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摘要：中国地质大学（北京）物理实验教学示范中心结合学校的优势学科，在开设内容、授课模式、考试方式等方面形成了自己的特色。逐步将实验教学与学生的专业知识、创新内容相结合，提高了学生的创新能力，对其他理工科院校的实验中心具有很好的借鉴意义。
关键词：物理实验；地学特色；实践
“实验物理”作为高等学校一门独立设置的必修基础课程，是高等学校课程教学的重要组成部分。它对提高学生的综合素质，培养学生的创新精神和实践能力具有独特的、不可替代的重要作用。[1-4]中国地质大学（北京）物理实验教学示范中心作为第一个北京市级的实验教学示范中心承担着全校25个专业1700多名学生的物理实验课程，对学生进行基本实验技能、物理思维、动手能力、创新意识等方面的培养，为学生更好地学习专业课、进行专业实验奠定了坚实的基础。
一、物理实验课程的特点
为进一步提高学生的创新能力，中国地质大学（北京）物理实验教学示范中心从开课内容到授课模式逐渐形成了一套具有地学特色的物理实验模式。[5，6]在开设的实验内容上，既有传统的普通物理实验内容如三棱镜的调节、迈克尔逊干涉、塞曼光谱等，也有当前比较先进的仿真实验、激光干涉﹑光纤通讯﹑传感器等技术，此外还有体现具有地学专业特色的显微镜组装、盐类结晶过程的观察、地磁场的测量和数码照相等内容。这充分体现了物理学的发展要与学校优势学科相结合的发展思路。在教学模式上，打破了过去根据力、热、光、电和近代物理几部分分别进行授课的传统教学模式，采取由基础、综合、设计到科研实践四个层次的分级教学。从基本的实验知识、实验方法和实验技能的学习开始，逐步增加实验的深度和难度，提高综合性、设计性实验的比例，最后进行一些小型研究性的实验，或组织若干个围绕物理实验所开展的小课题，以开放的、科学研究的方式进行实验教学来提高学生的科研素质。[7，8]具体体现在以下几个方面：
1.创新内容与实验教学相结合
目前地质大学学生的创新实验项目的主要来源：一是学生自己提出的题目；二是教师的科研课题。由于学生多数为二年级的本科生，只有少数学生有自己的想法，能够提出科学问题并进行立项研究，所以学生创新项目的来源以后者为主。为进一步促进本科生人才培养模式的改革，加大实验室资源的利用率，实验中心提出了将学生创新能力与教学内容相结合的教学理念。[9-11]物理实验中心将实验教学过程中遇到的问题作为学生的创新项目来解决。这样既培养了学生的能力，又解决了实验教学问题。同时将学生在创新活动中遇到的问题反馈给教学，根据一些反应普遍的问题来调整教学任务和教学内容。这样使教学内容在不脱离教学大纲的情况下，更能满足学生的创新需要。
2.改革考试方式
传统的笔试考试方式对于实验课程来说存在诸多不足，如何将操作融入考试中，既能体现学生对知识的掌握，又能考察学生的实际动手操作能力是实验课程建设中需要解决的又一问题。物理实验创新基地从以下几方面进行了尝试。
（1）操作与笔试相结合。考试分为两部分，即操作加笔试。笔试考察的是学生对理论的掌握程度，而操作考察的是学生的基本动手能力和操作实践能力。
（2）仿真实验考试。仿真实验是将真实的实验过程放到一个软件中进行，学生通过操作计算机完成实验。仿真考试的特点：一是仿真实验可以实现对大批量的学生同时进行考核，不再受仪器数目的限制；可供选择的题目增加；而且不用担心由于没有教师的指导而造成实验仪器的损坏。二是由于仿真实验具有模拟性的特点，因此仿真实验可以较好地考查学生对实验原理的理解程度和他们的实践操作能力。三是仿真实验中计算机对实验数据的实时存储可以减少同学之间互相抄袭数据，让考试变得更加公平公正。
（3）考试与其他方式结合。学生可以以制作、报告或论文等形式顶替部分实验内容，或者作为考试的一部分。使考试、考察的形式方式更加多样化、合理化。
二、结合具体问题，提高学生的兴趣与能力
以正交偏光显微镜的组装实验为例，对如何结合实验中的具体问题来激发学生的学习兴趣、提高学生的操作创新能力、变被动学习为主动学习进行了探讨。
