買買提艾力·巴克++艾爾肯·扎克爾

【摘要】在物理專業(yè)教學(xué)中設(shè)置科研型實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力。對大學(xué)物理專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)改革，提出了以科研型實(shí)驗(yàn)為主，以基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為輔的教學(xué)理念。

【關(guān)鍵詞】物理專業(yè) 實(shí)驗(yàn) 科研型

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）30-0016-02

一、物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是物理專業(yè)學(xué)生的重要必修課程之一，目前大部分高校把大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分為力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)等四部分，這四門實(shí)驗(yàn)課程不僅能幫助物理專業(yè)學(xué)生更深入理解物理理論概念，而且能提高學(xué)生的理論基礎(chǔ)知識運(yùn)用能力，實(shí)際動手能力和創(chuàng)新能力。同時對物理專業(yè)學(xué)生畢業(yè)以后的科研研究和工作發(fā)展提供非常好的基礎(chǔ)技能。因此、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程在物理專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)中具有非常重要的實(shí)際作用，是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)之一。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在人才培養(yǎng)過程中顯示出自己的重要性?，F(xiàn)大部分高校物理專業(yè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)每學(xué)期12個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生提前針對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目預(yù)習(xí)，在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)時間內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)30人（一個自然班），分兩組，兩人一套設(shè)備合作完成實(shí)驗(yàn)，時間為兩/三小時，到時間就結(jié)束。一天安排三組（三個自然班）。上課開始教師詳細(xì)解釋實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、操作步驟和注意事項(xiàng)，每個實(shí)驗(yàn)約15～20分鐘左右，老師解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，做完實(shí)驗(yàn)后離開實(shí)驗(yàn)室，每周一次，一次做一個實(shí)驗(yàn)，在一周時間內(nèi)處理數(shù)據(jù)并寫實(shí)驗(yàn)報告，每一個實(shí)驗(yàn)交一份完整的實(shí)驗(yàn)報告，每一個實(shí)驗(yàn)滿分是100分，每個實(shí)驗(yàn)必須60分以上才算通過，每次的分?jǐn)?shù)為上課教師評定，12個實(shí)驗(yàn)的平均分?jǐn)?shù)作為學(xué)生的最終成績。這種教學(xué)模式有節(jié)省師資力量，減輕學(xué)生上課負(fù)擔(dān)和實(shí)驗(yàn)室安排方便等很多優(yōu)點(diǎn)同時也有一些不足點(diǎn)。（1）物理專業(yè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置比較簡單和單一。大部分高等院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置包括兩部分：基本物理實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，其內(nèi)容單一、陳舊，難度等級達(dá)不到物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，針對低年級和高年級的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的難度級別沒有設(shè)置好，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容根本達(dá)不到最基本的要求。（2）在實(shí)驗(yàn)課中，討論問題較少。學(xué)生和學(xué)生、學(xué)生和老師之間的討論，提高學(xué)生的思考能力，創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)意識。（3）用計(jì)算機(jī)來分析數(shù)據(jù)和軟硬件的結(jié)合不太好。如今計(jì)算機(jī)的應(yīng)用比較廣泛，而且有很多實(shí)驗(yàn)軟件，讓高年級的學(xué)生學(xué)會物理實(shí)驗(yàn)的軟硬件結(jié)合和數(shù)據(jù)的自動化處理。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

雖然物理實(shí)驗(yàn)課在物理專業(yè)教學(xué)中有很大的實(shí)際作用，但是很多高校對實(shí)驗(yàn)課的重視不夠，這導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量的總體下降和學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課不感興趣等現(xiàn)象。要提高物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，從根本上解決問題，提高學(xué)生的動手能力和設(shè)計(jì)水平。筆者提出大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一些設(shè)想。

1.科學(xué)地設(shè)置物理專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程

把實(shí)驗(yàn)課分為演示實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)、科研型實(shí)驗(yàn)。在合適的位置要放置演示實(shí)驗(yàn)儀器，學(xué)生可以自己動手操作，演示實(shí)驗(yàn)比較直觀，內(nèi)容涉及力、熱、電、磁、光等幾乎所有的物理專業(yè)課領(lǐng)域，內(nèi)容豐富、形象生動的演示實(shí)驗(yàn)無疑很好地激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)的興趣?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)對低年級學(xué)生開設(shè)，科研型實(shí)驗(yàn)對高年級學(xué)生開設(shè)，老師和學(xué)生選擇題目，內(nèi)容深入物理研究前沿領(lǐng)域，相關(guān)老師負(fù)責(zé)指導(dǎo)完成。

2.要分實(shí)驗(yàn)課的難度等級。

實(shí)驗(yàn)課分難度等級是培養(yǎng)學(xué)生真正能力的一項(xiàng)重要工作，針對物理專業(yè)要分難度等級比較難的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。提高設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的難度，并合并科研型實(shí)驗(yàn)。

3.要建設(shè)開放實(shí)驗(yàn)室

建設(shè)具有一定面積和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)儀器的開放實(shí)驗(yàn)室有利于學(xué)生更自由的去嘗試部分基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和低難度的設(shè)計(jì)性試驗(yàn)，可以提高學(xué)生獨(dú)立操作能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

4.鼓勵學(xué)生申請各種創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的申請和完成，可以培養(yǎng)學(xué)生基本科研項(xiàng)目撰寫能力和基礎(chǔ)的科研能力，有助于學(xué)生未來的科研研究和工作發(fā)展。然而，對一名本科生來說獨(dú)立申請校級以上創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是比較難，因此各級實(shí)驗(yàn)教學(xué)部門要鼓勵和組織研究生和本科生、學(xué)生和老師合作的創(chuàng)新項(xiàng)目的申請，提供學(xué)生申請和完成項(xiàng)目的基本條件。

5.用計(jì)算機(jī)來分析數(shù)據(jù)

高年級的學(xué)生盡量實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀器和計(jì)算機(jī)的連接使用，用Matlab、Origin、C語言等軟件來處理數(shù)據(jù)。物理實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理和分析是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要內(nèi)容，通過部分實(shí)驗(yàn)儀器和計(jì)算機(jī)連接，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的先進(jìn)性。將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，并能夠提高學(xué)生將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與科研工作的結(jié)合能力。

6.通過團(tuán)隊(duì)討論解決問題

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，培養(yǎng)競爭意識和合作意識，在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和科研型實(shí)驗(yàn)中，要創(chuàng)建團(tuán)隊(duì)解決實(shí)際問題，通過構(gòu)成團(tuán)隊(duì)聯(lián)合、優(yōu)勢互補(bǔ)，可以增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)造性。

三、結(jié)語

本文介紹了高校物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些新想法，希望在以后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，具有重要的參考價值，對于提高物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量具有積極意義。

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基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（No：11664039）。

作者簡介：買買提艾力·巴克，男（1982-），博士，講師，研究方向：強(qiáng)場物理和物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。endprint