代清平 韋俊 周勛

摘要：近代物理實驗是一門綜合性極強的專業(yè)實驗課程，對物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的科研思維培養(yǎng)有著重要的意義。文章從近代物理實驗室建設(shè)、實驗室課程設(shè)置、教學(xué)方式及考核方式方面來介紹近代物理實驗課程的建設(shè)，以提升近代物理實驗課程教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：近代物理實驗;創(chuàng)新能力;課程建設(shè)

中圖分類號：G642 ? ? 文獻標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2020）14-0388-02

一、引言

近代物理實驗是物理學(xué)及應(yīng)用物理等專業(yè)的一門專業(yè)必修課程[1]，是一門綜合性極強，有別于力、熱、電、光等的基礎(chǔ)物理實驗課程。近代物理實驗也是一門理論性和綜合性極強的專業(yè)實踐課程[2，3]。課程開設(shè)的內(nèi)容主要依托于近現(xiàn)代以來具有劃時代意義的重大物理發(fā)現(xiàn)的實驗來作為基本項目，主要是為了讓學(xué)生們理解近代以來的重大物理思想。近代物理實驗的學(xué)習(xí)，不但需要較強的動手能力，而且需要有理論力學(xué)、量子力學(xué)、熱力學(xué)統(tǒng)計、原子物理、電動力學(xué)等專業(yè)理論課程基礎(chǔ)，只有具有較強的理論基礎(chǔ)才能學(xué)好這門綜合性實踐課程。力、熱、電、光等基礎(chǔ)實驗強調(diào)學(xué)生的動手能力的培養(yǎng)，而近代物理實驗強調(diào)學(xué)生對物理學(xué)思想的理解和科學(xué)思維的培養(yǎng)。在大力提倡“一流專業(yè)、一流課程”建設(shè)的大背景下，借助國家、地方政府、學(xué)校不斷加大對實驗室建設(shè)的投入，近代物理實驗課程體系的建設(shè)能豐富物理學(xué)專業(yè)的課程建設(shè)體系，有利于物理學(xué)一流專業(yè)建設(shè)。同時，加強近代物理實驗課程體系建設(shè)，能提升物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力，符合國家大力提倡創(chuàng)新能力建設(shè)的要求。

貴州師范大學(xué)作為一個地方性省屬師范類高校，2015年被列入省部共建高校。省部共建明確強調(diào)了要強化教師教育特色、提高本科教學(xué)質(zhì)量，把貴州師范大學(xué)建成為教師教育特色鮮明、多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的高水平教學(xué)研究型大學(xué)。物理學(xué)專業(yè)是學(xué)校的老牌師范專業(yè)，具有悠久的學(xué)科歷史，為貴州省培養(yǎng)了大量的優(yōu)秀中學(xué)物理教師。但隨著時代的不斷發(fā)展，國家對教育工作者提出了更高的要求，要求教師隊伍有較強的創(chuàng)新能力，特別是物理教師對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力有重要作用。所以，根據(jù)學(xué)科發(fā)展、國家需要及社會需求，物理學(xué)專業(yè)一流專業(yè)建設(shè)強調(diào)加強學(xué)生專業(yè)實踐能力培養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。而近代物理實驗作為一門物理學(xué)專業(yè)的核心課程，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的重要載體?；谶@些背景，我們近幾年加強了近代物理實驗課程的建設(shè)。本文將從近代物理實驗室建設(shè)、實驗室課程設(shè)置、教學(xué)方式及評價方式方面來介紹近代物理實驗課程的建設(shè)。

二、近代物理實驗室建設(shè)

近代物理實驗室建設(shè)主要從儀器建設(shè)及實驗室管理方面來探討。目前我們近代物理實驗室常規(guī)開設(shè)的實驗項目有：鈉原子及氫原子光譜實驗、弗蘭克—赫茲實驗、全息照相實驗、G-M計數(shù)管及放射性衰變規(guī)律的探究、密里根油滴實驗、光速測定、塞曼效應(yīng)、電子自旋實驗、核磁共振實驗、X射線衍射實驗、等離子輝光放電特性研究、電子衍射實驗、薄膜的制備及真空獲得實驗等。近代物理實驗設(shè)備相對于力、熱、光、電普通物理實驗設(shè)備要更貴，如X射線儀幾十萬一臺，這對于用于地方性高校的本科實驗還是很難得的。但X射線衍射實驗對學(xué)生對固體物理的理解以及培養(yǎng)學(xué)生在凝聚態(tài)物理及材料學(xué)方向的研究有重要的作用，所以我們都極力爭取此類實驗的繼續(xù)開展。但是我們在實驗室設(shè)備購置方面也會考慮到實驗設(shè)備的昂貴，所以我們針對現(xiàn)有的實驗儀器，只配備少量輔助設(shè)備增加一些衍生項目。

實驗室管理方面，我們改變了以前的管理模式。我們把近代物理實驗室作為開放性實驗室，讓有興趣的學(xué)生在完成必選項目的同時可以有更多的時間進入實驗室進行他們感興趣的探索項目。

三、教學(xué)方式調(diào)整

近代物理傳統(tǒng)的教學(xué)方式，主要是規(guī)定實驗項目，規(guī)定在相應(yīng)的時間內(nèi)完成實驗項目。一般在實驗開始前教師都會給學(xué)生講解實驗的相關(guān)規(guī)則以及實驗注意事項，有些教師還會把實驗演示一番后再讓學(xué)生開始實驗。這樣就會造成學(xué)生被動地接受相關(guān)知識，甚至實驗操作都是教師演示過的，這非常不利于學(xué)生學(xué)習(xí)新的知識，更不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?；谶@些情況，我們對實驗的教學(xué)方式做了相應(yīng)的改變。

