趙永林

【摘 要】從近代物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)際出發(fā)，結(jié)合南通大學(xué)近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中發(fā)現(xiàn)問題，本文提出五點(diǎn)教學(xué)改革建議，在實(shí)際教學(xué)中已經(jīng)應(yīng)用，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

【關(guān)鍵詞】近代物理實(shí)驗(yàn)；探究；開放實(shí)驗(yàn)

中圖分類號： G642；O4-4 文獻(xiàn)標(biāo)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(shí)驗(yàn)是高等院校物理學(xué)專業(yè)和物理師范專業(yè)繼普通物理實(shí)驗(yàn)和電子學(xué)實(shí)驗(yàn)之后一門綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課程，該課程主要的內(nèi)容幾乎集合了整個物理學(xué)發(fā)展史上的重大成就，人們曾把它稱之為“里程碑”式實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及光學(xué)、磁共振技術(shù)、微波技術(shù)、原子物理、固體物理、功能材料和新能源等學(xué)科領(lǐng)域。其目的是鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新意識，注重培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)物理方面的能力，如選題、設(shè)計(jì)及組建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)技術(shù)型向?qū)嶒?yàn)研究型方向轉(zhuǎn)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(jìn)行著不同程度的教育和教學(xué)改革[1]，如精簡專業(yè)、縮減教學(xué)課時，近代物理實(shí)驗(yàn)課程在教學(xué)課時上也受到了很大的影響，與初始的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)相去甚遠(yuǎn)。另外，隨著實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，近代物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很多轉(zhuǎn)為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如：南通大學(xué)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中開設(shè)的邁克爾孫干涉儀實(shí)驗(yàn)、密立根油滴實(shí)驗(yàn)、弗蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)、光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)等，傳統(tǒng)的近代物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容越來越少，完成教學(xué)大綱所要求的實(shí)驗(yàn)課時都比較困難，這就促使近代物理實(shí)驗(yàn)需要新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。王合英等提出的以“自由實(shí)驗(yàn)、樂學(xué)創(chuàng)新”[2]為主旨的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織和實(shí)施方法，只適用于雙一流和“985”等重點(diǎn)高校，普通的高校很難實(shí)現(xiàn)。因此，近代物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革要立足于實(shí)際，結(jié)合本校開設(shè)該課程的專業(yè)進(jìn)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(dāng)今經(jīng)費(fèi)不足的情況下，怎樣利用有限的設(shè)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(yīng)用型人才， 成為改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要課題。 近代物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及新概念、新思想、新技術(shù)和新的實(shí)驗(yàn)方法，該課程在培養(yǎng)學(xué)生能力方面具有獨(dú)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(xué)改革中不懈努力，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)模式及評價方式等方面進(jìn)行了一些有益的探索和實(shí)踐，這對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究、科學(xué)創(chuàng)新和實(shí)踐教學(xué)能力起到了明顯的促進(jìn)作用。

1 與時俱進(jìn)，調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

我校原來的近代物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一半的內(nèi)容與相對論效應(yīng)相關(guān)，這部分實(shí)驗(yàn)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(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測，工作人員要定期的培訓(xùn)，這使得實(shí)驗(yàn)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(xué)校在經(jīng)費(fèi)緊張的情況下，支持我們調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如何選擇新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目呢？通過討論和調(diào)研，我們選擇了巨磁阻效應(yīng)、鐵磁共振、電子自旋共振、太陽能電池和熱輻射五個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，與這五個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的應(yīng)用在現(xiàn)代社會中很常見，緊密結(jié)合時代，在實(shí)際教學(xué)中受到學(xué)生的一致好評。

2 結(jié)合專業(yè)，改進(jìn)教學(xué)方式

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

3 鼓勵探究，進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)

在實(shí)行分組主講實(shí)驗(yàn)之后，小組學(xué)生之間的討論，組與組之間的聯(lián)合與競爭，促進(jìn)了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的深入理解，學(xué)生對原來實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法提出了不同的意見。在此情況下，我們適時地進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，去檢驗(yàn)自己提出的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題，用科學(xué)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(jié)合物理師范專業(yè)的特點(diǎn)，學(xué)生需要了解當(dāng)代物理學(xué)領(lǐng)域的研究內(nèi)容、研究進(jìn)展和實(shí)際應(yīng)用。針對這種情況，我們提出當(dāng)代物理學(xué)講座、跨專業(yè)選實(shí)驗(yàn)和參加教師的研究課題相結(jié)合的方式。當(dāng)代物理學(xué)講座邀請學(xué)院的教授和博士就當(dāng)前物理學(xué)的學(xué)科前沿做三次專題講座；跨專業(yè)選實(shí)驗(yàn)采用學(xué)生自愿的原則，可以在學(xué)院的其他專業(yè)的實(shí)驗(yàn)中選擇兩個自己感興趣的實(shí)驗(yàn)作為近代物理實(shí)驗(yàn)；參加教師的研究課題有一個延續(xù)性問題，個別學(xué)生在低年級參加了教師的課題組，一直到第七個學(xué)期作為的課題重要參與者，根據(jù)課題主持人的評價，充當(dāng)兩個近代物理實(shí)驗(yàn)。這種方式打破了傳統(tǒng)的專業(yè)界限，拓展了師范類學(xué)生的知識范圍，提高了畢業(yè)生的綜合素質(zhì)，受到學(xué)生和中小學(xué)的一致好評。

5 提高興趣，改變考核方式

在近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，考核方式對學(xué)生的影響很大，大部分學(xué)生采取考前突擊的方式，考試結(jié)束后，再提到相關(guān)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(jìn)行了大的改變，由原來的“實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)15%+實(shí)驗(yàn)操作15%+實(shí)驗(yàn)報(bào)告20%+考試50%”改變?yōu)椤皩?shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)20%+實(shí)驗(yàn)操作30%+實(shí)驗(yàn)報(bào)告20%+小論文30%”，其中的小論文內(nèi)容限定為近代物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的應(yīng)用和突破，具體包括：摘要、正文和參考文獻(xiàn)。采用新的考核方式后，學(xué)生的主觀能動性明顯提高，對實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)作為物理師范專業(yè)在大學(xué)階段的最后一個實(shí)驗(yàn)，在專業(yè)教育中起著舉足輕重的作用，本著“一切為了學(xué)生”原則，在近十年的教學(xué)中，我們逐步探索，多次修正，形成了以上五點(diǎn)內(nèi)容，希望廣大同仁提出寶貴意見?？傊?，教學(xué)改革必須以“促進(jìn)教學(xué)，提高學(xué)生素質(zhì)”為目的，目標(biāo)明確，改革必然成功。

【參考文獻(xiàn)】

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