课程描述

本课程校内发展的主要历史沿革

复旦大学物理实验室始建于1952年,分设普通物理实验室和中级物理实验室,继后又设立了演示物理实验室。实验室的发展和成长得到了王福山,周同庆,卢鹤绂,谢希德等物理学界老前辈的关心和大力支持,实验室教师敬业爱岗、注重务实,为国家建设培养了一批又一批的高级人才。随着教育改革的不断发展,1998年由原普通物理实验室、近代物理实验室和演示物理实验室合并成立了物理教学实验中心(以下简称实验中心)。随后即成为国家基础科学人才(理科)培养基地-复旦大学物理学基地的重要组成部分。

在1998-2000的三年中,在基地建设经费和“211工程”一期项目的支持下,实验中心根据人才培养的要求,大力推进实验教学改革。开创了“实验园地”、“自学物理实验”、“综合物理实验”等一系列旨在开拓学生思维、激励学生创新的特色实验课程和实验项目,学生在实验教学中的个性化程度明显提高,实验教学质量显著改善。

在2000-2005的五年中,实验中心得到了学校“实验室三年行动计划”和教育部“世行贷款”的支持,并承担了“设计性或研究性物理实验教学内容与仪器研究”这一新世纪高等教育改革工程项目,把提高人才培养质量作为建设高水平有特色实验中心的重要内容,构建了以能力培养为目标的多层次实验教学新体系;开设了以培养学生创造能力为宗旨的“设计性研究性物理实验”系列课程,吸引了一大批优秀本科生开展实验课题研究和实验学习,极大地提高了学生的实验素质和创新能力,并涌现出一批教学成果。

2006年“设计性研究性物理实验”被评为上海市市级精品课程,2007年实验中心被评为国家级实验教学示范中心建设单位。目前,已基本建立起完整的面向本科生的“一个核心,三个层面”的“大学物理实验”教学体系。

近年来,实验中心遵循“以人为本、以学生为主体”的教育理念,加强了对本科生进行科学方法和科学思维的训练,使实验内容体系在“知识、能力、科学素养”培养上进一步优化。我们努力把设计性研究性物理实验的理念和实验模式融入到实验教学的全过程中,积极建设“十大最美的经典物理实验”;并构筑多种渠道,打通“设计性研究性物理实验”、“近代物理实验II”等课程内容与前沿科学研究之间的联系。在此基础上,提出了新的课程体系,即“大学物理实验”课程。该课程由两大系列组成,一类是面向物理类专业学生的实验课程系列,另一类是面向全校学生的基础实验课程系列。(具体内容参见第20-22页)。通过这些努力来熏陶学生,激发他们的实验热情,使学生在实验中领会科学大师们科学创造的思路和他们运用的研究方法,从而使学生能及早地有机会得到开展创新性科学研究能力的训练。

为了使学生和广大教师能积极投入到实验教学的改革中来,新建了实验中心网站,大胆采用灵活高效和互动性极强的wiki系统,打破了传统教学在时间和空间上的限制;采取学科建设和中心建设互动发展,理论教学与实验教学相结合的新举措,依托物理系的国家重点实验室和多个科研组,把理论教学和实验教学,科研和实验有机地结合起来;并加快了人才引进的步伐,形成了一支由实验专职教师和兼职教师相结合的高水平实验教师队伍。

实验(践)课教学内容

课程设计的思想、效果以及课程目标

复旦大学在建设综合性一流大学的过程中,确立了本科教学“厚基础、宽口径、重能力、求创新”的办学指导思想。建立起了以“一个核心,三个层面”为基础的“大学物理实验”教学新体系。该课程由两大系列组成,一类是面向物理类专业学生的实验课程系列,另一类是面向全校学生的基础实验课程系列。(见下表)

(1)基础型实验教学:对全校理科、医科和技术类一年级学生开设“物理实验基础”必修课,面向全校学生开设“自学物理实验”(定性半定量实验)公共选修课,组成“通识教育”的重要组成部分。通过这一层面的实验教学,来强化学生基本实验技能的训练,使学生较扎实地掌握基本的物理实验方法,包括经典的实验方法和现代的实验技术;熟悉常规仪器的使用,并具有独立实验能力和自主学习训练的积极性。以十大最美物理实验等经典实验为主线,让学生体会物理学的美妙之处:用最简单的仪器和设备发现最基本、最纯粹的科学概念,激发学生对物理实验的兴趣。

(2)综合型实验教学:对物理学系及物理类的学生,在二年级开设 “普通物理实验Ⅰ”、“普通物理实验Ⅱ”必修课,对于医学院的学生,将开设“医科物理实验”选修课,对物理系学生在三年级上开设“设计性研究性物理实验”和“科研实践”选修课。在“普通物理实验Ⅰ”中,安排学生做一些精选的基本实验,来提高学生的实验技能及分析和解决问题的能力。而在“普通物理实验Ⅱ”中,所有的实验全部是设计性、研究性实验内容。为了满足部分医学院高年级学生的需要,将开设“医科物理实验”选修课,以进一步提高医学学生的动手能力。另外,在为物理系的高年级部分学生专门开设的“设计性研究性物理实验” 和“科研实践”选修课中,以让学生接受科研选题、文献查阅、实验方案设计、设备搭建改造、研究计划的执行、数据整理分析、科学报告的准备和讲演、科学论文的写作等全方位的模拟科研训练为目的,注重学生基本科研素养的提高和独立开展研究工作能力的培养,为将来从事科研工作打下基础,也让那些将来走向不同工作岗位的同学具备一定的解决问题的能力和经验。课程要求学生在一个学期中,两人一组或独自完成一个小型研究课题。通常我们每年向学生开设10个以上具有一定的创新要求的研究课题,选修学生在20人以上。近年来,我们结合系里多年科研积累的丰厚资源,积极和从事实验科学研究的教师合作,在课程内开设适合高年级本科生的前沿方向的研究课题。一方面,增强课程内容和研究前沿的结合,进一步改善教学效果,提高教学质量;另一方面,让学生通过课程更系统地了解相关课题组的研究工作,提高他们对科学研究的兴趣,并进行有针对性的学习。此外,各科研课题组的教师也可以通过以上教学发现优秀的学生,以便及早做有针对性的培养。

(3)研究型实验教学:以“诺贝尔奖实验”等在物理学发展史上起过重大作用的物理实验为主线,让学生学习和体会用实验方法研究物理现象和规律,进而建立新的物理概念的整个过程。对材料系和光信息科学与技术专业的学生,开设了“近代物理实验”选修课,对物理系学生开设了“近代物理实验Ⅰ”必修课和着手开设“近代物理实验Ⅱ”选修课。在“近代物理实验”和“近代物理实验Ⅰ”中,采用模拟科研的方式进行实验教学;使学生从文献查阅、实验设计、实验操作、结果分析、数据整理到撰写报告等各个环节,得到一次较为全面的科学研究思想和方法的训练,实施个性化的实验教学,形成良好的科学素养和科学研究的协作精神。为使科研与教学紧密结合,实验中心依托相关科研小组,将前沿的科研项目中的实验研究方法或思想引入到实验教学课程中,建设“近代物理实验Ⅱ”,努力反映现代物理的最新发展。为此,充分利用复旦物理系有3位“长江特聘教授”和8位“杰出青年基金”获得者的强大优势,聘请他们为实验中心的兼职教授,以他们的研究课题为基础,开设近代物理实验Ⅱ。此外,每年还有“莙政学者”、“望道学者”、“国家创新性实验计划”和“国家基础科学人才培养基金的科研训练项目”等实验项目,由课题组教师提出实验题目,学生自主申请,一旦申请成功,便会真正进入课题组,开展为期半年或一年的实验课题,从而全面接受科研训练。

课程内容

一、基础型实验教学:

物理实验基础 (每个实验3学时,要求完成14个实验)实验题目如下:
自学物理实验(每次实验2学时),实验题目如下:
  1. 真空中的自由落体
  2. 水滴自由下落时的重力加速度的测量
  3. 打靶实验
  4. 磁阻尼系数与动摩擦系数的测量
  5. 液体表面张力趣味实验
  6. 付科摆
  7. “汽车”行驶速度的测量(声多普勒效应的应用)
  8. 声波测距
  9. 铜喷洗
  10. 用激光测量水波振动频率及传播速度
  11. 人的发音频率和脉搏频率的测量
  12. 压电陶瓷
  13. 蜡烛熄灭后水面升高原因的实验探究
  14. 热空气发动机
  15. 红外测温
  16. “温差电效应”制冰
  17. 静电“电动机”与静电“乒乓球”的系列实验
  18. 电风车与静电除尘等的系列实验
  19. 水与静电的系列实验
  20. 基本电工安装
  21. 单相旋转磁场实验
  22. 电磁悬浮
  23. 自制“无线电发射台”
  24. 光源闪烁揭秘
  25. 海市蜃楼
  26. 光的干涉、衍射、偏振基础实验
  27. 奇妙的圆孔与圆盘衍射
  28. 激光监测
  29. 小魔术:“变色”水
  30. 白光分解系列实验
  31. “旋光效应”测糖溶液的浓度
  32. “五彩缤纷”的液晶
  33. 计算机测量转盘的角速度
  34. 吹币入杯
  35. 一维驻波
  36. 用钢尺测量激光的波长
  37. 光通信
  38. 用电解槽通过示波器显示单摆振动
  39. 受迫阻尼振动
  40. 在磁场中运动的导体产生的电动势的测量
  41. 数码照相在物理实验中的应用
  42. 趣味小实验
  43. 频闪法测定电扇的转速

二、综合型实验教学:

普通物理实验Ⅰ(每个实验3学时),实验题目如下:
  1. 杨氏模量
  2. 黏滞系数
  3. 弦线驻波
  4. 介电常数
  5. 太阳能电池基本特性的测量
  6. RC电路的稳态过程
  7. PN结特性的研究
  8. 分光计的调节和应用(分两次完成,6学时)
  9. 用菲涅尔双棱镜测量光的波长
  10. 偏振光现象的观察和分析
普通物理实验Ⅱ(每个实验15学时),实验题目如下:
  1. 数字式温度计的设计
  2. 声速的研究
  3. 光敏元件的电学特性的研究
  4. 分光计提高系列实验
  5. 单色仪的定标及应用
  6. 衍射光强分布测量
  7. 麦克尔逊干涉仪系列实验
  8. 偏振光系列实验、多光束等厚干涉实验
  9. 测量玻璃的热膨胀系数和折射率温度系数
设计性研究性物理实验

(每个实验54学时),每学期由相关教师给出实验题目,学生可2人一组或独立实验。以下列举的是2007-2008学年第一学期开设的实验题目:

  1. 液体表面张力系数与温度的关系
  2. 测量玻璃的热膨胀系数和折射率温度系数
  3. 红蛋白的拉曼光谱研究
  4. 节能玻璃的物性测试
  5. 弗兰克-赫兹实验中的新物理特性研究
  6. 弗兰克-赫兹实验中电子能量分布的测定
  7. 温度传感器特性研究及数字式温度计组装
  8. 气体压力传感器特性及人体心率、血压测量实验
  9. 测量电解质的电导率
  10. 用范德堡法测量半导体量子阱结构样品的霍尔效应
  11. 液体对纳米颗粒的浸润性研究
  12. 磁光克尔效应测量磁各向异性
  13. 强关联电子新材料的生长
  14. 溶液和固体材料的时间分辨光克尔效应研究
  15. 显微磁光克尔效应测量
科研实践,每学期由相关教师(课题组教师)给出课题名称,学生在一个学期内完成一个课题。

以下列出的是部分科研实践课题:

  1. 半导体光电探测器的防辐照性能研究
  2. 有机双稳态器件的导电机制研究
  3. 纳米颗粒的特性与纳米颗粒电流变液的关系
  4. 微结构金属光吸收现象研究
  5. 利用飞秒激光微构造减少太阳能电池表面光反射的研究
  6. 过渡金属二硫族化合物2H-NbS2的单晶样品生长
  7. 基于闪烁光纤陈列的实时LAUE相机制作
  8. 光敏药物在肿瘤细胞中的荧光探测
  9. 荧光量子点和双光子激发技术在肿瘤诊断中的应用
  10. 基于STM的表面扩散研究
  11. 纳米尺度电学性质的探究
  12. 表面磁光克尔效应的研究及测量

三、研究型实验教学:

“近代物理实验Ⅰ”和“近代物理实验”(“近代物理实验Ⅰ”每个实验8学时,“近代物理实验”每个实验6学时,一学期内要求完成6个必做实验和不少于2个选做实验),实验题目如下:
  1. 夫兰克—赫兹实验
  2. 塞曼效应
  3. 磁偏转小型质谱仪
  4. X光衍射系列实验
  5. NaI(Tl)单晶 γ 能谱仪
  6. 光泵磁共振
  7. 核磁共振实验(含脉冲磁共振)
  8. 相对论验证实验
  9. 电子自旋共振
  10. 冉绍尔-汤森效应实验
  11. 符合测量实验
  12. GM 计数器和核衰变的统计规律
  13. 氢氘光谱实验
  14. 微波技术
  15. 工业CT
  16. 高温超导材料转变温度测量
  17. 扫描隧道显微镜的使用
  18. 原子力显微镜的使用
  19. Raman光谱仪的使用
  20. 基于LabVIEW的传感器控制
近代物理实验Ⅱ(每个实验最多54学时,带*号的为在建设中的实验),实验题目如下:
  1. 基于LabVIEW的实验设备控制和应用
  2. 表面磁光克尔效应实验
  3. 脉冲NRM和MRI实验
  4. 光镊子
  5. 腐蚀法制备超尖锐探针
  6. 导纳谱测量半导体量子阱中的量子限制效应
  7. 立方氮化硼薄膜的制备与表征
  8. 铁电薄膜物理性能研究实验
  9. 扫描探针显微镜STM/AFM实验室
  10. 石英晶体振动频率及其品质因数的测量和研究
  11. 基于Matlab的智能语音识别系统
  12. Raman光谱显微分析*
  13. 电场调制光谱及其应用*
  14. 薄膜样品的制备与分析*
  15. 傅立叶变换红外光谱仪的使用及样品制备*
  16. 图形片衬底的制作与表征*

课程组织形式与教师指导方法

1、基础型实验:

  • 物理实验基础:每次课时为3学时,一学期学生上2次绪论课和做14个实验(有21个实验备选),教师每次带一组实验,一组约为15人。
  • 自学物理实验:每次课时为2学时,学生可根据自己的兴趣选取实验,每次课完成一个或几个实验,教师每次课约指导12名学生。

2、综合型实验:

  • 普通物理实验Ⅰ:每次课时为3学时,要求学生做11个实验,每个教师带一组实验,一组约14人。
  • 普通物理实验Ⅱ:每次课时为3学时,要求学生做3组实验(每组实验由若干内容相近的系列实验组成),每个教师带一组实验,约10-12人。
  • 设计性研究性物理实验:由实验中心或从事科研的教师开出若干实验题目,学生可自由选题。每个题目有1-2名学生,教师提出实验要求,学生自己查资料、设计实验步骤,师生在不断的讨论中推进实验。
  • 科研实践:主要由从事科研的教师开出若干小课题,学生可自由选题。每个小课题有1名学生,学生自己查资料,调研与课题相关的研究进展,设计实验方案。

3、研究型实验

  • 近代物理实验:面向物理类高年级学生,学生需做6个必做实验和不少于2个选做实验。每个实验6学时,每个教师带2组实验,每组实验人数6-8人。
  • 近代物理实验Ⅰ:面向物理系三年级学生,学生需做6个必做实验和不少于2个选做实验。每个实验8学时,每个教师带2组实验,每组实验人数6-8人。
  • 近代物理实验Ⅱ:实验内容很大一部分来源于课题组,依托本系拥有的表面物理国家重点实验,聘请“长江特聘教授”和“杰出青年基金”获得者作为兼职教师,把最新的科研成果往转化成教学实验,使学生尽早地接受严格的科研训练,熟悉科学研究的前沿和先进的实验技术。此实验课面向物理系四年级学生选修,学生在一学期完成一到四个实验课题。

考核内容与方法

中心建立了相对完善的实验教学质量保证体制,采用多种形式评价学生的实验成绩,制定科学合理的实验评分制度和鼓励学生争取高分的机制,在评分中不单是做减法,而是增加了实验奖励分,让认真做实验的得好分,痴迷做实验的得高分。根据各类不同层次课程的具体要求,制定了相应的考核内容与评分标准。

一、基础型实验

1、物理实验基础:平时实验占70%,期末考试成绩占30%。平时实验成绩包括1次绪论作业的成绩和14个实验成绩,在每个实验评分中,预习占20%,实验操作占40%,实验报告占40%。预习部分主要包括:要求学生撰写实验预习报告,考察学生是否了解实验目的、原理,实验仪器的使用要领,实验内容与步骤,设计实验表格等;没有预习报告,不可以做实验。操作部分主要包括:是否遵守课堂纪律和实验室规章制度,实验思路是否清晰,是否具有独立操作的能力,是否清晰详尽地记录实验过程等。实验报告部分主要包括:对实验现象的分析解释,实验数据处理与误差分析,实验结果与讨论以及是否有自己独到见解等。

