非物理類專業(yè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程整合與體系建設(shè)的研究

張鳳琴 王逍 林曉瓏

摘 要：針對(duì)吉林大學(xué)公共物理實(shí)驗(yàn)中心多校區(qū)、多專業(yè)的特點(diǎn)，研究大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程整合與體系建設(shè)、團(tuán)隊(duì)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺(tái)建設(shè)、多元化本科生公共物理創(chuàng)新實(shí)踐基地措施和方案。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；課程整合；體系建設(shè)

中圖分類號(hào)：O4-33文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-9214（2016）09-0078-02

吉林大學(xué)公共物理實(shí)驗(yàn)中心由南嶺校區(qū)（原吉林工業(yè)大學(xué)）、朝陽(yáng)校區(qū)（原長(zhǎng)春科技大學(xué)）、新民校區(qū)（原白求恩醫(yī)科大學(xué)）、南湖校區(qū)（原長(zhǎng)春郵電學(xué)院）、西校區(qū)（原中國(guó)人民解放軍獸醫(yī)大學(xué)）5個(gè)校區(qū)的物理實(shí)驗(yàn)室組成。目前，每年承擔(dān)全校85個(gè)專業(yè)，6000余名非物理類專業(yè)本科生的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。經(jīng)過多年的努力，在課程整合與體系建設(shè)、團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)方面，形成了一套適合多學(xué)科的課程體系，形成了自己的特色。

一、課程整合和課程體系建設(shè)思路

（一）工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置逐漸一體化

同為工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的南嶺校區(qū)、朝陽(yáng)校區(qū)、南湖校區(qū)由于前期建設(shè)基礎(chǔ)和后期投入資金力度不同，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)條件差別較大。朝陽(yáng)校區(qū)于2011年經(jīng)過基礎(chǔ)園區(qū)建設(shè)，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境還是教學(xué)條件都比較好，而南嶺校區(qū)和南湖校區(qū)實(shí)驗(yàn)室自從實(shí)驗(yàn)中心組建后一直未進(jìn)行實(shí)質(zhì)性建設(shè)，目前教學(xué)條件和教學(xué)環(huán)境都比較差。但南嶺校區(qū)和南湖校區(qū)在教務(wù)處和實(shí)驗(yàn)室管理處的大力支持下，獲得了2015教育部改善基礎(chǔ)辦學(xué)條件專項(xiàng)資金支持及基礎(chǔ)科學(xué)實(shí)驗(yàn)管維修改造，在2015年年末，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境及教學(xué)條件也會(huì)有很大程度改善。在課程體系建設(shè)時(shí)，充分考慮各個(gè)校區(qū)原有專業(yè)特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置向朝陽(yáng)校區(qū)靠攏，逐漸形成一體化趨勢(shì)。這樣也能夠使各個(gè)校區(qū)的實(shí)驗(yàn)資源共享，實(shí)行開放式教學(xué)，也能夠使整個(gè)中心各個(gè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)一體化發(fā)展。

（二）醫(yī)學(xué)類、農(nóng)學(xué)類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程整合和體系建設(shè)的思路

新民校區(qū)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室自公共物理實(shí)驗(yàn)中心成立時(shí)并入，一直按照醫(yī)科的軌道運(yùn)行，形成獨(dú)立的教學(xué)大綱和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材。西校區(qū)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)室于2014年9月并入公共物理實(shí)驗(yàn)中心，其基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)分為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)C（42學(xué)時(shí)）和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)E（30學(xué)時(shí)），特點(diǎn)是學(xué)時(shí)少。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)C面向的專業(yè)為食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量等專業(yè)和南嶺校區(qū)生物工程學(xué)院各專業(yè)相近，整合時(shí)考慮按照工科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的本科生培養(yǎng)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)E面向動(dòng)物醫(yī)學(xué)類等各個(gè)專業(yè)和新民校區(qū)醫(yī)學(xué)類各專業(yè)相近，整合時(shí)考慮按照醫(yī)用大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的本科生培養(yǎng)。