在正交偏光显微镜组装的实验中，学生首先利用目镜和物镜组装一个简单的显微镜，测量它的放大率；然后利用二个偏振片分别作为起偏器和检偏器组装正交偏光显微镜，观察橄榄岩、玻璃和石英三个样品的纹理与色彩。在利用正交偏光显微镜观察样品的过程中，有两个知识点可以将实验内容与学生的专业知识相结合，以此来启发、引导学生，增强教学效果。
1.实验现象的观察
在将起偏器和检偏器的偏振方向调节成垂直即消光状态下，学生在目镜内观察不到任何现象，视场处于黑暗状态。在这样的情况下，如果将岩石样品放入后能否观察到现象以及观察到何种现象是学生关心的。教师可以以此为问题与学生互动，让学生预测看到的现象，激发学生的好奇心。在好奇心的驱使下，学生会主动做实验，对实验现象的记忆也会更加深刻。由于实验中采用的样品是学生在专业课接触过的各种岩石，在观察到实验现象时很容易与专业知识相结合，寻求物理现象的合理解释。
2.对实验结果的思考
学生在观察橄榄岩时看到的是色彩丰富、纹理清楚的现象，而放入玻璃样品时，视场始终处于消光状态。由于二者对比明显，学生再次产生好奇心，驱使学生去揭开其中的秘密。这一点也是这个实验设计巧妙的地方之一。由于橄榄岩是光学非均质体，入射光发生双折射现象，即O光和E光，两束光在橄榄岩内的传播速度不一样，产生相位差，发生干涉，所以观察到的现象色彩丰富。玻璃由于是均质体，偏振光在里面的传播各个方向速度相同，不发生双折射，所以在目镜内观察到的依然是消光现象。该实验除了可以理解物理知识外，还可以让地学生进行立项，利用物理知识解决他们的专业问题。
三、总结 通过在物理实验中心的学习，学生参与科技活动的积极性高涨。依托物理实验中心，多项大学生创新性实验计划项目和实验室开放基金通过了学校审批并开始运行。物理实验教学示范中心依托实验室开放基金项目、大学生创新实验项目和物理技能大赛，利用实验室资源对学生创新能力进行了培养。从2008年到2012年四年的时间内，物理实验中心承担了大学生创新实验项目50项，实验室开放基金40项。在结题的44项大学生创新实验项目中，有10项获得了校级优秀，占全校优秀的20%；结题的27项实验室开放基金中，有8项获得了校级优秀，占全校优秀的15%；学生发表论文18篇，其中在核心期刊发表论文5篇。在前四届北京市物理实验竞赛中获一等奖3项、二等奖7项、三等奖7项，获奖总数在参赛的35所北京市高校中排名第五，并获得第三届、第四届的最佳组织奖。
物理实验中心在实验内容开设时非常注重与地学、能源等学校传统优势学科的结合，但如何进一步发挥物理实验中心的辐射和示范作用，开设出具有地学特色的物理实验内容，提高学生的创新能力及就业能力，为学校的发展贡献一份微薄的力量，成为物理实验中心下一步的工作重点。
参考文献：
[1]周合兵，黄晓波，沈文淮，等.建立大学生创新性实验计划长效机制的实践与探索[J].实验室研究与探索，2009，28（8）：4-7.
[2]施芝元，薛成龙.大学生创新性实验计划实践的理念与思考[J].高等理科教育，2009，83（1）：63-67.
[3]权军利，裴国亮，单卫星.浅谈施实大学生创新性实验计划在创新教育中的作用[J].高校实验室工作研究，2009，99（1）：20-24.
[4]郑志远，高华，张自力，等.物理实验教学模式的创新实践和探讨[J].实验室科学，2008，4（8）：30-32.
[5]董爱国，周惟公，张自力，等.物理演示实验平台建设及其开放的实践与探讨[J].高等理科教育，2008，81（5），123-125.
[6]董爱国，高华，周惟公，等.加强精品课程建设，提高大学实验物理教学质量[J].实验技术与管理，2009，26（6）：208-211.
[7]袁玉莲，王仁军，张巍峨，等.实验教学创新及实验室管理机制的探索与实践[J].实验技术与管理，2009，26（4）：246-248.
[8]王春潮，徐跃进，王平祥.强化实践——推动大学生创性行实验计划[J].实验室研究与探索，2009，28（6）：7-10.
[9]郑志远，周惟公.浅谈前沿物理教育在大学物理教学中的作用和意义[J].实验技术与管理，2007，24（8）：107-108.
[10]郑志远，周惟公，蒋芸，等.物理实验教学示范中心的建设和体会[J].实验室研究与探索，2007，26（6）：72-74.