2、自学物理实验:平时实验操作占60%,实验报告占30%,学习态度及课堂纪律占10%。学生一学期总共做大约20个实验,要求从其中任选6个实验写实验报告,这6份实验报告占总成绩的30%。

二、综合型实验:

1、普通物理实验Ⅰ:平时实验占80%,期末考试成绩占20%。平时实验成绩的打分与物理实验基础类似。

2、普通物理实验Ⅱ:不设期末考试,实验成绩由三部分组成:实验预习和操作占40%,实验报告占40%,学习态度、师生之间交流、回答教师提问占20%。

3、设计性研究性物理实验:由这门课所有任课教师针对学生的实验论文和口头报告情况打分。评分注重实验设计的先进性、实验方案的合理性、实验结果的科学性和学生对实验的总结能力(文字表达能力和口头表达能力),要求学生按学术刊物的格式完成实验论文,对于能在核心期刊发表的论文给予优秀的成绩。

三、研究型实验

“近代物理实验Ⅰ”和“近代物理实验”:实验记录占30%,实验报告占30%,期末作口头报告占30%,学习态度及平时与教师间的交流沟通等占10%。

以上各类实验中,任何一个实验出现篡改、伪造数据的行为,该实验为零分。

教学条件

一、实验教材

1、已出版的教材:

  1. 《基础物理实验》,北京:高等教育出版社,2003年出版,“面向21世纪课程教材”。该教材作为一套系列教材中的一本,获2005年国家级优秀教材二等奖。
  2. 《近代物理实验》,上海:复旦大学出版社,1995年出版,1998年获上海市优秀教材二等奖。
  3. 《设计性研究性物理实验教程》,上海:复旦大学出版社,2004年出版,“21世纪重点教材•物理学系列”。
  4. 《设计性研究性物理实验教程教师用书(光盘)》,上海:复旦大学音像出版社2004年出版。
  5. 《近代物理实验》(第二版)北京:高等教育出版社,2006年出版。

2、将要出版的教材:

《文科物理实验》,“十一五国家级规划教材”,2006年5月与高等教育出版社正式签订出版合同, 2008年5月底即将出版。

3、自编讲义共3种:

  1. 《自学物理实验(补充讲义)》,供物理类学生使用。
  2. 《自学物理实验(全校公选课用)》,收录实验29个。

上述两本实验讲义目前仍在不断补充和完善中,收录实验总数超过40个。

  1. 《近代物理实验(补充讲义)》,收录实验9个,物理类学生使用。

二、实验教学条件及环境

《大学物理实验》课程面向全校32个专业学生,每年选课人数约有3000名,实验年人时数超过16万人小时/年。实验中心现有面积2100平方米,其中实验室用房1780平方米,办公室和实验准备室180平方米,仓库等其它房间140平方米。实验用房的年使用时间在240到660学时不等。现有仪器设备约1700台件,总值近1000万元,年使用时间在200-500学时。

以现代化的仪器设备代替过时的实验仪器设备,提高了实验的现代化水平。如以电子天平代替分析天平、以霍耳元件和数字式电表代替探测线圈和冲击电流计、以光栅光谱仪代替棱镜光谱仪等;充实了许多优秀的现代化实验装置,如相对论实验仪、磁共振实验仪、CCD杨氏模量测试仪、数码相机、存储示波器等。近5年来,实验中心更新仪器七百多台件,超过总数的42%。

改进和自制仪器29种,这些实验仪器大多在不同年级的物理实验中使用。在与教学仪器厂合作改进后,已有6种实验仪器投入生产,推广到全国各兄弟院校。

三、网络建设

建立了基于wiki系统的实验中心的新网站(http://phylab.fudan.edu.cn)。实现了开放式的教学互动机制,在实验教学和管理等方面发挥着重要作用。一改以往的网站由专人负责维护和更新的做法,面向全体老师、选课同学,甚至是其他对实验感兴趣的人;都可在登陆后修改、补充和发表意见;学生可以直接发帖提问,老师和其他同学都可以随时作答或进行讨论;实验教材的更新和补充也可以由指导教师自行修改和维护;大大增强了网页的交互性和内容的有效性。实验中心网站于2007年7月1日正式开通,并投入使用,在不到一年的时间内,网站的页面点击量已超过54万次,平均每周1万次以上。