1.開設(shè)專題講座。首先，我們在近代物理實驗開課之前，我們會開設(shè)專門的實驗講座，對近現(xiàn)代以來物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)以及相關(guān)的物理學(xué)史進行介紹。同時還會介紹物理學(xué)研究的相關(guān)方法，讓學(xué)生們學(xué)會思考問題，讓他們有去了解前沿科學(xué)的動力。其次，我們在實驗項目進行到一半以后，我們就會根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的相關(guān)情況，針對學(xué)生們的知識盲點或比較薄弱的知識進行專門的講座，讓學(xué)生們深入了解相關(guān)的知識，更重要的是學(xué)會方法去學(xué)習(xí)新的科學(xué)知識。

2.設(shè)置探索性綜合實驗項目。我們在教學(xué)改革之前只開設(shè)一些傳統(tǒng)的實驗項目，而從教改以后，我們就增加了探索性實驗項目。不但設(shè)置有常規(guī)的探索性實驗項目，而且學(xué)生們可以根據(jù)自己的興趣自擬合適的實驗項目，在教師的指導(dǎo)下完成實驗探索。常規(guī)的探索項實驗項目有：真空的獲得、薄膜的制備、薄膜透光率的測定、功能材料的制備及晶格測定等。

3.實驗專題討論。在實驗完成一部分后，把學(xué)生分組對相關(guān)的實驗項目進行總結(jié)討論。實驗總結(jié)討論分為必做實驗項目的相關(guān)問題討論和探索性實驗項目的討論。必做實驗一般為常規(guī)的實驗項目如;弗蘭克—赫茲實驗、氫原子光譜實驗及全息照相等十多個實驗。針對這些實驗項目，我們討論的內(nèi)容主要圍繞實驗原理、實驗注意事項以及指導(dǎo)書后設(shè)置的問題進行。目的是提升學(xué)生們的實驗技能，加強相關(guān)物理學(xué)知識的理解。而探索性實驗項目的討論主要圍繞實驗成敗的因素、探索結(jié)果的分析以及相關(guān)物理知識進行。通過對探索性實驗項目的討論，增強學(xué)生分析物理問題的能力，使學(xué)生學(xué)會解決相關(guān)實驗問題，提升其創(chuàng)新能力。

四、評價方式的調(diào)整

課程建設(shè)教改以前的考核方式分為三部分：實驗操作、實驗報告和期末考試。實驗操作考查的是學(xué)生在實驗過程中的操作能力及對實驗現(xiàn)象的分析能力;實驗報告考查的是學(xué)生對實驗的總結(jié)分析能力;期末考試是以試卷的形式考查學(xué)生對整個必做實驗項目的相關(guān)知識的掌握情況。課程建設(shè)教改以后我們采用的考核方式是對學(xué)生的實驗成績進行評價。評價的方式采用平時成績及期末考試成績。平時成績不再單是以前的對必做實驗項目的操作和實驗報告的評價，而是增加了對實驗討論環(huán)節(jié)的考核以及對相關(guān)問題的總結(jié)報告的考核。探索性實驗項目的評價主要分為過程性評價和實驗結(jié)果評價。

五、結(jié)語

通過對近代物理實驗室建設(shè)、實驗室課程設(shè)置、教學(xué)方式及評價方式的改革，效果良好。主要體現(xiàn)在幾個方面：首先，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對近代物理實驗的興趣明顯增強。學(xué)生由被動地接受近代物理實驗相關(guān)知識變成主動學(xué)習(xí)相關(guān)知識，探索自己未知的知識模塊，主動性明顯增強。其次，學(xué)生實驗動手能力明顯增強。因為設(shè)置有探索性實驗項目，這些項目需要自己去整合實驗設(shè)備，探索實驗方案及解決實驗中出現(xiàn)的問題，增強了學(xué)生動手和動腦的能力，為以后的學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)。最后，學(xué)生對問題的分析能力明顯提高。通過討論和總結(jié)，學(xué)生學(xué)會了分析實驗結(jié)果和物理知識，提升了自身解決問題的能力?？傊?，通過對近代物理實驗的課程建設(shè)及教學(xué)改革，提高了學(xué)生的自主探索能力，使學(xué)生的創(chuàng)新思維得到了很好的訓(xùn)練，創(chuàng)新能力得到了一定程度的提高。

參考文獻：

[1]劉海霞，苗洪利，蓋磊.近代物理實驗教學(xué)改革的研究與實踐[J].大學(xué)物理，2010，（04）：57-60.

[2]代清平，周勛，韋俊.近代物理實驗對提高地方高校師范類學(xué)生的實驗教學(xué)能力研究[J].教育教學(xué)論壇，2015，（40）：264-265.

[3]劉向陽，張大蔚，鄭海務(wù)，等.近代物理實驗教學(xué)改革研究[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2009，（04）：75-78.

Abstract：Modern physics experiment is a highly comprehensive specialized experimental course，which is of great significance to the cultivation of scientific research thinking of physics students.This paper introduces the construction of modern physics experimental courses from the aspects of modern physics laboratory construction，laboratory curriculum，teaching methods and assessment methods，in order to improve the teaching effect of modern physics experimental courses.

Key words：modern physics experiment;ability to innovate;curriculum construction