打造物理實驗教學(xué)“高配版”——記理學(xué)院物理實驗教學(xué)中心

• 來源： 原創(chuàng) 更新時間： 2018-11-23 點擊： 2940次

•        初秋的清晨，南湖校區(qū)建筑學(xué)館四樓玻璃窗的反光將一束束金色暖陽射進(jìn)物理實驗教學(xué)中心，一間間實驗室座無虛席，實驗中心主任王旗正在指導(dǎo)學(xué)生使用邁克爾遜干涉儀測量金屬受熱膨脹系數(shù)?？粗鴮W(xué)生專注的眼神，王旗初嘗改革的甜頭。

  自主、合作、探究，物理實驗不再是做“廣播體操”

      與傳統(tǒng)的物理實驗課不同，東北大學(xué)物理實驗教學(xué)中心一改曾經(jīng)教師主講、學(xué)生被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，采用學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的自主、合作、探究式教學(xué)模式，變一言堂為多言堂。

      課堂上，每4個人為一組，配備一臺計算機(jī)和4套實驗設(shè)備，學(xué)生可以自主通過掃描教材上的二維碼進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，再根據(jù)預(yù)習(xí)知識組織實驗，實驗過程中可以組內(nèi)討論合作，可以請教老師，也可以利用計算機(jī)探究實驗過程。

      “實驗過程不僅是學(xué)知識的過程，也是培養(yǎng)能力的過程。”王旗說，“現(xiàn)行的教學(xué)模式可以讓學(xué)生在探索中、合作中學(xué)習(xí)，既獲取了知識、提高了能力、鍛煉了思維，還可以培養(yǎng)他們的合作意識，一舉多得。”

      教學(xué)形式的改變隨之帶動教學(xué)內(nèi)容的更新。以邁克爾遜干涉儀實驗為例，以往講義上的版本是利用邁克爾遜干涉儀測量氦氖激光的波長，將測量值與理論值進(jìn)行比對，是一個純驗證性的實驗。為提升實驗教學(xué)效果，實驗中心的老師們苦心鉆研，在現(xiàn)有儀器的基礎(chǔ)上大膽改造，通過自制儀器組裝推出實驗室專屬版的“邁克爾遜干涉儀”，這一儀器不僅可以測量氦氖激光的波長，還可以利用激光波長作為中間數(shù)據(jù)計算測量金屬材料在熱漲過程中的微小長度量變化值。“老師們創(chuàng)造性地把驗證性實驗改良為測量有用物理量的方法教學(xué)，對于我們的專業(yè)學(xué)習(xí)是十分有幫助的。”材料學(xué)院王睿哲說。

  物理實驗再也不是老師做一步、學(xué)生跟一步的“廣播體操”，而更像是老師制定規(guī)則、學(xué)生合作探究的“自由體操”，逐漸成為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、獲取物理知識、培養(yǎng)科學(xué)思維的重要途徑。

  高端、前沿、現(xiàn)代，實驗室也讓人沉迷

      用手機(jī)登陸物理實驗教學(xué)中心實驗室預(yù)約系統(tǒng)，選擇適合的時間和機(jī)位完成預(yù)約。在預(yù)約時間內(nèi)，學(xué)生可以通過校園一卡通刷門禁系統(tǒng)進(jìn)入實驗室進(jìn)行實驗。整個實驗過程指導(dǎo)教師和實驗員可通過監(jiān)控設(shè)備全程觀看。到達(dá)預(yù)約時間后，實驗機(jī)位電源自動斷電，學(xué)生按照實驗室要求，整理歸放實驗器材及物品后，就可自行離開實驗室。這樣的過程，對于理學(xué)院應(yīng)用物理專業(yè)2015級學(xué)生蔡虹來說已是輕車熟路。

      物理實驗中心在承擔(dān)全校35個專業(yè)、3200余名本科生大學(xué)物理實驗課程任務(wù)的同時，還積極結(jié)合“新工科”人才培養(yǎng)需求，設(shè)立“創(chuàng)新實驗室”，鼓勵學(xué)生參與創(chuàng)新實驗。蔡虹就是其中一員，2017年她在實驗中心老師的鼓勵和指導(dǎo)下走進(jìn)實驗室參與創(chuàng)新實驗，現(xiàn)代化的實驗設(shè)備不僅為她提供了便利條件，也讓她迷上了這個神奇的地方。云實驗室，一間可以實現(xiàn)教師對學(xué)生進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)的實驗室。老師不僅可以通過電腦監(jiān)控實驗室內(nèi)的情況，還可以在學(xué)生遇到實驗困難時，用電腦對實驗設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，就像在學(xué)生身邊一樣指導(dǎo)學(xué)生做實驗，克服了空間束縛。

