物理实验教学论坛

  • 这个版面的初衷:用作同行交流的平台,非常欢迎兄弟院校的老师们在此交流。也欢迎同学们参与!乐永康 2011/06/13 22:04
  • 以下分栏设置只是大致的内容划分,随时都可以调整。
  • 本论坛基于Wiki而建设,所有内容都向用户开放,您登录后,即可参与页面的编辑。具体的操作方法请参阅Wiki操作入门

"Laboratory Instruction Beyond the First Year" 参会有感

乐永康 2012/07/28 11:52

会议简介

ALPhA, the Advanced Laboratory Physics Association, held its 2012 Topical Conference on Laboratory Instruction Beyond the First Year (BFY) of College at the University of Pennsylvania and Drexel University, July 25(Wednesday) - July 27(Friday), 2012, immediately preceding the 2012 AAPT Summer Meeting.

This conference offered an unusual and excellent opportunity for hands-on exposure to a broad selection of contemporary instructional labs appropriate to Modern Physics, Electronics, Optics, and Advanced Lab courses, as well as to key instructional labs in Statistical Physics, Condensed Matter and Materials Physics, Quantum Mechanics, etc. Conference participants shared their laboratory expertise and materials in a variety of venues, including specific laboratory topics and curricular models that are effective at different types of institutions. Commercial vendors of advanced laboratory equipment presented working demonstrations of their products.

——以上内容摘自:http://www.compadre.org/advlabs/conferences/2012/

参会情况

本次会议共有170余位代表参会。安排有10个邀请报告,66个Poster,66个Workshop,4个大会讨论,10个分组讨论。参展并组织Workshop的厂家有11家。另有美国National Science Foundation(NSF)下属的Division of Undergraduate Education(DUE)部门负责人参会。——从这些数据可以看出,参会代表的“贡献率”很高!

我实验中心有两位老师和一位本科生参会。所投稿件Bridging the gap between the teaching lab and the research labA new method to investigate the side-axis spectrum of He-Ne laser分别被安排为Poster。

参会感受

  1. 议安排很紧凑,每天8:00开始报告,最早到晚上7:00结束,第二天还有晚上的Session;
  2. 会议内容丰富,形式多样,特别是Workshop和讨论,很值得借鉴;
  3. 美国的实验教学也属于“弱势群体”,但ALPHA这个组织起到了非常好的组织、交流和促进作用;教学可能是部分小学校的主要任务,好几所学校的物理系系主任亲自参会;
  4. 各个学校的实验教改多少也有因人而异的感觉;而科罗拉多大学以PERC(Physics education research center)为基础,开展很有计划、系统、“科学”的实验教学、教学改革研究,得到其他高校的推崇;
  5. 新实验,特别是科研内容转移到教学的比较多;
  6. 注重多种形式、比较“科学”的教学评估;
  7. 电子学相关内容的教学很重视,除了传统的模拟、数字等内容,这几年开始引入FPGA和Arduino作为教学内容;Arduino是这次会议的的热点之一;
  8. 不少学校都很重视科学写作方面的指导。

实验教学理念

还原真实与过度简化

乐永康 2011/11/08 09:28

在由山东大学承办的第七届大学物理课程报告论坛上,向卢德馨老师提了一个问题:教学中,从一个简化的模型去“还原”真实,可以给学生很多的启发;但在很多的教材、试题中,“过度简化”的现象非常普遍,“过度简化”是否会带来错误的物理图像以至于误导学生?

这不是一个简单的问题。我们常要求学生:要懂得量级估算,要会抓“主要矛盾”。但我们老师自己做得如何呢?

最近在看翻译引进的科普读物《全世界都在做的200个实验》,书中不严谨甚至错误的地方不少,刚开始还以为是翻译的问题,但现在基本确定了:问题来自于原作者。只是还不清楚,原著在修订中是否有补充或更正?

从整体上来理解实验教学

完成一个教学实验的判断标准是什么?得到实验结果?实验结果与参考值之间的偏差大小?如果以此为目标,无论是实验指导教师还是上实验课的学生,这样来理解实验教学是错误的,也是有害的。我们应该从整体上去理解实验教学。 — 乐永康 2011/08/20 14:26

绪论课该讲什么?

