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【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006－9682（2011）01－0099－02
一、引 言
光電效應是物理學史上一個著名的物理實驗，1905年，年僅26歲的愛因斯坦提出光量子假說，發表了在物理學發展史上具有里程碑意義的光電效應理論，10年后物理學家密里根用以精確的光電效應實驗證實了愛因斯坦的光電效應方程，并測定了普朗克常數。兩位物理大師都因光電效應等方面的杰出貢獻分別于1921年和1923年獲得諾貝爾物理學獎。光電效應實驗及其光量子理論的解釋在量子理論的確立與發展上、在解釋光的波粒二象性等方面都具有劃時代的深遠意義。利用光電效應制成的光電器件，如光電管、光電池、光電倍增管等，已成為生產和科研中不可缺少的器件，在科學技術中得到廣泛的應用，且至今還在不斷開辟新的應用領域，具有廣闊的應用前景。大學物理實驗中開設光電效應實驗的目的是為了讓學生了解光電效應基本規律，并學會用光電效應方法測量普朗克常量和測定光電管的光電特性曲線。利用仿真實驗的優勢，通過教師的生動講解，可以拓展學生在新知識方面的視野，拓寬對學生能力的培養的途徑，學生在電腦仿真實驗平臺上完成實驗，可以收到先進、快捷、直觀、靈活、安全、經濟的理想效果。
二、實驗原理
當用合適頻率的光照射在某些金屬表面上時，會有電子從金屬表面逸出，這種現象叫做光電效應，從金屬表面逸出的電子叫光電子。光電效應的實質是當光子和電子相碰撞時，光子把全部能量傳遞給電子，電子所獲得的能量，一部分用來克服金屬表面對它的約束，其余的能量則成為該光電子逸出金屬表面后的動能。在光電效應中，光顯示出它的粒子性質，所以這種現象對認識光的本性具有極其重要的意義。愛因斯坦利用光子假說做了清晰的說明，并提出了愛因斯坦光電效應方程，即：
hυ＝Ws＋ mv2 （1）
式中，υ為入射光的頻率，m為電子的質量，ν為光電子逸出金屬表面的初速度，Ws為被光線照射的金屬材料的逸出功。光電效應實驗原理如圖1所示，其中S為真空光電管，K為陰極，A為陽極。當無光照射陰極時，由于陽極與陰極是斷路，所以檢流計G中無電流流過，當一束合適頻率的單色光照射到陰極K 上時，形成光電流，光電流隨加速電位差U變化的伏安特性曲線
如圖2所示。由方程（1）可知， mν2為從金屬逸出的光電子
的最大初動能，這表明即使光電管的兩端不加電壓，也會有光電子到達陽極A形成光電流，這從圖2中可以明顯的看出，隨著光電管兩端所加上的反電壓UAK＜0不斷增加，檢流計G中測量到的電流值會下降，當電壓增加到一定程度，所有的光電子都不能到達陽極，此時光電流為零，那么剛好使光電流為零的反向電壓的絕對值就是截止電壓，即圖2中的U0。
圖1 光電效應實驗原理圖 圖2 光電管的伏安特性曲線圖
在截止電壓下，eUs＝ mν 2代入方程（1），整理后可得：
Us＝k（v－v0） （2）
其中k＝h/e，e為電子電荷，h即普朗克常量。式（2）表明，只要測量出不同入射光頻率下的截止電壓，如果這些數據點是在同一條直線上，則證明了愛因斯坦光電方程是成立的。如圖3所示，對同一光電管v0也是常量，實驗中測量不同頻率下的截止頻率Us，做出Us－v曲線。在（2）式得到滿足的條件下，這是一條直線，由斜率k＝
可以求出普朗克常數h。由直線上的截距可以求出溢出功Ws，
由直線在v軸上的截距可以求出截止頻率（紅限頻率）v0。
三、實驗內容
光電效應電腦仿真實驗包括以下內容：①連接光電管正向、反向電路圖，線路連接成功后需要對電路中的檢流計調零；②通過調節單色儀，分別選出汞光源的4條譜線進行實驗；③采集光電管正向、反向電流、電壓數據；④在各頻率入射光下的反向伏安特性曲線上讀取截止電壓值并記錄在實驗報告上；⑤要求學生通過作圖法，計算普朗克常量，光電管陰極材料的紅限頻率V0及溢出功WS。圖4是光電效應電腦仿真實驗平臺，學生在開始實驗前先要通過鼠標點擊平臺上的光學及電學儀器了解其名稱及作用，并將實驗中所用到的儀器填寫在實驗報告上。
在仿真實驗過程中學生往往會忽視實驗操作的安全性問題，應提醒學生注意。例如：當記錄完一組實驗數據，電源總開關應該斷開。實驗中還有很多細節，學生也容易忘記，如：采集光電管正向、反向數據前先要將檢流計的量程分別調節到×0.1檔和×1，如果檢流計的量程在×0.1檔時采集光電管反向數據，就無法從光電管反向伏安特性曲線圖上讀出截止電壓，實驗需重做。在采集數據時還應注意各數據點分布的均勻性，我們要求學生先粗調滑線變阻器，找到合適的電壓范圍，再在這個范圍對數據點進行合理布局。
四、實驗結果
圖5是通過仿真實驗獲得的光電管正向和反向伏安特性曲線，在照射光的強度一定的情況下，光電管中的電流I與光電管兩端的電壓UAK之間存在著一定的關系。
學生需要從不同入射光波長下的反向伏安特性曲線圖中找到截止電壓，在這個環節中學生往往找不準截止電壓。有的學生會將曲線與電壓軸的交點處的電壓值當作是截止電壓，這說明他們對光電管的特性還沒有了解清楚，需要教師作一定的解釋，讓學生知道我們在伏安特性曲線圖中觀察到的電流不僅僅是由陰極材料產生的光電流，還包括反向光電流、暗電流和本底電流，因此在找截止電壓時應由拐點法求得，即找到電流開始明顯變化的地方的電壓值；還可以引導學生去考察光電管正向伏安特性曲線上飽和電流與入射光頻率之間的關系，入射光強一定這個前提條件不可忽略。正確讀出4種不同頻率光照射下光電管的截止電壓后，學生要通過作圖法找到這幾個數據點間的線性關系，擬和出直線的斜率，由此計算出普朗克常量、光電管陰極材料的紅限頻率及溢出功，最后還要分析影響實驗結果的因素。
參考文獻
1 洪國瑞.仿真實驗在光電效應教學中的應用［J］.技術物理教學，2006（2）：30～31
1.試驗目的。(這個大學物理試驗書上抄，哪個試驗就抄哪個)。
2。實驗儀器。照著書上抄。
3.重要物理量和公式：把書上的公式抄了：一般情況下是抄結論性的公式。再對這個公式上的物理量進行分析，說明這些物理量都是什么東東。這是沒有充分預習的做法，如果你充分地看懂了要做的試驗，你就把整個試驗里涉及的物理量寫上，再分析。
4.試驗內容和步驟。抄書上。差不多抄半面多就可以了。
5.試驗數據。做完試驗后的記錄。這些數據最好用三線圖畫。注意標上表號和表名。EG：表1.紫銅環內外徑和高的試驗數據。
6.試驗現象.隨便寫點。
試驗報告：
1.試驗目的。方法同上。
2.試驗原理。把書上的歸納一下，抄!差不多半面紙。在原理的后面把試驗儀器寫上。
3。試驗數據及其處理。書上有模板。照著做。一般情況是求平均值，標準偏差那些。書上有。注意：小數點的位數一定要正確。
4.試驗結果：把上面處理好的數據處理的結果寫出來。
5.討論。如果那個試驗的后面有思考題就把思考提回答了。如果沒有就自己想，寫點總結性的話。或者書上抄一兩句比較具有代表性的句子。
