以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)與實(shí)踐

孫維民 國(guó)安幫 趙 褰 趙麗軍 廉 舒 徐菁華 田 鳴 李 軍

（沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)理學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110870）

實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)工作已經(jīng)實(shí)施多年了，各校都取得了許多經(jīng)驗(yàn)和成果［1－4］，對(duì)推動(dòng)各校實(shí)驗(yàn)室軟、硬件建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革起到了巨大的作用［5－9］.

物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后受到系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，是對(duì)理、工科類各專業(yè)學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手能力、綜合素質(zhì)訓(xùn)練的重要課程之一，在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、綜合能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力方面，有著其他課程無(wú)法替代的作用［10－12］.

1 建設(shè)目標(biāo)

學(xué)校高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)工作，明確要求“實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心要堅(jiān)持創(chuàng)新教育實(shí)踐，采取一切措施，為學(xué)生提供更多的機(jī)會(huì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)中心學(xué)習(xí)，切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力，綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)”.

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)要堅(jiān)持以學(xué)生為中心，緊緊圍繞以學(xué)生基本實(shí)踐能力訓(xùn)練為基礎(chǔ)，以綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為突破口，以教育思想和教育觀念的創(chuàng)新為先導(dǎo)，充分利用和挖掘?qū)嶒?yàn)中心的教學(xué)條件，借助現(xiàn)代化的教學(xué)手段，積極探索和構(gòu)建符合高素質(zhì)人才成長(zhǎng)要求的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)模式.

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)主要包括實(shí)驗(yàn)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、先進(jìn)的管理模式建設(shè)、優(yōu)秀的師資隊(duì)伍建設(shè)、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)模式改革及創(chuàng)新等.其中最關(guān)鍵的是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)模式的改革及創(chuàng)新.

2 建設(shè)內(nèi)容

2.1 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

學(xué)校一直保持對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的重點(diǎn)建設(shè)和投入，近5年來(lái)，實(shí)驗(yàn)中心面積由3 000m2增加到5 000m2，累計(jì)投入近500萬(wàn)元用于購(gòu)置實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè).建立了以學(xué)生為中心的大學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器維修實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室.

2.2 管理模式建設(shè)

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心實(shí)行校院兩級(jí)管理，實(shí)驗(yàn)中心實(shí)行主任負(fù)責(zé)制，主任負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)中心的全面工作.

實(shí)驗(yàn)中心不同功能實(shí)驗(yàn)室的管理模式不同，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)室、綜合性實(shí)驗(yàn)室、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)室由相關(guān)實(shí)驗(yàn)室管理員和任課教師負(fù)責(zé).大學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器維修實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室以學(xué)生管理為主，實(shí)驗(yàn)室管理員和指導(dǎo)教師為輔，具體分工為：學(xué)生負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生和實(shí)驗(yàn)儀器、工具的整理和維護(hù)，實(shí)驗(yàn)室管理員和指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)材料、儀器配件采購(gòu)和實(shí)驗(yàn)室安全.

2.3 師資隊(duì)伍建設(shè)

以教學(xué)骨干為核心，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè).師資隊(duì)伍建設(shè)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)中至關(guān)重要的一環(huán)，是示范中心建設(shè)的保證，沒(méi)有一支高水平的師資隊(duì)伍，示范中心建設(shè)就是空談.

針對(duì)部分高水平教師對(duì)上物理實(shí)驗(yàn)課和指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)不感興趣的現(xiàn)實(shí)，學(xué)校制定了相關(guān)傾斜政策.如在晉升職稱和崗位聘任中給予上物理實(shí)驗(yàn)課和指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)突出的教師優(yōu)先考慮，在分配制度改革條例中，在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)工作量計(jì)算上，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)工作量的系數(shù)比理論課教學(xué)工作量的系數(shù)高，在實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法研究、設(shè)計(jì)的新實(shí)驗(yàn)、研制的實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)技術(shù)開發(fā)以及編寫實(shí)驗(yàn)教材等方面在教改立項(xiàng)中給予優(yōu)先立項(xiàng)資助.

目前實(shí)驗(yàn)中心已吸引了一批具有高職稱、高學(xué)歷的老、中、青教師加入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍中來(lái)，專職教師的比例由5年前的20%提高到60%.中心現(xiàn)有省級(jí)和校級(jí)教學(xué)名師各1名，省級(jí)和校級(jí)學(xué)科帶頭人各1名，教授7名，副教授5名，具有博士學(xué)位的教師11名，其余全部具有碩士學(xué)位，實(shí)驗(yàn)中心已經(jīng)建立起了一支高水平、高素質(zhì)、穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍.

2.4 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心對(duì)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行改革，構(gòu)建了開放型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，開放型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)由兩部分組成，一個(gè)是基本實(shí)驗(yàn)方法和基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練平臺(tái)，另一個(gè)是創(chuàng)新與探索實(shí)驗(yàn)平臺(tái).基本方法和基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)室、綜合性實(shí)驗(yàn)室、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器維修實(shí)驗(yàn)室組成.創(chuàng)新與探索實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由研究性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室和學(xué)校部分研究所、研究室組成.