物理实验课一般都会安排一到两次指导性讲课,在我校称为“绪论”课,应该也可以称为“导论”。针对不同年级的实验课程,绪论课该怎样安排才合适:既体现每门课的教学重点,又体现不同年级的课程是一个有机的整体,特别是能有效地传递教学理念,引导学生重视物理实验课,又可以在有限的课时内让学生在一定程度上掌握物理实验课的“游戏规则”——如数据处理的基本要求,实验报告的规范等。对于一年级的物理实验课,绪论课的重要性怎么强调都不会过,怎样让有限的课时发挥更大的效率,困扰着我们。这学期有些改革措施,希望能有好的效果。 — 2011/09/08 21:55

教学目标

一般理解的实验教学的目标包括:基础训练,实验方法、思路的体验,发现问题、分析问题和解决问题的能力培养,科学精神的培养,创新意识的养成。我自己觉得:基础训练是吃力不讨好的活,而且不容易受学生欢迎,但决不可削弱;学生体验、揣摩、领会实验方法、思路需要实验指导教师有针对性的引导,而指导教师若不去用心总结、发掘,应该也很难让学生有所感悟;发现问题、分析问题和解决问题三者中,其实最难的是发现问题,善于发现问题该是能有所创新的基础吧,但我们在教学实践中侧重的往往是分析问题和解决问题的训练;科学精神的内涵是什么?怎么在教学中去落到实处?没有简单的答案,南大的卢德鑫老师在杭州的报告给了很多新思路;创新意识的培养是否已说得太多了?除了以上这些,常说到的“Soft Skill”又包含哪些内容?我们在教学中需要去落实吗? — 乐永康 2011/07/05 19:16

教学内容

参加BFY会议后,思考最多的问题是:如何系统地建设近代物理实验的课程内容?甚至更广一点:近代物理实验的课程内容需要系统性吗?进而,需要考虑:一本好的近代物理实验教材需要哪些要素?内容覆盖面尽量广——是一个需要考虑的话题吗? — 乐永康 2012/08/04 07:35
实验建设的新思路从哪里来?6月12日杭州会上,陈秋民教授的报告让我很受启发:更多地留意日常生活,常会有惊喜;在使用新技术、新产品的时候,多问一下为什么;从待报废仪器设备中淘宝。 — 乐永康 2011/06/14 00:10
陈秋民应该是教学发烧友骨灰级教授,台湾与大陆的教学体制不一样,我们还是精英应试教育吧,教学水平还是有距离呀!!8-)王庚 2011/06/16 09:32
因为各种原因,我们的教学是目前这样的状态,但教学的终极目标——培养人才在哪里都是一致的,这一点也应该是检验教学水平的依据吧。实验教学的发展还有很大的空间。 — 乐永康 2011/06/16 10:09
让学生通过实验课程,学会做实验,这应该是教学实验课程相当重要的任务吧。我们常说,很多研究生都不会做实验。那么,学生要具备哪些能力,才能说会做实验了呢?这些能力培养目标该怎样体现在教学内容的安排上?实验指导上,如何有针对性地朝这个方向去努力呢? — 乐永康 2011/06/26 13:33

教学方法

怎样的实验指导才能让学生有更多的收获?启发式教学怎么落实? — 乐永康 2011/06/14 00:09
是否可以让一些对物理实验感兴趣的学生参与传统实验的改进和新实验方案的设计?!——王庚6-15
让学生参与实验的改进和建设是我们一直在做的事情,这一点要做得好,需要老师和学生都有比较宽的知识面,比较扎实的动手能力。 — 乐永康 2011/06/15 08:48
通过和不少学生的交流,我得出这样的判断:规定时间内、明确要求的实验课程安排,是限制实验教学效果的关键。不知道是否有道理,欢迎大家讨论和指正。 — 乐永康 2011/06/26 13:35
实验教学中,多和学生开展各种形式、多方面内容的交流,是做好实验教学非常重要的一个环节:努力实现“教学相长”。 — 乐永康 2011/08/17 22:43
把刚出生的孩子扔在水里,他可能也会学会游泳,但可能学习效率很低,而且“会游泳”可能也仅仅是不沉下去。我们现在应该有更有效的训练手段了,不但让受训者更高效地学会游泳,且泳技更高。实验教学也是如此吧!学生实验能力不够强的原因,实验课指导教师应该更多地从自己身上找问题。 — 乐永康 2011/11/14 07:54

