基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

◆摘? 要：近代物理實(shí)驗(yàn)作為物理類相關(guān)專業(yè)的一門必修課程，在培養(yǎng)學(xué)生基本科學(xué)素養(yǎng)和自主創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著重要作用。因此，對(duì)該課程進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化和改革對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才具有十分重要的意義。本文針對(duì)當(dāng)前近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的諸多問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行分析闡述，提出了一些改革建議，以期能提高教學(xué)效果、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能和創(chuàng)新思維。

◆關(guān)鍵詞：近代物理實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;創(chuàng)新人才

科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，而人才培養(yǎng)是科技創(chuàng)新的前提。習(xí)近平總書記曾在科學(xué)家座談會(huì)上表示，要“加強(qiáng)創(chuàng)新人才教育培養(yǎng)，人才是第一資源，國家科技創(chuàng)新力的根本源泉在于人”。教育培養(yǎng)創(chuàng)新人才，應(yīng)重點(diǎn)注意加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。而高等院校是專業(yè)人才與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的搖籃，肩負(fù)著重要的人才培養(yǎng)任務(wù)。基于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)要求從單一的知識(shí)范式逐漸向創(chuàng)新型、應(yīng)用型的能力范式發(fā)展。近代物理實(shí)驗(yàn)課程是物理學(xué)相關(guān)專業(yè)的一門綜合性極強(qiáng)，涉及近代物理實(shí)驗(yàn)思想、理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)課。該課程的學(xué)習(xí)不僅能幫助學(xué)生了解到近代物理理論產(chǎn)生、技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，還能鍛煉學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的分析歸納能力，教授學(xué)生必備的物理實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和基本的科研素養(yǎng)。因此，近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才中扮演著十分重要的角色。這就要求教師在教學(xué)過程中，積極對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，提高教學(xué)效果。

一、近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

近代物理實(shí)驗(yàn)不同于普通物理實(shí)驗(yàn)，其涉及理論知識(shí)較深、儀器復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)難度高。近年來，眾多高校的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中逐漸暴露出一些問題：

1.課程內(nèi)容設(shè)置不合理：實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)基礎(chǔ)理論課銜接不當(dāng)，部分理論課程滯后于實(shí)驗(yàn)課，導(dǎo)致學(xué)生在知識(shí)上脫節(jié)，無法深入理解實(shí)驗(yàn)。

2.教學(xué)條件有限：部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備過于昂貴、實(shí)驗(yàn)存在一定危險(xiǎn)性，導(dǎo)致多人使用一臺(tái)，無法使所有同學(xué)都參與到實(shí)驗(yàn)中。

3.考核方式單一：傳統(tǒng)考核重點(diǎn)關(guān)注實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末考試，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)性、積極性，不利于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛力。

4.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更新緩慢，與當(dāng)前前沿科技發(fā)展脫節(jié)嚴(yán)重。上述問題的普遍性導(dǎo)致近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想，無法滿足對(duì)學(xué)生物理思維的豐富、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求。

二、近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的幾個(gè)方面

針對(duì)上述提及的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合筆者近幾年的教學(xué)實(shí)踐，將從以下幾個(gè)方面對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)改革探討：

1.結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況編訂實(shí)驗(yàn)講義

實(shí)驗(yàn)教材是學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)背景、內(nèi)容、原理、目的和流程的重要途徑。所以如何選擇適合的實(shí)驗(yàn)教材和內(nèi)容是一個(gè)值得深入探討和研究的問題。筆者不建議在教學(xué)過程中采用市面上的教材作為主教材，而是要根據(jù)學(xué)院學(xué)科專業(yè)特色，結(jié)合學(xué)院科研平臺(tái)條件，編寫屬于自己的實(shí)驗(yàn)講義。

2.加強(qiáng)與學(xué)科建設(shè)和科研方向的融合

在“雙一流”建設(shè)的時(shí)代背景下，需要加強(qiáng)科教育人。眾所周知，物理學(xué)相關(guān)專業(yè)往往與前沿科技緊密聯(lián)系，而每個(gè)學(xué)院也有自己的重點(diǎn)發(fā)展科研方向和重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)點(diǎn)。因此，若近代物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芘c學(xué)科建設(shè)和科研方向相融合，將有助于推動(dòng)學(xué)科建設(shè)、培養(yǎng)創(chuàng)新人才。在該實(shí)驗(yàn)課程中，我們可以適當(dāng)安排一些半導(dǎo)體材料、能源相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。

3.發(fā)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室

虛擬仿真技術(shù)的逐漸成熟為實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了新的教學(xué)模式，正在成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分。但值得注意的是，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)并不能完全用于代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)，它們之間應(yīng)當(dāng)是相互補(bǔ)充的關(guān)系。因此，在教學(xué)過程中適當(dāng)運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)將有助于解決一些難以開展的近代物理實(shí)驗(yàn)。

4改進(jìn)課程考核評(píng)價(jià)方式

合理的考核方式對(duì)提高教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)課程的傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式涉及形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)型評(píng)價(jià)。結(jié)合筆者的教學(xué)體驗(yàn)，可以進(jìn)一步優(yōu)化終結(jié)性評(píng)價(jià)方式：通過學(xué)生自擬或者老師擬定研究創(chuàng)新型題目，分組開展實(shí)驗(yàn)，以論文的形式提交，以ppt匯報(bào)方式介紹整個(gè)實(shí)驗(yàn)，最后以學(xué)生和老師共同打分作為期末考核分?jǐn)?shù)。采用多維度的考核方式將更有利于發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。

三、結(jié)束語

本文針對(duì)當(dāng)前近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題進(jìn)行總結(jié)和分析，提出了幾點(diǎn)改革措施。從編訂實(shí)驗(yàn)講義、科研教學(xué)相融合、發(fā)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室和改革考核評(píng)價(jià)方式出發(fā)，改善教學(xué)質(zhì)量，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。今后，我們將進(jìn)一步探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才而努力。

參考文獻(xiàn)

[1]潮洛蒙，劉佳.新形勢下近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].科技視界，2021（05）：25-26.

[2]王忠輝，陳慧，張琦弦，李艷紅，戴紅.“雙一流”建設(shè)背景下實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2020，23（04）：150-152+157.

[3]彭勇宜，李宏建，郭光華.基于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2016，7（01）：122-125.

[4]鄭凱.近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革若干思考[J].高教學(xué)刊，2016（20）：147-148.

[5]袁慧敏，王文靜，楊在發(fā)，步紅霞，范繼輝.基于能力范式的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].齊魯師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，35（05）：45-50.

[6]劉海霞，蓋磊，趙培剛.創(chuàng)新性近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與實(shí)踐[J].物理通報(bào)，2019（10）：82-85+91.

作者簡介

張紅（1990.12-）、男、漢族、重慶人、重慶師范大學(xué)、講師、博士、研究方向：寬禁帶半導(dǎo)體材料。