實驗報告大部分是抄的。建議你找你們學長學姐借他們當年的實驗報告。還有，如果試驗數據不好，就自己捏造。尤其是看到壞值，什么都別想，直接當沒有那個數據過，仿著其他的數據寫一個。
不知道。建議還是借學長學姐的比較好，網絡上的不一定可以得高分。每個老師對報告的要求不一樣，要照老師的習慣寫報告。我現在還記得我第一次做邁克爾遜干涉儀實驗時我雖然用心聽講，但是再我做時候卻極為不順利，因為我調節儀器時怎么也調不出干涉條紋，轉動微調手輪也不怎么會用，最后調出干涉條紋了卻掌握不了干涉條紋“涌出”或“陷入個數、速度與調節微調手輪的關系。測量鈉光雙線波長差時也出現了類似的問題，實驗儀器用的非常不熟悉，這一切都給我做實驗帶來了極大的不方便，當我回去做實驗報告的時候又發現實驗的誤差偏大，可慶幸的是計算還順利。總而言之，第一個實驗我做的是不成功，但是我從中總結了實驗的不足之處，吸取了很大的教訓。因此我從做第二個實驗起，就在實驗前做了大量的實驗準備，比如說，上網做提前預習、認真寫好預習報告弄懂實驗原理等。因此我從做第二個實驗起就在各個方面有了很大的進步，實驗儀器的使用也熟悉多了，實驗儀器的讀數也更加精確了，儀器的調節也更加的符合實驗的要求。就拿夫-赫實驗/雙光柵微振實驗來說，我能夠熟練調節ZKY-FH-2智能夫蘭克—赫茲實驗儀達到實驗的目的和測得所需的實驗數據，并且在實驗后順利地處理了數據和精確地畫出了實驗所要求的實驗曲線。在實驗后也做了很好的總結和個人體會，與此同時我也學會了列表法、圖解法、函數表示法等實驗數據處理方法，大大提高了我的實驗能力和獨立設計實驗以及創造性地改進實驗的能力等等。
[摘要]基于TRIZ創新方法,論文提出了一種全新的開放式創新實驗室的建設方案，即學生通過前期講座掌握RTIZ創新方法，按照創新方法實驗報告模板的指引完成實驗方案構思，最終得到具有創新性、新穎性及實用性的創新成果。
[
關鍵詞 ]TRIZ；創新方法；開放式創新實驗室；建設方案
1、引言
為進一步推行開放式實驗教學改革，形成動態、開放、自主、多元的實驗教學模式，激發學生自主創新興趣，培養學生創造性思維能力、創新性實驗能力、科學研究能力，許多高校正在開展開放式創新實驗室建設工作，創新實驗室的建設目標是能夠找到一條既適合大面積教學需求、又適合少數有需求學生的探究性研究的有效教學實踐模式。
創新思維與創新方法在創新能力培養中占有重要地位,創新思維與創新方法正在被人們認可和重視。TRIZ理論是前蘇聯-阿塞拜疆Azerbaijan發明家根里奇?阿奇舒勒所提出的，他從1946年開始領導數十家研究機構、大學、企業組成了TRIZ的研究團體，通過對世界高水平發明專利（累計250萬件）的幾十年分析研究，基于辯證唯物主義和系統論思想，提出了有關發明問題的解決理論。TRIZ理論通過對人類創新活動的高度概括，目前已經形成了一套具體求解創新問題的工具和方法。
在當前“大眾創業、萬眾創新”的歷史背景和機遇下，高等教育在培育創新精神和培養創新型人才方面肩負著特殊的使命，而在傳統教育模式的基礎上如何導入創新教育是一個亟待解決的問題，需要我們在教學實踐中進行不斷的探索。大學生創新能力與創新思維的培養可從創新認識、創新方法、創新活動流程等多方面切入，其中，創新思維是框架，創新思維到創新能力的轉變至關重要。基于TRIZ創新方法,論文提出了一種全新的開放式創新實驗室的建設方案，即在指導學生了解、熟悉、應用RTIZ創新思維方法思想的基礎上，結合學生專業實際，依托可行性較高的溶創新方法于一體的實驗報告模板，讓學生在潛移默化中接受創新能力訓練，通過后期的專利和論文成果的輔導使得創新成果得以凸顯。
2、開放式創新實驗室的特點
開放式創新實驗室具有適用性、開放性、創新性的特點。適用性要求實驗項目的規模至少能滿足10人以上同時開展實驗的要求，這是由于創新性的實驗項目的開課對象一般為具有一定專業基礎的相關專業大面積本科生，實驗項目本身也包含面廣量大的學科基礎實驗課和專業基礎實驗課；開放性要求實驗項目在現有實驗室條件下或通過建設后能夠真正開出，滿足開放性實驗教學要求，在實驗時間、實驗空間、實驗資源和實驗室管理等方面實現開放，學生在教師指導下，自主設計實驗方案、開展探索研究、進行數據分析處理和撰寫實驗報告，注重實驗過程評價而不是實驗結果的評價；創新性要求實驗項目的選題應盡可能反映學科前沿課題或社會生活中有待解決的問題，從最新的科研成果或教改成果中凝練出實驗項目，體現實驗內容自主性、實驗結果未知性、實驗方法和手段的探索性，注重啟發學生創新思維，培養學生自主研究學習能力。
3、開放式創新實驗室建設方案
鑒于開放式創新實驗室的上述特點，從TRIZ創新方法應用的角度出發，我們提出了一條基于TRIZ創新方法的開放式創新實驗室建設方案。開放式創新實驗室的開課模式主要分選課、上課、提交報告、評定成績四個階段，下面分別進行說明。
選課階段，針對我校每學期2500名左右選修實驗課程的本科生，給出250名左右的創新實驗選課名額，遴選出對創新有興趣的同學。
上課階段，首先通過兩次課堂講座形式對2 5 0名選課同學進行TRIZ創新方法及創新思維的培訓以及專利相關知識的輔導，然后分發創新實驗報告模板，讓學生按每10人一組自行分組，并確定每組進入實驗室確切時間；在實驗課堂上，實驗室提供多個與本校專業密切相關的課題供學生自行選擇，每個課題又可以衍生出若干子課題，例如我們實驗室的“空氣阻力系數測定”項目是在南京千韻公司的QY-KZIA空氣阻力系數測定實驗儀的基礎上建立起來的，當一個物體與空氣的氣流發生相對運動時，氣流會對物體產生一種阻力，這種氣流對物體的阻力可簡稱為流阻（或風阻），對于在迎著氣流方向上同樣的橫截面情況下，不同的形狀的物體所受流阻是不相同的，這種不同形狀物體所受流阻的系數就是本實驗要研究的主要內容，通過本實驗來研究不同形狀物體的阻力系數，對水文、流體力學、建筑設計、航空和汽車設計、高速列車設計等與氣流速度密切相關的行業都有很現實的意義，每位同學可以根據自己的專業與興趣，選擇一個問題，應用TRIZ方法，按照實驗報告模板的指引，完成自己的創新研究。
提交報告階段，按照實驗報告模板的要求，提交問題解決過程及最終優化方案，教師分析方案創新性、新穎性及實用性，擇優推薦申請專利或發表在實驗室內部刊物《創新方案》上。
評定成績階段，創新實驗最終成績由參加兩次講座及實驗過程及方案綜合評定，提交完整問題解決方案并公開發表者，實驗成績為優，并優先推薦參加校級物理創新競賽。
4、總結
論文從TRIZ方法應用的角度出發，結合高校教學現狀與需求，提出了一套具體翔實并具有適用性的開放式創新實驗室建設方案，可供教學改革與TRIZ應用研究者借鑒與應用。
參考文獻
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[9]吳魏霞.大學物理實驗分組式討論教學方法的探討[J].實驗室科學,2014,(3).
