研究型大学物理实验教学平台建设的实践与探索

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  摘 要:本文主要对物理实验教学示范中心的建设进行了介绍和说明。这个实验教学示范中心的建设核心是为了更好的完成教学内容和教学任务,不断深化课程体系改革,进一步优化和整合各项教育资源。
  关键词:实验教学;研究型大学;创新研究型实验平台
  中图分类号:G482文献标志码:A文章编号:2095-9214(2016)01-0058-01
  随着社会的不断发展和科学技术的进步,传统的物理实验教学平台和教学体系模式已经过时了,不再适应新型社会的需要。很多高校都开始重视物理实验教学平台的建设,以及物理实验教学体系和模式的完善,对传统的模式进行深入的改革,努力培养学生的动手能力。
  一、构建设计性、研究型实验教学平台
  现代社会飞速发展,科学技术水平也不断进步,各种新型技术如雨后春笋版出现,对于化学、生物科学、材料科学等学科的研究越来越深入,从分子尺度走入了原子尺度,而近代物理科学的研究成果也不断成为现在物理实验的手段和方法,比如对相对论理论以及量子力学的应用,产生了现代光谱技术、CT成像技术等等。所以,新时代和新的环境给物理实验内容的设置提出了新的要求。国内的一些高校都通过开展以设计性、研究型物理实验课题的方式来实现相关的设计性与研究性实验教学探索和实践的内容要求,并在开展的过程中获得了比较良好的反馈。比如南京大学开展的近代物理研究型设计实验,这些高校开展的实验内容都会随着时代的不断发展和科技的进步进行变更和完善。
  学校在近几年的时间里开设了相关的设计和综合性实验,这些实验对于培养学生的创新思维和动手能力都有很大的帮助,学生们通过这些实验逐渐提高了自身分析问题以及解决问题的能力。但是,在这些实验教学实践过程中,依然存在着一些不可避免的问题:
  (1)因为占地、资金以及设备等各种因素的影响,使得设计性、研究型实验平台容量较小,不能够满足大多数学生们对于物理实验研究的兴趣和探索,没能解决学生们对于探索性、挑战性实验进行探究的需求。
  (2)研究型物理实验教学平台的建设具有专门化属性,相比于传统教学课程的教学目标和教学要求,设计性、研究型实验并不能完全符合这些要求和目标。
  (3)因为大型化实验设备的需要,学校对于设计性、研究型实验的支持需要投入大量的资金,这就会压缩学校其他方面的资金投入。
  通过对上述问题的分析和思考,并对现在大学物理实验室中的实验仪器和实验环境进行分析,我们可以找到一些解决这些问题的方法。大多数大学物理实验室中的基础实验仪器和实验环境都是单一的一部分,不具备设计性、研究型的特点,因为传统的物理实验都是单一进行的,只是服务单个物理实验或者物理现象。但是如果将这些进行原理和过程的分解,就会发现这些分解后的部分就是在具体科研中都会用到的实验原理和基础技术,我们可以将这些基础实验的过程和内容进行组合,让他们成为不同的系统,同时对一些设备进行适当的调整,或者添加一些新的设备,以此来构建样品制备—处理—分析材料物理实验平台、现代光学技术平台和核探测与核技术平台这3个实验教学平台,学生们可以通过这些平台来进行设计性、研究型的综合实验。教师也可以通过这些平台,从基础实验部分开始,向同学们展示不同实验手段和实验分析的结果,不断深入实验内容,并让学生在学习的过程中逐步分化出自己喜欢的方向进行更加深入的研究。
  二、实验平台的运行
  (1)对实验平台进行初步的熟悉,确定自己的课题。首先,通过教师的引导和帮助,学生分8周完成上面的实验,然后开始进行创新性实验的过程。然后,学生根据实验过程中对于实验的深入了解以及自己的兴趣所在,选择自己热爱以及擅长的方向定为自己的课题。在实验开始的时候,教师可以先向学生们介绍和展示一些以前的课题,让学生们有一个感性的认识,在学生进行课题的选定过程中给予适当的帮助和指导。
  (2)在选定课题之后进行实验的预约和登记。学生们在进行实验的过程中,因为所有的4级实验需要在12个不同的实验室进行,实验总数大概为30个,所以有可能会发生某个实验室实验集中而别的实验室空闲的情况。为了避免这些情况的出现,就要做好学生实验的预约登记工作,对实验室的人数进行控制,最好是在额定人数的120%以下。实验室管理教师统一安排和管理,并进行实验室使用方案的研究和改善。
  (3)创新研究,深入分析。学生在不断改进和完善实验方案后就到相关的实验室进行实验,并对实验结果进行分析。很多的学生对于课题的准备比较充分,通过自己完成的多个实验结果来分析数据。一些学生联合其他科系的实验室一起进行实验研究和合作,还有学生到其他兄弟院校进行实验和请教。对于那些在实验中心受限的实验,在实验教师核查并同意的基础上,可以到校分析中心进行测试和分析。
  (4)通过答辩以及举行比赛的形式提高学生的表达能力和思维能力。学生通过上述的实验过程和实践之后,得到了相关课题的实验数据和分析结果,通过后续的分析以及参考文献的查阅,得到相关的实验结果。这些结果可以作为学生们进行答辩的依据和内容,并推选出比较优秀的实验和学生,并同其他学生以及老师进行交流探讨,提高实验论文的质量。
  三、加强教师队伍的建设
  学校开设设计性、研究型实验,对于老师的素质要求也很高,需要老师具有一定的科研能力以及实验的技能。对于这些综合性实验,要求老师具有扎实的基础理论知识体系,能够为学生答疑解惑,进行适当的指导。
  总的来说,社会不断发展和进步,我们的教育理念也需要根据时代的发展不断改变,深化教育改革,探索新型教育体系,努力提升学生的综合素质和能力。
  (作者单位:河北省沧州市沧州师范学院)
  参考文献:
  [1]浦其荣,霍剑青,轩植华.开放型物理实验的研究和探索[J].物理实验,2015,25(2):31-32.
  [2]胡章芳.对专业实验中心建设与改革的思考[J].实验技术与管理,2008,25(4)111-114.
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