摘 要:本文分析了農(nóng)林院校物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，針對農(nóng)學(xué)生物類專業(yè)的大學(xué)物理實驗，進行了包括教學(xué)指導(dǎo)思想的轉(zhuǎn)變、教學(xué)內(nèi)容的選擇，教學(xué)方式的調(diào)整等方面的改革，以適應(yīng)新形勢下對應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求?；诔醪降慕虒W(xué)實踐，闡述其對于培養(yǎng)學(xué)生積極性及提高大學(xué)物理實驗教學(xué)效果的積極意義。

關(guān)鍵詞:物理農(nóng)業(yè) 物理實驗 教學(xué)改革

中圖分類號:G64文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(b)-0151-02

1 引言

大學(xué)物理實驗是大學(xué)物理課程中的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、實際操作能力的重要手段，也是提高學(xué)生整體素質(zhì)的一個重要環(huán)節(jié)[1]。對于農(nóng)林生物類專業(yè)學(xué)生來講，雖然探索內(nèi)容不多，卻是進入大學(xué)后受到試驗方法和實驗技能系統(tǒng)訓(xùn)練的開始。在培養(yǎng)學(xué)生用實驗手段去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力方面起著重要的作用，同時也為學(xué)習(xí)后續(xù)實驗課程，乃至今后獨立進行科學(xué)實驗研究打下良好的基礎(chǔ)。本文立足于我校的物理實驗教學(xué)實際，結(jié)合高等農(nóng)林院校物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，在發(fā)展現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)背景下，就物理實驗教學(xué)與農(nóng)學(xué)生物專業(yè)如何銜接和融合，在授課方式和仿真實驗等方面提出改革方案并進行了教學(xué)實踐。

2 農(nóng)林院校農(nóng)學(xué)生物類專業(yè)物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

長期以來，高等農(nóng)林院校的《大學(xué)物理實驗》課程教學(xué)總體水平尚處在一個較低的層次上，始終無法突破儀器配置、學(xué)時設(shè)置和傳統(tǒng)教學(xué)模式瓶頸，與培養(yǎng)適應(yīng)面向社會需求的應(yīng)用型人才的要求相去甚遠。

2.1 學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)物理實驗的積極性

對于高等農(nóng)林院校農(nóng)林生物類專業(yè)的學(xué)生來說，普遍認(rèn)為大學(xué)物理和實驗課程無論是對眼前的學(xué)習(xí)，還是對將來的考研和工作都不起什么作用，學(xué)習(xí)缺乏積極性，基本是按照老師講解的步驟按部就班的操作，嚴(yán)重存在“走過場”的現(xiàn)象。學(xué)生對實驗的認(rèn)知停留在表面的操作上，很少考慮更深層次的實驗細(xì)節(jié)和實驗?zāi)康模粫M行實驗自我總結(jié)，這對于鞏固理論知識、擴展學(xué)生思維，增強創(chuàng)新能力是很不利的。物理專業(yè)和工科的物理實驗項目已形成較為完整和系統(tǒng)的知識架構(gòu)。對于農(nóng)林院校的物理實驗項目設(shè)置，一般是從中抽取部分實驗作為農(nóng)林生物類學(xué)生的實驗內(nèi)容，而很少去考慮根據(jù)農(nóng)科物理實驗自身的個性和特點來選取實驗項目，且傳統(tǒng)的教學(xué)模式教師很少提及物理原理和技術(shù)在農(nóng)業(yè)生物專業(yè)中的應(yīng)用。這也是在農(nóng)林院校的農(nóng)科學(xué)生中造成物理無用論和缺乏積極性的原因。

2.2 儀器設(shè)備不適應(yīng)教學(xué)要求和科技進步

由于歷史原因和物質(zhì)條件的限制，在大部分高等農(nóng)林院校，物理實驗器材長期得不到更新，只能不斷重復(fù)使用已不適應(yīng)時代要求和不能反映現(xiàn)代科技進步的“古董”儀器。另外，一些價格昂貴的近現(xiàn)代物理實驗儀器，除了一些有物理專業(yè)的重點農(nóng)林院校，在國內(nèi)大部分兄弟院校更是鮮有配置，即使勉強開設(shè)了一些近現(xiàn)代物理實驗項目，局限于師生比例和課時，也很難達到預(yù)期效果。

