時(shí)間：2022-10-07 15:04:20
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關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力；素質(zhì)教育；實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目；開設(shè)模式
作者簡(jiǎn)介：熊翠秀（1980-），女，彝族，云南大理人，湖南城市學(xué)院通信與電子工程學(xué)院，講師；徐蘭云（1965-），女，湖南益陽人，湖南城市學(xué)院通信與電子工程學(xué)院，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師。（湖南 益陽 413000）
中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）29-0099-03
“全息照相”通過物光與參考光相干疊加形成干涉條紋，該干涉條紋記錄了物光波前上各點(diǎn)的全部信息（包括振幅和相位），因此能再現(xiàn)與原物一致的三維立體圖，并具有可分割性。[1]由于“全息照相”技術(shù)的特殊性，自1960年第一臺(tái)激光器問世以來，全息技術(shù)得到了迅速發(fā)展，在醫(yī)學(xué)、干涉計(jì)量、科研、影視、[2-4]商品防偽標(biāo)簽、身份證的防偽及錢的防偽等方面均有廣泛的應(yīng)用。
鑒于“全息照相”技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，筆者本著提高學(xué)生創(chuàng)新能力，普及生活常識(shí)進(jìn)行素質(zhì)教育的目的，對(duì)“全息照相”實(shí)驗(yàn)的開設(shè)模式進(jìn)行探討，這也是湖南城市學(xué)院目前正在嘗試的開設(shè)模式。
一、傳統(tǒng)開設(shè)模式的不足
“全息照相”實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)專業(yè)“光學(xué)”課程必開的實(shí)驗(yàn)，一般情況下只開設(shè)基本的暗室激光全息。實(shí)驗(yàn)過程包括調(diào)整光路、曝光、顯影、水洗、停影、水洗、定影、水洗、漂白及水洗等一系列環(huán)節(jié)，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的要求，整個(gè)過程很繁瑣，所需要的時(shí)間也比較長(zhǎng)，成功率很低。由于實(shí)驗(yàn)難度較大，一般情況下給物理學(xué)專業(yè)開設(shè)4個(gè)學(xué)時(shí)。由于中間某個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)都有可能導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)失敗，因此即使學(xué)生認(rèn)真做了實(shí)驗(yàn)都有可能實(shí)驗(yàn)不成功，再加上學(xué)生第一次接觸該實(shí)驗(yàn)，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間把握不當(dāng)，有可能一大組的所有學(xué)生都沒有拍攝成功，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該項(xiàng)技術(shù)及指導(dǎo)教師的技術(shù)水平產(chǎn)生懷疑，同時(shí)也不可能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
對(duì)于非物理學(xué)專業(yè)的理工科學(xué)生來說，“大學(xué)物理”是公共課，由于受到課時(shí)的限制，一般《大學(xué)物理》教材中沒涉及到“全息照相”技術(shù)，[5]或只是以小字的形式出現(xiàn)在閱讀材料中。[6]故湖南城市學(xué)院也沒有開設(shè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)“全息照相”技術(shù)的認(rèn)識(shí)完全是一片空白，對(duì)日常生活中的相應(yīng)應(yīng)用也知之甚少。
二、“全息照相”實(shí)驗(yàn)對(duì)工科學(xué)生開放的開設(shè)模式探討與實(shí)踐
1.“全息照相”實(shí)驗(yàn)對(duì)工科學(xué)生開放的內(nèi)涵
素質(zhì)教育強(qiáng)調(diào)要全面提高受教育者各個(gè)方面的素質(zhì)，并注重受教育者的思想道德品質(zhì)、身心健康和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等，是與傳統(tǒng)的應(yīng)試教育相對(duì)應(yīng)的新時(shí)期主流教育方式。[7]學(xué)校必修的公共課和專業(yè)課的課堂教育主要傳授基礎(chǔ)知識(shí)與專業(yè)知識(shí)，雖然是素質(zhì)教育，但始終離不開各種考試，因此很多學(xué)生以考試及格為目的。為了落實(shí)素質(zhì)教育的職責(zé)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及動(dòng)手能力，各學(xué)校都分別提出了開放性實(shí)驗(yàn)室的舉措，具體做法大致都是在正常上班的時(shí)間內(nèi)向?qū)W生開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以根據(jù)自己的愛好和興趣進(jìn)行課程規(guī)定之外的實(shí)驗(yàn)。[8，9]為了進(jìn)一步落實(shí)素質(zhì)教育的職責(zé)，除了普通意義上的開放性實(shí)驗(yàn)室之外，湖南城市學(xué)院提出了實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目的舉措，且已執(zhí)行兩年。
由于“全息照相”實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間較長(zhǎng)，以及實(shí)驗(yàn)室能容納的學(xué)生數(shù)有限，因此公共課和選修課都沒有涉及該實(shí)驗(yàn)。但全息技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中有廣泛的應(yīng)用，因此，湖南城市學(xué)院以實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目的方式對(duì)非物理學(xué)理工科專業(yè)的部分學(xué)生開放了“全息照相”實(shí)驗(yàn)，目的是實(shí)施素質(zhì)教育，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。該部分學(xué)生掌握了日常生活中的一些相關(guān)的防偽技術(shù)后又可以向不同的人傳達(dá)該技術(shù)，從而可以使更多的人掌握相關(guān)的防偽技術(shù)，也就達(dá)到了素質(zhì)教育的目的。
2.基于素質(zhì)教育的“全息照相”實(shí)驗(yàn)開設(shè)模式的實(shí)踐
（1）指導(dǎo)教師申報(bào)與立項(xiàng)階段。與“全息技術(shù)”相關(guān)的實(shí)驗(yàn)都需要一定的耗材，而由學(xué)生自己出錢買耗材則會(huì)為學(xué)生帶來經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，也就不可能開展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。每年下半年，湖南城市學(xué)院組織教師申報(bào)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目，指導(dǎo)教師根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件和學(xué)生的基礎(chǔ)申報(bào)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目。學(xué)校根據(jù)經(jīng)費(fèi)預(yù)算和實(shí)驗(yàn)的難易程度配備一定的經(jīng)費(fèi)，以保證實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目得以順利開展。
（2）學(xué)生報(bào)名階段。實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目立項(xiàng)之后，指導(dǎo)教師根據(jù)申報(bào)書中所寫的招收對(duì)象，在相應(yīng)專業(yè)的班級(jí)介紹與該實(shí)驗(yàn)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)和日常生活中的具體應(yīng)用，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；介紹實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間和時(shí)間安排，讓學(xué)生結(jié)合自己的實(shí)際情況自愿報(bào)名。
（3）學(xué)生具體實(shí)驗(yàn)階段。學(xué)生自愿報(bào)名后，根據(jù)指導(dǎo)教師的實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排，學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。首先，指導(dǎo)教師簡(jiǎn)單講解“全息照相”技術(shù)的基本原理和對(duì)實(shí)驗(yàn)的基本要求；其次，指導(dǎo)教師詳細(xì)介紹“全息技術(shù)”在日常生活中的具體應(yīng)用（如防偽商標(biāo)、身份證的防偽標(biāo)簽、錢的防偽標(biāo)志及全息影像等），以及具體的制作方法；最后，以學(xué)生為主、教師為輔，設(shè)計(jì)出具體的實(shí)驗(yàn)方案。在不同的環(huán)境溫度下由學(xué)生分小組完成激光全息和白光全息的單次曝光與重復(fù)曝光實(shí)驗(yàn)。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)出不同環(huán)境溫度下各個(gè)環(huán)節(jié)的比較合理的時(shí)間。
三、基于素質(zhì)教育的“全息照相”實(shí)驗(yàn)開設(shè)模式的質(zhì)量監(jiān)控和成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)
對(duì)“全息照相”實(shí)驗(yàn)開放模式進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控和成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)，一方面是為了確保實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目的順利開展，保障素質(zhì)教育的實(shí)施；另一方面是為了保護(hù)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)儀器，從學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析再到實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫進(jìn)行全程跟蹤指導(dǎo)和實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)控。對(duì)整個(gè)項(xiàng)目從以下三方面進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目的質(zhì)量，即優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案、規(guī)范指導(dǎo)過程和創(chuàng)新成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系。
1.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案
