鄭 凱

（集美大學(xué) 理學(xué)院，福建 廈門 361021）

近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革若干思考

鄭 凱

（集美大學(xué) 理學(xué)院，福建 廈門 361021）

“近代物理實(shí)驗(yàn)”是整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分，對(duì)學(xué)生加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)以及培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂蒲心芰Φ确矫姘l(fā)揮著重要作用。針對(duì)我校“近代物理實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)實(shí)踐中存在的問(wèn)題，文章從教學(xué)內(nèi)容、手段等方面提出改革思路和方案。

近代物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)手段

引言

“近代物理實(shí)驗(yàn)”是繼“普通物理實(shí)驗(yàn)”之后開設(shè)的一門物理系學(xué)生的必修基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，是整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分，對(duì)進(jìn)一步充實(shí)和活躍學(xué)生的物理思想，引導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)物理在物理概念的產(chǎn)生、形成和發(fā)展過(guò)程中的重要作用［1］。我校于2002年起開設(shè)“近代物理實(shí)驗(yàn)”課程，文章針對(duì)教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中存在的問(wèn)題，就教學(xué)內(nèi)容、手段和條件等方面提出一些個(gè)人看法，旨在探索“近代物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)新思路，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

一、“近代物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中遇到的問(wèn)題

（一）教學(xué)內(nèi)容安排不完善

“近代物理實(shí)驗(yàn)”所包含的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及到物理學(xué)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，具有較強(qiáng)的專業(yè)性，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前就應(yīng)具備一定的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)?！敖锢韺?shí)驗(yàn)”中所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)屬于物理專業(yè)基礎(chǔ)課的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，通過(guò)“近代物理實(shí)驗(yàn)”課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以加深對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課知識(shí)的理解，同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)操作能力［2］。

但是，現(xiàn)階段“近代物理實(shí)驗(yàn)”兩學(xué)期所開的實(shí)驗(yàn)與該學(xué)期所開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)理論課程不能很好地相對(duì)應(yīng)，出現(xiàn)理論課程相對(duì)于某些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容滯后的現(xiàn)象，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)與理論課教學(xué)在一定程度上脫離，其結(jié)果是學(xué)生在沒有相應(yīng)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)的情況下，進(jìn)行該學(xué)科的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生無(wú)法深入理解實(shí)驗(yàn)中所包含的物理學(xué)原理，只能簡(jiǎn)單機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)步驟，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（二）教學(xué)手段單一，教學(xué)深度有限

近代物理實(shí)驗(yàn)所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)均為基礎(chǔ)物理學(xué)科中較為經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，甚至是獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的著名實(shí)驗(yàn)，涉及到較深的物理知識(shí)，這就對(duì)任課教師提出了較高的要求。任課教師不但要有實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)能力，還應(yīng)具備實(shí)驗(yàn)相關(guān)的物理學(xué)知識(shí)，能向?qū)W生解釋清楚實(shí)驗(yàn)原理，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和物理思想上都有所收獲。

然而，目前“近代物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)存在兩方面問(wèn)題：一方面，目前我?！敖锢韺?shí)驗(yàn)”每位任課教師必須同時(shí)指導(dǎo)兩項(xiàng)不同實(shí)驗(yàn)，直接導(dǎo)致教師對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的講授時(shí)間有限，只能簡(jiǎn)單地向?qū)W生說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的目的和步驟。另一方面，部分任課教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的講解側(cè)重于實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)儀器的操作，這與“近代物理實(shí)驗(yàn)”開設(shè)的初衷相背離，無(wú)法提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。

（三）教學(xué)條件有限

現(xiàn)階段我?！敖锢韺?shí)驗(yàn)”主要分布在校本部的五、六間實(shí)驗(yàn)室中，由于經(jīng)費(fèi)不足，實(shí)驗(yàn)器材有限，每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的循環(huán)次數(shù)較多，大量增加了教師的工作量。以光學(xué)圖像識(shí)別系列實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)室共有兩套設(shè)備，每次可容納四名學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，14級(jí)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)學(xué)生共有88人，光學(xué)圖像識(shí)別系列實(shí)驗(yàn)的循環(huán)次數(shù)就是22次，循環(huán)量較大。

二、“近代物理實(shí)驗(yàn)”改革措施

如何減少和避免“近代物理實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中存在的上述問(wèn)題，進(jìn)一步提高教學(xué)效果？作者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面對(duì)該門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。

（一）合理安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

為了讓“近代物理實(shí)驗(yàn)”和專業(yè)基礎(chǔ)理論課能較好地相互銜接配合，首先要清楚各學(xué)期的專業(yè)基礎(chǔ)課分布以及與各基礎(chǔ)課相關(guān)的近代物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。以14級(jí)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的課程設(shè)置為例，將各專業(yè)基礎(chǔ)理論課及其相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目列于表1中。

從表1中可以看出，“近代物理實(shí)驗(yàn)”所涉及的基礎(chǔ)知識(shí)大部分集中在大學(xué)三年級(jí)的課程中。“近代物理實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)安排應(yīng)盡量與本學(xué)期的專業(yè)基礎(chǔ)課程相匹配。為了使近代物理實(shí)驗(yàn)與相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)理論課程相互統(tǒng)一，相互促進(jìn)，使學(xué)生在掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理和意義能有深層次理解，作者將近代物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的安排做了重新調(diào)整，調(diào)整方案列于表2中。

表1 近代物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與專業(yè)基礎(chǔ)課程對(duì)應(yīng)列表

