加強物理實驗室的管理,提高物理實驗教學水平的論文

關于加強物理實驗室的管理,提高物理實驗教學水平的論文

　　根據國家教育部大學物理實驗課程教學的基本要求，為了適應新世紀經濟建設和社會發展的需要，進行不同程度的教學改革。把現有的實驗項目及設備通過精簡、合并、歸類的方法，由實驗項目之間的物理思想測量對象實驗手段方法內在聯系，將物理實驗教學內容有機重組，并以模塊為單位組織實施。由各專業特點及后繼課程的需要，可將工科類學生物理實驗劃分為兩大模塊，即傳統實驗和仿真實驗，以后將有各種模塊實驗并可獨立開設不同的項目。

　　1 重視物理實驗改革的廣泛性

　　大學物理實驗是具有自行教學課程體系的獨立課程，但對物理學科而言，它與大學物理理論課又是相互聯系不可分割的，為此物理實驗室的建設必須結合大學物理理論課程的建設。單純對大學物理實驗課程進行改革會受到學時的限制。目前工科學生的物理實驗為54學時左右，在這樣的學時下，要形成完整科學的實驗課程體系，必須與相關理論課的內容相互融合，貫通和滲透，同時建立彼此關聯的理論課與實驗課的新體系。例如：在實驗中心的改革中，增加近代物理實驗項目，讓學生掌握有重要近代物理內容和現代實驗技術已形成主流思路，但是近代物理實驗的理論基礎是相對論和量子力學，如果物理理論缺少對它們的物理原理做突出介紹，而只是一種故事性的敘述，甚至由于學時的限制而不將有關內容，就很難保證物理實驗課在加強基本訓練的同時，又增加綜合性的近代物理實驗項目，且有良好的教學效果。因此在建設物理實驗中心的同時，應考慮與理論課的整體優化組合，兩者同步進行，相互促進，仿真物理實驗就是一種很好的形式。仿真物理實驗室是面向物理教師 和學生的一個全開放性的物理實驗仿真軟件和課件制作平臺。與常規的物理教學軟件所不同，仿真物理實驗室不是單純地演示幾個現成的實驗。我們的目標是為您提供一個實驗器具完備的綜合性實驗室，您可以親自動手創建您所能想象的所有實驗。仿真物理實驗室為您提供了運動對象，小球、彈簧、繩子、連桿、滑軌等實驗器具，并集成了重力場、電場、磁場、萬有引力、阻尼介質等實驗環境;新增了輔助分析工具。您可以在任意組合的實驗環境中，構建您自己的實驗。從平拋運動，到驗證機械能守衡，驗證動量守衡實驗;從單擺，到彈簧振子實驗;從帶電粒子在電場中的加速與偏轉實驗，到粒子加速器，粒子速度選擇器模型等微觀模型;從地球人造衛星，到太陽系的運行，仿真物理實驗室都能夠進行仿真。仿真物理實驗室不但可以演示逼真的實驗動畫，還可以在演示的同時向您提供相關的實驗實時數據;您還可以使用輔助分析工具，對實驗數據進行分析。

　　對于正在學習物理的學生來說，仿真物理實驗室是一個理想的學習工具。親自動手的體驗，讓學生對物理現象的印象更加深刻，對物理定律的理解不再枯燥，對物理學的興趣油然而生。面對中國21世紀的素質教育，創造力和想象力的培養已被廣泛關注，仿真物理實驗室正是給了學生一個創造和想象的空間。

　　物理學是一門實驗性很強的學科，實驗幾乎貫穿了物理學習的整個過程。仿真物理實驗室適用于做物理實驗，是物理教師的得力助手。在教師講解了物理定律之后，演示一個相關的實驗，既加深了學生對定律的理解，又可以增加物理課堂的趣味性。在講解習題的同時，如果能在仿真物理實驗室中建立一個習題所描述的物理模型，以逼真的動畫輔助物理教師的精辟解析，觸發學生的想象空間，相信這樣的教學效果一定很好。

