普通本科院校近代物理实验教学探讨

张志国 辛敏 赵书涛 吴言宁

摘要：近代物理实验是为物理类专业学生开设的一门必修实验课，对于培养学生的动手能力及创新能力具有重要的意义。为了进一步提高实验教学效果，我们对实验内容、项目的设置进行了优化，进一步完善实验教材，多方面提高教师的实验教学技能，改革实验考核制度，以提高学生的综合能力。

关键词：近代物理实验；实验内容；教学技能

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）18-0279-02

一、引言

近代物理实验是以普通物理实验为基础为高等院校物理类专业学生所开设的一门必修实验课程，是一门起点相对较高、内容相对较广、技术性及综合性相对较强的实验课程，所涉及的知识面包括物理、化学、电子、机械、计算机等多个学科及相互交叉的领域。为了适应我国现代社会的发展需要，更有效地培养出具有创新精神及分析动手能力的综合性人才，有必要对传统的近代物理实验教学内容、教学方法及考核方式进行适当地改革。基于其他高校近代物理实验教学改革的经验[1-8]，结合普通本科院校的实际情况我们对近代物理实验的教学进行了新的思考和探索。在改革中，结合不同学生的基础及特点我们对实验内容及项目的设置进行了优化，进一步完善了教学资料，采用灵活多变的教学方式，并对实验考核的方式进行了改进。通过近代物理实验的学习，培养学生正确的实验习惯及严谨的科学素养，使学生获得一定的技术方法和分析解决问题的创新能力。

二、优化实验内容及项目设置，完善实验教材

近代物理实验涉及的知识面和技术面相当广泛，几乎可以涵盖物理学科各个分支的基本内容及与之相关的实验技术，相应的实验项目可多达几十甚至上百个[4]。实验项目的设置直接影响到教学质量的高低，关系到大学生科学素质、动手能力及创新能力的培养，因此实验项目的设置就要进行适当的分类和取舍。参考国内外高校的改革经验，根据学校的现有条件及普通本科学生的实际情况，我们将近代物理实验设置成必做实验和选做实验两部分。必做实验主要包括一些在物理学发展过程中具有代表性和应用性的基本实验，如光电效应、塞曼效应等实验，这些实验要求学生必须认真阅读实验教材，充分预习，掌握基本的实验原理、仪器的正确操作方法。另外，必做实验中既要包含一些可以独立操作的实验项目，还要包含一些合作完成的实验项目，这样既可以培养学生独立操作完成实验的能力，还能培养学生之间的协作能力。必做实验主要为一些基础性实验，每个学生必须完成，以培养学生的基本实验技能及数据处理技能。选做实验的要求则更高一些，主要为一些综合性实验以及与前沿科学和高新技术相关的实验项目。由于学生的兴趣和能力不同，每个学生可以根据自己的实际情况选择比较适合自己的实验项目。对于能力较弱的学生可以选择一些难度偏低的实验项目，而对于能力较强的学生可以根据自己的兴趣选择一些难度较大的实验项目，充分发挥并展示自己的动手能力，这样有利于激发学生学习的主动性与创造性，提高学生的综合素质，也有利于教师从中选择一部分优秀学生参加各种实验技能竞赛。实验项目的设置不能一成不变，每年要根据实际情况进行适当的调整。

订购的实验教材往往和实际的实验仪器及操作方法不一致。我们实验教师根据实际情况编写了一套与实际实验项目相匹配的教材，保证了实验课程的教与学可以顺利进行[1]。根据每个实验具体的特点，我们将实验的注意事项及实验步骤的关键操作制作成标签粘贴在仪器旁边，这样可以起到及时提醒的作用，避免学生因错误操作而损坏实验仪器。

三、多方面提高实验教学技能

实验教学的目的是提高学生理论联系实际，培养学生动手、创新、独立及协作解决实际问题的能力。近代物理实验的综合性和技术性相对较高，涉及的知识面也相对较广，这就为学生提供了很好的学习和锻炼机会。作为一名合格的实验教师，首先要具有深厚的理论基础和较强的实验操作能力。由于每年的实验项目可能会有所调整，相应的实验教学方式也要做出适当的调整，这就需要实验教师要不断学习，补充更多的知识，以满足不同的实验需求。另外，随着社会的发展，每一届学生的理论基础及动手能力都有所不同，这就需要教师要深入了解学生的具体情况，根据普通院校学生的具体情况采用灵活多变的教学方法来满足不同学生的需求。

