“近代物理实验”精品课程申报材料准备

2010近代物理精品课程申报材料

概述教学队伍的知识结构、年龄结构、学缘结构、师资配置情况 （含辅导教师或实验教师与学生的比例）

课程团队（含优秀的教育技术骨干和行业背景专家）的知识结构、年龄结构、学缘结构、师资配置情况，近五年培养青年教师的措施与成效： 课程团队简况： 物理教学实验中心清楚地认识到：实验教学水平的持续提高，教师队伍建设是关键。在“大学物理实验”获批国家级精品课程以来，学习型教学团队建设一直处在实验中心各项工作的首要位置。 知识结构： 目前本课程团队教职工23人中有博士7名，硕士7名（其中在读博士3名），学士6名。这些博士、硕士所读学位中有光学、凝聚态物理、理论物理、生物医学工程。 年龄结构：40岁以下11 名，41-50岁的4名，51-60岁的6名，61岁以上的2名； 学缘结构：外校或外系获得学位的有12名。

近五年培养青年教师的措施与成效：

1．实验教学研究： 实验中心2007年以来坚持内部组织多种形式的教学研讨活动，每周1次、全中心教师都参与的午间教学研讨会——午间研讨会。该研讨会迄今已是第10学期了，由实验中心教师轮流主持：除了讨论日常教学中的问题，交流各自指导实验课程、参观考察、参加各类实验教学研讨会的心得，也深入研讨课程发展和新实验建设的思路；还邀请国内外来访学者介绍实验物理学研究的前沿进展，邀请实验教师介绍国内外知名高校的实验教学理念和措施。此外，实验中心还要求每门实验课程的教学团队不定期地交流、研讨各自实验课程的发展规划和教学实践，群策群力建设分层次实验课程体系、互学互助提高实验指导水平和课程教学质量。

2．国内外考察进修： 实验中心还积极组织教师赴美、欧、日等海外近二十所著名高校和国内二十余所知名高校的教学实验室考察，学习先进的教学理念、管理措施和教学实验项目。获批示范中心建设单位以来，实验中心参加国内各类教学研讨会、培训会的教师在百余人次，2012年暑假还组织教师、学生参加美国近代物理实验协会组织的高年级物理实验指导专题研讨会及美国物理教师协会组织的夏季年会。这些交流、研讨活动实实在在地拓宽了中心教师的专业视野，对国内外实验教学的发展状况和趋势有了更清楚的认识，也提升了自己的教学水平、拓宽了建设新实验的思路。

3． 科研教师执教物理实验常态化： 实验中心每学期都积极聘请长江学者、杰出青年科学家等一线科研教师执教高年级实验课程并参与新实验建设，这已成为物理系日常教学工作安排的常态化举措。科研教师的积极参与让学生在教学实验室能够接触到更多前沿研究内容和研究生学习般的“研究指导”，在教学实验室内接受科研教师更多启发式讨论后，学生对实验课程的学习兴趣有了很大提高，也能更好地领略经典实验中的物理思想、实验方法的美。

4． 鼓励教师攻读学位： 为了使教师队伍的整体水平不断提高，实验中心鼓励青年教师在职攻读博士学位。2007年起，已有1位教师获得博士学位，另有3位教师在读。中心教师还积极参与课题组的研究工作，在课题组的支持下，将前沿研究中的新方法移植到实验教学中，还将科研新成果建设成新的教学实验项目。

5． 老教师、督导点评青年教师实验教学： 为了提高中心教师讲授实验绪论课的水平，中心主任在听了所有教师讲授的绪论课后，组织，点评各位教师的优点、不足，研讨改进、提高的方法。实验中心还组织专题研讨、培训，努力提高中心教师组织实验讨论课的能力，写作实验报告和科学论文的能力。学校专门聘请在实验中心任教多年的退休老教师担任教学督导，负责年轻教师日常教学指导和实验教案的修订。