作者簡介：閆俊紅（1978-），女，內蒙古包頭人，內蒙古科技大學信息工程學院，講師；李文濤（1963-），女，內蒙古包頭人，內蒙古科技大學信息工程學院，教授。（內蒙古 包頭 014010）
基金項目：本文系內蒙古科技大學教改項目（項目編號：JY2011021）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）04-0056-02
一、“光電檢測技術”課程教學現狀
光電檢測技術在科學技術的發展史上占有重要的地位，“光電檢測技術”的教學和研究也越來越得到國內外高等院校和科研機構的重視。目前國內開設“光電檢測技術”課程的高等院校達50多所，專業覆蓋了測控技術與儀器、光電信息工程、光信息科學與技術、電子信息工程、通信工程、應用物理、探測制導與控制、生物醫學工程等。[1-3]
內蒙古科技大學（以下簡稱“我校”）測控技術與儀器專業充分結合教育教學背景及教學資源，以培養寬口徑、綜合實踐型人才為目標，以光機電算一體化為主體，以光電為特色，開設了“光電檢測技術”課程，對于培養具有創新能力的綜合實踐型人才具有良好的促進作用。該課程銜接了“工程光學基礎”、“單片機原理及應用”、“智能儀器”等，不僅能夠使學生了解光電領域新技術的發展和應用，更有利于培養學生的綜合實踐能力和創新能力，拓寬測控技術與儀器專業的就業口徑。“光電檢測技術”課程具有內容多、應用性強、發展快等特點。如何通過課程教學與實踐，使學生熟練掌握各種光電檢測系統的設計，提高學生的綜合實踐能力，各高校測控技術與儀器專業都做了很多探索。[4，5]本文根據自身的教學實踐和對我校測控技術與儀器專業的教學開展情況，結合我校的培養目標對“光電檢測技術”課程的理論教學與實踐教學做出了改革探索，提高課程的教學質量。
二、“光電檢測技術”課程改革思路
“光電檢測技術”課程是我校測控技術與儀器專業一門重要的專業基礎課。該課程內容豐富、實踐性較強，著重培養學生計算機應用、測量與自動控制、智能儀器設計等領域的綜合實踐能力。根據培養目標和專業設置的變化，我校“光電檢測技術”課程經歷了幾次改革。第一，為適應光電檢測技術的蓬勃發展和學生就業的需要，開設了本課程，共50學時，包含了光電子和光電檢測兩部分，課程的內容主要是光電傳感、檢測原理及光電檢測系統等幾部分。第二，由于測控技術與儀器專業培養目標及培養方案的調整，為滿足我校學生的就業需求，將該課程的教學內容及教學學時數進行了改革，內容上著重光電檢測及光電檢測系統的設計，學時更改為32學時。第三，為突出本校的辦學特色及教育教學優勢，在教學過程中不僅注重基礎理論的講授，更注重對學生綜合實踐能力的培養，對“光電檢測技術”課程教學環節及實踐環節進行改革，以培養工程實踐型人才為目標，充分培養學生創新思維和綜合實踐能力，滿足社會對高層次檢測技術人才的需要。
三、“光電檢測技術”課程教學改革實踐
1.教學內容改革
由于開設“光電檢測技術”課程專業的多樣性，應根據各個專業的培養要求合理選擇教學內容。結合我校測控技術與儀器專業的培養目標，對“光電檢測技術”課程的教學內容進行了改革，目的在于使學生通過課程的學習，既了解光電檢測技術的發展前景、光電器件的工作原理及光電檢測的基本方法，又能對光電檢測系統的設計有整體的把握，達到課程的教學目的。具體改革方案如下：
（1）注重基礎，突出重點難點，合理安排教學內容。目前“光電檢測技術”教材內容各有優缺點，有些教材較注重基礎理論、基本原理，而對光電檢測系統設計的內容介紹較少；有些教材兼顧理論教學與實踐教學，但對于光電檢測領域新技術、新發展的介紹較少，使教材內容落后于光電產業的發展；有些英文教材在光電檢測技術新發展方面的編寫較為突出，但對光電檢測技術及光電檢測系統的整體性上把握較差，且與教學大綱不符。因此必須結合本專業需求，合理選擇“光電檢測技術”課程教材內容，做到基礎知識重點講授，難點重點精講細講。例如光電檢測器件是光電檢測技術的重要內容，在教學中著重講解光電器件的工作原理、結構、性能參數及應用范例，而對于光電檢測器件的偏置電路、前置放大電路、匹配濾波等前期課程中已經涉及的內容進行略講。光電探測器分為光電效應型和熱電效應型，由于熱電器件在“熱工測量儀表”課程中為重要學習內容，在本課程的教學中將熱電器件一章改為自學。而涉及計算機接口等內容由于在“單片機原理及應用”中詳細講解，在本門課程中將其刪去。
（2）結合測控技術與儀器專業的培養目標及專業設置，補充反映專業特色的內容。結合我校冶金背景、測控技術與儀器專業的培養目標及學生的就業需求，加強本課程與其他專業課程的銜接，對光電檢測的新理論、新技術、新應用和新成果進行了補充。例如在光電檢測方法的講解過程中以智能機器人定位技術為例介紹光電器件的應用，激發學生自主學習的動力。在講解光電位置傳感器時，以光電位置傳感器用于智能汽車防追尾系統為具體案例，啟發學生認真思考，激發學生的學習興趣。在講解激光器、光電耦合器件CCD的過程中，結合器件的應用背景，把器件最新的制作工藝、應用前景介紹給學生，并將光電耦合器件CCD的成像原理與手機采用CMOS的成像原理進行對比，激發學生的學習興趣。根據學生的就業需求，在課程的教授過程中補充與冶金企業生產過程密切相關的光電檢測系統。例如基于CCD的鍋爐燃燒控制系統，以光電耦合器件CCD獲取鍋爐內部燃燒圖像，用圖像信息確定爐膛內部的溫度分布，確定鍋爐內部燃燒機理，及時有效控制鍋爐燃燒效率，達到鍋爐溫度控制目標。結合科研課題“基于CCD的比色測溫研究”，將CCD的應用領域進行拓展，使學生系統全面地掌握光電系統的設計，培養學生的工程實踐能力。
（3）立足培養綜合實踐型人才，加強光電檢測實踐教學環節。實踐教學有利于培養學生的綜合實踐能力和創新精神，該教學環節學時有限，如何在有限的學時內完成預期的目標，必須對基礎驗證型實驗、綜合型實驗及創新型實驗的比例作出調整。光電檢測實踐教學以我校光電檢測實驗室為基礎，秋實科技創新實驗室為媒介，構建實用型光電檢測實驗教學平臺。在具體實踐教學中，采用基于項目設計的實驗教學方法，合理保證基礎驗證型實驗，并結合集中演示的方式進行教學，提高綜合型及創新型實驗的比例。我校光電檢測實驗室的主要實驗設備有CSY-2000型光電檢測實驗臺，包含光電傳感器模塊、信號采集模塊、信號處理及自動控制模塊等。在實驗室內不僅可以完成光電探測用光源、光電探測器原理及特性等驗證性實驗，還可以根據具體的對象搭建實用的光電檢測系統。秋實電子實驗室致力于鼓勵大學生完成科技創新活動，在光電檢測實驗平臺的基礎上，結合秋實電子實驗室現有設備，可以完成綜合設計型實驗，例如智能機器人視覺系統、智能小車競速系統、智能小車防追尾系統等設計，幫助學生在完成“光電檢測技術”基礎知識、系統理論學習的同時，提高學生的實踐動手能力，使學生通過實踐環節的學習，達到培養工程實踐型人才的目標，并結合科研課題增設創新型實驗，以具體的科研項目拓展實驗教學內容，及時反映光電檢測的最新發展情況，培養學生的科研創新能力。
2.教學方法改革
“光電檢測技術”是一門多學科交叉科學，如何提高教學質量、提升教學效果，使學生既能有效地掌握基礎理論、基本方法，又能靈活運用基本原理。傳統的以課堂教學為主、實驗教學為輔的教學模式必須進行改革。
（1）有效地將課堂教學、實踐教學相結合，引入多元化教學方式，增強教學效果。如講解光電效應的過程中，采用圖文并茂的多媒體課件形式，制作動畫效果，將涉及半導體理論的抽象原理直觀形象地演示出來，并以日常生活中光電探測器的應用為實例，激發學生的學習興趣，拓展學生的視野。在講授光電器件的性能參數過程中，量子轉化效率、光電響應度、光譜響應范圍、光電響應時間等性能參數均為抽象的物理參數，而光電器件的性能參數又是光電檢測系統設計的關鍵，在講授中以光電檢測系統中光電器件性能參數變化對系統測量結果產生的影響為例進行講解，以直觀的數據將抽象的物理參數簡單化。
（2）充分發揮學生的主觀能動性，提高學習效果。在課堂教學過程中，充分發揮學生的學習積極性，加強學生與教師的互動，活躍課堂氣氛，提高學生的學習效果。如緒論部分引入光電產業的發展前景，以日常生活中的小故事為例，引出光電產業的背景及發展趨勢；以創新型實驗為例，鼓勵學生根據日常生活中的測量參數設計光電檢測系統，發揮學生的主觀能動性，培養學生的綜合實踐能力。
（3）改變考核手段，注重培養學生的綜合能力。課程考核是評價課程教學質量的重要手段，傳統的考核方式均采用卷面形式，具有一定的局限性。本課程采用卷面考核成績、課堂提問、綜合設計作業成績相結合的考核方式。其中課堂提問成績根據課堂提問結果給出，及時考查學生對所學知識的掌握程度。綜合設計作業成績以學生所完成的綜合型創新型實驗報告書給出，全面考查學生的綜合能力。將三部分成績結合起來，合理反映學生對于本門課程的學習情況。實踐表明這種方式極大地調動了學生的學習積極性，取得了良好的效果。
四、結論