指導(dǎo)教師布置了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，學(xué)生通過相關(guān)書籍和網(wǎng)絡(luò)查詢資料，自行設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生把已設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案交給指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師從以下三方面對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行審核：一是現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件能否滿足實(shí)驗(yàn)方案的需求。如果實(shí)驗(yàn)條件不具備，要把實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行適當(dāng)修改，直到湖南城市學(xué)院現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件能滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案。二是實(shí)驗(yàn)方案是否能起到普及日常生活常識(shí)，即達(dá)到素質(zhì)教育的目的。三是實(shí)驗(yàn)方案對(duì)學(xué)生來說難度是否適當(dāng)。由于是課余時(shí)間的實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目，如果難度太大，一方面學(xué)生不能順利的獨(dú)立完成，另一方面所需要的時(shí)間太長(zhǎng)，則會(huì)影響學(xué)生對(duì)其他課程的學(xué)習(xí)。滿足以上實(shí)驗(yàn)方案，既能保證學(xué)生在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下順利完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，又能起到普及日常生活常識(shí)進(jìn)行素質(zhì)教育的目的。
2.規(guī)范指導(dǎo)過程
為了有效地對(duì)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，從實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的操作環(huán)節(jié)到實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告的書寫都要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，具體就是要提供一些具體的過程材料，且過程材料以表格的形式提供。
（1）實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)過程。首先，通過網(wǎng)上查閱文獻(xiàn)及閱讀相關(guān)的書籍，學(xué)生畫出所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的光路圖、列寫所需的實(shí)驗(yàn)儀器、沖洗藥水及相應(yīng)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)所需的時(shí)間。其次，指導(dǎo)教師提供實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)儀器和相應(yīng)的沖洗藥品。結(jié)合指導(dǎo)教師提供的信息和學(xué)生自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案再次修改實(shí)驗(yàn)方案。所有材料都以表格的形式提供，以備以后參考和結(jié)題時(shí)提供過程材料。
（2）實(shí)驗(yàn)過程。指導(dǎo)教師不參與實(shí)驗(yàn)的操作過程，但對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行全程跟蹤指導(dǎo)，實(shí)時(shí)記錄學(xué)生操作過程中出現(xiàn)的各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以便及時(shí)指出學(xué)生不當(dāng)?shù)牟僮鞣绞剑M量使實(shí)驗(yàn)成功，如果實(shí)驗(yàn)不成功，學(xué)生對(duì)“全息技術(shù)”產(chǎn)生懷疑，也就不可能達(dá)到教學(xué)目的。此外，也可以讓學(xué)生及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，指導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)成敗的原因。
（3）學(xué)生書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)課的必須要求，是對(duì)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的書面考查。書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程能夠培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和作風(fēng)，幫助他們樹立學(xué)術(shù)意識(shí)，鍛煉語言表達(dá)能力，有利于他們將來總結(jié)研究資料，撰寫科技論文等等。[10]對(duì)于實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目，雖然不是必修的實(shí)驗(yàn)課程或課程實(shí)驗(yàn)，但仍然要書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以便考查該項(xiàng)目的教學(xué)目的達(dá)到與否。另外，也方便指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)給出更合理的評(píng)價(jià)。對(duì)于該實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目“全息照相”實(shí)驗(yàn)，筆者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式和平時(shí)學(xué)生的課程實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)課程的報(bào)告大致一致，但內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)不同。本次學(xué)生書寫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包含：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模粚?shí)驗(yàn)原理；實(shí)驗(yàn)儀器；實(shí)驗(yàn)藥品；實(shí)驗(yàn)方法及步驟；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)分析（數(shù)據(jù)分析是本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的重點(diǎn)之一）；誤差分析及問題討論（誤差分析是本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的重點(diǎn)之二，主要分析本次實(shí)驗(yàn)成功、失敗或?qū)嶒?yàn)結(jié)果不太理想的原因及改進(jìn)的措施，問題討論可以分析一些具體的應(yīng)用實(shí)例）。實(shí)驗(yàn)操作過程允許不成功，只要“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析”和“誤差分析及問題討論”兩部分寫好了，就達(dá)到了普及日常生活常識(shí)，進(jìn)行素質(zhì)教育的目的，也就達(dá)到了教學(xué)目的。
3.創(chuàng)新成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系
實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目“全息照相”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是素質(zhì)教育，一方面培養(yǎng)受教育者的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，另一方面培養(yǎng)受教育者的認(rèn)識(shí)水平，普及日常生活常識(shí)，而不是以傳統(tǒng)的考試通過為目標(biāo)。因此，成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式也要體現(xiàn)教學(xué)目的的兩方面。筆者將本次實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目“全息照相”實(shí)驗(yàn)的成績(jī)分為實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)兩部分，且比例為70%和30%，把兩部分成績(jī)按該比例折合為總評(píng)成績(jī)。實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)綜合體現(xiàn)了兩方面的教學(xué)目的，而實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)則體現(xiàn)第二方面的教學(xué)目的。
其中，實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)是對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的評(píng)價(jià)，采用“表現(xiàn)性評(píng)價(jià)”方式。[11]該評(píng)價(jià)方式注重對(duì)學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià)，包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)儀器的合理選擇、實(shí)驗(yàn)操作（包括光路的調(diào)整、曝光及沖洗等環(huán)節(jié)）和根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案的能力等。筆者在本實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目中招收了8名學(xué)生，分2批做實(shí)驗(yàn)，每批4名學(xué)生，因此可以保證指導(dǎo)教師對(duì)每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程全程跟蹤進(jìn)行實(shí)時(shí)“表現(xiàn)性”評(píng)價(jià)。由于筆者在本實(shí)驗(yàn)過程中采用“表現(xiàn)性”評(píng)價(jià)方式，加上該實(shí)驗(yàn)過程比較繁瑣，因此允許實(shí)驗(yàn)不成功。具體做法是：在不成功的情況下首先看學(xué)生的態(tài)度，學(xué)生認(rèn)真對(duì)待從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案到最后整理實(shí)驗(yàn)儀器的每個(gè)環(huán)節(jié)，雖實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想，但學(xué)生認(rèn)真分析了不理想的原因，且分析了原因之后調(diào)整各個(gè)環(huán)節(jié)再重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有所改善，則達(dá)到了教學(xué)目的，因此也對(duì)其實(shí)驗(yàn)操作給予很好的評(píng)價(jià)成績(jī)。
對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一方面實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法及步驟、數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)誤差分析及問題討論）內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的一個(gè)匯總，[12]是對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)。[13]另一方面實(shí)驗(yàn)報(bào)告又可以提升學(xué)生的認(rèn)知水平。實(shí)驗(yàn)過程中可能會(huì)出現(xiàn)一系列預(yù)想不到的現(xiàn)象，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程中會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行一一分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象給出合理的解釋，因此書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生提高認(rèn)知水平的有效環(huán)節(jié)，是完成實(shí)驗(yàn)過程后必須的一項(xiàng)任務(wù)。結(jié)合該實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和該實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目的教學(xué)目的，筆者對(duì)本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)?cè)u(píng)定的具體做法是：在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的各項(xiàng)內(nèi)容完整的情況下，重點(diǎn)看“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析”和“實(shí)驗(yàn)誤差分析及問題討論”兩部分。不管實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)果如何，只要這兩部分分析到位，則會(huì)對(duì)該份實(shí)驗(yàn)報(bào)告給予很好的評(píng)價(jià)成績(jī)。
