(云南师范大学 物理实验教学中心)
前沿科研进入近代物理实验教学模式
(云南师范大学 物理实验教学中心)
前沿科研进入近代物理实验教学模式是云南师范大学物理实验中心于2013年创建的,在实验教学过程中引入前沿科研的子课题,由一线科研人员担任辅导教师.该模式的实验题目选择科研教师长期跟踪投入的课题,同时具有丰富的探索余地(学生容易理解原理,可调参量丰富),利用实验室搭建的仪器设备平台开展实验,样品的高端表征则利用校内外测试中心设备.科研教师将所积累的内容丰富的文献(包括丰富多彩的图表、思路、表达)作为实验教学资源,通过思维导图教会学生读文献,拟定实验方案和技术路线,指导学生在实验前的过程观想、推测结果、拟定实验的具体操作步骤,帮助学生对获取的实验数据与结果进行评判,并指导学生处理数据和得出结论,增加教师与学生之间深层次的互动交流.
实验室配备有足够数量的计算机,并放置了多份的彩色打印的文献(有统一的编号和归类).计算机里显示所存文献的目录以及每篇文献的主要目的、方法、证据、结论、亮点,供每位参与实验的学生阅读,学生经与教师讨论也可以编辑文献,通过充分消化、理解和思考,拟定实验方案,约定时间做实验(实验在课外时间完成).
图1为传统教学模式与前沿科研进入近代物理实验教学模式对比示意图.
图1 传统教学模式与前沿科研进入近代物理实验教学模式对比图
将科研实验引入教学实验,学生查阅和学习大量丰富的文献资料,教师指导学生自主理解、判断和设计实验,从而代替传统的自上而下的单向教学,调动学生参与科研的积极性,教师的指导作用专注于深层次、面对面地与学生探讨闪现出的创新思想的价值及是否可行,如何实施等问题.
1)通过“主指导教师+从高到低学长-学弟妹”的有层次的模式,提高了主指导教师的科研经验和知识发挥的效率,增加了高水平教师与更多学生的交流互动,学生更注重实验过程.
2)大部分实验数据处理及结果分析要求实验完成后短时间做,有软件教学生自己学习处理实验数据、撰写报告,引导学生更重视典型原始实验报告撰写,切实培养敢想、实干的高质量人才.
3)主指导教师由此既培养了本科学生,又多了许多小帮手,有利于产生更多科研与教学的成果;同时该模式有效地增加了教师教研和科研的时间,学生也找到实践中难能可贵的导师,巩固了基础知识,扩宽了科研见识和远见,推动了实验和教学同步发展.
(执笔:郑永刚)
国家级物理实验教学示范中心典型教学案例集锦(续四)
(国家级实验教学示范中心 物理学科组)
近代物理实验的教学模式需要更新,传统的近代实验设备需要改进,前沿研究成果需要引入本科生的实验教学.本期刊登云南师范大学、南华大学、南开大学和武汉大学的典型教学案例.