培养方式的具体举措。
对于物理学实验，教学仪器的取舍要根据学校的自身条件、发展方向以及社会对人才的需求而适时调整；教学内容也应根据教学仪器、教师的自身条件、学生的资质条件等因素适当调整。本着上述认识，借鉴其他高校改革的成功经验和思路，结合高校实际情况，笔者建议从教学内容和教学模式两个基本层面，对近代物理实验进行改革，其目的在于在资金短缺的情况下，最大限度地利用现有实验室资源，培养学生的创新能力和动手能力。
二、教学内容的开发和拓展
（一）利用现有实验仪器，开发新实验内容和项目。通过更换或增添周边部件及样品，进一步开发现有近代物理实验仪器，乃至部分普通物理实验仪器的功能，再辅以仿真实验，预计可有效解决近代物理实验中“人多设备少”的主要矛盾，以达到满意的教学效果。
（二）利用计算机技术，开发虚拟仿真实验。与高新技术相关的实验仪器设备极其昂贵，但了解其应用与测量过程又是学生将来工作必需的技能，可利用虚拟实验软件平台，自主开发相关实验的仿真系统。另外，近代物理实验仪器复杂精密，学生掌握其使用方法比较困难。而让学生多接触仪器又存在仪器损伤率高的客观情况，在此两难境地下，可让学生通过虚拟实验仪器来了解其构造、性能和使用方法。
三、新型教学模式的探索与实践
指导思想是：结合我校实际情况，通过对课程设置、实验要求及教学手段的改革，构建以基本知识，实验能力和科学人文素养为结构的近代物理实验教学新模式。具体思路如下：
（一）增设相关实验的专题技术讲座。借鉴国外高校“讲授实验”的做法，通过大量实物照片、最新技术的录像影片等，帮助学生加深理解和掌握近代物理各领域中的重要现象、概念和规律，使学生对实验相关知识及其在物理学发展中的作用和前景有所了解，以达到扩展视野、激发兴趣、启发创新思路的目的。
（二）实验项目分组模块化。改革每学期所有实验齐开轮做的传统方式，根据“领域相近、难易均衡、兼顾创新”的原则，将现有及新开发项目分类配组，同时尽力做到实验内容上与理论课（如量子力学、电动力学、固体物理等）教学相配合，每学期学生选择其中1组为必做。
（三）开设研究设计型实验，实施多层次教学。学生在完成规定实验内容的基础上，通过与教师的科研相结合，可选作设计性实验。要求学生在教师指导下动脑筋、想办法、查资料，提出实验项目或测量方法。这样既培养了学生的创新意识和科学思维方式以及掌握现代实验技术的能力，又可促使近代物理实验室由单一的教学单位逐步发展成为教学、科研的双重基地。
（四）改革成绩评分体系，增设创新分数奖励。为改变当前学生缺乏独立思考机会、动手能力弱的实验教学现状，建立深层次量化评分体系，对每个实验增设形式自由的“创新思考”部分，该部分可由教师提出问题学生回答，也可由学生自己思考提出或发现问题，最佳的是学生自主提问并自主解答。教师可据问题的创新程度打分，并择其优者列入实验开发改造项目，继续深入研究，同时给予学生相应的奖励。
上述思路的具体实施，相信会丰富和活跃学生的物理思想，培养他们严谨的科学作风，并使其获得一定的独立工作能力，从而真正实现课程的培养目标，并对目前地方性高校近代物理实验教学的尴尬现状有较大变革。
参考文献：
[1]朱湘柱.开发仪器实验功能,构建近代物理实验教学新模式[J].中国现代教育装备,2007,(9):70-72.
[2]高立模,黄培忠,周文远,刘建軍.调整改革近代物理实验的教学内容和模式[J].物理实验,1998,18(5):3-4,2.
