張丹瑋 王杰

摘要：近代物理實驗作為物理實驗教學(xué)當中的重要組成，在其培養(yǎng)學(xué)生綜合實驗?zāi)芰εc科研能力方面具有不可替代的作用。但是在實際近代物理實驗教學(xué)過程中依舊存在諸多的問題，對教學(xué)效果造成一定的影響?；诖?，本文對近代物理教學(xué)實踐存在的問題進行分析，并在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法等方面提出改革思路與方案，以期對相關(guān)教育工作者有所參考價值。

關(guān)鍵詞：近代物理實驗 實驗教學(xué) 教學(xué)改革 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)模式

中圖分類號：04 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1009-5349（2019）09-0018-02

實驗教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生探究精神、實踐能力與創(chuàng)新思維等非常重要的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，近代物理實驗屬于面向物理學(xué)廣大學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)性較強的實驗課程，該課程擁有非常廣的物理學(xué)知識面，綜合性與技術(shù)性非常之強。這就要求教師在教學(xué)過程中，需要摒棄傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，積極對近代物理實驗進行教學(xué)改革，這不僅能夠使教學(xué)效果不斷提升，而且對學(xué)生的能力培養(yǎng)具有重要的作用。

一、近代物理實驗教學(xué)存在的問題

（一）內(nèi)容安排脫節(jié)

在近代物理實驗課程當中，囊括了整個物理學(xué)發(fā)展所有領(lǐng)域的內(nèi)容，擁有極強的專業(yè)性，在開展實驗教學(xué)之前需要學(xué)生對相關(guān)理論基礎(chǔ)知識有著較好的認識。[1-2]近代物理實驗當中大部分的實驗內(nèi)容屬于物理學(xué)專業(yè)在進行基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)過程中涉及的經(jīng)典實驗，而進行試驗教學(xué)所要達到的一個主要目的便在于使學(xué)生能夠?qū)I(yè)基礎(chǔ)理論知識有更清楚的認識，并且能夠使學(xué)生的實驗操作能力得到有效的提升。然而，目前本校在開展近代物理實驗教學(xué)過程中，實驗教學(xué)內(nèi)容和基礎(chǔ)理論教學(xué)內(nèi)容并不能實現(xiàn)相互對應(yīng)，甚至存在部分理論課程教學(xué)滯后于相應(yīng)的實驗教學(xué)內(nèi)容的情況，造成實驗教學(xué)和理論教學(xué)出現(xiàn)不同程度的脫節(jié)現(xiàn)象，這一現(xiàn)象造成的結(jié)果便是學(xué)生在尚未對基礎(chǔ)知識進行有效學(xué)習(xí)的前提下，便要開展相應(yīng)的學(xué)科實驗，在實驗過程中學(xué)生根本無法有效地理解近代物理實驗當中存在的原理，僅僅是簡單地按照實驗教師的說明完成相應(yīng)的步驟，得出最終的實驗結(jié)果便可以了。

（二）教學(xué)模式與方法單一

在近代物理實驗課程當中所開展的實驗都是基礎(chǔ)物理學(xué)當中非常典型的一些實驗，部分屬于諾貝爾學(xué)獎獲得者所做的實驗，這其中涉及大量較有深度的物理理論知識，這便對物理實驗教師提出更高的要求。[3-5]物理實驗任課教師不僅需要擁有實驗指導(dǎo)方面的能力，同時也要對有關(guān)物理學(xué)基礎(chǔ)理論知識有良好的掌握，可以向?qū)W生清楚地介紹與解釋實驗原理，使學(xué)生物理思想與實驗?zāi)芰艿玫揭欢ǖ奶嵘?/p>

但是，從我校近代物理實驗課程的實際教學(xué)情況來看，依舊存在如下兩個突出的問題：其一便是近代物理實驗教學(xué)的任課教師需要對不同實驗同時進行教學(xué)與指導(dǎo)，這就造成實驗教師在對實驗原理與內(nèi)容進行講授過程中沒有足夠的時間，僅僅是對實驗步驟與目的進行簡要的說明。這就導(dǎo)致學(xué)生無法對實驗?zāi)康呐c步驟有清楚的認識，只能按照教師說明的步驟進行試驗，無法對實驗過程進行創(chuàng)新思考，嚴重阻礙了學(xué)生的創(chuàng)新發(fā)展。其二便是部分教師在對近代物理實驗進行講解過程中，主要對實驗步驟與儀器操作進行重點介紹，這和近代物理實驗課程的開設(shè)目標存在很大程度的背離，最終造成的結(jié)果便是學(xué)生對物理學(xué)知識無法做到有效的認知，實際的教學(xué)效果也并不理想。