（二）提高教師教學(xué)水平，加強(qiáng)相關(guān)專業(yè)知識(shí)講授“近代物理實(shí)驗(yàn)”對(duì)實(shí)驗(yàn)任課教師的要求比“普通物理實(shí)驗(yàn)”高，實(shí)驗(yàn)任課教師除了具備熟練的實(shí)驗(yàn)操控能力外，對(duì)實(shí)驗(yàn)所涉及的學(xué)科背景知識(shí)也要有深入的了解，為了能使實(shí)驗(yàn)任課教師具備豐富的學(xué)科背景知識(shí)，實(shí)驗(yàn)任課教師應(yīng)提高自身的專業(yè)水平，并與專業(yè)基礎(chǔ)課任課教師多進(jìn)行相互交流，這是提高近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的重要前提。筆者認(rèn)為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平可從兩方面入手：

1.讓理論課任課教師參與到近代物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，任課教師將近代物理實(shí)驗(yàn)作為專業(yè)基礎(chǔ)理論課在實(shí)驗(yàn)方面的延伸，讓實(shí)驗(yàn)與專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)緊密聯(lián)系。

2.在理論課的任課教師由于客觀原因不能直接參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情況下，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)所涉及的理論課進(jìn)行聽課，使實(shí)驗(yàn)教師在該方向的理論知識(shí)得到補(bǔ)充，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)水平。

在提高教學(xué)水平的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)安排的規(guī)范化也很重要?，F(xiàn)階段“近代物理實(shí)驗(yàn)”中每個(gè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)數(shù)是3學(xué)時(shí)，為了避免學(xué)生草率完成實(shí)驗(yàn)過(guò)早“閑置”，同時(shí)也避免單純的“講解+演示+實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)模式，筆者認(rèn)為任課教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)原理介紹時(shí)間應(yīng)為0.5學(xué)時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟及儀器的演示時(shí)間應(yīng)為0.5學(xué)時(shí)，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí)間應(yīng)為1.5學(xué)時(shí)，師生討論總結(jié)時(shí)間應(yīng)為0.5學(xué)時(shí)。這樣在充分利用實(shí)驗(yàn)課時(shí)的前提下，既提供給學(xué)生充足的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，也保證了任課教師對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、原理、背景的解釋時(shí)間，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生大膽提問(wèn)，勇于探究。

（三）改善實(shí)驗(yàn)條件，加強(qiáng)師資力量

對(duì)于“近代物理實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)環(huán)境，學(xué)校應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)，減少實(shí)驗(yàn)循環(huán)次數(shù)，降低任課教師工作量。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)引進(jìn)多媒體教學(xué)方式，改進(jìn)教學(xué)手段，增加實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容描述的生動(dòng)性，吸引學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣。同時(shí)，學(xué)校應(yīng)適當(dāng)增加近代物理實(shí)驗(yàn)的任課教師數(shù)量。實(shí)驗(yàn)任課教師的增加，能一定程度上緩解現(xiàn)任實(shí)驗(yàn)教師同一時(shí)間身兼兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的尷尬局面，給教師以充裕的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理和知識(shí)的講解。

（四）完善教學(xué)管理平臺(tái)，增設(shè)開放式選修性實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)階段對(duì)近代物理實(shí)驗(yàn)已實(shí)行學(xué)生自主選課的新型教學(xué)管理模式，但選課流程有其局限性，學(xué)生面對(duì)的實(shí)驗(yàn)都屬于“必修性實(shí)驗(yàn)”，只能選擇各實(shí)驗(yàn)時(shí)間，無(wú)法對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)行選擇。實(shí)際操作中出現(xiàn)部分學(xué)生因選課系統(tǒng)擁擠而無(wú)法正常選課，教師無(wú)法對(duì)選課學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行有效收集等問(wèn)題，還需進(jìn)一步完善。

我?！敖锢韺?shí)驗(yàn)”已納入了物理實(shí)驗(yàn)中心的“物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助系統(tǒng)”中，未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)是要建設(shè)成為開放式的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。筆者認(rèn)為下階段學(xué)校應(yīng)該在資金允許的前提下，增設(shè)一些“選修性實(shí)驗(yàn)”，使得學(xué)生在完成必修性實(shí)驗(yàn)的同時(shí)能依據(jù)自身對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況自主選擇選修性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇上做到“必修+選修”的選擇模式，達(dá)到開放式教學(xué)的目的。

三、結(jié)束語(yǔ)

文章從我校“近代物理實(shí)驗(yàn)”目前存在的實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，在學(xué)校現(xiàn)有的資源下，從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的安排、實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)的分配、教師教學(xué)水平提高、實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)管理等方面對(duì)該課程的教學(xué)改革提出一些個(gè)人的建議，對(duì)該課程的發(fā)展有一定的促進(jìn)作用。我校物理實(shí)驗(yàn)中心是福建省第一批“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”，“近代物理實(shí)驗(yàn)”已納入實(shí)驗(yàn)中心管理系統(tǒng)中，相信該門課程一定能建設(shè)成具有較高水平的基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程。

［1］唐振方.近代物理實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)與教學(xué)改革［J］.中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢，2002，22（1）：26-29.

［2］劉向陽(yáng).近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2009，7（4）：65-68.

"Modern physics experiment"is an important part of the physics experiment teaching.It plays an important role in strengthening the learning of professional knowledge and training students' comprehensive experimental and research ability.In view of the problems existing in the teaching practice of"modern physics experiment"in our school，this paper puts forward the reform ideas and solutions from the teaching content，means and so on.

modern physics experiment；teaching content；teaching means

G642

A

2096-000X（2016）20-0147-02

鄭凱（1980-），男，漢族，福建福州人，集美大學(xué)講師。