3 農(nóng)林院校大學(xué)物理實驗教學(xué)改革實踐

針對以上問題，我們以本校農(nóng)科生物類學(xué)生為對象，做了一些有益改革和探索。

3.1 構(gòu)建農(nóng)科物理實驗體系

鑒于傳統(tǒng)的農(nóng)科物理實驗項目均來源于工科實驗的翻版或簡化卻并沒有體現(xiàn)農(nóng)科物理的特色，這不利于現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)新概念的倡導(dǎo)和培養(yǎng)高素質(zhì)的農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)應(yīng)用型人才的需求。考慮到課時的限制和農(nóng)科物理實驗自身的特點，同時又要和現(xiàn)代科技接軌，我們分別從力學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)方面選取實驗，完善了農(nóng)科物理實驗項目體系。這些實驗項目即能夠體現(xiàn)物理科學(xué)實驗的基本思想和研究方法，又與農(nóng)學(xué)和生物學(xué)密切相關(guān)。比如在農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中具有重要意義的液體表面張力系數(shù)測定實驗，選用硅壓阻力敏傳感器進行測力[1]。實驗中，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到力轉(zhuǎn)化為電信號進行測量的思想，接觸到硅壓阻力敏傳感器這一較先進和現(xiàn)代的儀器，更重要的是該實驗項目對力學(xué)、電學(xué)和農(nóng)學(xué)、生物學(xué)進行了很好的融合，能夠使農(nóng)林生物類專業(yè)的學(xué)生充分認(rèn)識到物理在其本專業(yè)的重要作用，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3.2 強化現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)概念

由于農(nóng)學(xué)生物類專業(yè)學(xué)生先入為主的物理“無用論”，再加上物理實驗教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)不出現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成分以及傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)模式使得學(xué)生處于被動狀態(tài)，針對這一現(xiàn)狀，我們從改變學(xué)生思想入手，在物理實驗課教學(xué)模式和講授內(nèi)容上引導(dǎo)學(xué)生對實驗相關(guān)物理的原理、工程技術(shù)、研究方法等在農(nóng)業(yè)和生物領(lǐng)域的應(yīng)用進行初步了解，強化以電、磁、聲、光、熱等物理學(xué)原理為基礎(chǔ)的現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)概念。這樣可以從本質(zhì)上調(diào)動學(xué)生對物理實驗的興趣，讓學(xué)生在思想上有較大轉(zhuǎn)變，認(rèn)識到物理對他們是不可或缺的，自然也就調(diào)動起學(xué)生對物理實驗的興趣，主動學(xué)習(xí)實驗原理、認(rèn)真進行實驗操作和數(shù)據(jù)處理。例如電子束實驗項目，可以從電子束輻照技術(shù)在食品殺菌、保鮮和電子束輻照防治農(nóng)業(yè)害蟲等物理工程技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用和研究前沿展開。模擬法測繪靜電場的實驗可以融入電場處理種子、分選種子、空間電場防病促生技術(shù)、電場果蔬保鮮的應(yīng)用及其產(chǎn)生的電場生物學(xué)效應(yīng)等現(xiàn)代科技前沿[2]。這些在學(xué)生看來與農(nóng)業(yè)、生物毫無關(guān)聯(lián)的物理實驗，通過教師適度的引導(dǎo)，不僅能夠讓學(xué)生懂得學(xué)習(xí)這門課程的重要性和必要性，而且拓寬了學(xué)生的知識面，開闊了學(xué)生的視野。

3.3 利用演示實驗和仿真實驗緩解教學(xué)資源不足

隨著計算機軟件技術(shù)的高速發(fā)展，物理仿真實驗作為一種重要的實驗教學(xué)輔助手段，在很多高校已經(jīng)應(yīng)用到教學(xué)中并逐漸走向成熟，取得了良好的教學(xué)效果[3～4]。但就普通院校尤其是農(nóng)林院校尚處于起步探索階段甚至空白狀態(tài)。我們基于以學(xué)生為本和農(nóng)科院校物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀進行了物理仿真實驗的初步探索。

農(nóng)科物理實驗與理工科一樣也應(yīng)該與社會發(fā)展接軌，讓學(xué)生感受到現(xiàn)代科技進步以及走向社會后能夠?qū)W以致用。以我校物理實驗室開設(shè)的“示波器的原理和使用”為例，由于教育資源的制約，實驗室使用的是單蹤示波器和函數(shù)發(fā)生器，而絕大多數(shù)科研單位、大中型相關(guān)企業(yè)所用均為雙蹤示波器，教學(xué)內(nèi)容遠遠跟不上市場更新和社會需求。學(xué)生一旦在以后的學(xué)習(xí)和工作中遇到使用比較廣泛的雙蹤示波器，可能會產(chǎn)生挫敗感。我們通過仿真實驗使學(xué)生了解雙蹤示波器的結(jié)構(gòu)和各按鍵及旋鈕的作用，并進一步探索使用和測量方法，很好的提升了學(xué)生層次。同時，由于仿真軟件可操作性及重復(fù)性好，并配有語音解說及動態(tài)原理圖，詳細(xì)的解釋了物理實驗的原理和操作步驟，并且實驗的時間和空間不受客觀條件限制，可以盡量讓學(xué)生自己去摸索和探究，以強化其獨立思考和解決問題的能力，增強其求知欲。

在普通農(nóng)科院校教學(xué)資源相對匱乏、物理學(xué)課程定位邊緣化及課時進一步縮減的背景下，農(nóng)科院校開設(shè)比較前沿的現(xiàn)代物理實驗是不現(xiàn)實的，同時傳統(tǒng)的大學(xué)物理實驗不能反映現(xiàn)代信息處理、農(nóng)業(yè)遙感、激光等高科技技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用。為完善學(xué)生的物理學(xué)知識結(jié)構(gòu)，有必要讓學(xué)生接觸一些比較前沿的現(xiàn)代物理實驗。因此，在普通農(nóng)科院校中利用演示和仿真實驗作為有益補充更顯其重要性和緊迫性。我們從物理實驗的客觀規(guī)律出發(fā)，兼顧農(nóng)林生物類專業(yè)的特點，選取一系列的近現(xiàn)代演示和仿真實驗作為真實實驗的有益補充。比較典型的有核磁共振、超聲波探測實驗、光的偏振、音頻信號的光纖傳輸實驗等物理演示實驗;全息照相、微波布拉格衍射實驗、聲光效應(yīng)、氫原子光譜、弗蘭克-赫茲實驗等物理仿真實驗，共計20個實驗供學(xué)生選擇。這在很大程度上緩解了教學(xué)儀器的緊張，擴展了學(xué)生的視野，收到較好的效果，得到學(xué)生的普遍認(rèn)同。

4 結(jié)語

在農(nóng)科大學(xué)物理實驗的教學(xué)過程中，注意物理與農(nóng)業(yè)和生物領(lǐng)域的銜接和融合，在思想根源上轉(zhuǎn)變學(xué)生的物理“無用論”觀點，更利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理實驗的主動性和積極性，提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效果。利用演示和仿真實驗進行輔助實驗教學(xué)，有力的突破了儀器陳舊和匱乏的瓶頸，為課堂注入了新的活力，有利于增強學(xué)生的綜合素質(zhì)和知識面。但是在實施實驗教學(xué)過程中，也存在一些必須注意的地方。首先，定位要準(zhǔn)確，物理實驗有其自身的特點、規(guī)律和優(yōu)勢，對物理在農(nóng)業(yè)和生物領(lǐng)域的應(yīng)用的講解絕不可在授課過程中舍本逐末，喧賓奪主。其次，演示實驗和仿真軟件有其自身的局限性，比如實驗環(huán)境過于理想化就是仿真軟件無法克服的缺陷[5]。所以真實實驗是仿真實驗無法替代的，在教學(xué)過程中，真實實驗為主、演示和仿真實驗為輔的地位是不可改變的。

參考文獻

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