近代物理实验教学体系及教学模式的改革

Ｔ ｅｅ ｕ ａｉ ｎ ｌ ｅｏ ｍ ｎｔ ｅｍ ｏ ｅ ｈ ｓｃ ｘ ｅｉ ｅ ｔ ｅ ｃ ｉ ｇｓ ｓｅ ｎ ａ ｈ ｎ ｄ ｈ ｄ ｃ ｔ ａ ｆ ｒ ｏ ｄ ｍ ｐ ｙ ｉｓ ｐ ｒ ｎ ａ ｈｎ ｙ ｔｍ ａ ｄｔ ｃ ｉｇｍｏ ｅ ｏ ｒ ｈ ｅ ｍ ｔ ｅ
第一模 块—— 专业基础 实验 ，８ 实验项 目，在 个
第一学期 开设 。 第二模块—— 综合设计性实验 ，１ 个实验项 目， ４ 在第二学期开设 ，要求 学生选修６ 。 个 第三模 块—— 研 究创新 性实验 ，６ 实验项 目， 个 在第 二学期选修２ 个。 第四模块—— 仿真实验 ，学生 自主通过辅 导系统 进行学 习，以拓宽视野 。 第五模块—— 演示实验 ，实验室面对全校 学生 开
逐渐开始着手近 代实验 的改革 。２ ０ 年 申报 的近代物 ０７ 理实验教学改革课题获得立项 ，２ １ 年通过鉴定。本 ００
文介绍我校在近代物理实验教学体系及教学模式的改
革 方 面 的工 作 。
（） １专业基础 实验 ：光 电效应与普 朗克常量测定， 微波光学 实验， 利用调制光波测光速， 夫兰克 一赫兹 实 验 ， 原子光谱， 氢 密立根 油滴实验等８ 实验， 个 为必做 实 验 项 目。在大三 的第 一学期开 设。实验要求 学生在 教 师的指导下， 按照实验讲义在规定的时间 内完成实验内 容， 验证一些基本的物理规律 。在实验 中， 不仅要求学 生学会一些仪器 的使用， 而且要求 学生学会记录数据、 处理数据， 培养学生观 察和分析实验现象 的能力 。 （） ２ 综合设计性 实验 ：组 合式多功 能光栅光谱 仪 的使用 ，微波段 电子顺磁共振实验 ，全息照相实验 ， 声光效应实验 ，空 间滤波 ，变温霍耳效应实验 ，光磁 共振实验 ，黑体辐射 ，脉冲核磁共振实验 ，椭 圆偏振 法测膜厚等 １个实验 ，在大三第二学期开学初开设 。 ４ 了解 这套仪 器可 以做哪些相 关 的实 验 内容， 然后 自己 决定实验 内容， 自己设计 实验 ， 自己完成 实验 。并在 实验 完成后，对 实验结果进行理 论分析 和讨论 。学生 在整个实验 过程中要进行一系列完整的准备工作 ，具 体的实验环 节可 以表述为：了解 仪器一查阅资料设计
关键词 ：近代物理实验；教学改革 ；创新教育；教学体系；教学模式
近代 物理 实验 是继 普通 物 理实验 之 后 的一 门重 要 的实验课程 ，是为大学高年级学生开设的专业基础 课 ，本课程所涉及 的物理知识面较广 ，具有较强的综 合性和技术性 。 高校 实验课程指导委员会指 出：应加快实行开放
放 ， 学生 根 据 自 己的 时 间 、兴 趣进 行 。
３ 拓 宽实验 开放 的内涵 ，教学模式上 实行 开 放 性 实 验 教 学
这里 所提 的 “ 放性 实验 教 学 ”不 同于 “ 放 开 开 实验室 ” ，开放性 实验 教学着重 从２ 面着手 ，首先 方 在 时间上实行开放 ，让学生有足够 的时问 “ 理解 、消 化 、完成 ”实验 ，原定在一 次 （学时） 完的实验 分 ６ 做 解 为６ 阶段模式：
验室 ，其中引进项 目９ 项 ，自制演示项 目３余项 。 ６ ０
２ 构 建科学 、先进 的近代物 理实验教学体
系
以 “ 重 基 础 、 加 强 设 计 、 综 合 应 用 、提 高 创 注
式 教学，在教学 过程 中真 正体现 “ 生是主体 、教师 学
是主导”的原则，真 正体现 以培养学 生的创新意识和 素质、能力为核 心，应 在课程 设置、教学安排等方面 给 学生留有尽量大的 自主空间。随着现代 高新技术 的 飞速发展 ，原有的实验 教学体系、方法和模 式 已不 能