四、教學(xué)效果
1.基本情況
通過教師申報(bào)和立項(xiàng)，學(xué)生自愿報(bào)名的方式，實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目“全息照相”實(shí)驗(yàn)共招收了8名電子信息工程專業(yè)的學(xué)生，分2批，每批4名學(xué)生，每2名學(xué)生組成1個(gè)小組。其具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是對(duì)激光全息和白光全息進(jìn)行單次與重復(fù)曝光實(shí)驗(yàn)，其中激光全息的單次和重復(fù)曝光實(shí)驗(yàn)已完成，白光全息的相關(guān)實(shí)驗(yàn)將在下半年進(jìn)行。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
首先由第一批的4個(gè)學(xué)生在白天進(jìn)行激光全息的單次曝光實(shí)驗(yàn)，2個(gè)小組都沒拍攝成功。學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程分析原因，排除了實(shí)驗(yàn)過程出錯(cuò)的可能性，最后檢查實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的門有微小的縫隙，此外，玻璃窗的遮光紙有多處破裂的地方，初步判斷是因?yàn)槁┕鈱?dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。于是把實(shí)驗(yàn)調(diào)整到晚上，測(cè)量室溫之后，也重新調(diào)整了曝光、顯影及定影所用的時(shí)間。在室溫21℃下，曝光、顯影和定影的時(shí)間分別用25s、4min和8min，成功拍攝了激光全息的單次曝光全息圖，很清晰的再現(xiàn)了被拍攝物。在相同的室溫下用單次曝光所用的各環(huán)節(jié)的時(shí)間制作了激光全息重復(fù)曝光的全息圖，對(duì)每塊干板曝光2次，第一塊干板在拍攝過程中不小心動(dòng)了參考光，導(dǎo)致只有一次成功曝光，第二塊干板從兩個(gè)不同方向成功曝了2次光。經(jīng)過沖洗之后，第一塊干板再現(xiàn)了一個(gè)三維小物，而第二塊干板再現(xiàn)了兩個(gè)三維小物。一個(gè)星期后，第二批學(xué)生進(jìn)行激光全息的單次和重復(fù)曝光實(shí)驗(yàn)，其室溫為17℃。在該室溫下，曝光、顯影和定影的時(shí)間分別取27s、4min和9min，成功制作了激光全息的單次曝光全息圖。對(duì)于重復(fù)曝光實(shí)驗(yàn)，2個(gè)小組的學(xué)生都出現(xiàn)了相同的失誤，即曝光之前不小心動(dòng)了參考光，導(dǎo)致參考光沒有投射到干板上，再次調(diào)整了參考光之后，又進(jìn)行了1次曝光。因此重復(fù)曝光的干板都只再現(xiàn)了1個(gè)三維小物。
由于時(shí)間有限，湖南城市學(xué)院指導(dǎo)教師在“光學(xué)實(shí)驗(yàn)”的“全息照相”實(shí)驗(yàn)中一直沒有涉及重復(fù)曝光，學(xué)生對(duì)書上的提法一直持懷疑態(tài)度，直到本次實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目成功制作了重復(fù)曝光的全息圖之后才真正信服，這對(duì)教師和學(xué)生來說都是對(duì)知識(shí)的一種升華。
五、總結(jié)
本文以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，提高學(xué)生的認(rèn)知水平，普及日常生活常識(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)為目的，嘗試對(duì)“全息照相”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開設(shè)模式的探討和改革，通過擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和采取“表現(xiàn)性”的實(shí)驗(yàn)過程評(píng)價(jià)方式，有效激發(fā)了學(xué)生思考問題的興趣，進(jìn)一步提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。
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物理實(shí)驗(yàn)被部分師生看著是專業(yè)理論課的附屬，學(xué)好學(xué)壞一個(gè)樣，重理論、輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象依然比較普遍。在這種錯(cuò)誤的思想認(rèn)識(shí)下，物理實(shí)驗(yàn)課在很多高校得不到應(yīng)有的重視，導(dǎo)致出現(xiàn)了很多教學(xué)問題，如教師不認(rèn)真?zhèn)湔n、隨意刪減教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生課前不認(rèn)真預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程馬虎大意、編造數(shù)據(jù)等等。因此，從思想上提高師生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程的認(rèn)識(shí)是首要解決的問題。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)是相輔相成、互為補(bǔ)充的，只有處理好二者之間的關(guān)系，才能培養(yǎng)出全面的、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的高素質(zhì)人才。為此，實(shí)驗(yàn)中心特別安排了一節(jié)緒論課來著重和同學(xué)們介紹物理實(shí)驗(yàn)的地位和作用、實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)中的觀測(cè)與記錄、數(shù)據(jù)處理與誤差分析等相關(guān)知識(shí)。為了激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，還會(huì)講一些實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家的趣事，例如奧托•馮•格里克的馬德保半球?qū)嶒?yàn)，伽利略的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)，以及泊松光斑發(fā)現(xiàn)的過程中理論和實(shí)驗(yàn)的完美結(jié)合等等。除此之外，就業(yè)是當(dāng)今大學(xué)生非常關(guān)注的問題之一，從一些畢業(yè)生的反饋來說明物理實(shí)驗(yàn)對(duì)工作態(tài)度和實(shí)踐能力的所起的促進(jìn)作用，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到本課程的作用和重要性。從近年來的教學(xué)情況來看，課程開始階段正確有趣地引導(dǎo)學(xué)生重視物理實(shí)驗(yàn)課程對(duì)后期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利開展有良好的促進(jìn)作用。
2改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
物理學(xué)是在實(shí)驗(yàn)與理論緊密相互作用的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，期間成就了豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)以及精妙的儀器設(shè)備。如何選取相關(guān)知識(shí)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是值得我們深思和探討的。為此，本實(shí)驗(yàn)中心結(jié)合現(xiàn)代大學(xué)生的特點(diǎn)，做了如下幾個(gè)方面的改進(jìn):
(1)精選優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
在保證基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)培養(yǎng)的前提的下，一方面淘汰了或更新了一些存在重復(fù)和過時(shí)的內(nèi)容，如電橋法和電位差計(jì)，其基本原理類似，只需保留其中一個(gè)就可以了。另一方面，對(duì)一些傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在也做了一些改進(jìn)和調(diào)整，如加入一些實(shí)驗(yàn)背景的介紹，讓同學(xué)們了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，這既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能潛移默化的提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。此外，還集中制作了相關(guān)的電子課件，以動(dòng)畫的形式激發(fā)學(xué)生的更多的學(xué)習(xí)興趣。
(2)注重實(shí)驗(yàn)儀器的選取
現(xiàn)代的物理實(shí)驗(yàn)儀器具有簡(jiǎn)單，便于操作的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)由于高度集成化，很多功能就匯集成一個(gè)按鈕，這不便于學(xué)生真正理解現(xiàn)象背后的原理，也不利于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。因此，實(shí)驗(yàn)中心刻意保留了很多傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器，像電橋法，萬用表等都需要學(xué)生一根導(dǎo)線一根導(dǎo)線的去接，扭擺法需要自己動(dòng)手用天平，游標(biāo)卡尺等去測(cè)量重量和長(zhǎng)度等。在購置新儀器的時(shí)候，都綜合考慮操作難易程度的平衡性，讓學(xué)生能真正從實(shí)驗(yàn)過程中得到應(yīng)有的知識(shí)和能力的提升。
(3)加大綜合和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例
為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新和動(dòng)手能力，選擇的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的比例約為2:3。像電橋、楊氏模擬的測(cè)定、扭擺法等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芎玫劐憻捔藢W(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本功，而像全息照相、赫茲共振以及自主設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單充電器等綜合和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與前沿科技和實(shí)際應(yīng)用緊密聯(lián)系，這些實(shí)驗(yàn)?zāi)茉陂_拓學(xué)生視野、激發(fā)探索科學(xué)興趣的同時(shí)，也很好的培養(yǎng)了學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。
(4)多樣化的實(shí)驗(yàn)形式相互補(bǔ)充
實(shí)驗(yàn)中心始終重視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，然而在必修的實(shí)驗(yàn)中學(xué)生可以自由發(fā)揮的空間不多，因此在保證學(xué)生完成必修的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之外，我們整合資源，建立了一批開發(fā)性實(shí)驗(yàn)室和演示實(shí)驗(yàn)室。開放性實(shí)驗(yàn)是以學(xué)生自主預(yù)習(xí)和操作為主，老師指導(dǎo)為輔形式完成一些學(xué)生感興趣的內(nèi)容，如組裝收音機(jī)，利用廢舊材料(如易拉罐，塑料瓶等)演示像虹吸原理、共振現(xiàn)象和潛水艇的工作原理等。演示性實(shí)驗(yàn)，如哈哈鏡、無根之水和彎曲的光線等集趣味性與科學(xué)性與一體，目的是讓更多的學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、走進(jìn)科學(xué)，從而能在激發(fā)學(xué)生興趣的同時(shí)傳授一些內(nèi)在的物理知識(shí)，取得了非常好的教學(xué)效果。