综述近五年来教学改革、教学研究成果及其解决的问题（不超过十项）

1． 对原有的教学体系作了重大调整，针对不同年级、专业的学生，构建了“基础型—综合型—研究型实验教学体系”，渐次推进、相互衔接的分层次实验教学内容体系，增加课程种类，针对不同学生需求开设多门选修课。更加明确了《大学物理实验》的基础型课程定位，教学目标更加清晰有针对性。另外，为医学类专业学生开设“医学物理实验”专业选修课，以及开设“物理演示实验拓展”、“机械设计和加工基础”等新课程，使层次分明、衔接合理的实验课程体系更趋完整。

2． 近五年来有三门课程获得国家级精品课程，三门课程获得上海市精品课程。

3． 承担教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会和本课程直接相关的教学研究项目2项（高校基础物理实验教学情况调查研究，物理演示实验现状调查及课程建设的研究），承担上海市教委教学研究项目1项（实验教学中的科研元素与创造性训练）。

4． 建设基于维基体系的实验教学网站，人人可以参与网站编辑，把课程教学延续到课外。自本课程获批国家级精品课程以来，网络教学资源有了大幅度增加，以师生互动为主的实验教学讨论在网站上随处可见。自2007年7月1日开通以来，网站点击量已超过1400万次，各大搜索引擎的收录查询结果在国内知名高校的实验教学网站排名中遥遥领先。

5． 从绪论课改革开始，开展新一轮的实验教学改革。实验中心的骨干教师来上绪论课，中心主任全程听课，并给每位教师打分，提出改进意见，切实提高教学质量。

6． 打造学习型学习团队，每周一次教学研讨会，讨论教学中的具体问题。鼓励青年教师进修，攻读博士学位。组织教师出国考察，了解国外一流大学实验教学。

7． 鼓励学生参加本科生科研训练，由实验中心教师指导的本科生科研训练项目数逐年增加。如2012年5月立项的，复旦大学迄今支持力度最大的本科生科研训练“登辉计划” ，物理学系获批的6个项目中有3个来自物理教学实验中心。

8． 奖励：物理教学实验中心获“2010 年度上海教育先锋号”光荣称号，“2009 年度上海市教委系统文明班组”光荣称号，我们的实验教师童培雄获2008-2009 年度“上海高校实验室先进工作者”称号，张新夷获2009年度宝钢优秀教师奖。

9． 及时总结教学成果，2007年以来发表教学论文74篇。 代表性论文如下： [1] 陈思、柯福顺、乐永康. 光栅光谱仪的标定[J]. 物理实验，2012, 32(3): 44-46获“第七届全国高等学校物理实验教学研讨会”（成都，2012年8月）教学论文评比二等奖； [2] 罗页、乐永康. 蔡氏非线性电路的深入研究——参数测量和实验现象观察的新方法[J]. 大学物理, 2010, 29(6):53-57获“第六届全国高等学校物理实验教学研讨会”（西安，2010年8月）教学论文评比一等奖； [3] 沈元、俞熹. 核磁共振成像技术在液-固-液界面接触角测量中的应用 [J]. 大学物理, 2010,29(5):53-57 获“第六届全国高等学校物理实验教学研讨会”（西安，2010年8月）教学论文评比二等奖； [4] 俞熹、乐永康、苏卫锋、张新夷，维基(Wiki)网站在物理实验教学中的作用 [J].物理，38(11) 809 (2009) [5] 许文仪、谷雨、俞熹. 基于MATLAB的声波分析研究 [J]. 实验室研究与探索，2008, 27(7)37获“第五届全国高等学校物理实验教学研讨会”（上海，2008年10月）教学论文评比二等奖； [6] 李涛、游胤涛、陆申龙、马世红，扭转丝状液晶电光效应及电场响应的研究 [J]. 大学物理，2007, 26(12):48-52获“第五届全国高等学校物理实验教学研讨会”（上海，2008年10月）教学论文评比二等奖；

10． 2007年以来，有27套仪器在全国性教学研讨会上获奖。 代表性作品如下： [1] 脉冲放电等弧光离子体演示仪（研制者：乐永康，赵在忠，谢寰彤）获“第九届全国高等学校物理演示实验教学研讨会”(成都，2009年8月)获演示仪器评比一等奖； [2] 水的振动频率与水波传播速度测定实验仪（研制者：童培雄，赵在忠，孙元龙）获“第五届全国高等学校物理实验教学研讨会”(上海，2008年10月)教学仪器评比一等奖； [3] FD-SMOKE-B表面磁光克尔效应实验仪（研制者：董国胜，陈希江，陆申龙，刘平安，胡顺全）获“第五届全国高等学校物理实验教学研讨会”(上海，2008年10月)教学仪器评比一等奖； [4] 流线演示仪（研制者：吕景林等）获“第八届全国高等学校物理演示实验教学研讨会”（北京，2007年8月）获演示仪器评比一等奖。

近五年培养青年教师的措施与效果。

1．实验教学研究： 实验中心2007年以来坚持内部组织多种形式的教学研讨活动，每周1次、全中心教师都参与的午间教学研讨会——午间研讨会。该研讨会迄今已是第10学期了，由实验中心教师轮流主持：除了讨论日常教学中的问题，交流各自指导实验课程、参观考察、参加各类实验教学研讨会的心得，也深入研讨课程发展和新实验建设的思路；还邀请国内外来访学者介绍实验物理学研究的前沿进展，邀请实验教师介绍国内外知名高校的实验教学理念和措施。此外，实验中心还要求每门实验课程的教学团队不定期地交流、研讨各自实验课程的发展规划和教学实践，群策群力建设分层次实验课程体系、互学互助提高实验指导水平和课程教学质量。

2．国内外考察进修： 实验中心还积极组织教师赴美、欧、日等海外近二十所著名高校和国内二十余所知名高校的教学实验室考察，学习先进的教学理念、管理措施和教学实验项目。获批示范中心建设单位以来，实验中心参加国内各类教学研讨会、培训会的教师在百余人次，2012年暑假还组织教师、学生参加美国近代物理实验协会组织的高年级物理实验指导专题研讨会及美国物理教师协会组织的夏季年会。这些交流、研讨活动实实在在地拓宽了中心教师的专业视野，对国内外实验教学的发展状况和趋势有了更清楚的认识，也提升了自己的教学水平、拓宽了建设新实验的思路。

3． 科研教师执教物理实验常态化： 实验中心每学期都积极聘请长江学者、杰出青年科学家等一线科研教师执教高年级实验课程并参与新实验建设，这已成为物理系日常教学工作安排的常态化举措。科研教师的积极参与让学生在教学实验室能够接触到更多前沿研究内容和研究生学习般的“研究指导”，在教学实验室内接受科研教师更多启发式讨论后，学生对实验课程的学习兴趣有了很大提高，也能更好地领略经典实验中的物理思想、实验方法的美。

4． 鼓励教师攻读学位： 为了使教师队伍的整体水平不断提高，实验中心鼓励青年教师在职攻读博士学位。2007年起，已有1位教师获得博士学位，另有3位教师在读。中心教师还积极参与课题组的研究工作，在课题组的支持下，将前沿研究中的新方法移植到实验教学中，还将科研新成果建设成新的教学实验项目。

5． 老教师、督导点评青年教师实验教学： 为了提高中心教师讲授实验绪论课的水平，中心主任在听了所有教师讲授的绪论课后，组织，点评各位教师的优点、不足，研讨改进、提高的方法。实验中心还组织专题研讨、培训，努力提高中心教师组织实验讨论课的能力，写作实验报告和科学论文的能力。学校专门聘请在实验中心任教多年的退休老教师担任教学督导，负责年轻教师日常教学指导和实验教案的修订。