第３ 阶段 ：讲解思考题及实验原理。 第４ 阶段 ：根 据实验 要求设计 完整 的实验 方案 ， 并一起讨论分析和实施 。择最优方案 实行 。 第５ 阶段 ：指导关键操作技巧 ，学生实验操作。 第６ 阶段 ：实验结果与分析 。 其次 ，在教学 内容实行 开放 ，在２ 个实验 中选８ ０ 个实验进行研究 。教师仅为学生提供 实验提纲 ，学生 自己查 阅相关文献资料 ， 自己独立 设计实验方案 。开 放性实验教学 能使学生从 “ 被动 、封 闭、受束缚 的状 态 ”变成 “ 主动 、开放 、较 自由的状态 ”，真正地成
Ｈａ ｈｉ ｉ ｇ Ｌｉ ｉｎ ｒ Ｌｉ ｎ ｈｏ ｏ Ｓ ｍ ｎ ， ｕＸ ａ ｇ ｕ， Ｘｉ ｚ ｎｇ
Ｈ ｎ ｎ ｕ ｉ ｅ ｓ ｔ ｆ ｓ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ，Ｌ ｏ ａ ｇ ４ １０ ， Ｃ ｉａ ｅ ａ ｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｕｙｎ， ７０３ ｈ ｎ
０ １。 ５ ）
１８ １
２ １ 年第５ ０１ 期
总 １期 第１ ７
中 砚戒 袭 国 孝 备
解 ，深化预习。
ＳＮ ４２４ Ｃ１７１８ Ｓ１９９４／ Ｎ ．Ｔ １ ３ ６
．
实 验 一操作 实验 一 理论 分析 一拓 展深 化 。在此 基础 上 ，为 了加深学生对 实验 仪器的认识 ，促进基础知识 的融会贯通 ，了解 新知识、新测量手段 ，培养学生 自
２ １ 年３ ０１ 月
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wk.baidu.com
２１年３ ０１ 月
１ 以学科建设 为支撑 ， 建设 、优化实验项 目
２ ０ 年 起 ，采 取 引进 （Ｏ 万 的财政 部贷款 、近 ０５ １０
百 万 的 日元 贷 款 ） 自主 开 发 相 结 合 的方 式 ， 以凝 聚 和
态物理 、材料物理和光 电技术 为学科支撑 ，以介 电陶 瓷 制备 ，功 能薄 膜制 备 ，光谱 分析等研 究方 向为导 向， 由原来的１个 实验项 目发展 为２ 个种类齐全 、层 ４ ８ 次分明的实验项 目。仿 真实验项 目完全 引进 中国科技
大学的大学物 理仿真 实验 ，含有近代物理实验项 目２ ６
个 。采取引进和 自主开发相结合的方 式建立 了演 示实
收稿 臼期 ：２１—０ １ ００ １—９
作 者简 介 ：郝 世 明，硕 士 ，讲 师 。刘 香茹 ，硕 士 ，副 教 授 。李新忠 ，博士 ，副教授 。 基金项 目：河南科技大学 教育教学 改革项 目（ 编号 ：２ ０ Ｙ ０７一
第 １ 段 ： 自学 、 预 习 。 课 外 预 习 ： 阅 读 讲 义 及 阶
断地 改进和完善。
参 考文 献
［］ １刘海 霞，苗洪利 ，盖磊． 近代 物理实验教学改革 的研 究与 实践［ ］ 大学物 理，２ １ ，４ ５ ８ Ｊ． ０ ０ ：５ ￣５
网络辅助 了解仪器等 。课 内预 习：熟悉仪器 ，加深理
Ａ ｓ ｒ ｃｔ： Ｉ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｔ ｅ ｐ ａｃ ｉ ｅ ｏ ｄ ｔ ｏ ｏ ｈ ｅ ｎ ｎ ｏ ｔ ｅ ｅ ｏ ｍ ｏ ｔ ｄ ｒ ｐ ｙ Ｃ ｅ ｐ ｒｉ ｅ ｔ ｅ ｃ ｎ ｂｔａ ｎ ｈ Ｓ ａ ｅ ， ｈ ｒ ｔ ｃ ｃ ｎ ｉ ｉ ｎ ｆ ｔ ｅ ｄｅ ｐｅ ｉ ｇ ｆ ｈ ｒ ｆ ｒ ｆ ｈｅ ｍｏ ｅ ｎ ｈ ｓｉ Ｓ ｘ ｅ ｍ ｎ ｔ ａ ｈｉ ｇ ａ ｄ ｆ ｔ ｒ ｅ ｋ ｎ ｏ ｅ ｏ ａｌ ｗｉ ｈ ｎ ｏ ａ ｉ ｅ ｒ ｉ ｔ ｏ ｕｃ ｄ Ｉ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｗ ｆ ｃ ｏ ｔ ｅ ｔ ｄ ｏ ｄ ｓｉ ｎ ｄ ａ ａ ｄ ｎ ｏｓ ｅ ｎ ｗ ｉ ｄ ｆ ｐ ｒｓ ｎ ｓ ｔ ｉ ｎ ｖ ｔ ｖ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｅ ． ｎ ｈ Ｓ ａ ｅ ， ｅ ｏ ｕｓ ｎ ｈ ｓ ｕ ｙ ｆ ｅ ｇ ｉ ｅ ｎ ｅ ｕ ａ ｉ ｎ ｐ ａ ｉ ｅ ｎ ｈｅ ｒｅ ｏ ｔ ｅ ｅ ｃ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ｎ ｔ ａｃ ｎ ｏｄ ． ｄ ｃ ｔ ｏ ａｌ ｒ ｔｔ ｃ ｉ ｔ ａ ａ ｆ ｈ ｔ ａ ｈ ｎ ｙ ｔ ｍ ａ ｄ ｅ ｈｉ ｇ ｍ ｅ Ｋｅ ｗ ｒ ｓ： ｍ ｄ ｒ ｈ ｓｉ ｅ ｐｅ ｍｅ ｔ： ｔ ａ ｈ ｎ ｅ ｏ ｍ： ｃ ｅ ｔｉ ｕ ｔ ｏ ｙ ｏｄ ｏ ｅ ｎ ｐ ｙ ｃｓ ｘ ｒｉ ｎ ｅｃｉｇｒｆｒ ｒ ａ ｖｅ ｅｄ ｃａ ｉ ｎ： ｔ ａ ｈ ｎ ｓ ｓ ｅ ｅ ｃ ｉ ｇ ｙ ｔ ｍ： ｔ ａ ｈ ｎ ｍ ｄ ｅｃｉｇ ｏｅ
为 实验 的主 人 。
（） ３ 研究 创新性 实验 ：磁 控溅射 制备功 能薄膜 ，
金属 电子逸 出功 的测量 ，激光拉曼光谱研究及应用 ， 介 电陶瓷制备分析 ，计算 机在实验技术 中的应用 ，激 光原 理及技术 应用等６ 个课题 型实验 ，有一部 分实验 是教师的科研课题 。实验 的指 导思想 就是要逐渐培养 学生独立工作 的能力和从事科研 的能力 。教师在整个 实验过程 中，只是学生实验 的协助者。
第２ 阶段 ：教师提 出思考题 ，书面 回答 ，检验 预
习效 果 。
主学 习和查 阅搜索 资料 的能力 ，还要求学生写 出对实 验 的感受或对 实验 仪器 的认识及说 明实验方法 、评价 等小论文 。这不仅 加深 了学生对实验仪器 的认识和 了
解 ，激发 了学生实验 的兴趣和积极性 ，更重要 的是 ， 为 以后的研 究性实验打下了 良好 的基础 。
２２ “ ． 模块化 ”
实验 教学分５ 个模块进行 。具体如下：
４ 结束语
本改革 旨在改变传统的教学体系及模式 ，探索全
新的教学模式 。结果表 明：该体系可促使学生主动独 立地学习 ，积极参加 问题的研究和交流 ，培养 了学生 的创新素质和表达能力 ，教学质量大幅提高 。如刘利 兵等同学制做 出了多种 巨介 电陶瓷材料 ；杨凯 同学参 与研 制的物理实验用激光器一直应用在物理实验教学 中；赵 伟同学开发出 “ 彩虹全息图的制作 ”实验 ，并 应用 于实用 与高新技术实验教学中等 。多项近代实验 研 究的科 技成果组队参加校 “ 挑战杯 ”并多次获奖。 学生深入研 究积极性 高 ，成效 显著 。３ 年来发表 学术 论文 ２ 篇 。从我们与学生的交流和调查表 问卷反馈的 １ 信 息来看，改革得到 了学生的认可与好评 。但近代物 理实验改革是一项系统的、综合性很强的工作，它需 要我们花费更多的精力和时间在今后 的具体实践 中不
ＳＳ ６ ２ １ ３ Ｎ１ ７ ． ４ ８
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中 现代孝 各 国 装
２１第期 ０年７ 总 １５ １１ 期 第
近代物理实验教学体系及教学模式的改革
郝世 明 刘香茹 李新 忠
河南科技大学 河 南洛 阳 ４１ ０ ７０３
摘 要 ：介绍 了河南科技大学物理 与工 程学院在深化近代物理实验教学改革 ，培养 具有创新能力人才的实践情况 。主要介 绍了在教学体系和教学模式方面进行改革的设计思路和具体实践。
适 应 当前 的 学 生特 点和 社 会 需 求 。２ ０ 年 开 始 ，我 们 ０５
新 ”为指导思想 ，以逐步提 高学生的科学实验 素质 和 创新能力为 目标 ，为满足不同层次人才培养 的需要 ， 大力加强综合、设计、创新性实验的 比例，优化了实
验 项 目，建 立 了 “ 层 次 、 模 块 化 ” 的实 验 教 学 内容 分 新体系。 ２１ “ 层次 ” ． 分 将 实 验 分 为 专 业 基 础 、综 合 设 计 、研 究 创 新 型 ３ 个层次。