实验课之前，首先要求学生必须进行充分的预习，这是实验能否顺利完成的基础。对于必做实验部分，实验所采用的技术方法及实验过程的重难点要进行适当地讲解和提示，对实验的设计思想上可以进行详细介绍，以培养学生对物理现象的观察分析及创新能力。在实验操作过程中必须严格要求，实验数据的记录要认真仔细，以培养学生正确的实验素养。对于选做实验部分，可以根据不同的学生采用更加灵活多变的教学方法。对于基础稍差的学生，实验前要进行适当的沟通，了解他们的薄弱环节，实验的讲解过程要尽量详细，必要时可进行适当的演示，让他们充分融入实验过程中去，培养他们对实验的兴趣。对于基础较好的学生，其所选择的实验一般为探索性或开放性实验项目，实验难度相对较大，对他们的要求也相对较高。对于这类实验项目可以适当的将问题“扔给”学生，让学生自己去发现并解决，慢慢培养他们独立解决问题的能力，这种独立解决问题的能力在科研工作中至关重要。

实验教学结束之后，教师还应该进行适当的教学反思，并进行教学研讨，对学生的实验效果进行分析，反思实验的设置是否合理，教学过程中有哪些不足，有哪些可以改进的地方。通过教学反思可以进一步提高教师的教学技能，多方面提高实验教学的效果。

四、改革实验考核制度

实验的考核是实验教学的一个重要环节，是检验实验教学效果及学生实验操作技能的重要手段。通过实验考核可以增强学生对近代物理实验的重视程度，培养学生进行实验训练的自律性，同时也为完善教学技能、挑选优秀的学生提供了重要参考依据[8]。我们将实验的综合成绩分成三部分：平时成绩（50）%、期终笔试成绩（20%）及期终实验操作成绩（30%）。（1）平时成绩。主要由出勤、预习报告、实验操作技能及数据、实验报告等组成。出勤及预习报告占20%，实验操作技能占40%，数据及实验报告占40%。（2）期终笔试成绩。考试内容主要包括实验基本理论、误差基础理论、数据处理、实验操作方法等，考察了学生对近代物理实验的理解掌握程度。（3）期终实验操作成绩。学生通过抽签决定进行操作的实验项目。先让学生进行实验操作，然后进行提问，考核学生对实验的掌握程度。对于实验结果可以公开发表或参加省级以上竞赛并获得奖项的学生可在总分的基础上再加5—10分，但总分数不能超过100分，以此来激励学生开展实验的积极主动性，激发学生的创新能力。这种多元化考核制度更全面地考察了学生的实验操作技能和基本理论功底，促使学生更加全面地掌握科学研究方法，以培养学生积极主动地去分析并解决问题的能力。

五、结语

作为一所普通本科院校，在近代物理实验教学中我们努力做到推陈出新、与时俱进。在教学改革中，我们结合不同学生的基础及自身特点对实验教材、实验内容及考核方式等进行了更新优化，新的教学方式更加灵活多样化。新时代下，我们应该更加努力并不断完善自己的知识体系和教学方法，从多方面提高自身的能力，为现代社会培养出更加优秀、具有创新能力的人才。

参考文献：

[1]李世刚，刘积学.近代物理实验教学改革探索[J].实验科学与技术，2008，6（4）：105-106.

[2]吴平辉，简荣华，张晓英，顾菊观.地方师范院校近代物理实验教学改革与创新人才培养的研究与实践[J].中国科教创新导刊，2011，（35）：26.

[3]郑凯.近代物理实验教学改革若干思考[J].高教学刊，2016，（20）：147-148.

[4]李爱侠，叶柳，张子云，王翠平.近代物理实验教学改革与大学生创新能力的培养[J].实验室研究与探索，2010，29（4）：77-78.

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[8]张显悦，常艳杰，刘述强，邵明辉.对物理实验考核方式的探索[J].重庆交通大学学报，2008，8（2）：130-132.