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)題目注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，基本實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析能力.

綜合性實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)題目強(qiáng)調(diào)經(jīng)典與現(xiàn)代相結(jié)合，突出物理思想，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)題目強(qiáng)調(diào)靈活與多樣，注重培養(yǎng)學(xué)生活學(xué)活用的能力.

大學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器維修實(shí)驗(yàn)室擁有基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)室、綜合性實(shí)驗(yàn)室、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)室中所有實(shí)驗(yàn)題目使用的實(shí)驗(yàn)儀器及各種檢測(cè)儀器和維修工具.大學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器維修實(shí)驗(yàn)室在基本實(shí)驗(yàn)方法和基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練平臺(tái)中起著非常重要的作用，由于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)儀器每學(xué)年使用時(shí)間都超過(guò)600小時(shí)，所以學(xué)生在做基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)儀器出現(xiàn)各種故障的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，經(jīng)常會(huì)遇到上一節(jié)課時(shí)，實(shí)驗(yàn)儀器工作一切正常，而到下一節(jié)課時(shí)，實(shí)驗(yàn)儀器就出現(xiàn)了故障，無(wú)法正常實(shí)驗(yàn).如經(jīng)常會(huì)遇到線路連接完畢后，經(jīng)檢查線路連接完全正確，可是接通電源后實(shí)驗(yàn)儀器無(wú)法進(jìn)行測(cè)量.比如在“利用霍爾效應(yīng)測(cè)磁場(chǎng)”實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常會(huì)遇到，線路連接完畢后，經(jīng)檢查線路連接完全正確，可就是無(wú)法測(cè)量，仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)，有時(shí)出現(xiàn)無(wú)工作電流或無(wú)勵(lì)磁電流，也可能無(wú)霍爾電壓.遇到這種情況時(shí)，學(xué)生往往不知道從何處下手去分析故障原因，更不知道如何解決，只是報(bào)告給老師說(shuō)儀器有問(wèn)題，請(qǐng)老師幫助解決.其實(shí)這除了反映出學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力太差外，更反映出學(xué)生的動(dòng)手能力亟待提高.大學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器維修實(shí)驗(yàn)室的建立對(duì)于提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，尤其是在提高學(xué)生的動(dòng)手能力方面是其他實(shí)驗(yàn)室無(wú)法比擬的.

研究性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)題目強(qiáng)調(diào)研究性、獨(dú)創(chuàng)性和先進(jìn)性，研究性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的目的性，主要是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立研究能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力.

2.5 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式建設(shè)

開放型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的運(yùn)行模式為全開放式，它是一種個(gè)性化的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式，能滿足學(xué)生求知、探索和創(chuàng)新的欲望，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì).

基本實(shí)驗(yàn)方法和基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)題目，學(xué)生可根據(jù)自己的學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)，選擇不同的題目、實(shí)驗(yàn)時(shí)間和指導(dǎo)老師，實(shí)行網(wǎng)上預(yù)約.教學(xué)方法由過(guò)去的“講實(shí)驗(yàn)”，改成通過(guò)提出問(wèn)題、啟發(fā)、引導(dǎo)、討論等教學(xué)方式，完全由學(xué)生自行操作、自行解決問(wèn)題、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn).在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如實(shí)驗(yàn)儀器出現(xiàn)各種故障，首先由學(xué)生自己分析原因，簡(jiǎn)單維修要求學(xué)生在課堂上自己完成，如在課堂上無(wú)法完成維修，則要求學(xué)生到大學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器維修實(shí)驗(yàn)室，在專職維修老師的指導(dǎo)下完成.

創(chuàng)新與探索實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)題目每學(xué)年都進(jìn)行更新，目前實(shí)驗(yàn)題目來(lái)源分為如下幾類：一類題目是結(jié)合有關(guān)研究所、研究室的在研國(guó)家級(jí)、省部級(jí)、市級(jí)和企業(yè)委托的科研項(xiàng)目，由各個(gè)課題組的教師把項(xiàng)目分解后，篩選出適合于學(xué)生參加的子課題，由相關(guān)教師擔(dān)任指導(dǎo)教師，供學(xué)生選擇.第二類題目是結(jié)合學(xué)校教改課題，主要是相關(guān)教師申請(qǐng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器研制、改進(jìn)等教學(xué)儀器制作和開發(fā)方面的題目，由相關(guān)教師擔(dān)任指導(dǎo)教師，供學(xué)生選擇.第三類題目是結(jié)合學(xué)校開展的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，由學(xué)生根據(jù)自己的興趣、愛(ài)好、特長(zhǎng)自主選題，并根據(jù)選擇的研究題目，自己聯(lián)系指導(dǎo)教師，與指導(dǎo)教師最終確定題目.

