打造物理實驗教學“高配版”——記理學院物理實驗教學中心

• 來源： 原創(chuàng) 更新時間： 2018-11-23 點擊： 4245次

•        初秋的清晨，南湖校區(qū)建筑學館四樓玻璃窗的反光將一束束金色暖陽射進物理實驗教學中心，一間間實驗室座無虛席，實驗中心主任王旗正在指導學生使用邁克爾遜干涉儀測量金屬受熱膨脹系數(shù)?？粗鴮W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，東北大學物理實驗教學中心一改曾經(jīng)教師主講、學生被動學習的狀態(tài)，采用學生為主體，教師為主導的自主、合作、探究式教學模式，變一言堂為多言堂。

      課堂上，每4個人為一組，配備一臺計算機和4套實驗設備，學生可以自主通過掃描教材上的二維碼進行課前預習，再根據(jù)預習知識組織實驗，實驗過程中可以組內(nèi)討論合作，可以請教老師，也可以利用計算機探究實驗過程。

      “實驗過程不僅是學知識的過程，也是培養(yǎng)能力的過程。”王旗說，“現(xiàn)行的教學模式可以讓學生在探索中、合作中學習，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。”

      教學形式的改變隨之帶動教學內(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行比對，是一個純驗證性的實驗。為提升實驗教學效果，實驗中心的老師們苦心鉆研，在現(xiàn)有儀器的基礎上大膽改造，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，對于我們的專業(yè)學習是十分有幫助的。”材料學院王睿哲說。

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

  高端、前沿、現(xiàn)代，實驗室也讓人沉迷

      用手機登陸物理實驗教學中心實驗室預約系統(tǒng)，選擇適合的時間和機位完成預約。在預約時間內(nèi)，學生可以通過校園一卡通刷門禁系統(tǒng)進入實驗室進行實驗。整個實驗過程指導教師和實驗員可通過監(jiān)控設備全程觀看。到達預約時間后，實驗機位電源自動斷電，學生按照實驗室要求，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，對于理學院應用物理專業(yè)2015級學生蔡虹來說已是輕車熟路。

      物理實驗中心在承擔全校35個專業(yè)、3200余名本科生大學物理實驗課程任務的同時，還積極結(jié)合“新工科”人才培養(yǎng)需求，設立“創(chuàng)新實驗室”，鼓勵學生參與創(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下走進實驗室參與創(chuàng)新實驗，現(xiàn)代化的實驗設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)教師對學生進行遠程指導的實驗室。老師不僅可以通過電腦監(jiān)控實驗室內(nèi)的情況，還可以在學生遇到實驗困難時，用電腦對實驗設備進行遠程遙控，就像在學生身邊一樣指導學生做實驗，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備和器材，讓枯燥的實驗生動起來。”蔡虹在實驗中心收獲學習樂趣的同時，也收獲了遼寧省大學生物理實驗競賽一等獎和遼寧省大學生物理學術競賽一等獎的優(yōu)異成績。作為本科生科技創(chuàng)新實驗基地，先后有150余名學生在中心教師的指導下參與科技創(chuàng)新實驗項目，并獲得各級獎勵。

  團結(jié)、協(xié)作、奮進，亮麗的背后是負重前行

      歲月靜好的背后只不過是有人在負重前行。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，物理實驗教學中心也在調(diào)整范圍之內(nèi)，需要從建筑學館的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工作審核評估專家組進校的日子，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生正常的實驗教學課程。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。”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入高峰時期，一天有四五個工程隊同時進場干活。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”。“我澆濕了沒關系，如果雨水清理不及時，把屋里新買的實驗設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中心，先進的教學理念、高端的實驗設備、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)高校競相參觀學習的典范。

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