近代物理实验教学改革的探索与实践

1、    近代物理实验教学改革的探索与实践    张丹玮 王杰摘要：近代物理实验作为物理实验教学当中的重要组成，在其培养学生综合实验能力与科研能力方面具有不可替代的作用。但是在实际近代物理实验教学过程中依旧存在诸多的问题，对教学效果造成一定的影响。基于此，本文对近代物理教学实践存在的问题进行分析，并在教学内容、教学模式、教学方法等方面提出改革思路与方案，以期对相关教育工作者有所参考价值。关键词：近代物理实验 实验教学 教学改革 教学内容 教学模式：04  ：a  ：1009-5349（2019）09-0018-02实验教学作为培养学生探

2、究精神、实践能力与创新思维等非常重要的一个教学环节，近代物理实验属于面向物理学广大学生开设的一门专业性较强的实验课程，该课程拥有非常广的物理学知识面，综合性与技术性非常之强。这就要求教师在教学过程中，需要摒弃传统教学的弊端，积极对近代物理实验进行教学改革，这不仅能够使教学效果不断提升，而且对学生的能力培养具有重要的作用。一、近代物理实验教学存在的问题（一）内容安排脱节在近代物理实验课程当中，囊括了整个物理学发展所有领域的内容，拥有极强的专业性，在开展实验教学之前需要学生对相关理论基础知识有着较好的认识。1-2近代物理实验当中大部分的实验内容属于物理学专业在进行基础知识学习过程中涉及的经典实验，

3、而进行试验教学所要达到的一个主要目的便在于使学生能够对专业基础理论知识有更清楚的认识，并且能够使学生的实验操作能力得到有效的提升。然而，目前本校在开展近代物理实验教学过程中，实验教学内容和基础理论教学内容并不能实现相互对应，甚至存在部分理论课程教学滞后于相应的实验教学内容的情况，造成实验教学和理论教学出现不同程度的脱节现象，这一现象造成的结果便是学生在尚未对基础知识进行有效学习的前提下，便要开展相应的学科实验，在实验过程中学生根本无法有效地理解近代物理实验当中存在的原理，仅仅是简单地按照实验教师的说明完成相应的步骤，得出最终的实验结果便可以了。（二）教学模式与方法单一在近代物理实验课程当中所开

4、展的实验都是基础物理学当中非常典型的一些实验，部分属于诺贝尔学奖获得者所做的实验，这其中涉及大量较有深度的物理理论知识，这便对物理实验教师提出更高的要求。3-5物理实验任课教师不仅需要拥有实验指导方面的能力，同时也要对有关物理学基础理论知识有良好的掌握，可以向学生清楚地介绍与解释实验原理，使学生物理思想与实验能力均能得到一定的提升。但是，从我校近代物理实验课程的实际教学情况来看，依旧存在如下两个突出的问题：其一便是近代物理实验教学的任课教师需要对不同实验同时进行教学与指导，这就造成实验教师在对实验原理与内容进行讲授过程中没有足够的时间，仅仅是对实验步骤与目的进行简要的说明。这就导致学生无法对实

5、验目的与步骤有清楚的认识，只能按照教师说明的步骤进行试验，无法对实验过程进行创新思考，严重阻碍了学生的创新发展。其二便是部分教师在对近代物理实验进行讲解过程中，主要对实验步骤与仪器操作进行重点介绍，这和近代物理实验课程的开设目标存在很大程度的背离，最终造成的结果便是学生对物理学知识无法做到有效的认知，实际的教学效果也并不理想。（三）教学条件有限受到本校经费的制约，对实验设备投入存在一定的不足，造成学校实验室的教学设备相对较少，实验设备无法满足教学的需求。因为实验器材受到限制，导致教学条件相对有限，在进行试验过程中只能通过增加循环次数或者是多人一组进行试验。其中增加循环次数会使实验教师的工作负担

6、显著增加，比方说在全息照相等一系列电磁学实验当中，实验中一共只有10套实验设备，每次有20名学生开展相应的实验，而每年上物理实验课程的学生会在1400人左右，如果要想使所有学生全部完成全息照相這一系列的电磁学实验，便要循环70次左右，这会显著增加教师的工作负担。但是如果采取多人分为一组进行试验的话，又会出现只有12个学生真正在做实验，而其他学生只是记录或者是观察，导致学生真正动手的机会相对较少，根本无法达到实验课程的教学目标。长此以往便会导致近代物理实验教学无法对学生实际操作能力进行有效的培养，也就无法使学生实现探究性与研究性的学习。二、近代物理实验教学改革对策与举措（一）精选教学内容对于近代

