物理实验与大学生创新能力培养.ppt
物理实验与大学生创新能力培养,张新夷复旦大学物理教学实验中心2008年10月31日,优良的传统,在全国率先开设自学物理实验全校公选课，国内第一本文科物理实验教材今年5月正式出版。在全国率先开展设计性研究性物理实验教学，2000年以来开设约90个课题，学生发表论文40余篇，2006年评为上海市精品课程。,2007年批准为国家级实验教学示范中心建设单位。2008年大学物理实验课评为国家级精品课程。,几代人的努力，再结硕果,In the matter of physics, the first lessons should contain nothing but what is experimental and interesting to see. A pretty experiment is in itself often more valuable than twenty formulae extracted from our minds." - Albert Einstein,理念之一：让学生懂得物理实验,让学生全面理解物理实验的意义实验是一个过程： 观察、测量、记录、重复、思考、表达实验是鲜活的： right experiment, wrong theory right theory, wrong experiment new experiments appear everyday,Imagination is more important than knowledge.-Albert Einstein,理念之二：创造力可以培养,实验室是学生可以充分发挥想象力，可以自由思考的场所大力倡导学生多提“为什么？”评分标准的改革，鼓励创新要痴迷实验，体会创新在失败中培养创造力,课程体系改革,遵循“以人为本、以学生为主体”的教学理念，在几十年来长期积累起来的、雄厚的基础上，更加突出培养学生创新能力的实验教学理念。在“知识、能力、科学素养”培养上进一步优化，并努力把设计性研究性物理实验的理念融入到实验教学的全过程中。建立以“一个核心、三个层面”为基础的大学物理实验教学新体系。 核心：培养学生创新能力 三个层面： 基础型实验教学综合型实验教学研究型实验教学,三个层面的思想,基础型实验教学。强化基本实验技能的训练，激发兴趣，体会用最简单的仪器和设备，发现最根本、最纯粹的科学概念，以 “物理学中最美的十大经典实验”为基础，使基础型实验教学的主题更加明确。综合型实验教学。提高实验技能及分析问题和解决问题的能力。注重实验的全过程：文献查阅、实验方案设计、设备搭建和改进、数据分析、演讲和论文写作。研究型实验教学。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。采用模拟科研的方式进行实验教学；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。将前沿科研项目中成熟的实验方法引入到实验教学中。,措施之一：强化科学方法和科学思维的训练,“近代物理实验”教学的改革：以“少而精”、“模拟科研”为原则，建立“点面结合”的教学方法。实验数目由12减少到8。开放实验室，欢迎学生前来预习或重做实验。使用专用的实验记录本，强调实验过程记录的重要性，并把实验记录计入考核成绩。改革评分制度：评分去除“失败”概念；有创新得高分；避免“趋中”现象。采用撰写实验论文和做口头报告的考核方式。,措施之二：建设高水平教师队伍,要培养学生的创新能力，首先要有一支高水平的敢于创新的教师队伍。每周定期举办一次教学研讨会，交流、学习、互相启发，促进共同提高。开展青年教师拜师活动，青年教师与老教师“结对子”，聘请退休教师传授教学经验。鼓励青年教师以多种方式参与科研，更新知识。积极组织青年教师出国进修。,措施之三：在科研与实验教学之间架起桥梁,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。把最先进的科研成果转化为教学实验，使学生尽早熟悉科学研究的前沿和先进的实验技术。“近代物理实验”和“设计性研究性物理实验”，很大一部分实验来源于课题组。,部分来自科研的设计性研究性物理实验,2005-2006学年立方氮化硼薄膜的制备与表征2006-2007学年利用Matlab做声波的波谱分析量子点的Raman光谱研究调制光谱探索2007-2008学年用范德堡法测量半导体量子阱结构样品的霍尔效应液体对纳米颗粒的浸润性研究磁光克尔效应测量磁各向异性强关联电子新材料的生长溶液和固体材料的时间分辨光克尔效应研究显微磁光克尔效应测量2008-2009学年用反向恢复时间法测量二级管的少数载流子寿命颗粒斑图形成可逆性及颗粒体系统计力学电子自旋分析器的电子光学设计界面形状对金属硅化物/Si纳米接触势垒的影响激光微束对细胞光阱力的测量研究,部分与科研有关的实验发表论文情况,措施之四：建设全开放的信息平台,2007年7月1日正式开通，截至今天，在16个月的时间内，点击量已超过92万次，平均1万次/5.2天。以众人协作式写作的维基(wiki)系统为基础，提供灵活、快捷、全开放式教与学互动的信息平台。所有人都可在登陆后修改、补充和发表意见，实验教材的更新和补充由教师自行完成。学生通过网络选实验、查看讲义、教案和各种参考资料，预习或进行实验讨论。学生直接提问，老师和其他同学都可随时作答或参加讨论。 http:/phylab.fudan.edu.cn,选择活跃在研究前沿的若干课题组，共建高水平教学实验室。如“电磁特异材料研究微波实验室”、“强关联电子材料制备和表征实验室”。与上海纽迈科技合作，组建“产、学、研”相结合的“核磁共振成像联合实验室”，在实验教学、高性能产品开发上实现共赢。,措施之五：共建高水平教学实验室,利用电磁左手材料调控电磁波的极化反转查扬（复旦大学物理系 上海 200433）,通过各向异性的电磁介质板的反射，电磁波的偏振状态可以被任意地调节，甚至可以完全反转。自行设计、搭建测量电磁波偏振反转的实验。在特定的频率观测到了偏振反转的极大值。 J Hao, Y Yuan, L Ran, T Jiang, J Kong, C Chan, and L Zhou, Phys. Rev. Lett., 99, 063908 (2007),课程体系改革,科学训练,教师队伍,与科研结合,教学网络,共建实验室,读懂实验全过程,创造力可以培养,复旦特色,以培养学生科学素质和创造力为目标，培养创新人才以“提高兴趣、增强内涵、夯实基础、保证质量”为原则，进行严格训练以“少而精”、“模拟科研”为方式，允许失败、进行全面训练,人为本 严要求 不求多 更需精 多动手 勤思考 理念新 育人才,谢谢,