教师队伍

高水平的教师队伍建设是提高实验教学关键之一。在考核和晋升以论文为主的大环境下,实验教师队伍该怎么建设?实验教师该怎样更好地学习提高、平衡科研和教学? — 乐永康 2011/06/23 22:53
我们常对学生说:兴趣是最好的老师。但这句话也对所有的教师有指导价值:有多少教师上课、指导学生是出于兴趣,出于对有关内容的热爱,而不是为了完成工作任务,不是为了发表论文呢?对于实验指导教师,如果没有对实验教学的热爱,不去用心钻研,加深对实验的理解,那么,提高自身水平,提高教学质量将是纸上谈兵吧! — 乐永康 2011/06/26 13:38

“考试”

曾经以为,我已经很久没有参加考试了。但昨天,我觉得自己是每一天都在接受考试。

学生做实验的时候,遇到“问题”是家常便饭,包括原理上的,也包括操作相关的、仪器工作状态有关的。每次学生遇到问题,“问老师”是概率最高的选择。被问的老师能在多长时间里解决问题,或者找到问题的根源,显然是一场随机命题的能力考试,而且更多的是动手能力考试。如此说来,我们实验教师是每天都在“接受学生的考试”,而考官是学生,老师似乎不能有“不好的表现”,这是不是又增加了考试的压力呢!? — 乐永康 2011/11/15 10:36

2012年近代物理实验教学研讨会期间的讨论

一直困惑我的问题是:实验教师该怎样去做科研?为了多发论文、和科研一线教师去竞争,还是为了促进实验教学?不知道大家有什么看法? — 乐永康 2011/10/08 08:26
最近几年来,国内高校教师的考核、晋升看重的主要是科研论文和科研项目,而对教师在教学上的投入并不怎么看重,而专职的实验教师在这两个方面显然要弱很多。考虑到这方面的需要,实验教师参与科研是必须的。但另一方面,实验教学除了正常的教学课时需有人承担外,还必须有实验室建设的需要,以保证实验教学能够与时俱进,进而保证教学水平。实验室建设包括新实验项目的建设、实验内容的拓展与深化、新方法新技术在教学中的应用、实验指导方法研究、教学效果评估研究等等,这里的每一项都需要实验教师能投入大量的时间和精力。可以说,实验教师不从事相关的研究,基本上就是一个教书匠(实验教学中的单纯教书匠可能都不能算很称职),应该是很难胜任上述实验室建设任务的。但这样的研究很可能不是前沿研究的内容,基于此发表SCI论文,申请项目应该都有困难。如此看来,现行评价体系下教学实验室的发展建设和实验教师个人的发展似乎是天生就矛盾的。 — 乐永康 2011/10/11 17:04
永康,是的,几乎在任何学校教师的晋升看重的主要是科研成果(论文,项目经费),这就要求主管单位(基金委,校领导)在政策上有所作为在上,我们教师努力在下。比如,美国的国家自然科学基金委有很多专用与支持教学的经费供主要从事教学的老师申请。就是科研专用的基金也必须要有支持教学的成分。学校在正常的教学实验费用外还有专用于支持学生科研的小基金供科研型教学实验的开发。还有物理教师(AAPT)年会和大学生科研报告会(这都是国家级的会议)供教师和学生发表文章。还有American Journal of Physics等一流的专刊供教师相互交流。我以为,即将在复旦召开的全国高等学校近代物理实验教学研讨会是从我们教师的角度能做的事。在会上我们应对主管单位提出政策层面改革的要求,设立专项基金,增加支持渠道,加大支持力度,上下齐心,我们才能真正解决困惑你和我们广大教师的问题。叶竞波 2012/02/24
竞波,我们前面讨论的都是大环境方面的内容,从“下面”想发起一些改变比较困难,但还有一些或许是离我们更近的、变化也更容易实现的可能。我们寒假期间访问了斯坦福、伯克利、约翰霍普金斯、MIT和哈佛,去考察本科物理教学,侧重在实验教学。自己的感觉是:首先,各个学校都有自己的特点,有些方面可以判断其优缺点,但还有一些方面很难判定,但总体上,学校的学术地位或者说专业排名和他们对本科教学的重视程度及教学水平之间似乎没有必然的关联;第二,各个学校虽然对教学都还算比较重视,但教学的地位显然和科研是无法相提并论的;第三,各个学校具体负责实验教学的大都是“Staff”,而非“Faculty”。这次访问,看到很多值得借鉴的做法,例如:(1)MIT的Junior Lab由Staff负责日常运作,但实验指导是由教授和研究生组成的团队来负责的;(2)哈佛物理系鼓励教授开发/建设教学实验项目投入日常教学,而教授为开发/建设实验项目所投入的时间可以认作必须承担的教学任务,或许正是这一条,使得哈佛的物理实验课中有很多从前沿沉淀下来的内容。其实,除了前面说到的政策上的不利因素,困扰实验教师个人发展的还有很多。我个人觉得,下面这两条还是很重要的:(1)在现有的环境里,如何结合个人的优势确定自身发展“还算比较有前途”的目标和规划;(2)在相对不利的环境里,如何保持不断向前的动力。以我自己的经验来看,一方面,长期从事实验教学的老师和科研一线的老师比,也有自身很明显的特点甚至优势,若能发挥这种优势,且在选择了方向之后,通过自己的努力,在科研上也是可以有所成就的;另一方面,实验教师的教学内容往往涉及多个实验,如果有足够的好奇心,确定若干个值得探索的题目应该是比较容易的。若一个实验教师长期找不到可以探索的题目,那或许首先应该反思一下自己是否有足够的学习动力。 — 乐永康 2012/02/27 20:29
永康,请允许我用一个实际的例子来说明我的观点:如何将教学和科研结合起来。以下几个网页是有关宇宙线的测量:
http://www.hisparc.nl/en/
http://www.particle.kth.se/SEASA/
http://en.wikipedia.org/wiki/CHICOS
http://proceedings.aip.org/resource/2/apcpcs/1367/1/232_1?isAuthorized=no
它们的共同点是国家投入,科研和教学人员带领,学生参与的科研型教学实验。这里面有资金,有研究,也有文章的发表。我愿和大家一道先在中国开展这样的科教项目,可以在一所或几所大学试点,你看怎样?具体的我们复旦面谈?
政策上的不利影响一大片。教师个人的因素只会局限他自己。让我们一起来改变政策使之有利于实验教师做科研,发论文;以己之长去和科研一线人员竞争,同时也促进实验教学。用一句以前的话:团结就是力量。叶竞波 2012/03/07
很期待和你在复旦进行深入的交流,并尝试各种可能的合作。 — 乐永康 2012/03/08 23:59