（三）教學(xué)條件有限

受到本校經(jīng)費的制約，對實驗設(shè)備投入存在一定的不足，造成學(xué)校實驗室的教學(xué)設(shè)備相對較少，實驗設(shè)備無法滿足教學(xué)的需求。因為實驗器材受到限制，導(dǎo)致教學(xué)條件相對有限，在進行試驗過程中只能通過增加循環(huán)次數(shù)或者是多人一組進行試驗。其中增加循環(huán)次數(shù)會使實驗教師的工作負擔(dān)顯著增加，比方說在全息照相等一系列電磁學(xué)實驗當中，實驗中一共只有10套實驗設(shè)備，每次有20名學(xué)生開展相應(yīng)的實驗，而每年上物理實驗課程的學(xué)生會在1400人左右，如果要想使所有學(xué)生全部完成全息照相這一系列的電磁學(xué)實驗，便要循環(huán)70次左右，這會顯著增加教師的工作負擔(dān)。但是如果采取多人分為一組進行試驗的話，又會出現(xiàn)只有1～2個學(xué)生真正在做實驗，而其他學(xué)生只是記錄或者是觀察，導(dǎo)致學(xué)生真正動手的機會相對較少，根本無法達到實驗課程的教學(xué)目標。長此以往便會導(dǎo)致近代物理實驗教學(xué)無法對學(xué)生實際操作能力進行有效的培養(yǎng)，也就無法使學(xué)生實現(xiàn)探究性與研究性的學(xué)習(xí)。

二、近代物理實驗教學(xué)改革對策與舉措

（一）精選教學(xué)內(nèi)容

對于近代物理實驗課程而言，其教學(xué)目的主要在于對學(xué)生觀察與分析物理現(xiàn)象方面的能力進行訓(xùn)練與培養(yǎng)，使學(xué)生能夠了解物理實驗對于物理學(xué)來說處于何種重要的地位，能夠?qū)π挛锢砀拍畛霈F(xiàn)、發(fā)展與形成整個過程做到正確的認識，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)?、科學(xué)的作風(fēng)，并且在實驗過程中需要對學(xué)生的創(chuàng)新意識與實踐能力進行一定的鍛煉與培養(yǎng)。[6]根據(jù)上述目標能夠看出，在近代物理實驗教學(xué)過程中，應(yīng)該包含如下幾方面的內(nèi)容：首先是近代物理課程所包含的重要內(nèi)容，其次是近代物理所包含的主要研究領(lǐng)域，最后便是近代物理課程當中普遍采取的實驗技術(shù)。根據(jù)上述思想便可以對實驗內(nèi)容進行精細的挑選，其中應(yīng)該包括經(jīng)典近代物理實驗，諸如光電效應(yīng)、塞曼效應(yīng)以及弗蘭克-赫茲實驗等，而且也要包括能夠?qū)锢碇饕I(lǐng)域與實驗技術(shù)加以全面體現(xiàn)的，諸如核磁共振、聲光效應(yīng)應(yīng)用、核技術(shù)實驗、太陽能電池綜合測試、激光實驗、超聲實驗、電子衍射實驗以及紅外掃描實驗等。上述實驗內(nèi)容已將原子物理、核物理、磁共振、光信息處理、現(xiàn)代光學(xué)、激光與微波技術(shù)等近代最為重要的物理實驗領(lǐng)域囊括到實驗教學(xué)當中。[7]此外，對于實驗數(shù)據(jù)采集與處理過程應(yīng)該應(yīng)用現(xiàn)代化處理方式，比方說CCD數(shù)字圖像處理、智能化數(shù)據(jù)采集等，這樣可以保證學(xué)生在經(jīng)典物理實驗教學(xué)過程中能了解當下較為先進的數(shù)據(jù)處理設(shè)備與儀器，對學(xué)生后續(xù)參加工作奠定良好的基礎(chǔ)，同時也能使教學(xué)過程更加便利，教學(xué)效果更加突出。