• 1956年初由周雄豪教授、郑广垣教授和戴乐山教授在原子物理实验室的基础上筹建中级物理实验室，期间得到了固体物理实验室主任方俊鑫教授的全力支持。实验室建设参照前苏联Γ.B.皮斯瓦克编写的《专门物理实验》一书，加上固体物理实验室中的原子物理实验共准备了38个实验。1956年秋正式开设“中级物理实验”课程。
• 20世纪60年代初，恢复中级物理实验室。在60年代中期的教学改革中，对教学内容和教学方法做了重要的改进，并在个别实验上进行试点，适当增加实验课时数，即不限定一周完成一个实验，以保证学生能在教师的指导下独立完成实验课题，同时，加强了实验技能方面的训练。
• 1978年末，重新开始筹建实验室，并改名为“近代物理实验室”。提出：近代物理实验课应以指导学生学习用实验方法研究物理现象为主要教学内容，因此安排的实验应以近代物理学发展史中起重要作用的著名实验为主。教学内容包括实验思想、实验设计、实验技术及数据处理等四个方面，在各实验中可以有所侧重，要求学生通过亲自实践前人的科学实验，从中学习如何用实验方法研究物理现象，以及加深对物理实验与理论的相互关系的理解。
• 20世纪80年代初，开始试行按2*6课时完成一个实验的要求来准备实验，90年代开始实践按模拟科研实验的要求来准备实验，使同学能更好地在教室的指导下独立完成实验。

——以上摘自戴道宣 戴乐山 主编的《近代物理实验》

• 进入21世纪以后，我们采取点面结合的教学方式，即要求学生在完成必做实验之后，自选实验，考试方式中引入期末口头汇报，强调实验的全过程训练。
• 2008年开始开设“近代物理实验II”，按4*6课时完成一个实验的要求来准备每个实验，实验选题按经典实验和成熟的前沿研究成果两类，其中有部分实验是由课题组开发的。
• 2009年起引入科研教师参与实验教学指导。

• 让学生尽早熟悉科研前沿和先进的实验技术
  1. 引导学生有所发现
  2. 激励学生不怕挫折、不怕失败
  3. 教师指导加入科研元素
• 实验内容服务于现代物理学的发展
  1. 新实验技术：数据采集（Labview, 采集卡）、STM、超高真空…
  2. 新材料：左手材料、高温超导、超硬材料、纳米、铁电薄膜…
  3. 新（物理）现象：非线性、等离子体、介观…
  4. 新应用：同步辐射光源用高频腔、Chamber…

• 教师是改革成败的决定因素。要有一支高水平、敢于创新的教师队伍，青年教师必须（以多种不同方式）参与科研，接触前沿

• 科研促进实验教学，教授上实验课

• 更多听取学生对教师的评价

• 近物实验报告打分公开

• 期末考核，学生作口头报告，所有学生参与打分

• 举行校庆报告会物理实验专场

• 加强撰写实验报告的训练，不片面强调出文章

• 物理系年会自2009年起增设教学类口头报告，实验中心乐永康作首次教学特别报告

• 积极组织出国考察，让年轻教师有更多学习机会

• 访问、学习，乐老师分赴北大、清华物理实验教学中心学习各一星期

• 近代物理实验II 组织选修学生定期举行组会

• 网络的核心是互动，网上教学笔记

• 近代物理实验I增加选做实验和小课题实验，让学生有更多机会做自己想做的、自主设计的实验

• 教学方法更多采取个性化教学、启发式教学、讨论式教学

• 每周定期举办一次教学研讨会

• 共建高水平教学实验室（微波、核磁共振成像）

• “少而精”、 “点面结合”

• 处理好以下几个辩证关系
  1. “创新”与强化基本训练
  2. “引进”与课程的系统性
  3. “自主”与加强教师引导

本课程是物理系和相关专业高年级本科生的专业实验课，以学生的能力培养和提高为目标，为他们进入专业研究实验室做准备，掌握以实验的方法去研究物理规律的思想，加深物理实验的重要性的理解，让学生具备在老师的指导下进行探索性研究工作的能力。