結合我校測控技術與儀器專業的培養目標及學生的就業情況，對“光電檢測技術”課程教學進行改革，首先對課程教學內容體系進行了優化，接著采用項目教學法對原有實踐教學環節進行改革，加大綜合型創新型實驗的比例，最后對教學方法進行改革，以有效的教學方式達到預期的教學效果。實踐結果表明，課程內容體系改革、實踐教學改革和教學方法改革提高了本課程的教學效果和人才培養質量。
參考文獻：
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［中圖分類號］G642.0［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）06-0111-02
大學物理實驗在物理教學中擔當著十分重要的角色。實驗和理論是相輔相成，互為依賴，共同締造著物理王國。大學物理實驗是學生進入大學后，接受系統的實驗思想和實驗技能訓練的一門實驗課，是實踐教學的重要部分。因此，我們要重視對學生科學實驗素質的培養，包括獨立思考能力、獨立操作能力、團隊協作能力以及探索未知事物的能力等。為了使學生能夠掌握一定的系統的物理基礎知識、基本方法和基本技能，培養學生嚴肅的科學態度，嚴謹的科學作風和嚴格的科學方法，適應高素質、強能力、創新性、創業型的高級專門人才培養的戰略要求,這就要求我們在物理實驗教學上必須進行改革。
一、物理實驗教學的現狀
（一）教學模式
對于大學物理實驗課的講授教學模式單一，教學形式不夠靈活。每個實驗室安排一個實驗，每個實驗由一個至兩個教師講授。通常教師會把實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟，測量數據表格及注意事項提前板書在黑板上，在學生上課時逐一講解。整個過程顯然是教師占主導地位，學生只是在被動地、機械性地重復教師的講課內容。在這樣的教學模式下，學生不需要思考，只要按照實驗步驟就能完成基本要求。這樣的模式不僅束縛了學生獨立思考的空間，忽略了學生在認知過程中的主觀能動性，而且更大程度上限制了對當代大學生創造性思維和創新能力的培養。
（二）考核制度
大學物理實驗作為考查課，考核制度落后。就目前狀況而言，考核內容主要從預習報告、實驗數據記錄表和實驗報告三方面考核，給出實驗成績。預習報告的內容實驗教材上都有，從學生交來的預習報告來看，有些學生只是簡單的重復抄寫，缺乏對實驗內容的思考，更無法達到設計一個實驗，完成一個實驗的水平。在進行實驗操作時，雖然學生都是兩人一組，但是做的是同一個實驗，因此，測量的結果出入不大。這就使那些對實驗重視程度不夠的學生有機可乘，把別人的數據結果據為己用，完成實驗數據記錄表。實驗報告通常是實驗完成后，下一節課才交的，從而就會出現個別學生抄襲實驗報告的想象。最終實驗成績的考核往往以交來的實驗報告為主，也就缺乏了考核的公平、公正性，無法調動學生探索自然科學的積極性，這些弊端亟待調整。
二、實驗教學改革實踐
（一）教學方法改革
現代教學觀是把學生創新能力的培養放在首位，教師的主要作用是教學的設計者、組織者、幫助者及品德的示范者。首先，教師要轉變教育觀念，要破除“學科中心”與“教師中心”的教學理念，從傳統的接受性學習的學習方式轉移到學生自主學習、合作學習、探究學習相結合的學習方式上來。不能讓實驗成為只是傳授知識的工具。要變教師演示實驗為學生演示實驗，即在教師的指導下，學生演示實驗，這樣有利于學生積極參與課堂活動，有利于學生的主體性和積極性的發揮。
另外，普通物理實驗是大一、大二學生的必修課，他們剛從中學時代步入大學階段，學生的學習觀念也沒有轉變，他們還習慣以老師為中心，缺乏對問題的思考、探究。如進入實驗室，老師就應該把實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟等，甚至還需要老師手把手地教。基于此，老師就應該主動地去引導學生自主學習，指導學生如何提出問題，分析問題、解決問題。教師給出“問題”，讓學生從“問題”出發，設計出這節課的實驗要求，實驗器材、實驗步驟、數據測量與分析，最后得到結論。激發學生的實驗興趣，培養良好的、嚴謹的科學實驗作風。
其次，隨著計算機與信息技術的迅速發展，物理實驗方法也不斷地滲透到其他各個學科和應用領域。在物理實驗中引入計算機模擬與仿真實驗已成為現代化教學中不可或缺的一種手段。利用多媒體技術，可以對實驗原理和實驗過程進行生動形象的模擬仿真，聲音、圖像、動畫、文字有機地組合在一起，增強課堂效果，激發學生的學習興趣，調動學生做實驗的積極性和主動性。
（二）教學內容改革
為了培養學生的科學思維能力、綜合應用能力以及實踐創新能力，適應新時代專業人才的需要，根據學校教學目的和要求，可以把大學物理實驗建設成真正意義上的開放性實驗室。打破以往固定的教學模式。即本學期實驗都在網上開放，學生根據自己興趣愛好、學科要求自由選擇實驗時間、實驗教師、實驗項目。目前，我校正在實施，效果頗為滿意。不僅提高了學生學習的積極性，還帶動了一批學生自發地進行科研創作，使得學生能夠從單純的學習型人才向學習創新型人才轉變，真正體現出“人本”化的教學理念。
另外，在教學內容上，整個大學階段的物理實驗由三大模塊組成：基礎型實驗、提高型實驗、設計型實驗。
1. 基礎型實驗
為了使學生對基本儀器儀表的構造特點、規格性能、讀數原理、使用方法以及日常維護有一個清晰的了解，在實驗當中能夠恰當地選擇使用，開設了包括力學、電學、熱學、電磁學在內的基礎性實驗。如：力學基本測量、電學基本測量、分光計的調整、邁克爾遜干涉儀、示波器的使用等實驗。使學生在掌握了基本儀器使用的同時，學會正確處理實驗數據，正確分析實驗中的各類引入誤差。
2.提高型實驗
提高型實驗是在傳統實驗教學的基礎上開設的，有些實驗利用計算機控制模擬，不僅可以鍛煉學生的實際操作能力、研究動手能力，又體現出專業知識的新穎性和實用性。如：氫光譜測定實驗、光電效應實驗、CCD圖像處理實驗、激光拉曼光譜實驗、夫蘭克-赫茲實驗等，實驗內容豐富、力求能夠反映物理學理論的研究成果、最新進展及其應用。在此基礎上，還開設核磁共振譜（NMR）實驗了解核磁共振的基本原理和氫譜的測定方法，掌握簡單核磁共振氫譜譜圖的解析技能；利用電子衍射儀進行真空鍍膜，驗證粒子的波粒二象性；掃描隧道顯微鏡（STM）的使用觀察物質表面形態，了解物質的微觀結構；光鑷實驗研究光的力學效應等等。這些實驗相比基礎性實驗而言具有一定難度，操作起來也較為復雜性，但是應用廣泛且實用性強，通常學生都非常感興趣，完成的質量也比較高。通過做實驗能夠切實體會到現代物理學理論的奧妙，領悟實驗設計的思想，將理論和實踐緊密結合起來，有效地拓寬了學生的知識面，激發了學生的求知欲，提高了學生科學研究的能力。
3. 設計性試驗
設計性實驗著重培養學生的實驗設計能力，是在學生具備一定綜合能力的基礎上，通過教師擬定題目或者學生自擬題目，實驗中心提供場地和儀器，內容要求來源于生產實際，具有一定的先進性和技巧性，能夠解決生活中的實際問題，給學生提供一個設計平臺，使學生的潛能得以開發。如：我們開設的諧振頻率測量、全息照相實驗，在教師的指導下從實驗的設計、實驗器材的選取、實驗步驟的安排、實驗數據的測量及數據處理與分析，學生都能夠親自完成。通過設計性實驗充分鍛煉了學生的動手能力和思考能力。
（三）試驗考核標準
為了能夠全面科學地考核與評定學生的綜合實驗能力，考核學生科學嚴謹、實事求是的科研作風，建議將學生的實驗成績評定分為平時成績和實驗成績兩部分。對于平時成績的考核可參考：出勤、預習報告、上課回答問題情況、實際解決問題情況， 對實驗實際操作情況，數據測量情況，代課教師根據以上標準給出平時成績。實驗成績的評定可以根據原始數據記錄表、實驗報告給出。即在學生完成實驗后，教師要檢查每組的原始數據記錄表，并隨機提問，在撰寫的實驗報告上給出實驗成績。平時成績占總成績的40%，考試成績占總成績的60%，實驗不及格的學生要重修、補考。
實驗成績評定的科學化、合理化、準確化，可以很好地激發學生上課的積極性和主動性，自覺遵守實驗課紀律，有效減少、杜絕不預習實驗，不認真做實驗，偽造實驗數據、抄襲實驗報告的現象。
三、結論
當代前沿的物理實驗常常是一項綜合性的巨大工程，培養學生優秀的科學創新品質，提高學生自身的綜合素質，使學生的創造潛能充分得到發揮尤為重要。大學物理實驗是在校大學生接觸科學實驗研究的第一步，正確引導，建立科學的、規范的、制度化的實驗室管理是一項長期的工作，在實驗教學中，還有許多新的規律、模式等待著我們去探索、研究。
［參考文獻］
基金項目 湖北工業大學2012年教學改革研究項目 （項目號2012016）
[中圖分類號]G642.423 [文獻標識碼]B
1 引言
《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006 -2020 年）》中明確提出：到2020年我國進入創新型國家行列，努力走出一條有中國特色的自主創新之路。當代大學生作為一個特殊的社會群體，其科學素養的水平對于科學技術的發展以及科學技術知識的傳播的影響不言而喻.