（二）教學(xué)模式的改革

傳統(tǒng)近代物理實驗教學(xué)當中，全體學(xué)生均按照教師安排完成相同的實驗內(nèi)容，同時實驗課時也是固定不變的，所以課程內(nèi)容極易受到一定的制約，如果學(xué)生對實驗室當中開設(shè)的某些實驗非常的感興趣，但是實驗室并未對其進行開放，這勢必會對學(xué)生的積極性與主動性造成打擊。[8]對此，有必要對現(xiàn)階段單一的實驗教學(xué)模式進行改變，采取必做實驗與選做實驗結(jié)合這種多元模式開展實驗教學(xué)工作。這樣既能夠完成相應(yīng)的教學(xué)計劃，同時也能滿足學(xué)生對于物理實驗的個性化需求。本校在2016級開設(shè)物理實驗課程的專業(yè)中進行了教學(xué)實踐，學(xué)生對此教學(xué)模式普遍歡迎，并且實驗課堂反映非常良好。因為部分實驗項目與內(nèi)容具有自主選擇性，部分學(xué)生能夠根據(jù)自身實際情況對實驗項目進行選擇，部分學(xué)生也會根據(jù)未來考研方向?qū)嶒烅椖窟M行具體的選擇。通過對教學(xué)模式進行改革，實驗項目數(shù)量出現(xiàn)一定的增加，進而使教師工作負擔(dān)有所增加，但是學(xué)生在近代物理實驗課堂當中的積極性也更高，部分學(xué)生會在完成自身實驗之后，依舊留在實驗室和下一批學(xué)生對其他實驗進行探究與學(xué)習(xí)。通過對教學(xué)模式的改變，學(xué)生實驗積極性與主動性得到了充分的調(diào)動，求知欲得到滿足，知識面得到不同程度的擴大，對學(xué)生的創(chuàng)新能力起到了良好的培養(yǎng)作用。

（三）教學(xué)方法的改進

本著將教師作為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體這一教學(xué)理念，在近代物理教學(xué)實驗當中，將講解式與灌輸式等傳統(tǒng)的教學(xué)方法進行轉(zhuǎn)變，采取啟發(fā)式、討論式與互動式等全新的教學(xué)方法，要求教師在教學(xué)過程中做到“授人以漁”，同時引導(dǎo)學(xué)生之間逐漸形成“一幫一”這種靈活的學(xué)習(xí)方式。在進行教學(xué)過程中，需要將教師的主導(dǎo)作用充分發(fā)揮出來，通過啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生積極思考，對物理實驗進行探索與實踐。而學(xué)生作為實驗教學(xué)當中的主體，使學(xué)生從以往的被動接受逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹骄?，能夠真正地對物理現(xiàn)象進行體驗、探索與實驗，在此過程中能夠體會物理思想與規(guī)律，最終掌握物理研究所應(yīng)用的方法。同時在實驗教學(xué)過程中，也要重視對學(xué)生思維進行引導(dǎo)，由以往的驗證實驗逐漸向探究實驗方向進行過渡，由重結(jié)果改變成重過程與重分析，這樣才能對學(xué)生的科學(xué)思維、獨立能力以及實踐水平進行有效的培養(yǎng)，這對學(xué)生未來參加工作具有重要的作用。

（四）教學(xué)實驗考核的改革

要想實現(xiàn)對學(xué)生綜合能力進行科學(xué)的評價，便要對近代物理實驗的最終考核方式進行改革，改變傳統(tǒng)主要以實驗報告作為評價方式，而是采取綜合考核的方式，學(xué)生實驗總成績當中主要構(gòu)成部分改為平時成績，對各項成績進行綜合計算得出總成績?？偝煽冏罱K應(yīng)該包含三個主要的部分，即實驗預(yù)習(xí)成績、實驗操作成績以及實驗報告成績，三者在總成績當中比例分配分別是20%、50%和30%。實驗報告當中不僅包含每個近代物理實驗課堂取得的實驗成果報告。在學(xué)期末還需要提交1篇以上的實驗研究報告，實驗研究報告是以科技論文形式進行書寫，這樣能夠為學(xué)生的畢業(yè)論文撰寫奠定良好的基礎(chǔ)。通過采取這種實驗考核方式可以對學(xué)生實驗過程表現(xiàn)進行全面的考查，而且能使近代物理實驗所取得的教學(xué)效果得到顯著的提升。

三、結(jié)語

本文對本校近代物理實驗存在的教學(xué)問題進行分析，并采取相應(yīng)的教學(xué)改革措施，通過對其進行實踐應(yīng)用，取得效果也是較為理想的。學(xué)生在實驗課中的表現(xiàn)也更加積極主動，并且實驗過程中能夠創(chuàng)造性地對實驗問題進行有效的解決。同時通過改革能夠有效地調(diào)動學(xué)生的積極性，對學(xué)生的實驗?zāi)芰?、?shù)據(jù)分析能力、總結(jié)能力等均起到較好的培養(yǎng)作用。

參考文獻：

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責(zé)任編輯：劉健