3建立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系
據(jù)了解，有很多學(xué)校的學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定基本上是依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告或者是最后的筆試。這種評(píng)價(jià)方式過于片面，可能會(huì)導(dǎo)致某些學(xué)生不重視平時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作和打擊學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，認(rèn)為只要做好題、考好試就行了，這就背離了物理實(shí)驗(yàn)的初衷。因此，實(shí)驗(yàn)中心采取了如下改進(jìn)措施:
(1)將課前預(yù)習(xí)納入評(píng)定體系
正如物理實(shí)驗(yàn)課的緒論部分介紹的，粗大誤差必須要避免，這就要求學(xué)生課前要充分預(yù)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗突静僮鳌ｋm然很多高校都要求學(xué)生預(yù)習(xí)，但是流于形式，執(zhí)行的不是很好。為此，中心要求學(xué)生課前必須寫好預(yù)習(xí)報(bào)告，同時(shí)要求教師課前抽查提問，根據(jù)學(xué)生回答問題準(zhǔn)確性和預(yù)習(xí)報(bào)告完成的情況，按等級(jí)對(duì)課前預(yù)習(xí)加以區(qū)分，并按比例將其計(jì)入該實(shí)驗(yàn)的最后成績(jī)。在這個(gè)模式下，學(xué)生預(yù)習(xí)報(bào)告寫的非常認(rèn)真，回答問題也很踴躍，達(dá)到了很好的預(yù)習(xí)效果。
(2)將課堂實(shí)驗(yàn)操作為重點(diǎn)，納入考核體系。
培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力是物理實(shí)驗(yàn)最重要的目標(biāo)。因此，盡量少些教科書式的灌輸講解，多留點(diǎn)時(shí)間給學(xué)生們自己動(dòng)手操作。在實(shí)驗(yàn)過程中，老師實(shí)時(shí)檢查每位同學(xué)的操作情況，對(duì)不正確的地方給予糾正和指導(dǎo)。為了激勵(lì)學(xué)生，同時(shí)對(duì)操作情況按照優(yōu)、良、中、差進(jìn)行評(píng)定，并納入最后的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。
(3)綜合評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)
實(shí)驗(yàn)中心采用“2+4+4”模式評(píng)定單個(gè)實(shí)驗(yàn)的成績(jī)，即預(yù)習(xí)報(bào)告(包括課堂提問)、課堂操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告分別占成績(jī)的20%、40%、40%。這種評(píng)價(jià)模式突出了前期的預(yù)習(xí)和實(shí)踐動(dòng)手能力的重要性，在這種導(dǎo)向下，學(xué)生會(huì)更加重視實(shí)驗(yàn)操作過程，而不是僅僅完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。同時(shí)，這樣評(píng)定的方式，從預(yù)習(xí)、操作和數(shù)據(jù)處理三個(gè)方面較為全面客觀的反映了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握和能力的提升情況。物理實(shí)驗(yàn)的期末考核方式有多種，常見的有筆試、小論文和考核已做過的實(shí)驗(yàn)等，這些方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。中心采取的方式是，將學(xué)期末的最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)作為考核實(shí)驗(yàn)，要求授課老師簡(jiǎn)單的介紹一下基本步驟和注意事項(xiàng)，其余由學(xué)生自己參照課本獨(dú)立完成，在這過程中，老師根據(jù)學(xué)生的操作情況，對(duì)每一步的完成情況評(píng)分，同時(shí)要求當(dāng)堂完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告并上交，并將其考核成績(jī)按照30%的比例計(jì)入最后的總成績(jī)。
4結(jié)論
關(guān)鍵詞 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 學(xué)生現(xiàn)狀 銜接 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 思考
中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》和《大學(xué)物理》兩門課程具有同等的重要地位。物理實(shí)驗(yàn)課將使學(xué)生得到系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要過程和基本方法，為日后的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)奠定初步基礎(chǔ)。①可是，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)并沒有給予足夠的重視。筆者對(duì)該問題進(jìn)行分析，總結(jié)其原因，提出實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的幾點(diǎn)看法。
1 學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有興趣的原因分析
1.1 學(xué)生的興趣習(xí)慣養(yǎng)成
在中學(xué)，由于物理不是主科，課時(shí)很少，尤其是在高一階段，力學(xué)分析本身就難，可是每周只有兩三節(jié)課上物理，可以說每上一節(jié)課時(shí)前面講了什么都忘光了，老師上課既要做好復(fù)習(xí)又要追趕教學(xué)進(jìn)度，每節(jié)課對(duì)老師來說那是相當(dāng)?shù)慕鹳F，為了高考，做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)就很少了（因?yàn)樽鰧?shí)驗(yàn)不如講實(shí)驗(yàn)見效快），本來學(xué)生很喜歡物理，但經(jīng)過一年的高中學(xué)習(xí)感覺物理越來越難學(xué)了，這樣就導(dǎo)致學(xué)生懼怕物理，動(dòng)手能力當(dāng)然得不到鍛煉。中學(xué)的學(xué)習(xí)是憑自己的感覺、興趣學(xué)習(xí)或被強(qiáng)迫學(xué)習(xí)。進(jìn)入大學(xué)后缺少老師、家長(zhǎng)的強(qiáng)迫，自己就不知所措了，迷茫了，沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，缺少學(xué)習(xí)動(dòng)力。大一、大二的學(xué)生還沒有完全適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)生活，還處在中學(xué)生思維習(xí)慣中。體現(xiàn)在上課注意力不集中，老師講實(shí)驗(yàn)原理、電路連接技巧、數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)時(shí)，學(xué)生在下面并沒有認(rèn)真地聽，動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了許多問題。
1.2 大學(xué)物理與中學(xué)物理教學(xué)的銜接
中學(xué)物理重點(diǎn)介紹了經(jīng)典物理學(xué)的基本概念和基本規(guī)律，并對(duì)近代物理學(xué)的基本思想進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，同時(shí)對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行模塊化處理，方便學(xué)生進(jìn)行選擇。②由于中學(xué)物理模塊化處理，學(xué)生的學(xué)到的知識(shí)是不完整的，不同地方的學(xué)校選學(xué)的內(nèi)容是不一樣的（高中教材選修3-3、3-4、3-5高考只要求選其一），做過的實(shí)驗(yàn)也不一樣，有的實(shí)驗(yàn)條件好的學(xué)校做的實(shí)驗(yàn)多些，有的學(xué)校則很少做實(shí)驗(yàn)，為了高考也只好講實(shí)驗(yàn)。這樣一來，有的學(xué)生沒學(xué)到熱學(xué)、光學(xué)，有的沒學(xué)到振動(dòng)和波、有的沒學(xué)到動(dòng)量和近代物理知識(shí)。
在中學(xué)，自習(xí)老師去輔導(dǎo)，有問題能及時(shí)得到解決，中學(xué)的老師更貼近學(xué)生的學(xué)習(xí)生活。進(jìn)入大學(xué)之后物理學(xué)習(xí)更偏向抽象推導(dǎo)，依托強(qiáng)大的數(shù)學(xué)工具可以將研究進(jìn)行得更深入也更精確。在大學(xué)，老師對(duì)物理概念講解多，課堂知識(shí)密度大，低年級(jí)的學(xué)生很不適應(yīng)，他們更留戀高中的學(xué)習(xí)生活。由于這些銜接問題，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)，在理解實(shí)驗(yàn)原理上感到困難，對(duì)實(shí)驗(yàn)的重要性認(rèn)識(shí)不夠，缺少基本的實(shí)驗(yàn)操作技能，有的甚至連接簡(jiǎn)單的線路都不會(huì)，只能是依葫蘆畫瓢的完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
1.3 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)和大學(xué)物理兩門課程的銜接
物理實(shí)驗(yàn)從原來的物理課程中分離出來，形成了一門獨(dú)立的課程后，教學(xué)時(shí)間安排上與大學(xué)物理不同步，大一下學(xué)期開始上實(shí)驗(yàn)課，力、熱、電、光、近代物理各方面實(shí)驗(yàn)全有。大學(xué)物理還沒講到的知識(shí)可能在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中就要用到，所以在做實(shí)驗(yàn)時(shí)難免會(huì)遇到些新知識(shí)、新概念，這樣，老師講的就顯得多了，有點(diǎn)不像實(shí)驗(yàn)課，這也導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的不適應(yīng)，加大了學(xué)生的認(rèn)知難度，實(shí)驗(yàn)時(shí)困難重重。
1.4 現(xiàn)在的大學(xué)生有相當(dāng)一部分是在混學(xué)歷
這些沒有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)、沒有責(zé)任感、沒有一個(gè)遠(yuǎn)大的理想的人不知道自己應(yīng)該怎樣度過大學(xué)時(shí)光，當(dāng)然對(duì)學(xué)習(xí)知識(shí)不會(huì)產(chǎn)生興趣。
2 實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改進(jìn)的幾點(diǎn)思考
2.1 興趣是最好的老師，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)也要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
（1）通過聯(lián)系生活實(shí)際，將本實(shí)驗(yàn)的重要性告訴學(xué)生，可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教師在備課時(shí)應(yīng)關(guān)注實(shí)驗(yàn)在實(shí)際中的應(yīng)用。如《用箱式電位差計(jì)測(cè)量熱電偶的溫差電動(dòng)勢(shì)》可以告訴學(xué)生我們家里用的燃?xì)庠钣械碾姶砰y就是用溫差電動(dòng)勢(shì)原理控制燃?xì)狻⒓皶r(shí)報(bào)警的，簡(jiǎn)單地講一下其工作原理；《RLC串聯(lián)電路的暫態(tài)過程研究》可以聯(lián)系供電設(shè)備中實(shí)際電路。當(dāng)電源接通或斷開后的“瞬間”，這時(shí)電路中的電流或電壓可能出現(xiàn)過電壓或過電流的現(xiàn)象，如果不預(yù)先考慮到暫態(tài)過程中的過渡現(xiàn)象，電路元件便有損傷甚至毀壞的危險(xiǎn)。另一方面，通過暫態(tài)過程的研究，還可以控制和利用過渡現(xiàn)象，如提高過渡的速度，可以獲得高電壓、大電流，起到延時(shí)等作用；《全息照相》可以加進(jìn)白光再現(xiàn)拍照，介紹生活中的全息防偽標(biāo)識(shí)原理；《調(diào)相型磁通門實(shí)驗(yàn)》可以介紹磁通門測(cè)磁法在第二次世界大戰(zhàn)中被應(yīng)用于探雷、探潛等方面，戰(zhàn)后被廣泛應(yīng)用到地磁研究、地震預(yù)報(bào)研究等等。這樣通過聯(lián)系生活實(shí)際進(jìn)行教學(xué)會(huì)收到好的效果的。