[11]樊振军，耿学文，赵洪波，等.关于物理实验教学方法的探讨[J].实验室科学，2009，51（1）：69-71.
（责任编辑：孙晴）
关键词：物理实验；地学特色；实践
“实验物理”作为高等学校一门独立设置的必修基础课程，是高等学校课程教学的重要组成部分。它对提高学生的综合素质，培养学生的创新精神和实践能力具有独特的、不可替代的重要作用。[1-4]中国地质大学（北京）物理实验教学示范中心作为第一个北京市级的实验教学示范中心承担着全校25个专业1700多名学生的物理实验课程，对学生进行基本实验技能、物理思维、动手能力、创新意识等方面的培养，为学生更好地学习专业课、进行专业实验奠定了坚实的基础。
一、物理实验课程的特点
为进一步提高学生的创新能力，中国地质大学（北京）物理实验教学示范中心从开课内容到授课模式逐渐形成了一套具有地学特色的物理实验模式。[5，6]在开设的实验内容上，既有传统的普通物理实验内容如三棱镜的调节、迈克尔逊干涉、塞曼光谱等，也有当前比较先进的仿真实验、激光干涉﹑光纤通讯﹑传感器等技术，此外还有体现具有地学专业特色的显微镜组装、盐类结晶过程的观察、地磁场的测量和数码照相等内容。这充分体现了物理学的发展要与学校优势学科相结合的发展思路。在教学模式上，打破了过去根据力、热、光、电和近代物理几部分分别进行授课的传统教学模式，采取由基础、综合、设计到科研实践四个层次的分级教学。从基本的实验知识、实验方法和实验技能的学习开始，逐步增加实验的深度和难度，提高综合性、设计性实验的比例，最后进行一些小型研究性的实验，或组织若干个围绕物理实验所开展的小课题，以开放的、科学研究的方式进行实验教学来提高学生的科研素质。[7，8]具体体现在以下几个方面：
1.创新内容与实验教学相结合
目前地质大学学生的创新实验项目的主要来源：一是学生自己提出的题目；二是教师的科研课题。由于学生多数为二年级的本科生，只有少数学生有自己的想法，能够提出科学问题并进行立项研究，所以学生创新项目的来源以后者为主。为进一步促进本科生人才培养模式的改革，加大实验室资源的利用率，实验中心提出了将学生创新能力与教学内容相结合的教学理念。[9-11]物理实验中心将实验教学过程中遇到的问题作为学生的创新项目来解决。这样既培养了学生的能力，又解决了实验教学问题。同时将学生在创新活动中遇到的问题反馈给教学，根据一些反应普遍的问题来调整教学任务和教学内容。这样使教学内容在不脱离教学大纲的情况下，更能满足学生的创新需要。
2.改革考试方式
传统的笔试考试方式对于实验课程来说存在诸多不足，如何将操作融入考试中，既能体现学生对知识的掌握，又能考察学生的实际动手操作能力是实验课程建设中需要解决的又一问题。物理实验创新基地从以下几方面进行了尝试。
（1）操作与笔试相结合。考试分为两部分，即操作加笔试。笔试考察的是学生对理论的掌握程度，而操作考察的是学生的基本动手能力和操作实践能力。
（2）仿真实验考试。仿真实验是将真实的实验过程放到一个软件中进行，学生通过操作计算机完成实验。仿真考试的特点：一是仿真实验可以实现对大批量的学生同时进行考核，不再受仪器数目的限制；可供选择的题目增加；而且不用担心由于没有教师的指导而造成实验仪器的损坏。二是由于仿真实验具有模拟性的特点，因此仿真实验可以较好地考查学生对实验原理的理解程度和他们的实践操作能力。三是仿真实验中计算机对实验数据的实时存储可以减少同学之间互相抄袭数据，让考试变得更加公平公正。
（3）考试与其他方式结合。学生可以以制作、报告或论文等形式顶替部分实验内容，或者作为考试的一部分。使考试、考察的形式方式更加多样化、合理化。
二、结合具体问题，提高学生的兴趣与能力
以正交偏光显微镜的组装实验为例，对如何结合实验中的具体问题来激发学生的学习兴趣、提高学生的操作创新能力、变被动学习为主动学习进行了探讨。
在正交偏光显微镜组装的实验中，学生首先利用目镜和物镜组装一个简单的显微镜，测量它的放大率；然后利用二个偏振片分别作为起偏器和检偏器组装正交偏光显微镜，观察橄榄岩、玻璃和石英三个样品的纹理与色彩。在利用正交偏光显微镜观察样品的过程中，有两个知识点可以将实验内容与学生的专业知识相结合，以此来启发、引导学生，增强教学效果。