2“問題式”教學方法的實踐，凸顯探究性學習新理念
武漢地區高校林立，如何突出省屬高校理工科辦學特色，如何在大學物理實驗課程教學中培養學生的創新和實踐能力，我們在探究性實驗方面做了一些有益的探索和實踐。
實驗物理學是研究和探索客觀物質世界的奧秘和規律的基礎學科，因而也可以說實驗物理學就是不斷地發現問題、解決問題和創造問題的基礎科學。為配合科學思維訓練和問題式教學方法的教學改革，我們組織力量編寫了《大學物理實驗》（科學出版社），每個實驗后面設置若干思考題，讓學生帶著問題進入學習 、思考問題主動學習、分析問題深化學習、解決問題總結學習、尋找問題提高學習。在物理實驗教學的過程中應該有意識地引導學生主動去探索、去觀察、去發現科學問題，教會學生掌握分析與解決“科學問題”的思維方式和實驗方法，啟發學生從解決“老問題”的過程中，發掘更具“科學價值的新問題”。例如：在測量金屬楊氏模量實驗中主要涉及到光放大原理，我們引導學生去思考湯姆孫是如何發現這一原理的。原來湯姆孫在領導敷設世界上第一條跨越大西洋的海底電纜時遇到一個難題：電纜終端的電信號太弱，以致電報機無法接收。有一次他和同伴乘船外出游玩時，好友開玩笑似的用鏡子將陽光反射到船艙下面的湯姆孫的臉上，并不停的晃動鏡子，細心的湯姆孫發現，鏡子只要轉動一小點，而遠處的光斑卻會移動一段較大的距離，這一偶然發現讓湯姆孫認識到這就是一種放大。根據這一原理，湯姆孫很快就發明了鏡式電流計電報機，使長途電纜通信最終得到了實現。我們在實驗中設置這樣一個問題：光杠桿測量金屬伸長量時，改變哪些量可增加光杠桿的放大倍數。學生做完實驗后，提出了不同的設計方案，盡管有些設計比較簡單和幼稚，但說明他們不是簡單的重復實驗，而是運用邏輯思維去分析問題、提出問題并試圖去解決問題了。又如：成千上萬個蘋果從樹上掉了下來，為什么只有牛頓一個人發現了萬有引力定律？人們常常覺得這個就是牛頓的機遇，但他們卻忘了，在蘋果掉下來之前，牛頓已經在為重力問題做了許多的研究，進行了無數富有成效的探索。
3 利用網絡和信息化平臺，實現探究性實驗新途徑。
實驗課程建設的關鍵是實驗教學平臺，2009年秋季我們研制了《大學物理實驗》網絡預約系統和信息化教學管理系統，極大了提高了實驗教學管理水平，系統中設計了物理實驗中心介紹、實驗導引、實驗原理、實驗視頻錄像、虛擬實驗以及問題解答等部分。為了讓學生深刻理解物理思想，在實驗種類和實驗技術手段上，既有真實的實驗又有虛擬實驗、虛實結合實驗。還設置了開放性實驗室，把一些近代物理實驗以及趣味物理實驗放置其中，學生可以根據學科特點和自身興趣在網上選擇實驗項目、上課時間和地點，不同院系、不同專業的學生可以同一時間實驗，打破多年來一個年級同一張課表的作法，每人都有自己的課表，，激發了學生的主動學習的熱情，提高了實驗教學水平。利用教學網站學生和教師可以在BBS上進行課前的咨詢和課后的交流與討論，將教學過程延伸到課外，實施互動式教學模式，使學生在遇到問題或有新的想法可以及時和教師溝通，得到及時的指導。網絡和信息化平臺的建設，為學生進行探究性實驗提供了新途徑。
4 多元化的教學手段，實現探究性實驗個性化教育模式
科技進步對教育提出越來越高的要求，對人才的創新思維和實踐能力的培養是一種趨向個性化的教育。2008年秋季我校實驗中心組織力量研制了虛擬實驗系統，包含光電效應實驗、薄透鏡焦距測量實驗等20多套虛擬實驗，為物理實驗教學改革提供了有力輔助工具，同時克服了實驗教學長期受到課堂、課時限制的困擾，使實驗教學內容在時間和空間上得到延伸。實驗中心每學期接待實驗同學約3500人，有普招二本同學、還有獨立學院同學及專科生，在教學內容上，為了滿足不同專業不同層次學生的需求，在實驗課程的設計和安排上既有基礎性實驗、綜合性實驗，又有近代物理實驗和設計性實驗，教師的重點是引導學生主動觀察物理實驗現象、規律與效應，學習如何去發現問題和主動提出問題、學習運用學過的知識去分析和解決問題，得到科學的結論。因為實驗的同學層次不同，教師明確三個層次的教學定位：第一層次就是注重基本實驗技能培養，學習基本物理量的測量技術方法以及正確的實驗數據記錄、分析處理、實驗結果的準確描述和規范實驗報告；第二層次側重突出學生實踐能力的培養，在突出“三基”訓練（即物理實驗的基本思想、基本方法和技術、基本儀器的使用）的基礎上，增加實驗的綜合性、設計性和應用性，增加近代物理的實驗內容，增加與現代科技、工程設計及與社會應用密切相關的內容，增強學生實踐動手能力；第三層次采取引導式指導方法，即目標引導，問題引導，擴展思維引導，培養學生的團隊意識、討論問題和協商解決問題的態度，互相幫助、互相照應的協作精神，培養學生的綜合分析和科技創新能力。不同層級的學生教學定位有所區別，為了評價學生的綜合素質，在實驗考核方法上采用多樣化，既有實驗預習成績、實驗操作成績、實驗報告成績，又有實驗小論文成績、實驗小改進成績，還有參加各類組織的實驗競賽成績，充分體現學生創新能力及實踐能力。
5 結論 多年的探究型實踐教學，讓我們深刻認識到，大學物理實驗課雖然是基礎實驗課，但它是大學生進入大學后第一門實驗課程，對于同學們鍛煉實驗技能、培養嚴謹求實的科學態度、提升大學生創新和實踐能力具有不可替代的作用。
中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（c）-0173-02
在科技高度發展的今天，科技創新是提高社會生產力的必由之路，而人才是科技創新的前提。高校作為培養人才的搖籃，為了適應新時期對創新型人才的需求，教學培養模式已經發生了變化，由原來的以理論為主的教學模式逐步轉變為重視實踐能力的培養。作為地方綜合型大學的佳木斯大學以“明德勵學，崇尚實踐”為校訓，從中可見學校對學生創新能力、實踐能力的重視程度。目前社會對人才的綜合素質提出了更高的要求，要求對能夠靈活運用所學的專業知識、具有較高的應變能力以及創新能力。這就要求學生在掌握知識的同時，更具有更強的動手能力和創新能力。
實驗教學是培養學生創新思維與能力的重要教學環節之一。近代物理實驗在物理教學中具有特殊的地位，是一門綜合性很強的實驗。近代物理實驗的大部分實驗都選自物理學發展史上具有重要作用的著名實驗，在實驗技術和實驗方法上都具有劃時代意義[1]。該課程的相對于其他專業物理實驗具有涉及的知識范圍廣、需要的知識深度大、應用的設備更現代化和應用背景更接近科技前沿等特點，這樣的特點決定了學生在進行實驗的過程中需要對近代物理學有更加全面和深入的了解，同時也可以為學生綜合利用所學的物理知識和實驗手段提供更多的思考、實踐的機會，能夠激發學生學習興趣，培養學生學習的主動性和積極性[2，3]。所以近代物理實驗教學在培養學生創新能力方面具有重要的意義。本文結合我校近代物理實驗課程實際進行了探索和改革，采用不同層次的實驗題目、提高對實驗報告的要求、利用多媒體展示實驗難點以及改革考核方式等措施，激發了學生的學習興趣，提高了學生的動手能力及創新能力，使近代物理實驗真正成為創新能力培養基地。
1 近代物理實驗教學存在的弊端
