近代物理实验研究性教学改革的探索

近代物理实验研究性教学改革的探索

摘要：针对验证性为主实验教学对高年级学生研究能力和创新能力培养不足的情况，以近代物理实验教学改革为例，探讨如何调动实验教师和学生的积极性，充分利用现有的实验资源，变验证性为主的教学模式为综合创新为主的研究性实验教学模式，从而实现实验教学多元化。

关键词：近代物理实验研究性教学多元化

1引言

研究性教学是以培养学生的研究意识、研究能力和创新能力为目标，通过教学过程，使学生不仅掌握系统的学科知识，还能综合运用知识去发现、分析和解决问题，学会研究与探索，培养研究能力、实践能力和创新能力的一种教学模式[1]。实验教学是研究性教学重要的载体之一，是培养创造性人才的基础[2]。中国石油大学（华东）通过近代物理实验教学改革，充分利用现有的人力和设备资源，在保证基本实验的基础上，采用了以学生为中心，鼓励学生创新的“研究性教学”新模式，实现了“基础、综合、创新”三个层次的实验教学，进一步培养了本科学生的创新精神和实践能力，实现了人才培养的多元化，取得了良好的教学效果。2近代物理实验的传统教学模式分析“近代物理实验”是物理学院高年级学生的一门重要基础课，所涉及的物理知识面广，综合性和技术性强。中国石油大学（华东）近代物理

实验室承担物理专业1 2个班级的实验教学任务，可开出涉及声学，光学，电学，微波，原子物理学，核物理学等多个学科近代物理实验34个。

在传统的教学模式下，近代物理实验多为再现式或验证性实验，实验前由教师讲解要点，实验中学生严格按照实验讲义进行操作。考核方式为学生完成一篇学习总结或综述。这种教学模式，对于训练学生正确掌握近代物理实验的基本技能和方法，巩固学生对所学理论知识的理解，具有一定意义。但这种模式也存在很多弊端。首先，实验内容抑制了学生学习主动性，限制了学生创新思维和发散思维，不利于培养和提高高年级学生分析问题解决问题的能力和科研水平。其次，再现式的模式使得教学过程对教师而言是一个重复劳动的枯燥过程，缺乏不断学习和改进实验的动力。再次，实验中的仪器一般只使用一项功能，效率偏低。由于近代物理实验的深度，很多仪器测量精密，功能先进，例如，电子自旋共振实验中使用的频率计有三个测量档位，测量范围O -200MHz，而实验中仅使用其中一个档位，只需测量26 -27MHz的狭窄范围，如此造成了设备其他功能的闲置。因此，要在保证专业基础实验教学效果的前提下，加强实验教学的综合性和创新性，充分调动学生和教师的积极性，发挥实验设备的潜力，进行实验教学的研究性改革。

3近代物理实验研究性教学改革的措施和效果

3.1研究性实验教学改革的措施

根据研究性实验教学的原理和现有办学条件，近代物理实验教学确立了“一个中心、二个互动、三个层次”的理念，即以培养学生研究和创新能力为中心，教学内容上理论和实践互动，教学方法上教师和学生互动，在此前提下实现“基础、综合、创新”三个层次的实验教学，最终实现人才培养的多元化。为此，对课程从教学内容，教学方法到考核方式，都采取了全面大胆的改革措施，极大地调动了学生和教师的积极性，基本实现了教学模式从验证性为主到研究性为主的转变。

在教学内容上，为改变验证性实验中内容僵化的问题，对实验讲义进行修订，在教学大纲规定的部分验证性实验中，增加了综合性和设计性内容，并且针对某些具有科研能力的设备组合开设了研究性实验。研究性实验是在验证性实验的基础上，由学生独立选择实验器材和设计实验步骤，整个实验过程由学生自行操作的一种实验教学模式[3]。该类实验加大了学生自主参与的程度，激发了学生深入学习和研究的兴趣，培养了学生独立思考和实践能力。

在教学实践上，鼓励教师“因材施教”，针对不同的实验采取不同的教学方法，同时增加师生互动的机会，加强师生之间的学术交流和沟通。一方面强调验证性实验中教师的主导作用，鼓励教师通过多媒体的合理运用，增强演示和讲解实验过程的趣味性，激发学生研究兴趣，保证验证性实验对理论实践教学的效果，另一方面对于研究性实验和设计性内容，采取以学生为中心，教师为引导的方法。即主要由学生根据讲义给出的实验目的和要求查阅相关文献和设备资料，独立

设计并完成整个实验，在此过程中，通过学术讨论，教师对学生进行必要的引导。师生互动，不仅使学生受益，而且促进教师教学水平和学术水平的提高。

教学指导思想和教学方式变化，要求考核方式也要相应变化，以更好地考察教学效果。因此考核方法由原来的“学习综述”制度改为创新性实验，即在考核中学生独立完成一个创新性实验。学生首先根据所掌握的理论知识和实验经验，自由拟定一个具有创新意义的题目，然后将实验构思以书面形式提交给教师审核，确认可行后，主要利用实验室现有设备进行实验并提交报告。这种方式有利于全面考察学生知识水平并提高其创新能力。

3.2研究性实验教学改革的成果

自2008年上述措施贯彻实施以来，近代物理实验课程在学生能力培养，教师水平提高，设备充分利用等方面都取得了长足的进步。

(1)活跃教学气氛，提高教学质量

引入研究性实验教学模式以后，师生交流成为常态，课堂气氛逐渐活跃，学生对近代物理实验的学习兴趣大大增加，深入分析问题和解决问题的意识增强，创新精神和实践能力得到培养。

(2)有利于研究性人才的选拔和培养

对教学过程和实验考核中涌现出的思维敏捷，动手和创新能力强

的学生给予重点培养。鼓励他们发表科研论文，积极申报各级“大学生创新实验”和物理竞赛项目，这类科研和学术活动有可能对他们的一生发生深远的影响。目前已有3名学生的创新实验考核项目由于立意新颖，研究深入而在省级物理竞赛中获三等奖以上。

(3)有利于教师教学和科研水平的提高

师生交流也促使教师发现自身知识的薄弱环节，从而自觉熟悉和研究与实验相关的理论知识，从而提高个人的业务水平和科研能力，可见这种教学相长的方式，达到了研究性教学良性发展的目的。

(4)有利于发掘设备科研潜力，提高利用率，促进资源合理利用

由于综合设计性实验和创新实验中，实验设备可以由学生根据设计内容加以利用，许多设备的多种功能得以使用，同时也促使教师将其用于科研活动中。目前，很多教师已申请使用近代物理实验设备指导学生毕业设计，设备承担的教学和科研任务越来越多。

4结语

我校的近代物理实验教学改革仍处在起步阶段，虽在研究性教学方向迈出可喜的步伐，但在改革深入的过程中也存在一些问题，今后在如何充分发掘人员和设备潜力，继续扩展和深化创新实验内容，如何进一步完善实验管理制度，加强开放式教学管理等方面仍需进一步的努力和探索。