1.实验现象的观察
在将起偏器和检偏器的偏振方向调节成垂直即消光状态下，学生在目镜内观察不到任何现象，视场处于黑暗状态。在这样的情况下，如果将岩石样品放入后能否观察到现象以及观察到何种现象是学生关心的。教师可以以此为问题与学生互动，让学生预测看到的现象，激发学生的好奇心。在好奇心的驱使下，学生会主动做实验，对实验现象的记忆也会更加深刻。由于实验中采用的样品是学生在专业课接触过的各种岩石，在观察到实验现象时很容易与专业知识相结合，寻求物理现象的合理解释。
2.对实验结果的思考
学生在观察橄榄岩时看到的是色彩丰富、纹理清楚的现象，而放入玻璃样品时，视场始终处于消光状态。由于二者对比明显，学生再次产生好奇心，驱使学生去揭开其中的秘密。这一点也是这个实验设计巧妙的地方之一。由于橄榄岩是光学非均质体，入射光发生双折射现象，即O光和E光，两束光在橄榄岩内的传播速度不一样，产生相位差，发生干涉，所以观察到的现象色彩丰富。玻璃由于是均质体，偏振光在里面的传播各个方向速度相同，不发生双折射，所以在目镜内观察到的依然是消光现象。该实验除了可以理解物理知识外，还可以让地学生进行立项，利用物理知识解决他们的专业问题。
三、总结 通过在物理实验中心的学习，学生参与科技活动的积极性高涨。依托物理实验中心，多项大学生创新性实验计划项目和实验室开放基金通过了学校审批并开始运行。物理实验教学示范中心依托实验室开放基金项目、大学生创新实验项目和物理技能大赛，利用实验室资源对学生创新能力进行了培养。从2008年到2012年四年的时间内，物理实验中心承担了大学生创新实验项目50项，实验室开放基金40项。在结题的44项大学生创新实验项目中，有10项获得了校级优秀，占全校优秀的20%；结题的27项实验室开放基金中，有8项获得了校级优秀，占全校优秀的15%；学生发表论文18篇，其中在核心期刊发表论文5篇。在前四届北京市物理实验竞赛中获一等奖3项、二等奖7项、三等奖7项，获奖总数在参赛的35所北京市高校中排名第五，并获得第三届、第四届的最佳组织奖。
物理实验中心在实验内容开设时非常注重与地学、能源等学校传统优势学科的结合，但如何进一步发挥物理实验中心的辐射和示范作用，开设出具有地学特色的物理实验内容，提高学生的创新能力及就业能力，为学校的发展贡献一份微薄的力量，成为物理实验中心下一步的工作重点。
参考文献：
[1]周合兵，黄晓波，沈文淮，等.建立大学生创新性实验计划长效机制的实践与探索[J].实验室研究与探索，2009，28（8）：4-7.
[2]施芝元，薛成龙.大学生创新性实验计划实践的理念与思考[J].高等理科教育，2009，83（1）：63-67.
[3]权军利，裴国亮，单卫星.浅谈施实大学生创新性实验计划在创新教育中的作用[J].高校实验室工作研究，2009，99（1）：20-24.
[4]郑志远，高华，张自力，等.物理实验教学模式的创新实践和探讨[J].实验室科学，2008，4（8）：30-32.
[5]董爱国，周惟公，张自力，等.物理演示实验平台建设及其开放的实践与探讨[J].高等理科教育，2008，81（5），123-125.
[6]董爱国，高华，周惟公，等.加强精品课程建设，提高大学实验物理教学质量[J].实验技术与管理，2009，26（6）：208-211.
[7]袁玉莲，王仁军，张巍峨，等.实验教学创新及实验室管理机制的探索与实践[J].实验技术与管理，2009，26（4）：246-248.
[8]王春潮，徐跃进，王平祥.强化实践——推动大学生创性行实验计划[J].实验室研究与探索，2009，28（6）：7-10.
[9]郑志远，周惟公.浅谈前沿物理教育在大学物理教学中的作用和意义[J].实验技术与管理，2007，24（8）：107-108.
[10]郑志远，周惟公，蒋芸，等.物理实验教学示范中心的建设和体会[J].实验室研究与探索，2007，26（6）：72-74.
[11]樊振军，耿学文，赵洪波，等.关于物理实验教学方法的探讨[J].实验室科学，2009，51（1）：69-71.
（责任编辑：孙晴）