学生通过网站可以了解实验中心的基本情况、实验课程(包括课程表)、学术研究、规章制度、仪器设备等教学和管理方面的信息。学生可不受时间、地点的限制,通过网络选课、查看讲义、教案和各种参考资料,预习或进行实验讨论,并实现信息和资源的共享。网站真正做到了信息及时发布、教学管理、辅助教学与师生互动。

教学方法与手段

一、重视学生科学素养和综合素质的培养

大学教育不仅要教育学生如何学习,而且要培养学生团结协作精神,求真务实的学风和严谨的科学态度,全面提高学生的综合素质。为此中心在实验教学中从以下几个方面注重对学生进行相关的引导和教育。

  1. 从第一门实验课开始,除要求学生遵守学习纪律外,中心制定了相关制度,督促学生养成良好的实验室工作习惯和安全意识。
  2. 从第一个实验开始,要求学生如实做好实验记录,培养学生严谨求实的学风,中心专门制定了《关于必须严肃诚实对待实验数据》的三项规定。
  3. 在整个实验过程中,培养学生的团结协作精神。

二、实施开放型教学模式

  1. 开辟“实验园地”,实行“拆坏无过、修好有功、创新有奖”,让学生能够不受时间限制、不被教材约束,自由地进行自己想做的实验;开展“学生小制作竞赛”,进一步提高他们的实验兴趣和创新精神。
  2. 为了增加学生对实验的兴趣,开拓视野,多方位全面了解物理实验,实验中心在实验课程中减少了必做实验的数量,增加了大量选做实验。选做实验内容广泛多样,难度各不相同,有些是现代化程度较高的实验,有些是技术性很强的应用性实验,各有其精彩之处。学生可按照自己的意愿、根据个人的特点从多个实验中选择一个或几个合适的实验来做。
  3. 对具有设计性、研究性实验内容的课程,突破课时范围开放实验室,学生可以自行选择时间进行实验,充分发挥学生的自主性和积极性,有利于提高学生的实验能力和培养创新意识。

三、物理实验与现代科学技术紧密结合

  1. 实验中心大力更新实验仪器设备,在实验中大量引入数字仪表、传感器、计算机等现代化 实验技术与手段。
  2. 实验中心教师自行研制计算机接口,开发应用软件,自制探测器,并编写了相应的实验教材,将计算机实控实验(MBL)引入到基础物理实验中,让学生对现代化的实验手段有所了解。
  3. 实验内容尽量取自科技发展的最前沿,如表面磁光克尔效应、强关联电子新材料的生长、量子阱中的量子限制效应等。

四、实验考核方式的改革:

  1. 在评分时注意拉开分值,尽量避免出现打分趋中现象;对于特别优秀的实验报告,在橱窗中展示,充分发挥榜样作用。
  2. 中心建立了相对完善的实验教学质量保证体制,采用多种形式评价学生的实验成绩,已取得良好的效果。
  3. 建立了科学合理的实验评分制度和鼓励学生争取高分的机制,在评分中不单是做减法,而是增加了实验奖励分,让认真做实验的得好分,痴迷做实验的得高分。
  4. 在“物理实验基础”的教学中,要求在实验完成后48小时交报告,一周内老师发还报告,在发放实验报告时增加与学生交流的环节,对学生存在的问题作进一步讲解,及时准确地了解学生对实验的掌握情况,进一步密切了师生关系,提高了教学质量。
  5. 在物理实验课中有“小课题实验内容”和“设计性、研究性实验内容”的实验允许用交“小论文”代替实验考试。在“设计性研究性物理实验”选修课中,要求学生按学术刊物的格式完成实验论文,并在期末做口头报告;评分注重选题的先进性、实验方案的合理性和实验结果的科学性。
  6. 在物理类学生的物理实验考核中,我们注重实验全过程,以及学生书面和口头的表达能力。

五、因材施教:

在所有的实验课程中都含有选做内容,让学有余力的同学按自己的兴趣选做实验或钻研自己有兴趣的问题。更多地引导学生在实验过程中对相关知识的学习和实验技能培养(包括实验纪录的书写,观察实验现象的能力,并能及时发现有关的问题),提高学生对实验讨论的要求,培养学生的协作精神,并提供接触现代科研技术的机会,包括多种数据处理技术,计算机能力,实用软件(如LabVIEW 和 Matlab)的使用,文献检索阅读能力等。