7、物理实验课程而言，其教学目的主要在于对学生观察与分析物理现象方面的能力进行训练与培养，使学生能够了解物理实验对于物理学来说处于何种重要的地位，能够对新物理概念出现、发展与形成整个过程做到正确的认识，培养学生严谨的、科学的作风，并且在实验过程中需要对学生的创新意识与实践能力进行一定的锻炼与培养。6根据上述目标能够看出，在近代物理实验教学过程中，应该包含如下几方面的内容：首先是近代物理课程所包含的重要内容，其次是近代物理所包含的主要研究领域，最后便是近代物理课程当中普遍采取的实验技术。根据上述思想便可以对实验内容进行精细的挑选，其中应该包括经典近代物理实验，诸如光电效应、塞曼效应以及弗兰克-赫兹实

8、验等，而且也要包括能够对近代物理主要领域与实验技术加以全面体现的，诸如核磁共振、声光效应应用、核技术实验、太阳能电池综合测试、激光实验、超声实验、电子衍射实验以及红外扫描实验等。上述实验内容已将原子物理、核物理、磁共振、光信息处理、现代光学、激光与微波技术等近代最为重要的物理实验领域囊括到实验教学当中。7此外，对于实验数据采集与处理过程应该应用现代化处理方式，比方说ccd数字图像处理、智能化数据采集等，这样可以保证学生在经典物理实验教学过程中能了解当下较为先进的数据处理设备与仪器，对学生后续参加工作奠定良好的基础，同时也能使教学过程更加便利，教学效果更加突出。（二）教学模式的改革传统近代物理实

9、验教学当中，全体学生均按照教师安排完成相同的实验内容，同时实验课时也是固定不变的，所以课程内容极易受到一定的制约，如果学生对实验室当中开设的某些实验非常的感兴趣，但是实验室并未对其进行开放，这势必会对学生的积极性与主动性造成打击。8对此，有必要对现阶段单一的实验教学模式进行改变，采取必做实验与选做实验结合这种多元模式开展实验教学工作。这样既能够完成相应的教学计划，同时也能满足学生对于物理实验的个性化需求。本校在2016级开设物理实验课程的专业中进行了教学实践，学生对此教学模式普遍欢迎，并且实验课堂反映非常良好。因为部分实验项目与内容具有自主选择性，部分学生能够根据自身实际情况对实验项目进行选择

10、，部分学生也会根据未来考研方向对实验项目进行具体的选择。通过对教学模式进行改革，实验项目数量出现一定的增加，进而使教师工作负担有所增加，但是学生在近代物理实验课堂当中的积极性也更高，部分学生会在完成自身实验之后，依旧留在实验室和下一批学生对其他实验进行探究与学习。通过对教学模式的改变，学生实验积极性与主动性得到了充分的调动，求知欲得到满足，知识面得到不同程度的扩大，对学生的创新能力起到了良好的培养作用。（三）教学方法的改进本着將教师作为主导、以学生为主体这一教学理念，在近代物理教学实验当中，将讲解式与灌输式等传统的教学方法进行转变，采取启发式、讨论式与互动式等全新的教学方法，要求教师在教学过程

11、中做到“授人以渔”，同时引导学生之间逐渐形成“一帮一”这种灵活的学习方式。在进行教学过程中，需要将教师的主导作用充分发挥出来，通过启发式教学引导学生积极思考，对物理实验进行探索与实践。而学生作为实验教学当中的主体，使学生从以往的被动接受逐渐转变为主动探究，能够真正地对物理现象进行体验、探索与实验，在此过程中能够体会物理思想与规律，最终掌握物理研究所应用的方法。同时在实验教学过程中，也要重视对学生思维进行引导，由以往的验证实验逐渐向探究实验方向进行过渡，由重结果改变成重过程与重分析，这样才能对学生的科学思维、独立能力以及实践水平进行有效的培养，这对学生未来参加工作具有重要的作用。（四）教学实验考

12、核的改革要想实现对学生综合能力进行科学的评价，便要对近代物理实验的最终考核方式进行改革，改变传统主要以实验报告作为评价方式，而是采取综合考核的方式，学生实验总成绩当中主要构成部分改为平时成绩，对各项成绩进行综合计算得出总成绩。总成绩最终应该包含三个主要的部分，即实验预习成绩、实验操作成绩以及实验报告成绩，三者在总成绩当中比例分配分别是20%、50%和30%。实验报告当中不仅包含每个近代物理实验课堂取得的实验成果报告。在学期末还需要提交1篇以上的实验研究报告，实验研究报告是以科技论文形式进行书写，这样能够为学生的毕业论文撰写奠定良好的基础。通过采取这种实验考核方式可以对学生实验过程表现进行全面的考查，而且能使近代物理实验所取得的教学效果得到显著的提升。三、结语本文对本校近代物理实验存在的教学问题进行分析，并采取相应的教学改革措施，通过对其进行实践应用，取得效果也是较为理想的。学生在实验课中的表现也更加积极主动，并且实验过程中能够创造性地对实验问题进行有效的解决。同时通过改革能够有效地调动学生的积极性，对学生的实验能力、数据分析能力、总结能力等均起到较好的培养作用。参考文献：1彭勇宜，李宏建，郭光华.基于学生创新能力培养的近代物理实验教学改革研究j.创新与创业教育，2016，7（1）： 122-12