地方高校省級(jí)物理示范實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的探索與實(shí)踐

梅孝安，陳 華，蘇卡林，周菊林，李 蓓，周華林

（湖南理工學(xué)院，湖南岳陽(yáng) 414006）

地方高校省級(jí)物理示范實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的探索與實(shí)踐

梅孝安，陳 華，蘇卡林，周菊林，李 蓓，周華林

（湖南理工學(xué)院，湖南岳陽(yáng) 414006）

提出了示范實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的思路與目標(biāo)，闡述分層次模塊化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，介紹了多樣化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段。經(jīng)過3年的探索與實(shí)踐，示范實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成效顯著、特色明顯，取得了較為顯著的成績(jī)，有一定示范性和輻射作用。

物理實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；示范實(shí)驗(yàn)室；教學(xué)體系

2006年起，湖南省啟動(dòng)了“十一五”普通高等學(xué)校基礎(chǔ)課示范實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作，旨在增強(qiáng)大學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，建設(shè)一批實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍素質(zhì)高、實(shí)驗(yàn)條件先進(jìn)完備、管理機(jī)制創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源開放共享、示范效應(yīng)強(qiáng)和輻射作用廣的基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地［1］。湖南理工學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室憑借自身的優(yōu)勢(shì)條件，通過評(píng)審被確定為湖南省“十一五”示范實(shí)驗(yàn)室建設(shè)單位。建設(shè)過程中，我們針對(duì)地方高校師資、設(shè)備和學(xué)生素質(zhì)等實(shí)際情況，始終圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革核心，構(gòu)建并實(shí)施了分層次模塊化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。2009年實(shí)驗(yàn)室達(dá)到省級(jí)示范實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)，順利通過省專家組的驗(yàn)收檢查與評(píng)審，認(rèn)定為“十一五”省級(jí)基礎(chǔ)課示范實(shí)驗(yàn)室［2］。

1 制定科學(xué)合理的改革思路和建設(shè)目標(biāo)

充分考慮了地方性高校學(xué)生的實(shí)際能力和學(xué)校培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的辦學(xué)目標(biāo)，制定了科學(xué)、完整的建設(shè)發(fā)展規(guī)劃，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路清晰，具有先進(jìn)的教育理念和實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念。

改革思路：按照“強(qiáng)化基礎(chǔ)，注重實(shí)踐，追求創(chuàng)新”的教學(xué)理念和“傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)”的教學(xué)目標(biāo)，對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程體系、教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)手段以及教學(xué)管理等方面進(jìn)行了全面而系統(tǒng)的改革與建設(shè)。

建設(shè)目標(biāo)：通過高效的管理體制與運(yùn)行機(jī)制，努力建設(shè)高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍、先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)及層次化、模塊化的新型實(shí)驗(yàn)體系，為培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)，起到示范、輻射作用。

2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的要求，實(shí)驗(yàn)室以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力為出發(fā)點(diǎn)，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與研究，實(shí)驗(yàn)室建立了“內(nèi)容層次化、類型三性化、項(xiàng)目模塊化”的課程體系。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“層次化”。學(xué)生做大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，先做物理演示與探索實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)熱情，再做仿真實(shí)驗(yàn)和基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)打好物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，接著做綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生綜合和設(shè)計(jì)能力，最后做研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生研究創(chuàng)新能力。學(xué)生做大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的過程就是一個(gè)由“認(rèn)知”到“應(yīng)用”，再到“創(chuàng)新”的過程。

實(shí)驗(yàn)類型“三性化”。大力去掉了一些陳舊的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，整合改造了一批綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，引進(jìn)了代表當(dāng)今前沿科技與工程水平實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如“CCD原理與應(yīng)用”、“聲光效應(yīng)實(shí)驗(yàn)”、“多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)”、“音頻光纖傳輸實(shí)驗(yàn)”、“硅光電池特性實(shí)驗(yàn)”、“用壓力傳感器測(cè)液體表面張力”等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“模塊化”。我們對(duì)一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行模塊化，有利于學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)，加深理解，運(yùn)用提高。主要實(shí)驗(yàn)?zāi)K有：“數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)模塊”、“傳感模塊”、“傳輸模塊”、“光譜模塊”、“微結(jié)構(gòu)模塊”和“共振模塊”。

實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的分層次、模塊化、開放式的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，使得物理實(shí)驗(yàn)由淺入深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由被動(dòng)模仿到主動(dòng)設(shè)計(jì)以及綜合運(yùn)用，逐漸加深學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度、廣度和綜合程度，符合認(rèn)識(shí)規(guī)律和教學(xué)規(guī)律，取得了良好的教學(xué)效果。

3 教學(xué)方法多樣化、管理手段現(xiàn)代化

針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，結(jié)合考慮學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律和實(shí)際水平，采用了多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法：對(duì)于實(shí)驗(yàn)基本理論和基本知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)原理、誤差理論和數(shù)據(jù)處理方法等內(nèi)容，采用教師集中講座的形式向?qū)W生傳授。對(duì)于儀器使用等技能訓(xùn)練和基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，我們采取學(xué)生先預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)講義，再在實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立完成實(shí)際操作訓(xùn)練和數(shù)據(jù)測(cè)量，課后再撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。對(duì)于綜合性、設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)，采用在教師指導(dǎo)下，學(xué)生自行完成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選取器材、組裝和調(diào)試儀器、測(cè)量數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果分析討論等，最后撰寫完整的報(bào)告。通過上述多種教學(xué)形式的實(shí)踐訓(xùn)練，使學(xué)生不僅熟練掌握了實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，而且學(xué)會(huì)了提出問題、分析問題和解決問題的科學(xué)方法，開拓了思路，熟悉和體驗(yàn)了研究過程。同時(shí)訓(xùn)練了學(xué)生科學(xué)思維，提高了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)及其綜合素質(zhì)。

我校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)工作量非常大，每年達(dá)到了10萬人時(shí)數(shù)以上。正是由于涉及的學(xué)生人數(shù)眾多，專業(yè)又不相同，所以傳統(tǒng)的教學(xué)組織方式一方面難以適應(yīng)目前的需要，另一方面又限制了學(xué)生的興趣愛好和個(gè)性發(fā)展。為解決這一難題，實(shí)驗(yàn)室從2008年上學(xué)期起，在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中全面使用自主開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)選課系統(tǒng)。此系統(tǒng)不僅具有網(wǎng)上選課、資料下載、網(wǎng)上提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、網(wǎng)上評(píng)分、教學(xué)評(píng)價(jià)、師生交流等功能，而且操作簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，性能完善，穩(wěn)定性好。3年來使用效果良好，它不僅有利于教學(xué)手段的改進(jìn)和工作效率的提高，而且有利于學(xué)生個(gè)性的發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

4 積極組織實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

實(shí)驗(yàn)室堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教研教改相結(jié)合，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，不斷更新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不斷更新儀器設(shè)備，通過參觀考察和自主探索，使我們的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革更具科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性。教研教改活動(dòng)內(nèi)容主要有：組織實(shí)驗(yàn)人員外出參觀、考察、學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)重點(diǎn)物理實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，我們先后參觀考察了多所國(guó)內(nèi)重點(diǎn)物理實(shí)驗(yàn)室，學(xué)到了不少寶貴的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)；邀請(qǐng)校外專家講學(xué)和指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、審核論證實(shí)驗(yàn)課程體系改革方案；實(shí)驗(yàn)人員定期開展各種教研教改研討會(huì)；組織全室人員進(jìn)行教改課題申報(bào)研討會(huì)和課題結(jié)題研討會(huì)；組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)公開課聽課評(píng)課和教師互相聽課評(píng)課活動(dòng)；鼓勵(lì)教師撰寫實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革論文等。

近三年，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室教師獲省級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，湖南理工學(xué)院教改成果獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)一項(xiàng)，申報(bào)成功省級(jí)教研教改課題五項(xiàng)，學(xué)校教研課題七項(xiàng)。另外實(shí)驗(yàn)室老師積極撰寫實(shí)驗(yàn)教改論文，在《教育評(píng)論》、《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》等著名雜志上公開發(fā)表實(shí)驗(yàn)教改論文20多篇，自主設(shè)計(jì)與制作了多套物理實(shí)驗(yàn)儀器。

