近代物理实验教学改革浅谈

赵永林

【摘 要】从近代物理实验的实际出发，结合南通大学近代物理实验教学改革中发现问题，本文提出五点教学改革建议，在实际教学中已经应用，大大提高了学生的学习兴趣和积极性。

【关键词】近代物理实验；探究；开放实验

中图分类号： G642；O4-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）35-0112-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.046

Talking about Reform in Teaching of Modern Physics Experiments

ZHAO Yong-lin

（School of Science Nantong University， Jiangsu Nantong 226019， China）

【Abstract】Based on the reality of modern physics experiment and the problems found in the reform of modern physics experiment teaching in Nantong University， this paper puts forward five suggestions of teaching reform， which have been applied in practical teaching， greatly improving students interest and enthusiasm in learning.

【Key words】Modern Physics Experiments； Exploring； Open Experiments

近代物理实验是高等院校物理学专业和物理师范专业继普通物理实验和电子学实验之后一门综合性较强的实验课程，该课程主要的内容几乎集合了整个物理学发展史上的重大成就，人们曾把它称之为“里程碑”式实验。实验内容涉及光学、磁共振技术、微波技术、原子物理、固体物理、功能材料和新能源等学科领域。其目的是鼓励学生的创新意识，注重培养学生在实验物理方面的能力，如选题、设计及组建实验系统，使学生从实验技术型向实验研究型方向转变。近年来，随着我国高校教育改革的不断深入，各个高校也在进行着不同程度的教育和教学改革[1]，如精简专业、缩减教学课时，近代物理实验课程在教学课时上也受到了很大的影响，与初始的实验目标相去甚远。另外，随着实验设备和实验技术的发展，近代物理实验的实验项目很多转为大学物理实验的实验项目，如：南通大学在大学物理实验中开设的迈克尔孙干涉仪实验、密立根油滴实验、弗兰克-赫兹实验、光电效应实验、塞曼效应实验等，传统的近代物理实验内容越来越少，完成教学大纲所要求的实验课时都比较困难，这就促使近代物理实验需要新的实验内容和实验项目。王合英等提出的以“自由实验、乐学创新”[2]为主旨的近代物理实验教学组织和实施方法，只适用于双一流和“985”等重点高校，普通的高校很难实现。因此，近代物理实验的教学改革要立足于实际，结合本校开设该课程的专业进行改革，寻找适合自己的正确的改革之路。作为新兴的普通综合性高校，在当今经费不足的情况下，怎样利用有限的设备，根据新的人才培养方案的要求培养出高质量的应用型人才， 成为改革实验教学的重要课题。 近代物理实验内容涉及新概念、新思想、新技术和新的实验方法，该课程在培养学生能力方面具有独特优势，如何在物理师范专业充分发挥它的作用，是我们正在研究的问题。 几年来， 我们在教学改革中不懈努力，在教学内容、教学方法、教学手段、教学模式及评价方式等方面进行了一些有益的探索和实践，这对培养学生的科学研究、科学创新和实践教学能力起到了明显的促进作用。

1 与时俱进，调整实验内容

我校原来的近代物理实验项目一半的内容与相对论效应相关，这部分实验要用到放射源，而放射源的使用和管理需要经过公安部门和环保部门的许可和监督，每年需要有资质的机构进行检测，工作人员要定期的培训，这使得实验的管理成本增加许多，还存在着放射性物质的安全隐患。为了避免这些问题，学校在经费紧张的情况下，支持我们调整实验内容。如何选择新的实验内容和实验项目呢？通过讨论和调研，我们选择了巨磁阻效应、铁磁共振、电子自旋共振、太阳能电池和热辐射五个实验内容，与这五个实验内容相关的应用在现代社会中很常见，紧密结合时代，在实际教学中受到学生的一致好评。

2 结合专业，改进教学方式

近代物理实验主要面向物理师范专业的学生，该专业的毕业生绝大部分要从事中学物理教育或小学的科学素质教育，教育者的科学素质和素养对受教育的影响至关重要。针对专业特点，在实验教学过程中，我们改变传统的教师主讲和示范，采用学生分组主讲不同的实验，探究性地完成实验内容，鼓励学生开展创新型实验，拓展实验内容。在实验中，学生的主动性明显增强，在实验的准备过程中，各小组的同学分工明确，通过查找资料和相互讨论，完成实验准备和主讲内容，既培养了学生的团结协作精神和文献检索能力，又锻炼了学生的讲课水平。

3 鼓励探究，进行开放实验

在实行分组主讲实验之后，小组学生之间的讨论，组与组之间的联合与竞争，促进了学生对实验内容的深入理解，学生对原来实验内容和实验方法提出了不同的意见。在此情况下，我们适时地进行开放实验，让学生利用现有的实验设备，去检验自己提出的实验内容和实验方法，在实验中发现问题，用科学的语言提出问题，最终解决问题。

4 拓展知识，打破专业界限

结合物理师范专业的特点，学生需要了解当代物理学领域的研究内容、研究进展和实际应用。针对这种情况，我们提出当代物理学讲座、跨专业选实验和参加教师的研究课题相结合的方式。当代物理学讲座邀请学院的教授和博士就当前物理学的学科前沿做三次专题讲座；跨专业选实验采用学生自愿的原则，可以在学院的其他专业的实验中选择两个自己感兴趣的实验作为近代物理实验；参加教师的研究课题有一个延续性问题，个别学生在低年级参加了教师的课题组，一直到第七个学期作为的课题重要参与者，根据课题主持人的评价，充当两个近代物理实验。这种方式打破了传统的专业界限，拓展了师范类学生的知识范围，提高了毕业生的综合素质，受到学生和中小学的一致好评。

5 提高兴趣，改变考核方式

在近代物理实验教学中，考核方式对学生的影响很大，大部分学生采取考前突击的方式，考试结束后，再提到相关的内容，通常是一问三不知。为了改变这种情况，我们在考核方式上进行了大的改變，由原来的“实验预习15%+实验操作15%+实验报告20%+考试50%”改变为“实验预习20%+实验操作30%+实验报告20%+小论文30%”，其中的小论文内容限定为近代物理实验内容在现代科学技术发展中的应用和突破，具体包括：摘要、正文和参考文献。采用新的考核方式后，学生的主观能动性明显提高，对实验的热情和兴趣与之前相比，不可同日而语。

综上所述，近代物理实验作为物理师范专业在大学阶段的最后一个实验，在专业教育中起着举足轻重的作用，本着“一切为了学生”原则，在近十年的教学中，我们逐步探索，多次修正，形成了以上五点内容，希望广大同仁提出宝贵意见。总之，教学改革必须以“促进教学，提高学生素质”为目的，目标明确，改革必然成功。

【参考文献】

[1]国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）.

[2]王合英，孙文博，陈宜保，张留碗.自由实验、乐学创新的近代物理实验教学[J].物理实验，2017，2（2）33-37.