實行大類招生以來，學生可以按照自己的喜好來選擇專業，所以對專業教學質量的期望更高，這就對近代物理實驗的教學提出了更高的要求。而且大類招生的學生在層次上有較大的差別，再用一刀切的方式進行實驗教學勢必會影響教學效果。在以往的近代物理實驗教學過程中，多是在教師安排好的進程下進行，由于教學學時有限，學生既要熟悉實驗的原理，又要了解復雜的儀器設備，還要實施具體的操作，沒有足夠的時間去思考和疑問，只能按照教師的安排進行實驗，學生思考的少，操作比較盲目，模仿的痕跡比較重[4]。另一個影響學生學習積極性的因素是實驗原理的復雜性，近代物理實驗多為綜合性比較強的實驗，實驗設備集成程度較大，學生不能夠獲得直觀的印象，對于實驗原理理解不夠透徹，不能深入到較深的層次上。這樣的教學嚴重影響了學生學習的積極性和主動性，限制了他們創造力的發揮，不利于學生創新能力的培養；沒有積極性的實驗必然導致學生對實驗過程不認真，對實驗結果的不重視，抄襲實驗報告現象十分普遍。這樣的實驗課程根本起不到培養人才的目的。此外近代物理實驗的教學大多的依賴于實驗設備，而大型設備的購置、保養、維修等環節復雜，周期長，很多設備的更新換代比較遲緩，有的設備由于老化而出現殘缺、配件不全等問題，這些都降低了學生學習的興趣，影響了對學生創新能力的培養。所以，在近代物理實驗教學中如何改革教學模式，更新教學理念，真正實施以學生為主體、發揮學生主動性的實驗教學方法，對培養學生的創新能力具有重要意義。
2 革新近代物理實驗教學內容，培養學生的創新能力
2.1 按照學生要求設置不同級別的實驗題目
大類招生后，學生的能力水平差別有所加大，為了兼顧各類學生的不同需要，我們將近代物理實驗題目分為不同級別：必做實驗、選做實驗、設計性和探究性實驗幾個層級，每一個層次的教學要求有所差別，以適應不同層次學生的學習需求。
必做實驗旨在強化學生的基本測量技能和數據處理技能，對實驗思想的理解和物理方法的掌握。選擇比較容易掌握和操作，同時也是物理學發展史上非常著名、具有劃時代意義的實驗，如光電效應、電子衍射、塞曼效應等實驗題目。必做實驗的數目以6個為宜。
選做實驗的數量要多于必做實驗，要給學生留有一定的選擇空間，我們開設了20個選做實驗，學生至少選擇并完成10個實驗題目。這些選做實驗大多數為各個領域的代表性實驗，有高新科技應用的實驗題目，前沿科技涉及的實驗題目，還有在實驗思想和實驗方法上創新的實驗題目，如微波技術、氫原子光譜、光泵磁共振、巨磁阻效應、色度實驗、高溫超導、光速的測量、光譜學、現代光學技術等。這些實驗融合了不同學科的知識體系，知識的難度和綜合性都大大提高，而且難度程度有一定的差異，學生可以根據自己的興趣和能力選擇不同的實驗題目，這樣的教學方式有利于學生發揮主觀能動性，對自己能力有準確的定位，以便于發揮自己最大的能力。
設計性和探究性實驗題目約為8個，要求學生自主選擇完成4個實驗題目。這些題目主要是對現有實驗進行拓展和創新，一部分是對實驗室現有設備進行初步的改造，以期實現額外的功能，培養學生動手能力以及創新能力；一部分來源于教師的科研課題中的內容，讓學生參與到教師的科研工作中來，體驗科研的樂趣與艱辛，進行科學方法的教育；一部分針對學生在不同實驗中發現的感興趣的現象和問題進行進一步的探索；還有一部分可以利用計算機和網絡資源進行數值模擬計算，使學生從理論上進一步理解物理概念和物理過程。設計性的實驗包括高真空的獲得和測量、全息照相、第一性原理計算，磁控濺射等題目。設計性實驗的綜合性比較強，既需要教師的精心設計，細心挑選，要有足夠的深度和廣度的把握，還要兼顧學生的水平和能力，要求學生在熟悉基本理論和操作的基礎上有所延伸和擴展。學生自己設計實驗方案、選擇實驗方法和器材、擬定實驗步驟，并在實驗中不斷修訂實驗方法和步驟，對實驗結果進行科學的分析。在設計性實驗中可以充分培養學生思考能力、發現問題解決問題的能力以及創新能力。
2.2 提高對實驗報告的要求
在以往的教學模式下，學生學習的主動性被限制，對實驗沒有過多的了解和認識，只是機械的接受，在這種學習狀態下不可能認真對待實驗報告，更有甚者直接抄襲別人的實驗報告，學術作風日漸下降，而撰寫實驗報告過程也是了解實驗、設計實驗的一個重要環節。所以，提高對實驗報告的要求對學生創新能力的培養也是一種途徑，同時也培養學生樹立嚴謹的學術作風。
首先要求學生按照預習、操作、總結分析三個階段撰寫實驗報告，對待預習的要求不僅僅停留在上交預習報告層面上，還要求在報告中指出本次實驗所用的科學方法、物理思想，督促學生對實驗進行深入的思考和探究。在操作過程中，將原來教師講解實驗原理改為由學生匯報預習情況，由于通過撰寫預習報告，學生對實驗過程有了一定的理解和認識，再經過語言加工講解出來更加深了學生對實驗的理解，這樣就將原來單純的檢查預習報告改為驗收預習的效果，大大增強了學生對實驗的認識和重視。強調對實驗進行總結的必要性，鼓勵學生對實驗結果加以深入研究及拓展，積極思考，提出疑問，重視學生提出的問題，并對這些問題加以解釋，同時指導學生如何通過實驗來驗證科學的解釋，強化學生利用理論解決實際問題的能力，激發學生的想象力和創造力。
2.3 多媒體課件展示實驗重點難點
由于近代物理實驗原理復雜且抽象，儀器集成度高，其中的原理不容易展示，容易給學生造成感知上的障礙，影響學生學習效果。為了解決這個問題，可以根據實驗的具體需要，將實驗原理或儀器的工作原理制作成多媒體課件展示給學生，幫助學生深入掌握近代物理實驗的物理思想和科學方法，從而能達到舉一反三的教學效果。
多媒體課件的制作必須按照教學大綱的要求，突出教學的重點和難點，講究科學性和系統性，適當加入Flas或視頻元素以及圖片，豐富教學內容，引起學生的學習興趣。在制作多媒體課件的過程中，教師可以與學生一起交流討論，共同完成，也可挑選綜合素質較高的學生，組成小組，按照教師布置的任務，自己尋找素材獨立制作，再由教師進行審核修改直至最后完成。在課件的制作過程中學生會對近代物理實驗原理了解的更加深入透徹、對步驟會更加清晰完整，學生會投入更多的精力對近代物理實驗進行深入的研究、思考，不僅鞏固了所學的物理知識，而且還培養了學生的動手能力、團隊意識、創新意識、獲取素材的能力以及綜合能力，提高了學生的科學素養，對提高學生進入社會的實踐能力和創新能力都有很大的促進作用。
2.4 考核制度突出實際操作和物理思想
傳統的考核方式靈活性差，不能針對學生的實際特點作出評判，單純的以成績的高低來界定學生的好壞，這種考核方式抹殺了學生對實驗的積極性，不能引起學生的足夠重視。所以，改革考核制度應加大對實際操作和對物理思想理解的考核，如儀器操作、數據處理、誤差分析等，綜合在設計性實驗中的具體表現，可以適當加大設計性實驗在考核中的比重。考核形式多種多樣，可以以個人為單位，也可幾個同學組成小組共同解決較困難的問題，可采用操作演示、書面報告和口頭報告等形式解決具體問題。結成小組進行考核不僅鍛煉學生提出問題、解決問題的能力，還能鍛煉學生的團結合作、互相配合的團隊協作能力，為今后的工作學習打下一定的基礎。
通過采用上述的幾種方式，學生實驗的積極性明顯增強，實驗過程中的認真程度大幅度提高，能夠對一些問題進行深入的討論，解決問題的能力大大提高，學生不僅獲得了一定的創新能力，還在科學方法和團隊合作方面得到了極大的鍛煉。
3 結語
近代物理實驗本身就是一個創新的產物，它蘊含了豐富的物理思想、物理方法和創新思想，在近代物理實驗中培養學生的創新能力更能體現創新的重要性。通過激發學生學習興趣、提高學生動手能力，使學生更深入了解物理思想、運用科學方法，培養學生創新能力。當然學生創新能力的培養不是一朝一夕的，需要在教學中不斷的激發學生的興趣，引導學生采用科學的方法，認真思考，動手實踐，這是一個長期的培養過程，在不同課程中實施改革，不斷提高學生的創新能力。
參考文獻
[1] 麻煥鋒，董若穎.拓展近代物理實驗提高本科生創新意識[J].大學物理實驗，2013，26（1）：120-122.