教材

教材编写中,建议能多给些参考文献,且最好是原始文献。 — 乐永康 2011/06/14 00:07
我觉得大学物理实验教学的教材是不太好编的。系统性与实用性不太好把握,还有知识更新也是一方面挑战! — 王庚 2011/06/18 09:30
我觉得,若能在实验讲义中给出好的参考文献,能在很大程度上解决您说的问题。 — 乐永康 2011/06/18 11:04

实验仪器

目前的实验教学中,使用的教学仪器对学生“开放”得不够,希望教学仪器能渐渐“透明”起来,原理更加清晰,过程对学生“可见”。 — 乐永康 2011/06/14 00:04
是呀!对于高端仪器来说,我认为厂家要做到四个开放:硬件开放、软件开放、方案设计开放、科研项目开放。—-王庚/6-15
这一点上,我和您对“高端”的理解可能有点不同:如果高端仪器理解为性能指标很高的仪器,那么硬件和软件开放后,用户自己进行改装、改进以拓展功能等,性能的下降可能是经常会出现的。高性能的仪器还是必须由专业厂家来生产的,能够在厂家的基础上,改进设备、提高性能的用户是非常少的。但开放对于用户在使用过程中更好地理解仪器的工作原理,更好地理解测试结果显然是大有裨益的,而且对用户自己做一些仪器在使用过程中的维护是非常有必要的。而对教学仪器来说,高性能并不是主要追求目标,其侧重点是在于仪器原理、物理规律的演示(说到底,教学实验基本上都是验证性的)和有限的自主探索,其主要目的是在学生的培养,那么,仪器的开放则是一个“必须”了,无论是否“高端”。 — 乐永康 2011/06/15 08:48
嗯,赞同。怎样把教学仪器用好,可能还需要仪器厂家与学校老师更多的交流才行呀。 厂家可以在仪器使用上设计不同的方案,比如设计手动与自动选项— 王庚 2011/06/15 09:53
仪器配件的兼容性和输出结果通用性越高,用户就越方便。国内有些仪器在这些方面做得不够好。 — 乐永康 2011/07/18 21:43
实验仪器使用说明书是用户操作的重要参考。很可惜,目前拿到的教学实验仪器以及一些通用设备的说明书,包括随机附送的“实验讲义”,大都编写得比较粗糙,很多说明书甚至都不含线路图之类的技术资料,而实验讲义中也没有必要的参考文献,作为用户,我深感不便。今后,非常希望厂家能在说明书的制作方面多投入一些,这其实也反映了厂家的技术水平,也是“客服”的重要组成部分。 — 乐永康 2011/08/26 16:47