創(chuàng)新與探索實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)題目教學(xué)模式如下：對(duì)于第一類和第二類實(shí)驗(yàn)題目，實(shí)驗(yàn)中心在其網(wǎng)站上公布研究性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)題目→導(dǎo)師作相關(guān)研究題目的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀報(bào)告，并給出相關(guān)研究題目的具體要求→學(xué)生選擇研究題目（每個(gè)題目限定不多于3人）→學(xué)生首先查找資料、提出自己的研究方案和研究路線，經(jīng)與指導(dǎo)教師討論交流后，開始實(shí)施→指導(dǎo)教師不定期地對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度進(jìn)行檢查和指導(dǎo)→全部實(shí)驗(yàn)都由學(xué)生自己獨(dú)立完成.對(duì)于第三類實(shí)驗(yàn)題目，如果學(xué)生的選題與指導(dǎo)教師討論后最終確定，全部實(shí)驗(yàn)都由學(xué)生自己獨(dú)立完成.創(chuàng)新與探索實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)題目完成期限為一年至一年半.實(shí)驗(yàn)題目完成后，學(xué)生經(jīng)過(guò)答辯后提交一份完整的研究報(bào)告.完成實(shí)驗(yàn)課題的同學(xué)將獲得素質(zhì)教育學(xué)分.創(chuàng)新與探索實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)題目在注重實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)強(qiáng)化實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和個(gè)性培養(yǎng)，兼顧研究成果.

3 結(jié)語(yǔ)

開放型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建和實(shí)施，在人力、物力和財(cái)力等方面得到了學(xué)校的大力支持.在運(yùn)作過(guò)程中緊緊圍繞著人才培養(yǎng)這一根本任務(wù)，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的教育思想觀念，改革了人才培養(yǎng)模式，實(shí)施了全面的素質(zhì)教育.以創(chuàng)新與探索實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)題目為牽動(dòng)，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿于人才培養(yǎng)全過(guò)程，不斷增強(qiáng)學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問(wèn)題的實(shí)踐能力.

通過(guò)構(gòu)建的分層次、模塊化教學(xué)體系和搭建的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，使學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)得到了明顯的提高.

基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練平臺(tái)，實(shí)實(shí)在在地提高了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，尤其是大學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器維修實(shí)驗(yàn)室使學(xué)生的動(dòng)手能力有了很大的提高，兩年來(lái)學(xué)生參加維修各類實(shí)驗(yàn)儀器100多臺(tái)套.

創(chuàng)新與探索實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，給學(xué)生的是一個(gè)獨(dú)立思考并與實(shí)際科研接近的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生能了解最新的學(xué)科發(fā)展方向，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生求新、創(chuàng)新的欲望，促進(jìn)學(xué)生對(duì)綜合知識(shí)的運(yùn)用，提高學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科、跨領(lǐng)域研究性學(xué)習(xí)的能力.到目前為止學(xué)生與指導(dǎo)教師共同開發(fā)了120多個(gè)實(shí)驗(yàn)題目，研制了有自己特色的教學(xué)儀器多臺(tái).切實(shí)實(shí)現(xiàn)了加強(qiáng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

開放型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的實(shí)施得到了廣大師生的積極響應(yīng)，受到了學(xué)生和后續(xù)課程老師的廣泛好評(píng).

［1］董愛(ài)國(guó)，周惟公，張自力，等.開放式創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)物理教學(xué)中心的建設(shè)與發(fā)展.物理與工程［J］，2012，22（11）：21－24.

［2］滕利榮，孟慶繁，程瑛琨.探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的可持續(xù)發(fā)展對(duì)策［J］.中國(guó)高等教育，2009（13）：56－57.

［3］俞遠(yuǎn)志，張立慶，付曉航.開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)踐與思考［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（3）：153－155.

［4］李志義，姜文風(fēng)，朱泓.樹立實(shí)踐教育理念培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才［J］.中國(guó)高等教育，2011（21）：20－22.

［5］柴鈺.大學(xué)生自主管理的開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理模式［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（3）：82－85.

［6］秦鋼年，黃大明，盧福寧，等.構(gòu)建適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（3）：101－104.

［7］李潮銳.物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展策略［J］.物理實(shí)驗(yàn)，2009，29（1）：17－20.

［8］張?jiān)雒鳎瑢O臘珍，霍劍青，等.創(chuàng)新研究型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)踐［J］.物理實(shí)驗(yàn)，2009，29（7）：14－17.

［9］顧秉林，王大中，汪勁松.創(chuàng)新性實(shí)踐教育——基于高水平學(xué)科建設(shè)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)之路［J］.清華大學(xué)教育研究，2010，31（2）：1－5.

［10］胡成華，史玲娜.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新模式的探索與實(shí)踐［J］.物理與工程，2012，22（1）：44－46.

［11］李玉東，劉景艷，閻有運(yùn).依托實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心培養(yǎng)工程實(shí)踐能力的探索和實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（3）：105－108.

［12］韓響鈴，金一栗，彭穎，等.構(gòu)建開放共享平臺(tái)培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才［J］.中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2012（5）：11－13.