（2）實(shí)驗(yàn)課上要精講，多給學(xué)生操作和思考的時(shí)間培養(yǎng)興趣。我們老師要弄清學(xué)生做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是什么，講解重點(diǎn)是什么。如《三線扭擺測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量》實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖钦莆諟y(cè)量原理和方法，訓(xùn)練不確定度的計(jì)算，那公式的推導(dǎo)就不必細(xì)講， 不要占用學(xué)生那么多的時(shí)間。如果老師還像教小學(xué)生那樣手把手地教怎么做實(shí)驗(yàn)、怎么算不確定度，學(xué)生只是模仿重復(fù)，學(xué)生是不會(huì)被激發(fā)興趣的。吃人家嚼過的饃不香，學(xué)生的興趣是在動(dòng)手動(dòng)腦中培養(yǎng)起來的。
2.2 注重大學(xué)物理與中學(xué)物理知識(shí)的銜接，降低難度
大學(xué)物理與中學(xué)物理教學(xué)的銜接，是高校物理教師在大學(xué)低年級(jí)教學(xué)時(shí)必須面對(duì)的問題。但很多老師更多關(guān)注大學(xué)范圍的物理專題研究，而能夠深入了解中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的不多，對(duì)二者的銜接問題研究則更少。③如果我們多一些關(guān)注中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容，是可以將二者的銜接問題處理好的。如《霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)原理講解時(shí)洛倫茲力的方向就可以用學(xué)生熟悉的左手定則加安培定則來判斷；《電表的改裝及其校準(zhǔn)》《光電效應(yīng)測(cè)普朗克常量》《受迫振動(dòng)的研究》《惠斯通電橋測(cè)電阻》《示波器的使用》等的實(shí)驗(yàn)可以多回顧中學(xué)做的實(shí)驗(yàn)的原理，讓學(xué)生感覺到大學(xué)物理與中學(xué)物理知識(shí)的銜接點(diǎn)及不同點(diǎn)。
2.3 課上多些探討，多些互動(dòng)
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的目的要求我們能發(fā)現(xiàn)、提出、解決問題，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α！队秒娮邮經(jīng)_擊電流計(jì)測(cè)互感》讀數(shù)不費(fèi)時(shí)，可以在電路連接上下文章，搞點(diǎn)小動(dòng)作，如設(shè)置一條導(dǎo)線斷路等；《邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用》、《分光儀的調(diào)節(jié)使用》《示波器的使用》可以搞個(gè)小競(jìng)賽看誰先按要求調(diào)試成功，分出等級(jí)。這樣讓大家討論互動(dòng)，課堂也就不會(huì)死板，還能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力，解決一些實(shí)際問題。
注釋
① 張旭峰等.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn).張旭峰，王志斌，王秉仁，編.機(jī)械工業(yè)出版社，2003.8.
關(guān)鍵詞：近代物理實(shí)驗(yàn) 學(xué)習(xí)興趣 動(dòng)手能力 創(chuàng)新能力
中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）08（c）-0173-02
在科技高度發(fā)展的今天，科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力的必由之路，而人才是科技創(chuàng)新的前提。高校作為培養(yǎng)人才的搖籃，為了適應(yīng)新時(shí)期對(duì)創(chuàng)新型人才的需求，教學(xué)培養(yǎng)模式已經(jīng)發(fā)生了變化，由原來的以理論為主的教學(xué)模式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾晫?shí)踐能力的培養(yǎng)。作為地方綜合型大學(xué)的佳木斯大學(xué)以“明德勵(lì)學(xué)，崇尚實(shí)踐”為校訓(xùn)，從中可見學(xué)校對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的重視程度。目前社會(huì)對(duì)人才的綜合素質(zhì)提出了更高的要求，要求對(duì)能夠靈活運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)、具有較高的應(yīng)變能力以及創(chuàng)新能力。這就要求學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí)，更具有更強(qiáng)的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一。近代物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中具有特殊的地位，是一門綜合性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。近代物理實(shí)驗(yàn)的大部分實(shí)驗(yàn)都選自物理學(xué)發(fā)展史上具有重要作用的著名實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法上都具有劃時(shí)代意義[1]。該課程的相對(duì)于其他專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)具有涉及的知識(shí)范圍廣、需要的知識(shí)深度大、應(yīng)用的設(shè)備更現(xiàn)代化和應(yīng)用背景更接近科技前沿等特點(diǎn)，這樣的特點(diǎn)決定了學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中需要對(duì)近代物理學(xué)有更加全面和深入的了解，同時(shí)也可以為學(xué)生綜合利用所學(xué)的物理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)手段提供更多的思考、實(shí)踐的機(jī)會(huì)，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性[2，3]。所以近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面具有重要的意義。本文結(jié)合我校近代物理實(shí)驗(yàn)課程實(shí)際進(jìn)行了探索和改革，采用不同層次的實(shí)驗(yàn)題目、提高對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求、利用多媒體展示實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)以及改革考核方式等措施，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力，使近代物理實(shí)驗(yàn)真正成為創(chuàng)新能力培養(yǎng)基地。
1 近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的弊端
實(shí)行大類招生以來，學(xué)生可以按照自己的喜好來選擇專業(yè)，所以對(duì)專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的期望更高，這就對(duì)近代物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)提出了更高的要求。而且大類招生的學(xué)生在層次上有較大的差別，再用一刀切的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)勢(shì)必會(huì)影響教學(xué)效果。在以往的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，多是在教師安排好的進(jìn)程下進(jìn)行，由于教學(xué)學(xué)時(shí)有限，學(xué)生既要熟悉實(shí)驗(yàn)的原理，又要了解復(fù)雜的儀器設(shè)備，還要實(shí)施具體的操作，沒有足夠的時(shí)間去思考和疑問，只能按照教師的安排進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生思考的少，操作比較盲目，模仿的痕跡比較重[4]。另一個(gè)影響學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的因素是實(shí)驗(yàn)原理的復(fù)雜性，近代物理實(shí)驗(yàn)多為綜合性比較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備集成程度較大，學(xué)生不能夠獲得直觀的印象，對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理理解不夠透徹，不能深入到較深的層次上。這樣的教學(xué)嚴(yán)重影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，限制了他們創(chuàng)造力的發(fā)揮，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；沒有積極性的實(shí)驗(yàn)必然導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程不認(rèn)真，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不重視，抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告現(xiàn)象十分普遍。這樣的實(shí)驗(yàn)課程根本起不到培養(yǎng)人才的目的。此外近代物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)大多的依賴于實(shí)驗(yàn)設(shè)備，而大型設(shè)備的購置、保養(yǎng)、維修等環(huán)節(jié)復(fù)雜，周期長(zhǎng)，很多設(shè)備的更新?lián)Q代比較遲緩，有的設(shè)備由于老化而出現(xiàn)殘缺、配件不全等問題，這些都降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，影響了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。所以，在近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何改革教學(xué)模式，更新教學(xué)理念，真正實(shí)施以學(xué)生為主體、發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有重要意義。
2 革新近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
2.1 按照學(xué)生要求設(shè)置不同級(jí)別的實(shí)驗(yàn)題目
大類招生后，學(xué)生的能力水平差別有所加大，為了兼顧各類學(xué)生的不同需要，我們將近代物理實(shí)驗(yàn)題目分為不同級(jí)別：必做實(shí)驗(yàn)、選做實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性和探究性實(shí)驗(yàn)幾個(gè)層級(jí)，每一個(gè)層次的教學(xué)要求有所差別，以適應(yīng)不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。
必做實(shí)驗(yàn)旨在強(qiáng)化學(xué)生的基本測(cè)量技能和數(shù)據(jù)處理技能，對(duì)實(shí)驗(yàn)思想的理解和物理方法的掌握。選擇比較容易掌握和操作，同時(shí)也是物理學(xué)發(fā)展史上非常著名、具有劃時(shí)代意義的實(shí)驗(yàn)，如光電效應(yīng)、電子衍射、塞曼效應(yīng)等實(shí)驗(yàn)題目。必做實(shí)驗(yàn)的數(shù)目以6個(gè)為宜。