　　2 重視物理實驗室的開放性

　　目前大多數院校都實現了在實驗內容和實驗時間兩方面給學生高度自由的網上選課系統，但是它不是實驗室開放的充分條件，學生實驗能力的提高在相當大的程度上取決于實驗課時。而在總學時不變的情況下，增加實驗學時會受到諸多方面的制約，在這種學時不變的情況下，開放型的實驗教學并不能對學生的動手能力有本質的提高。為此，學�？蓪⒋罅康膶嶒烅椖扛倪M成教師和學生輪流管理式的可簡單操作的演示儀器，建成一個全天候（預約）開放的演示實驗走廊，這樣學生在不占學時的情況下可以自由操作。例如我們將雙縫干涉、單縫衍射、有關計算機模擬操作等實驗項目都改進成演示臺，由此可精煉普通實驗學時，增加近代物理實驗學時。

　　3 重視物理實驗及實驗室的多重性

　　大學物理實驗是各高校物理實驗室承擔的最重要的一門課，但物理實驗室在大學教育中的地位不盡與此，應根據自己的實際情況，開出針對不同學科的各層次的實驗選修課程或講座。例如，對于工科各專業的同學， 可開設《激光技術》、《科學實驗基礎》等等內容相近的課程。應從社會發展與國家需要的角度出發，以學生為本，發揮物理實驗室在對學生科學素質培養方面的應有作用。要真正做到以學生為本進行實驗室建設，首先要完善管理體制，而單獨的實驗室幾乎不可能完成對管理體制的根本性改革，完善的管理制度的建立需要許多部門的配合并假以時日，但實驗室至少可通過工作量考核來對任課教師及實驗技術人員進行明確的目標管理。對此我們可進行分層次多目標的管理方案：實驗有關人員全面主持實驗室日常工作及教學，發展規劃等落實情況。主講教師除擔任課程外還必須承擔具體的實驗室建設任務（如開出新的實驗項目），外聘的人員要通過規范教學的考核才能聘任。實驗室技術人員也有各自的任務目標。在實驗是改革中，必須最大限制地發揮實驗室自身的能動性，同時可與兄弟院校同行交流合作，取長補短。

　　重視演示實驗室建設的重要性。目前，在各高校已進行的教學改革中，其中不能回避的一個問題是增加可開設實驗項目數，以利于分層次（或分單元，分級別）教學，或增加學生選課的余地，這樣在學時不增加的情況下，由于實驗項目的增加，會對某些學校帶來經費上的投入困難。在這種情況下，增加不占學時的自由開放式演示實驗項目有著重要的意義。 重視實驗儀器教學與科研的兼用性，目前國內多數實驗教學儀器廠家在開發研制的實驗儀器過分強調了系統集成性，使許多實驗儀器成為只有輸入量及輸出量的黑匣子，不能真正提高學生的動手能力及進行科學實驗的能力。例如，許多學校的物理實驗室激光器與光柵光譜集成在一起，使得只能做一個實驗。如果將其中的激光器做成分立器件，就可以進行激光產生，激光倍頻，非線性光學等多個實驗或進行相關科學研究。

　　4 結束語

　　目前改革的主流為，在教學內容的改革上，主要采取精選實驗內容，重組課程體系，增加近代實驗內容三個方面，在教學方法上，多采用開放式的教學模式，這些方法已取得了較好的實踐效果。物理實驗室的改革是一個系統工程，進一步的改革應從實驗室的多重地位出發，全方位多角度地進行建設，當然與學校的實際投入結合起來。

　　當前許多學校都購買或自制了仿真實驗軟件，這些軟件的使用無疑會在節省設備經費投入，通過學生學習興趣，增加單位時間掌握的信息量等方面都起到積極的作用。但是模擬或仿真實驗絕對代替不了學生的實際動手操作，個別學校甚至將仿真實驗做為學生必做的一個實驗，這樣在總學時不變的情況下，學生變缺少一個進行實際操作實驗的機會。模擬仿真實驗只能是作為一個有益的補充，在不占學時的情況下可自由對學生（有償）開放。

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