      “這些實驗室，讓我體驗了之前沒有接觸過的設(shè)備和器材，讓枯燥的實驗生動起來。”蔡虹在實驗中心收獲學(xué)習(xí)樂趣的同時，也收獲了遼寧省大學(xué)生物理實驗競賽一等獎和遼寧省大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽一等獎的優(yōu)異成績。作為本科生科技創(chuàng)新實驗基地，先后有150余名學(xué)生在中心教師的指導(dǎo)下參與科技創(chuàng)新實驗項目，并獲得各級獎勵。

  團(tuán)結(jié)、協(xié)作、奮進(jìn)，亮麗的背后是負(fù)重前行

      歲月靜好的背后只不過是有人在負(fù)重前行。呈現(xiàn)在師生面前高大上的實驗室背后，是物理實驗教學(xué)中心6名教師5個月沒日沒夜奮戰(zhàn)的成果。

      2017年5月，全校開展資源優(yōu)化配置調(diào)整工作，物理實驗教學(xué)中心也在調(diào)整范圍之內(nèi)，需要從建筑學(xué)館的3樓調(diào)整到4樓。搬家裝修是個大工程，如果再給這項工程加上一個期限，那么就是一項艱難的大工程。10月18日是教育部本科教學(xué)工作審核評估專家組進(jìn)校的日子，這就意味著中心要在5個月的時間里完成搬家裝修、迎接評估兩個重頭戲，這期間還不能耽誤學(xué)生正常的實驗教學(xué)課程。中心所有人都備感壓力，但似乎也都看到了一絲光亮。“30年前我們是這樣做實驗，30年后還是這樣做實驗，我們需要改變，也許現(xiàn)在就是最好的時機(jī)。”這是中心所有教師的共識。因此在兩個重頭戲之上，他們又為自己增加了一項工作—實驗教學(xué)改革。從下定決心那天起，他們一天都沒有休息過。

      朱盼盼，是中心的年輕骨干，也是中心整體裝修采購的大管家，同時她也是一個2歲孩子的媽媽。暑假，正值實驗室裝修工作進(jìn)入高峰時期，一天有四五個工程隊同時進(jìn)場干活。為了不耽誤工作，她就帶著孩子上班，把孩子交給樓長或是保潔阿姨幫忙看管，一心撲到工作上。朱雨蓮，是剛剛畢業(yè)留校的“90后”實驗員，因為住在學(xué)校宿舍，所以只要實驗室需要，不管是晚上還是周末，她都是隨叫隨到。去年8月趕上沈陽下暴雨，實驗室窗戶還沒來得及安裝密封條，大量雨水潲入屋里。剛參加完入職培訓(xùn)的朱雨蓮本打算回宿舍休息，可看雨越下越大，她就轉(zhuǎn)了方向直奔實驗室。當(dāng)時，實驗室已經(jīng)有了一些積水，她馬上開始雨中“解救實驗室”。“我澆濕了沒關(guān)系，如果雨水清理不及時，把屋里新買的實驗設(shè)備和新鋪的地板澆濕了就是大問題了。” 她們?yōu)閷嶒炇业臒o私付出堪稱實驗室的“‘朱’‘蓮’璧合”。胡廣興、婁曉燕和王靜是中心的三位老前輩，他們對待工作一絲不茍、深入鉆研的精神也為年輕一代實驗教師樹立了榜樣。

      2017年10月18日，教育部本科評估專家組入校參觀第一站就來到了物理實驗教學(xué)中心，先進(jìn)的教學(xué)理念、高端的實驗設(shè)備、干凈整潔的實驗環(huán)境，評估組專家們對實驗室給予高度評價，實驗室迅速成為國內(nèi)高校競相參觀學(xué)習(xí)的典范。

      把簡單的事情做到不簡單，這需要堅守；把最優(yōu)質(zhì)的實驗教學(xué)帶給學(xué)生，這需要創(chuàng)新。耐得住寂寞，守得住繁華，物理實驗教學(xué)中心的每一個人都深愛著實驗室，深愛著每一名學(xué)生，深愛著東北大學(xué)，團(tuán)結(jié)、協(xié)作、奮進(jìn)在他們身上得到淋漓盡致的體現(xiàn)。