選做實(shí)驗(yàn)的數(shù)量要多于必做實(shí)驗(yàn)，要給學(xué)生留有一定的選擇空間，我們開設(shè)了20個(gè)選做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生至少選擇并完成10個(gè)實(shí)驗(yàn)題目。這些選做實(shí)驗(yàn)大多數(shù)為各個(gè)領(lǐng)域的代表性實(shí)驗(yàn)，有高新科技應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)題目，前沿科技涉及的實(shí)驗(yàn)題目，還有在實(shí)驗(yàn)思想和實(shí)驗(yàn)方法上創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)題目，如微波技術(shù)、氫原子光譜、光泵磁共振、巨磁阻效應(yīng)、色度實(shí)驗(yàn)、高溫超導(dǎo)、光速的測(cè)量、光譜學(xué)、現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)等。這些實(shí)驗(yàn)融合了不同學(xué)科的知識(shí)體系，知識(shí)的難度和綜合性都大大提高，而且難度程度有一定的差異，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和能力選擇不同的實(shí)驗(yàn)題目，這樣的教學(xué)方式有利于學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，對(duì)自己能力有準(zhǔn)確的定位，以便于發(fā)揮自己最大的能力。
設(shè)計(jì)性和探究性實(shí)驗(yàn)題目約為8個(gè)，要求學(xué)生自主選擇完成4個(gè)實(shí)驗(yàn)題目。這些題目主要是對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展和創(chuàng)新，一部分是對(duì)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行初步的改造，以期實(shí)現(xiàn)額外的功能，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力以及創(chuàng)新能力；一部分來源于教師的科研課題中的內(nèi)容，讓學(xué)生參與到教師的科研工作中來，體驗(yàn)科研的樂趣與艱辛，進(jìn)行科學(xué)方法的教育；一部分針對(duì)學(xué)生在不同實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的感興趣的現(xiàn)象和問題進(jìn)行進(jìn)一步的探索；還有一部分可以利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，使學(xué)生從理論上進(jìn)一步理解物理概念和物理過程。設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)包括高真空的獲得和測(cè)量、全息照相、第一性原理計(jì)算，磁控濺射等題目。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的綜合性比較強(qiáng)，既需要教師的精心設(shè)計(jì)，細(xì)心挑選，要有足夠的深度和廣度的把握，還要兼顧學(xué)生的水平和能力，要求學(xué)生在熟悉基本理論和操作的基礎(chǔ)上有所延伸和擴(kuò)展。學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇實(shí)驗(yàn)方法和器材、擬定實(shí)驗(yàn)步驟，并在實(shí)驗(yàn)中不斷修訂實(shí)驗(yàn)方法和步驟，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中可以充分培養(yǎng)學(xué)生思考能力、發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。
2.2 提高對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求
在以往的教學(xué)模式下，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性被限制，對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有過多的了解和認(rèn)識(shí)，只是機(jī)械的接受，在這種學(xué)習(xí)狀態(tài)下不可能認(rèn)真對(duì)待實(shí)驗(yàn)報(bào)告，更有甚者直接抄襲別人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)術(shù)作風(fēng)日漸下降，而撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告過程也是了解實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。所以，提高對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也是一種途徑，同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)。
首先要求學(xué)生按照預(yù)習(xí)、操作、總結(jié)分析三個(gè)階段撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)待預(yù)習(xí)的要求不僅僅停留在上交預(yù)習(xí)報(bào)告層面上，還要求在報(bào)告中指出本次實(shí)驗(yàn)所用的科學(xué)方法、物理思想，督促學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入的思考和探究。在操作過程中，將原來教師講解實(shí)驗(yàn)原理改為由學(xué)生匯報(bào)預(yù)習(xí)情況，由于通過撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程有了一定的理解和認(rèn)識(shí)，再經(jīng)過語言加工講解出來更加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，這樣就將原來單純的檢查預(yù)習(xí)報(bào)告改為驗(yàn)收預(yù)習(xí)的效果，大大增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)和重視。強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)的必要性，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以深入研究及拓展，積極思考，提出疑問，重視學(xué)生提出的問題，并對(duì)這些問題加以解釋，同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生如何通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證科學(xué)的解釋，強(qiáng)化學(xué)生利用理論解決實(shí)際問題的能力，激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。
2.3 多媒體課件展示實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)難點(diǎn)
由于近代物理實(shí)驗(yàn)原理復(fù)雜且抽象，儀器集成度高，其中的原理不容易展示，容易給學(xué)生造成感知上的障礙，影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果。為了解決這個(gè)問題，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體需要，將實(shí)驗(yàn)原理或儀器的工作原理制作成多媒體課件展示給學(xué)生，幫助學(xué)生深入掌握近代物理實(shí)驗(yàn)的物理思想和科學(xué)方法，從而能達(dá)到舉一反三的教學(xué)效果。
多媒體課件的制作必須按照教學(xué)大綱的要求，突出教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，講究科學(xué)性和系統(tǒng)性，適當(dāng)加入Flas或視頻元素以及圖片，豐富教學(xué)內(nèi)容，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在制作多媒體課件的過程中，教師可以與學(xué)生一起交流討論，共同完成，也可挑選綜合素質(zhì)較高的學(xué)生，組成小組，按照教師布置的任務(wù)，自己尋找素材獨(dú)立制作，再由教師進(jìn)行審核修改直至最后完成。在課件的制作過程中學(xué)生會(huì)對(duì)近代物理實(shí)驗(yàn)原理了解的更加深入透徹、對(duì)步驟會(huì)更加清晰完整，學(xué)生會(huì)投入更多的精力對(duì)近代物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入的研究、思考，不僅鞏固了所學(xué)的物理知識(shí)，而且還培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)、獲取素材的能力以及綜合能力，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，對(duì)提高學(xué)生進(jìn)入社會(huì)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力都有很大的促進(jìn)作用。
2.4 考核制度突出實(shí)際操作和物理思想
傳統(tǒng)的考核方式靈活性差，不能針對(duì)學(xué)生的實(shí)際特點(diǎn)作出評(píng)判，單純的以成績(jī)的高低來界定學(xué)生的好壞，這種考核方式抹殺了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的積極性，不能引起學(xué)生的足夠重視。所以，改革考核制度應(yīng)加大對(duì)實(shí)際操作和對(duì)物理思想理解的考核，如儀器操作、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等，綜合在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中的具體表現(xiàn)，可以適當(dāng)加大設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在考核中的比重。考核形式多種多樣，可以以個(gè)人為單位，也可幾個(gè)同學(xué)組成小組共同解決較困難的問題，可采用操作演示、書面報(bào)告和口頭報(bào)告等形式解決具體問題。結(jié)成小組進(jìn)行考核不僅鍛煉學(xué)生提出問題、解決問題的能力，還能鍛煉學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作、互相配合的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為今后的工作學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。
通過采用上述的幾種方式，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性明顯增強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)過程中的認(rèn)真程度大幅度提高，能夠?qū)σ恍﹩栴}進(jìn)行深入的討論，解決問題的能力大大提高，學(xué)生不僅獲得了一定的創(chuàng)新能力，還在科學(xué)方法和團(tuán)隊(duì)合作方面得到了極大的鍛煉。
3 結(jié)語
近代物理實(shí)驗(yàn)本身就是一個(gè)創(chuàng)新的產(chǎn)物，它蘊(yùn)含了豐富的物理思想、物理方法和創(chuàng)新思想，在近代物理實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力更能體現(xiàn)創(chuàng)新的重要性。通過激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生動(dòng)手能力，使學(xué)生更深入了解物理思想、運(yùn)用科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。當(dāng)然學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不是一朝一夕的，需要在教學(xué)中不斷的激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生采用科學(xué)的方法，認(rèn)真思考，動(dòng)手實(shí)踐，這是一個(gè)長(zhǎng)期的培養(yǎng)過程，在不同課程中實(shí)施改革，不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
參考文獻(xiàn)
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[2] 劉富池，孔文婕，覃以威，等.近代物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力探討[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2011，9（1）：114-116.
