物理实验第21卷第6期 3教学思想、教学方法与教学内容的改革 究把这种高新技术引入本科生的实验教学当然 是很好的,但一般都由于价格过于昂贵(通常 美国大学中物理实验教学的教学思想、教个镜头就达5千美元)而难以实现.哈佛大学的 学方法与教学内容有许多值得我们学习的地物理教学实验室却把它简化了,一共只用了6千 方,其中启发式的教学方法和不断更新的教学美元就完成了整套光镊子设备,并用排出了许多 内容给我留下深刻印象 供本科生用的教学实验.图1是实验的装置照 纵览这11所大学的实验教材,全部是自编片.南加州大学则从另一个角度来更新教学内 的讲义,这与我国目前实验教材大多采用正式出 版的书籍大不相同·究其原因,是因为他们的教 学方法与教学内容年年都改因而不必要也不可 能用正式出版的书籍他们追求的是新颖现代、 有特色,而不追求完整、系统规范化·这种教学 思想与我们有较大的差异许多学校都强调教材 不应象烹调书那样一步一步写得很清楚,让学生 按部就班去做,这种培养操作工式的教学方法不 利于人才的成长.他们认为物理实验(物理系基 础物理实验)的目的不只是教学生使用各种仪器 设备,也不仅是让学生学会一些实验的方法与手 段,主要是让学生通过实践真正掌握物理规律的 真谛,学会用实验方法去证明或推翻理论因此 必须让学生在实验中既动手又动脑,用动脑来指 导动手·他们的教材中常提出许多问题,指导学 生在实验前、实验中和实验后思考,有些学校还 组织师生共同讨论实验中出现的问题(称为 Tutorial课程).加州大学伯克莱分校的物理实 验室主任给我看了他们近年来修改的教材与老 图1光镊子实验装置 教材的比较指出新教材的重点在提问.学生喜容,他们更强调实验贴近生活,提高学生的兴趣 欢新教材,认为新教材有利于他们开阔思路,学例如,在一个关于运动学的实验中,要求一位学 到真本领 生抛垒球而另一位学生用CCD摄像机把垒球的 有的学校教学实验的负责人35年要更换运动过程拍摄下来,然后在计算机上一帧一帧地 次新上任的负责人必然要对原有的实验从体进行处理,以找出垒球的运动规律并与理论计 系到内容和形式都进行审视与改造这就促进了算结果相比较,又如,在一个关于振动的实验中, 实验的不断更新(当然这是以有一支强大而稳定学生用频闪灯照射正在弹奏的吉它(如图2所 的实验技术人员队伍为基础的没有这样的条示),当看到弦线似乎静止时(频闪灯的频率与弦 件经常换负责人会导致管理上的混乱),因而不振动的频率相同或成整数倍时)就可以测出声振 断有新的实验排出来.哈佛大学最近排的一个动的频率这些贴近现实生活的实验是很受学生 “光镊子”实验就是一个很好的例子“光镊子”是们欢迎的 最近十多年来发展的高新技术,它利用激光来抓 反观我国的情况,前些年由于经费的原因 住和操纵介质球、胶态金粒、细胞病毒或DNA,维持实验已不容易.近年来由于基地建设 从而可以进行物理、化学和生物的许多测量和研“21”工程及世行贷款等经费的不断到位,一些 C1995-2005 TSinghua Tongfang Optical Disc Co, LId. All rights reserved.3 教学思想、教学方法与教学内容的改革 美国大学中物理实验教学的教学思想、教 学方法与教学内容有许多值得我们学习的地 方, 其中启发式的教学方法和不断更新的教学 内容给我留下深刻印象Ζ 纵览这 11 所大学的实验教材, 全部是自编 的讲义, 这与我国目前实验教材大多采用正式出 版的书籍大不相同Ζ 究其原因, 是因为他们的教 学方法与教学内容年年都改, 因而不必要也不可 能用正式出版的书籍Ζ他们追求的是新颖、现代、 有特色, 而不追求完整、系统、规范化Ζ 这种教学 思想与我们有较大的差异Ζ许多学校都强调教材 不应象烹调书那样一步一步写得很清楚, 让学生 按部就班去做, 这种培养操作工式的教学方法不 利于人才的成长Ζ 他们认为物理实验(物理系基 础物理实验) 的目的不只是教学生使用各种仪器 设备, 也不仅是让学生学会一些实验的方法与手 段; 主要是让学生通过实践真正掌握物理规律的 真谛, 学会用实验方法去证明或推翻理论Ζ因此, 必须让学生在实验中既动手又动脑, 用动脑来指 导动手Ζ 他们的教材中常提出许多问题, 指导学 生在实验前、实验中和实验后思考, 有些学校还 组织师生共同讨论实验中出现的问题 (称为 T u to rial 课程) Ζ 加州大学伯克莱分校的物理实 验室主任给我看了他们近年来修改的教材与老 教材的比较, 指出新教材的重点在提问Ζ 学生喜 欢新教材, 认为新教材有利于他们开阔思路, 学 到真本领Ζ 有的学校教学实验的负责人3～ 5 年要更换 一次Ζ新上任的负责人必然要对原有的实验从体 系到内容和形式都进行审视与改造Ζ这就促进了 实验的不断更新(当然这是以有一支强大而稳定 的实验技术人员队伍为基础的; 没有这样的条 件, 经常换负责人会导致管理上的混乱) , 因而不 断有新的实验排出来Ζ 哈佛大学最近排的一个 “光镊子”实验就是一个很好的例子Ζ“光镊子”是 最近十多年来发展的高新技术, 它利用激光来抓 住和操纵介质球、胶态金粒、细胞、病毒或DNA , 从而可以进行物理、化学和生物的许多测量和研 究Ζ把这种高新技术引入本科生的实验教学当然 是很好的, 但一般都由于价格过于昂贵(通常一 个镜头就达 5 千美元) 而难以实现Ζ 哈佛大学的 物理教学实验室却把它简化了, 一共只用了 6 千 美元就完成了整套光镊子设备, 并用排出了许多 供本科生用的教学实验〔2〕 Ζ图 1 是实验的装置照 片Ζ 南加州大学则从另一个角度来更新教学内 图 1 光镊子实验装置 容, 他们更强调实验贴近生活, 提高学生的兴趣Ζ 例如, 在一个关于运动学的实验中, 要求一位学 生抛垒球而另一位学生用CCD 摄像机把垒球的 运动过程拍摄下来, 然后在计算机上一帧一帧地 进行处理, 以找出垒球的运动规律, 并与理论计 算结果相比较Ζ又如, 在一个关于振动的实验中, 学生用频闪灯照射正在弹奏的吉它(如图 2 所 示) , 当看到弦线似乎静止时(频闪灯的频率与弦 振动的频率相同或成整数倍时) 就可以测出声振 动的频率Ζ这些贴近现实生活的实验是很受学生 们欢迎的Ζ 反观我国的情况, 前些年由于经费的原因, 维持实验已不容易Ζ 近年来由于基地建设、 “211”工程及世行贷款等经费的不断到位, 一些 物理实验 第 21 卷 第 6 期 54 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved