光学实验教学改革探讨.doc

【标题】光学实验教学改革探讨 【作者】胡仲江 【关键词】 【指导老师】喻凌 【专业】物理学 【正文】1．引言“教育是事业，事业的意义在于献身；教育是科学，科学的价值在于求真；教育是艺术，艺术的生命在于创新。”[1]为了教育事业更辉煌。为了让科学离我们更近。为了把教育做成艺术；为了让学生在大学的光学实验教学中受到严格的、系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧,培养学生严谨的科学求真精神和思维能力以及创新精神和理论联系实际、分析和解决实际问题的能力,特别是与科学技术的发展相适应的综合能力.我们有必要也必须了解我们的光学实验教学改革中还存在那些不足、哪些误区。以便于我们在发展中去改革，在改革中去发展。让我们先来看一下我国物理实验教学改革的大体情况。我国对物理实验教学的改革起步于80年代，1980东北农学院和解放军工程技术学院率先尝试了物实验的开放式教学。[2，3]华中理工大学对物理实验采取了“时间开放”“、内容开放”的“全面开放式教学”。[4]苏州大学进行了“开放实验室的分层教学”,注重学生实践能力和开创能力的培养。[5]时至今日，对“开放式”教学的研究与实践不断地深入。中国科技大学在物理实验中采用先进的“仿真实验”和“虚似实验”等教学手段，把“物理开放实验”纳入选修课[6,7]复旦大学创造和发展了“实验园地”“、小制作竞赛”、“综合实验”“、开放实验”等许多新的教学模式,[8]复旦大学开创了“平台物理实验”,?在教学思想、内容、方法等各方面进行全面的改革,?[9]。石油大学实行了“三个层次、八个模块”的物理实验开放式教学。[10]湘潭师范学院进行了在网络环境下开放式物理实验教学改革的研究与实践,?并取得了较好的效果[11]。最近各高校纷纷开展探究性、设计性、综合性实验把实验改革推向高潮。因为光学实验教学改革新的措施和方法的运用，使得光学实验教学中一些新的误区突现出来了。2.对物理学史的忽略的探讨物理学史是激励非逻辑思维的动因，有时它就像远方的灯塔，给你指点前进的大体方向，有时他就是一本永远读不完的书，给你无穷无尽的经验。他有时像智慧女神在你迷芒时给你灵感。发明和创造来自探索，探索又发源于灵感等非逻辑思维。而非逻辑思维又以科学的自信为基础，因此，教师在教学中应当注意激发学生的探索精神和培养学生的自信心，在知识的传授过程中，进行物理学史教育，介绍该实验的前因后果谁在这上面做出贡献，谁就在上面走了弯路，使学生了解一些光学理论的来龙去脉，把学生带进科学家的思维和发明创造的氛围之中，去感受前人的发现过程和情绪体验。这样可使学生发展非智力因素，使他们的非逻辑思维处于高度受激状态，打破科学发明高不可攀的神秘感，并激发学生的创造意识和跃跃欲试的探索精神。基于此在光学实验教学中适当加入一些相关的物理学史是有必要的。例：在光学课开课前播映《物理学发展史光学部分》录像片,该片按光学发展历史分为五个部分：光学萌芽时期、牛顿几何光学时期、波动光学时期、量子光学时期和现代光学时期。其主要特点是：将实验背景、光学定律和定理的建立结合实验，详尽阐述，层次分明。例如，通过对杨氏干涉、单缝衍射现象的演示以及对实验的观察，确认了光的波动性，通过双折射现象进一步认识了光的横波性，再通过康普顿效应、光电效应等认识了光的粒子性，然后在此基础上用量子理论的观点归纳总结抽象为波粒二象性理论，从而认识了光的本性。学生看后，对整个光学发展的历史有了比较全面的、系统的了解,对各种实验现象以及光学定律、定理的来龙去脉一清二楚，尤其是对物理学家有了新的认识，破除了以前的种种神秘感。科学家也是普通的人。有失败，也有成功。他们在成功的道路上也会遇到各种困难。从而增强了学生今后投身科学研究的信心。3．对非逻辑思维不经意的偏废的探讨在实验中我们只要能按照实验原理做出的结果和理论值差不多并就这些写在报告上就算一个成功的实验。真的是这样吗？难道这个结果你不做实验就不知道了吗？其实不然，不管那一个实验都一定还有很多值得我们思考的东西。还有很多的现象是书上并没有提到的。这就需要学生积极地、主动地、创造地、以非逻辑思维、科学的思想方法、科学精神和态度在实验中去寻找，去捕捉每一个精彩的瞬间。我国著名科学家钱学森曾经发表论文专著提出：“思维科学的基础是研究人有意识的思维的规律的科学。胡思乱想不在思维学之中，逻辑思维外,还有形象思维,灵感思维。”[12]可以看出,钱学森把逻辑性思维和直觉、形象和灵感思维区别开来,一是有利于人们从以为只有逻辑性思维才是思维的误区中解放出来。二是让人们明白一个道理,逻辑性思维作为最基本的思维能力,应该承认它是其他思维的基础(包括创新思维),只有在熟练掌握了逻辑性思维技术的基础上,才能够充分发挥其他各种非逻辑思维的作用,从而促进各