预修课程：高等数学、普通物理、近代物理、理论物理，固体物理、半导体物理、物理实验基础和普通物理实验等

让学生理解物理实验的内涵：设计思想的精妙，结果涵义的理解；提高学生对实验的兴趣，基本的研究素养的养成。

1. 模拟科研、点面结合；
2. 自选课题内容；
3. 专题讨论：Frank-Hertz实验教学中的讨论，等离子发光光谱实验的组会和专题讨论；
4. 多种形式的师生教学讨论；

1. 开展“模拟科研”式教学，强调研究过程全面训练，突出独立工作能力的培养，提高学生的实验综合能力；
2. 以小课题教学培养学生的创新能力；
3. 将成熟的前沿科研内容引入到教学中；

• 科研教师指导实验课程的比例不够；
• 实验项目的覆盖面不够；

□自建课程网站，网址：

□拟使用校内精品课程网站平台

• 实验一 塞曼效应 (Zeeman Effect Exp.)
• 实验二 夫兰克—赫兹实验 (Franck-Hertz Exp.)
• 实验三 冉绍尔-汤森效应 (Ramsauer-Townsend Effect Exp.)

• 实验四 磁偏转小型质谱仪 (Mass Spectrum Exp.)
• 实验五 X光衍射系列实验 (X-Ray Diffraction Spectrum Exp.)
• 实验六 核磁共振成像实验 (MRI Laboratory)

• 实验七 NaI(Tl)单晶 γ 能谱仪实验 (NaI(Tl) Crystal, γ Spectrum Exp.)
• 实验八 光泵磁共振实验 (Optical Pumping Magnetic Resonance Exp.)
• 实验九 非线性物理——混沌

• 实验十 氢光谱与类氢光谱实验 (Hydrogen-Deuterium Spectrum Exp.)
• 实验十一 拉曼光谱 (Raman Spectrum Exp.)
• 实验十二 法拉第效应-磁光调制实验

• 实验十三 使用Labview编写控制软件 (LabVIEW Laboratory)
• 实验十四 电子自旋共振 (Electron-Spin Resonance Exp.)
• 实验十五 核磁共振波谱实验 (Nuclear Magnetic Resonance Exp.)
• 实验十六 微波技术
• 实验十七 工业CT

• 实验十八 盖革-穆勒计数器和辐射计数的统计规律实验 (Geiger-Müller Counter and the Distribution of Nuclear Decay Exp.)
• 实验十九 符合测量实验
• 实验二十 相对论验证实验
• 实验二十一 高温超导转变温度测量及样品制备
• 实验二十二 扫描隧道显微镜 (Scanning Tunneling Microscopy Exp.)
• 实验二十三 原子力显微镜 (Atomic Force Microscopy Exp.)

• 实验二十四 一维弦上局域现象
• 实验二十五 电子光学
• 实验二十六 等离子体的发射光谱研究
• 实验二十七 弗兰克-赫兹实验中电子能量分布的测定
• 实验二十八 液晶物理实验

• 导纳谱测量半导体量子限制效应
• 反转恢复法测少子寿命
• 核磁共振成像-脉冲NMR和MRI实验
• Labview实验
• 等离子体物理实验
• 非线性物理实验
• 立方氮化硼薄膜的制备与表征
• 微波参数测量和应用实验

• 光子晶体实验
• 电场调制光谱及其应用
• 图形片衬底的制作
• 表面磁光克尔效应实验
• 铁电薄膜物理性能研究实验

1. 建议：1）下学期初请这学期期末汇报做的不错的几位同学做一次演练，给下学期选课的同学示范；2）教学录像的内容和录制时间需要提前安排；
2. 上课改革措施设想：如果可行，我计划在下学期近代物理实验课上尝试1）实验预习检查（具体怎么操作还没有想好，特别是在什么时间实施）；2）批改完学生的实验报告，和学生讨论实验报告的优点和不足，并尝试进行口试；3）必做实验完成以后，组织一次实验交流，老师指出学生实验过程中的优点和不足，学生交流自己在实验中的收获；4）对于选作内容，增加讨论环节，并努力组织得更加规范一些。–乐永康