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
《大學物理實驗》和《大學物理》兩門課程具有同等的重要地位。物理實驗課將使學生得到系統實驗方法和實驗技能的訓練，了解科學實驗的主要過程和基本方法，為日后的科學實驗活動奠定初步基礎。①可是，學生對實驗并沒有給予足夠的重視。筆者對該問題進行分析，總結其原因，提出實驗課教學的幾點看法。
1 學生對實驗沒有興趣的原因分析
1.1 學生的興趣習慣養成
在中學，由于物理不是主科，課時很少，尤其是在高一階段，力學分析本身就難，可是每周只有兩三節課上物理，可以說每上一節課時前面講了什么都忘光了，老師上課既要做好復習又要追趕教學進度，每節課對老師來說那是相當的金貴，為了高考，做實驗的機會就很少了（因為做實驗不如講實驗見效快），本來學生很喜歡物理，但經過一年的高中學習感覺物理越來越難學了，這樣就導致學生懼怕物理，動手能力當然得不到鍛煉。中學的學習是憑自己的感覺、興趣學習或被強迫學習。進入大學后缺少老師、家長的強迫，自己就不知所措了，迷茫了，沒有養成良好的學習習慣，缺少學習動力。大一、大二的學生還沒有完全適應大學的學習生活，還處在中學生思維習慣中。體現在上課注意力不集中，老師講實驗原理、電路連接技巧、數據處理及注意事項時，學生在下面并沒有認真地聽，動手做實驗時出現了許多問題。
1.2 大學物理與中學物理教學的銜接
中學物理重點介紹了經典物理學的基本概念和基本規律，并對近代物理學的基本思想進行了簡單介紹，同時對教材內容進行模塊化處理，方便學生進行選擇。②由于中學物理模塊化處理，學生的學到的知識是不完整的，不同地方的學校選學的內容是不一樣的（高中教材選修3-3、3-4、3-5高考只要求選其一），做過的實驗也不一樣，有的實驗條件好的學校做的實驗多些，有的學校則很少做實驗，為了高考也只好講實驗。這樣一來，有的學生沒學到熱學、光學，有的沒學到振動和波、有的沒學到動量和近代物理知識。
在中學，自習老師去輔導，有問題能及時得到解決，中學的老師更貼近學生的學習生活。進入大學之后物理學習更偏向抽象推導，依托強大的數學工具可以將研究進行得更深入也更精確。在大學，老師對物理概念講解多，課堂知識密度大，低年級的學生很不適應，他們更留戀高中的學習生活。由于這些銜接問題，導致實驗時，在理解實驗原理上感到困難，對實驗的重要性認識不夠，缺少基本的實驗操作技能，有的甚至連接簡單的線路都不會，只能是依葫蘆畫瓢的完成實驗報告。
1.3 大學物理實驗和大學物理兩門課程的銜接
物理實驗從原來的物理課程中分離出來，形成了一門獨立的課程后，教學時間安排上與大學物理不同步，大一下學期開始上實驗課，力、熱、電、光、近代物理各方面實驗全有。大學物理還沒講到的知識可能在大學物理實驗中就要用到，所以在做實驗時難免會遇到些新知識、新概念，這樣，老師講的就顯得多了，有點不像實驗課，這也導致學生對實驗課的不適應，加大了學生的認知難度，實驗時困難重重。
1.4 現在的大學生有相當一部分是在混學歷
這些沒有明確的學習目標、沒有責任感、沒有一個遠大的理想的人不知道自己應該怎樣度過大學時光，當然對學習知識不會產生興趣。
2 實驗課教學改進的幾點思考
2.1 興趣是最好的老師，大學物理實驗也要激發學生的學習興趣
（1）通過聯系生活實際，將本實驗的重要性告訴學生，可以激發學習興趣。教師在備課時應關注實驗在實際中的應用。如《用箱式電位差計測量熱電偶的溫差電動勢》可以告訴學生我們家里用的燃氣灶有的電磁閥就是用溫差電動勢原理控制燃氣、及時報警的，簡單地講一下其工作原理；《RLC串聯電路的暫態過程研究》可以聯系供電設備中實際電路。當電源接通或斷開后的“瞬間”，這時電路中的電流或電壓可能出現過電壓或過電流的現象，如果不預先考慮到暫態過程中的過渡現象，電路元件便有損傷甚至毀壞的危險。另一方面，通過暫態過程的研究，還可以控制和利用過渡現象，如提高過渡的速度，可以獲得高電壓、大電流，起到延時等作用；《全息照相》可以加進白光再現拍照，介紹生活中的全息防偽標識原理；《調相型磁通門實驗》可以介紹磁通門測磁法在第二次世界大戰中被應用于探雷、探潛等方面，戰后被廣泛應用到地磁研究、地震預報研究等等。這樣通過聯系生活實際進行教學會收到好的效果的。
（2）實驗課上要精講，多給學生操作和思考的時間培養興趣。我們老師要弄清學生做這個實驗的目的是什么，講解重點是什么。如《三線扭擺測轉動慣量》實驗目的是掌握測量原理和方法，訓練不確定度的計算，那公式的推導就不必細講， 不要占用學生那么多的時間。如果老師還像教小學生那樣手把手地教怎么做實驗、怎么算不確定度，學生只是模仿重復，學生是不會被激發興趣的。吃人家嚼過的饃不香，學生的興趣是在動手動腦中培養起來的。
2.2 注重大學物理與中學物理知識的銜接，降低難度
大學物理與中學物理教學的銜接，是高校物理教師在大學低年級教學時必須面對的問題。但很多老師更多關注大學范圍的物理專題研究，而能夠深入了解中學物理教學內容的不多，對二者的銜接問題研究則更少。③如果我們多一些關注中學物理教學內容，是可以將二者的銜接問題處理好的。如《霍爾效應及其應用》實驗原理講解時洛倫茲力的方向就可以用學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》《光電效應測普朗克常量》《受迫振動的研究》《惠斯通電橋測電阻》《示波器的使用》等的實驗可以多回顧中學做的實驗的原理，讓學生感覺到大學物理與中學物理知識的銜接點及不同點。
2.3 課上多些探討，多些互動
大學物理實驗的目的要求我們能發現、提出、解決問題，提升實驗能力。《用電子式沖擊電流計測互感》讀數不費時，可以在電路連接上下文章，搞點小動作，如設置一條導線斷路等；《邁克爾遜干涉儀的調節和使用》、《分光儀的調節使用》《示波器的使用》可以搞個小競賽看誰先按要求調試成功，分出等級。這樣讓大家討論互動，課堂也就不會死板，還能鍛煉學生的動手動腦能力，解決一些實際問題。
注釋
計量是國民經濟的重要技術基礎，一個國家的計量水平標志著其經濟和科學技術發展的水平，一個企業的計量水平決定了其產品技術水平和質量控制能力。沒有計量，產品的質量將無法保證；沒有計量，經濟活動將不能正常運轉，公平、公正、誠實、守信就成了一句空話。在經濟社會中，計量的經濟效益除檢定、檢測的顯性效益外，主要體現在維護正常的經濟秩序、保證公平的交易、打破技術性國際貿易壁壘、提高產品質量、正確評定科研、科技水平。特別在醫療衛生、安全防護、節能降耗、社會民生等領域發揮巨大作用。加強計量工作，充分發揮計量在各行業中的技術基礎作用，有利于促進技術進步、質量提升和節能減排，保持國民經濟又好又快發展，有利于打造和諧、誠信的社會環境[1-3]。
大學物理實驗教育作為眾多教育領域的重要組成部分，它的基礎無疑是測量活動，與計量測試有著密不可分的聯系，尤其是理工科高等院校，在實驗教育中不斷增強計量意識，更應引起足夠的重視[4]。
一、計量是科學技術發展的重要基礎
計量本身就是科學技術的一個重要的組成部分，任何科學技術，都是為了探討、分析、研究、掌握和利用事物的客觀規律；而所有的事物都是由一定的“量”組成，并通過“量”來體現的。為了認識量并確切地獲得其量值，只有通過計量。比如，哥白尼關于天體運行的學說，是在反復觀察的基礎上提出的，并在伽利略用天文望遠鏡進行了進一步觀測之后而確立的；著名的萬有引力定律，被牛頓的敏銳觀察所揭示，并在百余年后經卡文迪許的精密測試而得到了確認；愛因斯坦的相對論，也是在頻率精密測量的基礎上才得到了一定的驗證；李政道、楊振寧關于弱相互作用下宇稱不守恒的理論，也是吳健雄等人在美國標準局（金標準技術研究院）進行了專門的測試才驗證的。總之，從經典的牛頓力學到現代的量子力學，各種定律、定理，都是經過觀察、分析、研究、推理和實際驗證才被揭示、承認和確立。計量正是上述過程的重要技術基礎。
歷史上三次大的技術革命，都充分地依靠了計量，同時也促進了計量的發展。
以蒸汽機的廣泛應用為主要標志的第一次技術革命，在蒸汽機的研制和應用的過程中，需要對蒸汽壓力、熱膨脹系數、燃料的燃燒效率、能量的轉換等進行大量的計量測試，發展起力學計量和熱工計量；另外，機械工業的興起，使幾何量的計量得到了進一步的發展。