5 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成效顯著

本實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過三年的建設(shè)，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)課程體系，加大了實(shí)驗(yàn)室的開放力度，改善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，明確了相關(guān)人員的崗位職責(zé)，修訂了各項(xiàng)管理辦法和實(shí)施細(xì)則，實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)、管理工作趨于規(guī)范化、制度化和科學(xué)化，取得了較好的建設(shè)效果。

主要建設(shè)成效如下：建立了以培養(yǎng)學(xué)生能力為核心的分層次、模塊化的實(shí)驗(yàn)課程體系，制定了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，出版了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教材，自制了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器；新實(shí)驗(yàn)課程體系取得了較好的教學(xué)效果，為培養(yǎng)具有高素質(zhì)、創(chuàng)新應(yīng)用型人才奠定了基礎(chǔ)。我校學(xué)生已多次在全國(guó)和湖南省大學(xué)生物理競(jìng)賽、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、數(shù)學(xué)建模、挑戰(zhàn)杯比賽中獲得多項(xiàng)大獎(jiǎng)；實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍穩(wěn)定，學(xué)歷職稱層次高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與研究成效突出；建設(shè)和完善了實(shí)驗(yàn)室教學(xué)與管理信息平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用了網(wǎng)絡(luò)化管理模式，通過網(wǎng)上答疑系統(tǒng)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和創(chuàng)設(shè)和諧的師生關(guān)系；引入了物理演示與探索實(shí)驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)興趣。物理演示與探索實(shí)驗(yàn)分室不僅面向全校理工科專業(yè)學(xué)生開放，還面向文科專業(yè)學(xué)生開放，同時(shí)還面向社會(huì)開放，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室的影響力；自主研發(fā)并制備了振動(dòng)頻率測(cè)量?jī)x和智能開關(guān)控制器等儀器，教學(xué)效果好；自主開發(fā)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)查詢系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)教務(wù)管理系統(tǒng)和網(wǎng)上選課系統(tǒng)等軟件，既豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，又讓實(shí)驗(yàn)室的管理趨于規(guī)范化、高效化和科學(xué)化；示范輻射作用好，近三年來，本實(shí)驗(yàn)室在多次省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研討會(huì)上，介紹了實(shí)驗(yàn)室教學(xué)改革的成功經(jīng)驗(yàn)，收到了良好的示范效果。另外，本實(shí)驗(yàn)室還面向岳陽(yáng)地區(qū)中小學(xué)開放了部分實(shí)驗(yàn)資源，獲得了良好的社會(huì)效益。

培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新應(yīng)用型人才是地方性高等學(xué)校的責(zé)無旁貸的任務(wù)，物理實(shí)驗(yàn)室作為理工科學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要場(chǎng)所。湖南理工學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過3年的探索與實(shí)踐，省級(jí)范實(shí)驗(yàn)室建設(shè)卓有成效、特色鮮明，形成了分層次模塊化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和多樣化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，有一定示范性和輻射作用。

［1］ 湖南省教育廳.關(guān)于開展“十一五”湖南省普通高等學(xué)?；A(chǔ)課示范實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的通知（湘教通［2006］52號(hào)）［G］.2006.

［2］ 湖南理工學(xué)院：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室.湖南省普通高等學(xué)?；A(chǔ)課示范實(shí)驗(yàn)室建設(shè)單位“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室”自評(píng)報(bào)告［Z］.2009.

The Research and Practice in Construction of Provincial Demonstration Physics Laboratory of Local Colleges

MEI Xiao-an，CHEN Hua，SU Ka-lin，ZHOU Ju-lin，LI Bei，ZHOU Hua-lin

（Hunan Institute of Science and Technology，Hunan Yueyang 414006）

In this paper，the ideas and the goals in construction of demonstration laboratory were proposed，and the hierarchical modular teaching systems were described，and the variables experimental teaching methods were introduced，by the construction project of the demonstration physics laboratory of Hunan institute of science and technology as the basis，and the experimental teaching reform as the core.After 3 years of exploration and practice，the demonstration laboratory construction results were remarkable and significant，and the results were full of demonstration and radiation.

physics experiment；experimental teaching；demonstration laboratory；teaching system

G642.0

A

1007-2934（2011）06-0109-03

2011-09-15

湖南省普通高校教學(xué)改革研究項(xiàng)目（湘教通［2009］321號(hào)），湖南省普通高等學(xué)?；A(chǔ)課示范實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目（湘教通［2006］149號(hào)）