教学效果评估

怎样进行有效的教学效果评估?
教学是育人的过程,从根本上说,教学效果的评估,只能从长远来看:现行的教学实践是否有利于学生成才!但眼下教育界希望教学改革,提高教学水平和教学质量的大背景下,等到十年、二十年之后再来反思现在的教学是否有效、教学改革是否对路子,显然是不切实际的。或许在明确培养目标之后,有针对性地进行尝试,并不断地总结、改进,不断地向目标趋近,或许是一种可行的思路。
眼下,为总结教学改革工作所写的教改论文,以及让学生参与实验改进、建设后写出来的学生论文,应该说只能反映教学改革实践的过程吧,以此来衡量教改成绩或者教学水平,应该不是一个很全面、很合适的尺度。
各个学校的实验教学教学内容各有侧重,所使用的仪器各有差别,通过“学生实验竞赛”能够促进学校间的交流和各自的教学工作,但以此来评估、衡量教学质量,似乎也勉为其难。 — 乐永康 2011/07/05 19:04
对于理论课教学(包括随堂演示实验)的教学效果,国外已开展了多年的系统的量化的教学评估研究,已有不少报道,也形成了一些可借鉴的经验。但在实验教学上,这样的研究还很少见到。 — 乐永康 2011/08/17 22:46

PPT分享

教学实验探讨

  • 在本栏目,我们拟新建一些不少兄弟院校都开设的典型实验的讨论页面,以便开展有关此实验项目的相关交流。 — 乐永康 2011/07/07 20:38

实验教学研讨会交流

链接

—— 欢迎兄弟院校的实验中心、物理教学实验仪器相关厂家在此留下链接!乐永康 2012/08/04 08:03

国内高校物理教学实验中心

供应商

留言区

乐老师,可能是大学都在忙期末,所以参与的人不多吧! — 王庚 2011/06/23 15:30
王先生,没关系的。这一点上,论坛就是提供一个交流的平台,不是实时的交流,但内容都可以留下来。同行们什么时候有空了,上来看看,或许也会有人留言。慢慢地,人或许就会多起来的。 — 乐永康 2011/06/23 17:29
很高兴你们建立这样一个交流平台,给我们一个取经的机会!我代表广大教师谢谢你们!郑州轻工业学院 蒋逢春 — 2011/06/30 08:25
蒋老师,欢迎您经常来此交流! — 乐永康 2011/06/30 09:24
新学期开学了,祝各位老师、同学新学期进步、如意。 — 乐永康 2011/09/13 21:55
非常高兴能加入物理实验论坛,祝各位老师新学期工作顺利!—-杭州大华 夏明荣
这是一个非常好的物理实验论坛,在这里学到了很多东西。非常感谢乐老师的分享!—-北京理工大学 窦玲玉 2014/04/09 15:09
窦老师,欢迎来访。到目前为止,这个页面应该还不能称作“论坛”,更像是我一个人自说自话的地方,偶尔有同行留言指点。我在此“自说自话”的内容很随意,想到啥了就写下来,没有深入的思考,希望是有抛砖引玉的作用,能得到大家的指点。 — 乐永康 2014/04/09 15:33

小学生讨论区

小学生到此一游,真的十分仰慕复旦的物理实验教学中心。老师们的讨论好厉害啊,都看不懂。我什么时候可以进入复旦呢?梦想进入你们的实验室—-phy-exp-ass
祝你能早日实验梦想!
 
public_forum/start.txt · 最后更改: 2017/02/05 18:38 由 kivinchoa
 
除额外注明的地方外,本维基上的内容按下列许可协议发布:CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Unported
Recent changes RSS feed Donate Powered by PHP Valid XHTML 1.0 Valid CSS Driven by DokuWiki