【關(guān)鍵詞】大學(xué)；物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)；問題；創(chuàng)新
近些年，在教育教學(xué)改革的推動(dòng)下，各項(xiàng)教學(xué)事業(yè)都在有條不紊地進(jìn)行著。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教育教學(xué)的重要組成部分，在推動(dòng)教學(xué)事業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。在大學(xué)課程體系當(dāng)中，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是一門基礎(chǔ)性的必修課程。在教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生會(huì)接受到系統(tǒng)地實(shí)驗(yàn)教育與創(chuàng)新教學(xué)，而大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課就是其重要開端。與此同時(shí)，它還是各類專業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練的基本保障。與其它課程相比，它在提高學(xué)生創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)方面發(fā)揮了不可替代的作用。如果在大學(xué)中能夠接受到良好的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，就非常有利于增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與科學(xué)素養(yǎng)。現(xiàn)如今，加強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，成為素質(zhì)教育的迫切需要。然而，當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在著許多問題，如教學(xué)模式落后，教學(xué)方法陳舊，教學(xué)實(shí)踐欠缺等等。這些問題嚴(yán)重限制了實(shí)驗(yàn)教學(xué)作用的發(fā)揮，必須及時(shí)地解決。基于此，本文從存在問題與創(chuàng)新路徑兩個(gè)角度，對(duì)相關(guān)問題作了如下的闡述。
1.當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題分析
觀點(diǎn)認(rèn)為，事物之間是相互聯(lián)系的。對(duì)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，它會(huì)受到各種內(nèi)部條件與外部條件的影響。這些影響既有積極的方面，也有消極的方面。因此，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，這難免不會(huì)存在這樣或那樣的問題。概括起來講，當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要存在這樣幾項(xiàng)問題：
第一，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程完全依托于講義，導(dǎo)致簡(jiǎn)單、機(jī)械、重復(fù)的現(xiàn)象比比皆是。受實(shí)驗(yàn)講義的影響，在實(shí)驗(yàn)之前，人們對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果就已經(jīng)熟記于心。在這種情況下，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)就欠缺了探究的意味。而且，物理實(shí)驗(yàn)還存在一個(gè)致命性的問題，那就是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與社會(huì)需求相脫節(jié)，使得各類實(shí)驗(yàn)型人才很難獲得社會(huì)的認(rèn)可。進(jìn)一步講，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面，它還是過多地偏重于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)涉獵較少。在這種不合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)下，學(xué)生的創(chuàng)新思維很難得到激發(fā)，實(shí)驗(yàn)實(shí)效性大大折扣。
第二，教師與學(xué)生的實(shí)驗(yàn)任務(wù)分配不均勻。在整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師往往充當(dāng)了主角，而學(xué)生只能充當(dāng)配角。在有些情況下，學(xué)生甚至充當(dāng)起了“群眾演員”的角色。很顯然，在素質(zhì)教育環(huán)境下，這種角色的定位是極不準(zhǔn)確的。受此影響，學(xué)生的動(dòng)手能力與實(shí)踐能力很難得到提高，產(chǎn)生了眼高手低的壞習(xí)慣。因此，在實(shí)踐中，要想使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)收到實(shí)效，就必須充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用以及學(xué)生的主體作用。在整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要有分工，教師與學(xué)生要分配不同的任務(wù)。根據(jù)不同的任務(wù)分工，產(chǎn)生一種良好的化學(xué)反應(yīng)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)收到意想不到的效果。
第三，物理實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法不科學(xué)。在學(xué)生成績(jī)考核方面，教師往往單純地依靠學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，忽視了對(duì)其它各項(xiàng)指標(biāo)的考核。這種實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法是極不科學(xué)的。之所以這樣說，主要基于兩方面的原因。一方面，這些實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在很大的變化，真實(shí)性難以得到考證。有些學(xué)生為了獲得高成績(jī)，不去獨(dú)立地完成實(shí)驗(yàn)。也有些學(xué)生存在著嚴(yán)重的弄虛作假的問題。另一方面，實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)考核是一項(xiàng)系統(tǒng)的事物，需要考核實(shí)驗(yàn)動(dòng)機(jī)、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)作為等諸多因素。單純考評(píng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容，并不能反映學(xué)生的全部。
第四，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的外部環(huán)境有待改善。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要想取得實(shí)效，首要前提是有一個(gè)良好的外部環(huán)境。這里所說的外部環(huán)境，包含了許多內(nèi)容。當(dāng)前，有些高校對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏足夠的重視，資金投入嚴(yán)重不足，影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正常開展。也有些高校物理教師嚴(yán)重不足或者水平有限，客觀上影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。還有些學(xué)校將實(shí)驗(yàn)室處于封閉或半封閉狀態(tài)，使得教師和學(xué)生只能在教師中做實(shí)驗(yàn)，也阻礙了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。
2.加強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新路徑分析
發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題，是一種良好的行為習(xí)慣與辦事原則。針對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，必須拓寬創(chuàng)新路徑。對(duì)此，本文提出了以下幾項(xiàng)創(chuàng)新路徑：
第一，要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在現(xiàn)實(shí)中，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是必不可少的。通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以幫助學(xué)生加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和把握，提高學(xué)生的操作技能與實(shí)踐能力。對(duì)于這一點(diǎn)，我們必須有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。因此，要切實(shí)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，將物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)放在重要的位置。具體而言，高校要充分保證物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時(shí)量，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效互補(bǔ)。有了物理理論做基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果會(huì)更佳；同樣地，有了實(shí)驗(yàn)教學(xué)做保障，物理理論傳授效果會(huì)更好。
第二，要引導(dǎo)學(xué)生端正實(shí)驗(yàn)態(tài)度，提高實(shí)驗(yàn)積極性。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要充分尊重學(xué)生的主體地位。而學(xué)生主體作用的發(fā)揮，必須建立在良好實(shí)驗(yàn)動(dòng)機(jī)與實(shí)驗(yàn)態(tài)度的基礎(chǔ)上。因此，在實(shí)踐中，要引導(dǎo)學(xué)生端正實(shí)驗(yàn)態(tài)度，提高實(shí)驗(yàn)積極性。具體而言，要堅(jiān)持循循善誘的教學(xué)原則，讓學(xué)生做一些富有研究型與創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)器材，以此來激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性。與此同時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)物理知識(shí)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中去，養(yǎng)成積極思考的良好習(xí)慣，提高科研創(chuàng)新能力。
第三，要完善課程體系，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。在新時(shí)期，學(xué)科之間的聯(lián)系日益密切，滲透性與互補(bǔ)性越來越強(qiáng)。而且，現(xiàn)如今，社會(huì)對(duì)綜合型人才的需求日益強(qiáng)烈，單純地基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足這種需求。因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要將各類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與其它實(shí)驗(yàn)課程有機(jī)地集合起來，并有條件地引進(jìn)或增加一些前沿性的實(shí)驗(yàn)，如激光全息照相、液晶技術(shù)、低溫超導(dǎo)體等等。通過課程體系的完善以及教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新，切實(shí)培養(yǎng)出一批高素質(zhì)、高能力、高水平的復(fù)合型物理人才。
第四，要科學(xué)使用師資力量，完善實(shí)驗(yàn)考評(píng)辦法。從某種意義上講，物理教師使用效果的好壞，會(huì)直接決定物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成敗。無論是物理理論教學(xué)，還是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要師配置，用一個(gè)教師來同時(shí)完成兩項(xiàng)教學(xué)任務(wù)。如果現(xiàn)實(shí)條件確實(shí)有限，不能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，也要加強(qiáng)理論教師與實(shí)驗(yàn)教師之間的交流與互動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)“理論服務(wù)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)證明理論”。除了師資力量的應(yīng)用以外，完善實(shí)驗(yàn)考評(píng)辦法也是至關(guān)重要的。在考核的過程中，要突出對(duì)動(dòng)手操作能力與自主創(chuàng)新能力的考察。通過實(shí)驗(yàn)考核，旨在提高學(xué)生的實(shí)踐能力與綜合素質(zhì)。
3.結(jié)束語
綜上所述，在新時(shí)期，加強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一項(xiàng)非常系統(tǒng)的工程。這項(xiàng)工程關(guān)系到物理教學(xué)事業(yè)的成敗，必須夯實(shí)其發(fā)展基礎(chǔ)。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，要重點(diǎn)注意這樣幾個(gè)問題：首先，要對(duì)加強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性與必要性有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)；其次，要對(duì)當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題有一個(gè)全面的分析；最后，要對(duì)加強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新路徑有一個(gè)科學(xué)的把握。只有這樣，才能切實(shí)提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，才能真正促進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)事業(yè)的發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
