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科研实验的方式和方法在物理实验教学中的应用

(山东大学 物理实验教学中心)

1 主要内容
  物理开放实验包含2个实验项目,分别是“磁光克尔效应”和“X射线衍射原理及实验”. 这2个实验是科学研究中经常用到的:磁光克尔效应经常用于薄膜磁性的测量,X射线衍射实验经常用于测量物质的晶体结构.
  针对这2个实验,实验教师尝试以科研实验的方式方法训练学生:要求学生实验前预习相关实验背景知识,准备预习报告,在实验前以讨论方式检查预习效果;在实验教学过程中,以师生讨论为主,不以讲解和示范为主,不受实验课时限制,直到学生“做会”为止. 学生认为自己的实验“做会”后,向实验教师报告实验完成,然后教师通过实验测试问题当场考核,考核不通过,继续做实验;考核合格后,才允许学生准备后期的实验报告. 每个实验要用5周的时间完成,每周至少有一下午时间做实验,直至学生彻底掌握为止.
  为配合实验教学工作顺利开展,还安排研究生作为助教,随时发现并纠正学生实验中的细节错误. 因为对于大多数本科实验,多个实验细节错误通常不影响实验结果;但是对于真正的科研实验,其中的任何细节错误都可能让整个实验彻底失败. 因此,关注每个实验细节,在细微之处发现新物理现象,是本科生需要具备的重要科研素质之一,而通常的本科实验却忽视了这一点.
  每个实验的最后一节课作为专门的实验讨论课,实验教师和学生对实验过程中出现的问题、现象进行深入的讨论. 讨论课首先由学生提出问题,学生自由讨论;如果学生的观点不能达成一致,最后由教师总结归纳最可能的答案.
2 创新点
  将科研实验的方式方法引入本科实验教学,以讨论代替示范,以学生自主学习代替单纯教学,以课堂现场检查讨论辅助传统实验报告,不以“做完”实验为时间节点,真正让学生“做会”实验. 这充分体现了“实验是学生做会的,不是教师讲会的”实验教学理念.
3 主要成效
  将科研实验方法引入本科实验教学,激发了学生自主学习的热情,学生对实验内容表现出浓厚的兴趣. 该教学模式也促进了师生之间的交流和互动,课堂讨论贯穿整个实验教学过程. 学生们都能对2项实验内容有很好的掌握,其实验理论知识和实验操作能力能够直接为学院科研实验测试样品,提供数据分析. 参加实验的本科生多数考上或免试推荐了研究生,其科研实验的水平明显高于没参加科研实验训练的学生,特别是通过团队合作与讨论,发现问题、分析问题、解决问题的能力得到了提高.



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wenzhang/1712/sd.txt · 最后更改: 2017/12/14 15:17 由 guoweilw