关键词：近代物理实验；有限资源；地方高校；开发和拓展
中图分类号：G642.1 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2012）-02-00-01
一、概述
物理实验在大学生科学素质培养中具有重要地位，而近代物理实验是物理学及相关本科专业，如材料物理等的必修内容，其对学生加深物理概念、规律的理解，活跃物理思想，掌握先进的实验方法和技能以及培养科研能力有着重要作用[1]。尤其在科学技术飞速发展的今天，对实现“培养适应社会发展需要的、基础扎实、具有实践能力和创新精神的应用型人才”这一目标，近代物理实验起着十分重要的作用。
近代物理实验有其自身的显著特点，主要体现在其仪器和普通物理实验相比：（一）结构复杂精密，操作要求细致入微，稍有不当便易损坏，但不便拆卸、组装和维修；（二）设备先进且更新换代较快，但价格普遍昂贵。上述特点对目前实验经费普遍有限的等地方性高校，就成为制约其近代物理实验课程发展的重要因素；（三）目前多数院校的近代物理实验仍沿用传统教学模式，即学生进行“预习→实验调试、测量→数据记录处理→完成实验报告”[2]。经调查发现，多数学生学习被动、效果不佳，对近代物理实验有畏惧感并丧失兴趣。其主要原因有三：1、学生在实验前鲜有机会接触仪器，授课时受仪器数量有限的影响，常是组内“一人实验、多人袖手”，操作能力没有得到应有训练；2、现行实验课程体系缺乏灵活性、综合性和超前性，缺乏研究性内容及个性化的教与学；3、传统实验教学模式是教师单向讲授和示范操作，学生按规矩、按步骤做实验，个性不能得到充分发展，没有充分时间自由思考，缺乏自主研究机制。
因此，在地方性高校实验经费不足的共同现状下，怎样充分利用学校现有资源，根据课程要求培养出跨世纪的高质量人才，就成为改革实验教学的重要课题，同时也是贯彻当前国务院关于《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》的精神，更新人才培养观念、创新教育教学方法，探索多种培养方式的具体举措。
对于物理学实验，教学仪器的取舍要根据学校的自身条件、发展方向以及社会对人才的需求而适时调整；教学内容也应根据教学仪器、教师的自身条件、学生的资质条件等因素适当调整。本着上述认识，借鉴其他高校改革的成功经验和思路，结合高校实际情况，笔者建议从教学内容和教学模式两个基本层面，对近代物理实验进行改革，其目的在于在资金短缺的情况下，最大限度地利用现有实验室资源，培养学生的创新能力和动手能力。
二、教学内容的开发和拓展
（一）利用现有实验仪器，开发新实验内容和项目。通过更换或增添周边部件及样品，进一步开发现有近代物理实验仪器，乃至部分普通物理实验仪器的功能，再辅以仿真实验，预计可有效解决近代物理实验中“人多设备少”的主要矛盾，以达到满意的教学效果。
（二）利用计算机技术，开发虚拟仿真实验。与高新技术相关的实验仪器设备极其昂贵，但了解其应用与测量过程又是学生将来工作必需的技能，可利用虚拟实验软件平台，自主开发相关实验的仿真系统。另外，近代物理实验仪器复杂精密，学生掌握其使用方法比较困难。而让学生多接触仪器又存在仪器损伤率高的客观情况，在此两难境地下，可让学生通过虚拟实验仪器来了解其构造、性能和使用方法。
三、新型教学模式的探索与实践
指导思想是：结合我校实际情况，通过对课程设置、实验要求及教学手段的改革，构建以基本知识，实验能力和科学人文素养为结构的近代物理实验教学新模式。具体思路如下：
（一）增设相关实验的专题技术讲座。借鉴国外高校“讲授实验”的做法，通过大量实物照片、最新技术的录像影片等，帮助学生加深理解和掌握近代物理各领域中的重要现象、概念和规律，使学生对实验相关知识及其在物理学发展中的作用和前景有所了解，以达到扩展视野、激发兴趣、启发创新思路的目的。
（二）实验项目分组模块化。改革每学期所有实验齐开轮做的传统方式，根据“领域相近、难易均衡、兼顾创新”的原则，将现有及新开发项目分类配组，同时尽力做到实验内容上与理论课（如量子力学、电动力学、固体物理等）教学相配合，每学期学生选择其中1组为必做。
（三）开设研究设计型实验，实施多层次教学。学生在完成规定实验内容的基础上，通过与教师的科研相结合，可选作设计性实验。要求学生在教师指导下动脑筋、想办法、查资料，提出实验项目或测量方法。这样既培养了学生的创新意识和科学思维方式以及掌握现代实验技术的能力，又可促使近代物理实验室由单一的教学单位逐步发展成为教学、科研的双重基地。
（四）改革成绩评分体系，增设创新分数奖励。为改变当前学生缺乏独立思考机会、动手能力弱的实验教学现状，建立深层次量化评分体系，对每个实验增设形式自由的“创新思考”部分，该部分可由教师提出问题学生回答，也可由学生自己思考提出或发现问题，最佳的是学生自主提问并自主解答。教师可据问题的创新程度打分，并择其优者列入实验开发改造项目，继续深入研究，同时给予学生相应的奖励。
上述思路的具体实施，相信会丰富和活跃学生的物理思想，培养他们严谨的科学作风，并使其获得一定的独立工作能力，从而真正实现课程的培养目标，并对目前地方性高校近代物理实验教学的尴尬现状有较大变革。
参考文献：
[1]朱湘柱.开发仪器实验功能,构建近代物理实验教学新模式[J].中国现代教育装备,2007,(9):70-72.
[2]高立模,黄培忠,周文远,刘建軍.调整改革近代物理实验的教学内容和模式[J].物理实验,1998,18(5):3-4,2.