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高考改革后，很多省份高考是自主命題，高考的模式也不盡相同，于是就出現(xiàn)了同樣是理工科的學(xué)生，他們?cè)诟咧羞x修測(cè)試的科目也可以不同，即使是同一個(gè)專業(yè)學(xué)生，選修測(cè)試科目也不盡相同。對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程而言，把物理作為選修測(cè)試科目的學(xué)生一般均能將物理理論與實(shí)驗(yàn)知識(shí)結(jié)合起來，具有一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)技能，以及分析和處理數(shù)據(jù)的能力；而其他學(xué)生物理理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。這種差異隨著應(yīng)用型本科院校辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大而愈發(fā)明顯。因此，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，必須要考慮學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的差異，進(jìn)行分層次、模塊化教學(xué)。即實(shí)驗(yàn)內(nèi)容打破傳統(tǒng)的按力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理等順序編排的方式，按照由淺入深、循序漸進(jìn)的原則，考慮到不同學(xué)生的物理基礎(chǔ)和各專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)的需求，把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成預(yù)備性、基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)或研究性實(shí)驗(yàn)等四個(gè)教學(xué)模塊，其中基礎(chǔ)性和綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)K為必修，而預(yù)備性、設(shè)計(jì)或研究性實(shí)驗(yàn)?zāi)K為選修[2-4]。預(yù)備性實(shí)驗(yàn)?zāi)K又可稱為“前導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K”，主要面向?qū)嶒?yàn)基礎(chǔ)較差的學(xué)生，給他們提供一個(gè)前期的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練平臺(tái)，盡快的適應(yīng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，比如：?jiǎn)螖[實(shí)驗(yàn)、測(cè)量物體的密度，測(cè)定重力加速度，測(cè)量薄透鏡的焦距，測(cè)定冰的熔化熱、測(cè)定非線性元件的伏安特性等。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K設(shè)置的主要目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)測(cè)量一些基本的物理量，操作一些基本的實(shí)驗(yàn)儀器，掌握基本的測(cè)量方法、實(shí)驗(yàn)技能以及分析和處理數(shù)據(jù)的能力等，范圍可包括力、熱、電、光、近代物理等領(lǐng)域的內(nèi)容[2-3]。比如：金屬線脹系數(shù)的測(cè)量，轉(zhuǎn)動(dòng)法測(cè)定剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、液體比熱容的測(cè)量，示波器的使用，直流電橋測(cè)量電阻，霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用、邁克爾遜干涉儀、分光計(jì)測(cè)量棱鏡的折射率，光柵衍射等。綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)K可在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中包含力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，綜合應(yīng)用各種實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)。這類實(shí)驗(yàn)設(shè)置的目的是為了讓學(xué)生鞏固在前一階段基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K的學(xué)習(xí)成果，進(jìn)一步拓寬學(xué)生眼界和思路，從而提高學(xué)生綜合運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)的能力，比如：共振法測(cè)量彈性模量，密立根油滴實(shí)驗(yàn)，音頻信號(hào)光纖傳輸技術(shù)試驗(yàn)，聲速的測(cè)定，夫蘭克-赫茲試驗(yàn)等。設(shè)計(jì)或研究性實(shí)驗(yàn)?zāi)K，主要面向?qū)W有余力、對(duì)物理實(shí)驗(yàn)饒有興趣的學(xué)生。第一種方案是根據(jù)教師設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)題目，給定的實(shí)驗(yàn)要求及條件，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)方案，并獨(dú)立操作完成實(shí)驗(yàn)的全過程，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并做出獨(dú)立的判斷和思考。第二種方案是沿著基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用性教學(xué)目標(biāo)的方向，組成小組，讓學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式自行選題、操作和撰寫研究報(bào)告，完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程。教師只要擔(dān)負(fù)指導(dǎo)工作。通過以上兩種方案，充分激發(fā)他們的創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作精神以及分析和解決問題的能力，使之具備基本的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，比如自組顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡，萬用表的組裝與調(diào)試，電子溫度計(jì)的組裝與調(diào)試，非線性電阻的研究，非平衡電橋研究，音叉聲場(chǎng)研究等。
二、開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)主要是基礎(chǔ)教學(xué)，主要的目標(biāo)便是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)造精神。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)則給予了學(xué)生充分自由發(fā)揮的空間，學(xué)生活躍的靈感和充沛的創(chuàng)造力都可以藉由這個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)得到展示，讓物理實(shí)驗(yàn)真正成為培養(yǎng)未來科學(xué)家的搖籃。同時(shí)，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以相應(yīng)提高實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的使用率，充分發(fā)揮其投資效益與使用價(jià)值，使應(yīng)用型本科院校真正做到“成本最小化與效益最大化”[3-4]。因此，各高校應(yīng)積極創(chuàng)造條件，盡可能進(jìn)行開放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的嘗試，更新教學(xué)觀念，在教學(xué)內(nèi)容、方法和考核等多個(gè)環(huán)節(jié)做出改革。結(jié)合分層次、模塊化教學(xué)，筆者認(rèn)為預(yù)備性實(shí)驗(yàn)?zāi)K、設(shè)計(jì)或研究性實(shí)驗(yàn)?zāi)K應(yīng)向?qū)W生完全開放。物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生可選修預(yù)備性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)差訓(xùn)練，學(xué)業(yè)優(yōu)秀的、可獨(dú)立完成課題的學(xué)生可在教師指導(dǎo)下進(jìn)行專題實(shí)驗(yàn)研究，在時(shí)間、內(nèi)容上靈活掌控，為培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生創(chuàng)造條件。但是，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)也有一定的不足，比如，加大了教師的工作量，課題的選擇良莠不齊，考核的標(biāo)準(zhǔn)難以掌控等等。所以，必須培養(yǎng)與建設(shè)一支愛崗敬業(yè)，同時(shí)又敢于革新、樂于革新的物理實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍。
三、建立網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室
虛擬實(shí)驗(yàn)是利用計(jì)算機(jī)及仿真軟件來模擬實(shí)驗(yàn)的環(huán)境及過程，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)成為加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)、實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的又一重要手段。與昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備相比，只要很少的投入，便可有效緩解很多應(yīng)用型本科院校在經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地、儀器等方面普遍面臨的重重困難和壓力，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中適當(dāng)?shù)匾胩摂M實(shí)驗(yàn)，無疑非常地具有吸引力。而且開展網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生在課余時(shí)間可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)后的復(fù)習(xí)，有助于提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，能夠突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)對(duì)“時(shí)、空”的限制。對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計(jì)精密且價(jià)格昂貴的實(shí)驗(yàn)[3]，學(xué)生無法進(jìn)行實(shí)際操作，要彌補(bǔ)這些不足，可以通過仿真軟件來模擬操作，在虛擬的環(huán)境中，學(xué)生一樣可以接觸現(xiàn)代化設(shè)備和科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。然而，虛擬實(shí)驗(yàn)替代不了真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作，而是作為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的有效補(bǔ)充，因此，應(yīng)該把傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)這兩種教學(xué)模式有機(jī)地結(jié)合起來，揚(yáng)長(zhǎng)避短，才是更好的選擇。
四、以學(xué)生為教學(xué)主體，綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程往往是教師調(diào)整好實(shí)驗(yàn)儀器，課堂上先詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟和注意事項(xiàng)，然后做一個(gè)實(shí)驗(yàn)演示，接下來學(xué)生機(jī)械地按照實(shí)驗(yàn)既定步驟和要求重復(fù)操作，最后提交個(gè)大同小異的實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)付了事，甚至有的不做實(shí)驗(yàn)也能編造個(gè)大致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[4]。這種傳統(tǒng)“灌輸式”教學(xué)方法容易導(dǎo)致大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)流于形式，不僅談不上對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，而且在一定程度上還限制和扼殺了學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，難以激發(fā)他們對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課的興趣，更是偏離了應(yīng)用型本科院校對(duì)人才培養(yǎng)的目標(biāo)和要求。因此，我們必須確立學(xué)生的主體地位，靈活運(yùn)用啟發(fā)式、引導(dǎo)式、交互式等多種課堂教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性[4]。
(一)啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)
在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)該大膽摒棄傳統(tǒng)教學(xué)思維，把課堂還給學(xué)生，專注于對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，善于啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考。教師在實(shí)驗(yàn)中恰當(dāng)?shù)卦O(shè)問，并給予基本理論的指導(dǎo)，由學(xué)生來自行探索、分析和解決問題。但是，啟發(fā)式教學(xué)也有很多的難點(diǎn)，所有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)定，教師必須能夠掌控實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，具備深厚的理論素養(yǎng)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)方可進(jìn)行指導(dǎo)，不僅不意味著教學(xué)工作的輕松，反而對(duì)教師的職業(yè)素養(yǎng)提出了更高的要求。傳統(tǒng)課堂的機(jī)械灌輸工作量少了，但是實(shí)驗(yàn)過程環(huán)節(jié)的前期準(zhǔn)備和過程指導(dǎo)多了，環(huán)節(jié)設(shè)置必須更加的巧妙和科學(xué)，教師自身進(jìn)行過多次嘗試后，確保實(shí)驗(yàn)的大方向不出錯(cuò)，試驗(yàn)方法相對(duì)成熟，才能更加有效地啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立去完成實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行更多的嘗試和探索。否則，這種名為啟發(fā)，實(shí)則是放任自流的教學(xué)，不僅學(xué)生的創(chuàng)新精神得不到培養(yǎng)，教師也沒有起到真正的指導(dǎo)作用，這將比傳統(tǒng)的教學(xué)方法更加失敗。此外，結(jié)合大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)從多角度來審視、分析和解決問題[4]。如測(cè)量半導(dǎo)體P-N結(jié)的物理特性實(shí)驗(yàn)，教師要引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用材料學(xué)、固體物理學(xué)、電子學(xué)等多方面的知識(shí)來完成實(shí)驗(yàn)；引入激光全息照相、核磁共振等實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解現(xiàn)代科技發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài)。全新知識(shí)點(diǎn)的引入同時(shí)也將極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，領(lǐng)略到物理實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)代科學(xué)的魅力。
(二)交互式教學(xué)