以電的產生和應用為基本標志的第二次技術革命中，各種熱電偶的研制成功，對溫度計量、電工計量、以及無線電計量等提供了一種重要手段；邁克爾遜等人為了實際測量地球運動的相對速率，研制出了邁克爾遜干涉儀，從而為長度計量提供了一個重要方法；愛因斯坦成功地解釋了光電效應，成了熱輻射計量的理論基礎，使計量開始從宏觀進入微觀領域；隨著量子力學、核物理學的創立與發展，電離輻射計量逐漸形成。
以核能及化工等的開發與應用導致的第三次技術革命中，原子能、化工、半導體、電子計算機、超導、激光、遙感、宇航等新技術的廣泛應用，使計量日趨現代化，計量的宏觀實物基準逐步向量子（自然）基準過渡。原子頻標的建立和米的新定義的形成，有著相當重要的意義。頻率和長度的精密測量，促進了現代科技的發展。
至于人們廣泛談論和關注的所謂第四次技術革命的先導是微電子學和計算機，集成電路又可以說是先導的核心。集成電路的研制，依賴于相應的計量保證。比如，硅單晶的幾何參數、物理特性，超純水、超純氣的純度，化學試劑、光刻膠的性能，膜層厚度、層錯位錯，離子注入深度、濃度、均勻度以及工藝監控測試圖形等的測定與控制，都是精密測量。當前，我國集成電路研制尚比較落后，計量工作跟不上是其中的原因之一。
總之，科學技術的發展，特別是物理學的成就，為計量的發展創造了重要的前提，同時也對計量提出了更高的要求，推動了計量的發展；而計量的成就，又促進了科技的發展。
二、計量測試與實驗教育密切相關
除了驗證、確認和深化相應的理論課內容，實驗教學作為高校理論實踐的基礎，也是依據實驗手段進行的一種測量活動。諸如計量單位的選取，計量檢測設備的選用，測量原理及方法和誤差理論的研究，測量結果的獲得等，其最終目的都是為了獲得統一和準確的量值，從而得出正確的實驗結果。這正是計量測試技術的核心，也是實驗教學的目的。因此可以說，計量測試是實驗教育的基礎，計量測試技術滲透于實驗教育之中。
從計量學的角度研究，計量測試技術是一個綜合性體系，它從方案的策劃到儀器的配備、測試方法、環境要求以及測試者的操作技能等，無一不對實驗結果有著直接的影響。因此，在實驗教育中應緊密結合計量測試技術的應用，在實驗指導思想上要注意以下幾個方面：首先要正確認識計量單位的運用；其次要選用科學合理的生產儀器設備；再次實驗指導書是實驗教學的指導性文件，對引導啟發學生學習有著重要作用，應特別著重于編寫有層次、有深度的測量試驗原理、程序和數據處理方法。
實施新教材后，近兩年的高考題與前些年高考題相比較，有以下
幾個特點：
1、 試題更注重對學生物理能力基本功和學科素質的考查。下
面就近兩年來失分比較嚴重的兩道高考試題為例加以說明：
例1．（94年試題27題）一質量為100克的小球從0.8米高處自
由落到一厚軟墊上，若從小球接觸軟墊到小球陷至最低點經歷了0.02秒，則這段時間軟墊對小球的沖量---為________。（g取10m/s）
有的學生解答的是合外力沖量，有的學生由于矢量運算基本功不扎實而發生錯誤，有的單位寫錯。這反映了同學們平時審題不嚴密，運算能力差，沒有養成良好的解題習慣。
例2．（95年試題11題），圖中所示一交流電隨時間而變化的圖像，此交流電的有效值是：
A、 5*21/2A，B、5A，C。3*521/2A，D、3.5A
如果學生僅記交流電的有效值是最大值21/2/2，而沒弄清這一結
論成立的條件一正弦交流電，沒有真正理解有效值的概念，是不能正確解答的。
以上兩道試題考查學生對物理概念理解的深度，運用物理規律分析和處理問題的清晰度、準確度這些基本功和素質。如果僅憑靠大量練習得來思維定勢，往往就會掉進題目設計的陷井中去。
2、近兩年高考壓軸題與前幾年相比較有所不同。前些年高考壓軸題材，主要是指綜合性試題，如力和熱綜合，力和電綜合等，像是搭積木，只要整理出物理過程，選出研究對象，總可以慢慢解答出來。而近兩年的壓軸題以考查能力為核心，然后將某些物理知識圍繞這個核心來編制成題。例如94年高考第31題，這一題所涉及物理知識點只有一個一帶電粒子在洛化茲力作用下做勻速圓周運動。但解決好此題，必須要求學生思路開闊，具有一定發散思維能力一從Oa與Ob不確定關系中，判斷磁場區域在第一象限內的一圓形區域，從而建立起粒子勻速一偏轉一再勻速這一物理過程。再如95年高考試題第30題，本題所涉及的知識點也只有一個一動量守恒定律。本題考查學生能不能結合物理規律，運用數學歸納法建立一幅清晰的物理情景，能不能結合題目所給的條件，抓住關鍵因素，恰當地表達物理量之間關系，考查學生分析綜合能力，推理能力，想象能力，對運用數學工具表達，處理物理問題的能力的考查。是一道能力積木式的綜合題。這兩道題考查學生將知識轉化成能力的本領，有利于高校選拔一些有潛力的學生。
3、近兩年高考對實驗能力的考查也很有特色。（1）演示實驗不僅要求學生記住實驗現弄清實驗現象形成原因。例如94年試題13題考查簡諧振動演示圖像，要求學生弄清圖像、板的移動速度和周期這三者之間的關系。95年對光電效應演示實驗的考查，要求學生分析鋅板和驗電器帶電的種類，這兩題試題考查學生在看演示實驗時看熱鬧還是看門道。（2）對學生實驗考查體現在一個“真”字上。考查實驗原理是否真的弄懂了，學生只有弄清實驗原理，才能“通權達變”。如94年從教材上測平行玻璃磚的折射率到考查測三棱鏡的折射率，考查實驗是否真的去做了，考查實驗報告是否真的去完成了。如果學生平時僅靠紙上談兵，或做實驗態度不端正，考試中遇到諸如實物圖的連接，實驗議器的讀數，實驗數據的處理就束手無策了。
4、近兩年高考試題在采題方面做了進一步探索。（1）對常規題、典型題的改造側重在“細”字上。如94年試題27題，95年試題第17題，都是從一道常規題上改編的：
如圖所示，一質量為100克的小球從0.80米高處自由下落到泥潭中，若小球從接觸到泥潭到運動至最低點共經歷了0.20秒，求泥潭對小球的平均作用力有多大？
94年27題考查的是泥潭對小球作用的沖量；95年17題考查的是小球下落過程中功和能及能量轉化的關系，以及沖量和動量的關系。這要求學生對常規分析要透徹，全面。（2）近兩年有不少試題是從課本上例題，習題和課外題改編而來的。根據計95年高考試題直接源于課本的就有67分，占試題總分的44.6%
二、 對新教材的教學和復習幾點建議
從以上分析我們可以看到：新教材實施后，高考試題側重于對學
生基本功和學科素質的考查，在能力的考查上有新的特點。素質和能力的培養不是一日之功，而在于“養兵千日”。這正與把應試教育向素質教育轉化的教材改革精神是一致的。對中學物理教材改革取得了很好的導向作用，針對新教材實施后高考命題特點，我們今后在教學復習應試應注意以下幾個問題：
1、要進一步領會教材改革的精神。必修本選修本在知識內容上不是簡單的取舍和組合。對整個高中物理教學要有一個全局觀點。要從提高素質和培養能力兩方面把必修本和選修本的教學有機結合起業，施行應試教育向素質教育轉化。首先，在傳授知識的同時，注意能力的培養。每個物理概念的建立和物理規律的歸納既有分析綜合、抽象概括，又有邏輯推理和數學推導，是培養學生思維能力的重要過程。在講解物理概念和物理規律的同時，注意對學生思維方式培養和科學態度的教育。其次，例題、習題的講解，不僅要提高學生分析問題能力，還要使學生養成良好的分析問題習慣，總結分析問題方法，提高學生分析總是的素質。
2、物理是以實驗為基礎的一門學科。近兩年高考對實驗能力考查要求比較高，實驗能力是動腦，動手能力的綜合，我們必須加強實驗教學。在高三復習中，不僅要求學生弄清實驗原理，還要到實驗室去演習，要掌握一些真本領。
3、高三復習課教學中，還應注意：（1）進一步加深對概念和規律的深化理解，要從觀點上提高。（2）重視對一些基本問題分析。對這些最基本問題分析清楚、透徹，才便于提高，脫離了基礎去提高，甚至一味追求難題，很可能造成難的沒學會，基礎又不扎實，結果遷得其反。（3）在習題的選編上要重視對課本上一些討論題，引申題等開放性習題、課外習題的開發。采取多種形式進行習題教學，開發學生智力。學生平時習慣于一些條件明確的習題，而近兩年高考中有不少多條件、模糊條件試題。例如94年高考第31題，學生對Oa與Ob之間關系不清而感到迷惑；95年第30題，小車初速大小未知使學生無從下手。（4）對習題功能研究要把習題考查哪些能力結合起來。