教学效果

  1. 2008年年初,应复旦大学物理学系系主任的邀请,来自北京大学、清华大学、中国科技大学和南京大学的四位实验教学的资深专家对复旦“物理教学实验中心”作了全面考察、评估。专家们认为:复旦大学物理实验教学的先进教学理念、丰富的教学内容和激发学生自主学习的实验教学方法和手段走在全国高校前列,并在全国高校中起到了广泛的示范、辐射作用;率先于全国高校开设的“定性半定量实验”和“设计性研究性物理实验”及建立的学生自主实验室,卓有成效地激发了学生的创新意识,提高了学生的自主学习能力和创新能力;在实践中积累的经验和自制的各类教学用的实验仪器为全国高校实验教学事业发挥了很好的作用。(吴思诚、朱鹤年、霍剑青和周进等四位专家的推荐意见见附件一)。附件一:专家推荐意见
  2. 经多年的努力,实验中心重点建设的“自学物理实验(全校公选课)”、“物理实验基础”、“设计性研究性物理实验”等课程取得了良好的教学效果,学生对于这些课程的满意度高。从学生对实验课程的评估得分来看,“物理实验基础”课的平均评估得分为4.55分(满分为5分);高于“大学物理”理论课的平均得分4.37分。生命科学院的潘新竹同学说:“从我亲自对自学物理实验这门课的体验来说,我认为它的确是素质教育的一个典范。就我个人而言,我认为至少在三个方面有所收获:耐心与毅力;协作精神;怀疑的态度。”正在进行“物理实验基础”学习的光信息科学与技术系的卢江蛟同学说“我意识到这些实验其实是在指导我们去主动学习和探索的过程……”(更多的学生评价见附件二)。 附件二:学生评价
  3. 实验教学中心大力推进实验教学体系改革,使学生在实验教学中的个性化程度明显提高,实验教学质量显著改善,涌现了一批高质量的实验教学成果。近五年来,本科生通过“设计性研究性物理实验”在国内外学术刊物上正式发表的论文有三十余篇,有两篇在全国物理实验教学会议上的学生论文评比中获奖;通过与课题组相结合,让优秀的本科生接受严格、正规的科研训练,并在SCI学术刊物上发表多篇高质量的论文;本科生参与改进设计的实验仪器有九种;还有一名学生在第八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖(部分实验教学成果见附件三)。附件三:部分实验教学成果
  4. 沈元华、陆申龙编著的“基础物理实验”与其它14本教材作为一个系列,荣获全国教学成果二等奖。
  5. 沈元华等人的“为培养创新人才改革物理实验教学”项目获上海市教学成果奖二等奖。
  6. 周子平等人的“深化教学改革建设平台物理实验”项目获上海市教学成果奖三等奖。
  7. 陆申龙等人的“FD-NCD空气比热容比测量仪的研究”项目获教育部科学技术进步奖三等奖。
  8. “设计性研究性物理实验”2006年被评为上海市市级精品课程。
  9. 实验中心教师获得国家知识产权局授权的专利4项。正式受理的专利申请2项。
  10. 实验中心教师发表的教学论文在实验教学研讨会及教学优秀论文评比中,共获优秀论文二等奖2项,2项三等奖。
  11. 在“全国高等学校第六届物理演示实验教学研讨会”上,实验中心有4篇入选会议论文集,并被《物理实验》杂志登载,实验中心教师研制的演示仪器获1项一等奖、2项三等奖。
  12. 在“第三届全国高校物理实验教学研讨会”上,实验中心的沈元华老师和马世红老师在会上作邀请报告,另有6人在会上作专题报告;在会议组织的学生论文评比中,实验中心教师指导学生完成的论文获1项二等奖和1项三等奖;在教学仪器评比中获1项一等奖、2项二等奖和3项三等奖。
  13. 在“第四届全国高校物理实验教学研讨会”上,实验中心有9篇入选会议论文集,其中有4名实验中心的老师在会上作专题报告。
  14. 在“全国高等学校第八届物理演示实验教学研讨会”上,实验中心教师研制的仪器获1项一等奖、1项二等奖、1项三等奖。
 
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