二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)

通過到其它高校調(diào)研、交流及參加一些相關(guān)網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)課程，探索大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程整合的方向和提升體系建設(shè)內(nèi)容。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程體系根據(jù)教育部高等學(xué)校物理學(xué)和天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì)制定的《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》和吉林大學(xué)2013版本科生培養(yǎng)方案的要求，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)中，試行四級(jí)層次的實(shí)驗(yàn)課程體系：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)：主要學(xué)習(xí)基本物理量的測(cè)量、基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用、基本實(shí)驗(yàn)技能及測(cè)量方法、數(shù)據(jù)處理的理論與方法等?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)慣及創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)具有一定的鋪墊作用，是綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。學(xué)生必修4個(gè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)（力學(xué)基本儀器與訓(xùn)練、電學(xué)基本儀器與訓(xùn)練、光學(xué)基本儀器與訓(xùn)練、電子基本儀器與訓(xùn)練）和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法（緒論），選修3個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。選做實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生根據(jù)自身專業(yè)的特點(diǎn)及個(gè)性發(fā)展需要進(jìn)行選做。此類實(shí)驗(yàn)占實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)的60%。

綜合性實(shí)驗(yàn)：在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)中涉及到兩個(gè)以上知識(shí)領(lǐng)域或綜合應(yīng)用多種方法和技術(shù)的實(shí)驗(yàn)，用以鞏固學(xué)生在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段的學(xué)習(xí)成果、開闊學(xué)生的眼界和思路、提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的綜合運(yùn)用能力。綜合性實(shí)驗(yàn)均為選修實(shí)驗(yàn)，占實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)的30%。實(shí)驗(yàn)室可以按照教學(xué)大綱及各個(gè)校區(qū)的學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)設(shè)置多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生可根據(jù)自己的專業(yè)方向或特長(zhǎng)愛好等，自由選擇4個(gè)實(shí)驗(yàn)題目。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)：學(xué)生按照給定的實(shí)驗(yàn)題目、要求和實(shí)驗(yàn)條件，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。選作2個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，占實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)的10%，如：傳感器綜合實(shí)驗(yàn)、太陽(yáng)能電池板室外特性研究等。學(xué)生可根據(jù)自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)、興趣等選擇設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)：此類實(shí)驗(yàn)與教師的科研課題相結(jié)合，與物理前沿知識(shí)相關(guān)聯(lián)，要求學(xué)生根據(jù)題目，查閱資料，自己獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)。期間，教師主要起指導(dǎo)作用，以達(dá)到鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考、提出問題、解決問題并有所創(chuàng)新的目的。學(xué)生可以獨(dú)立或者以團(tuán)隊(duì)的形式參加，可根據(jù)自己的能力完成部分或全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)成果要求學(xué)生以科研論文的形式提交。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)主要為“卓越工程師計(jì)劃”班、“李四光計(jì)劃”班、“卓越醫(yī)科計(jì)劃”班以及對(duì)物理有濃厚興趣、動(dòng)手能力強(qiáng)的少數(shù)學(xué)生開放，條件成熟并效果好后再逐漸擴(kuò)大范圍[1]。

通過這樣由低到高、從基礎(chǔ)到前沿、遞進(jìn)式分層次實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，為以后學(xué)生專業(yè)理論課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力方面奠定良好的基礎(chǔ)。

三、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)改革措施

課程整合及課程體系建設(shè)，歸根結(jié)底是人才的建設(shè)，只有有一個(gè)穩(wěn)定的、教學(xué)科研素質(zhì)較高的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，才是保證教學(xué)質(zhì)量的前提。構(gòu)建適應(yīng)二十一世紀(jì)人才培養(yǎng)模式的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)由教師（理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)共擔(dān)）、專職實(shí)驗(yàn)教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員共同組成，充分發(fā)揮不同人才的特點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短。

開放式教學(xué)政策。為了增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)之間的教學(xué)和學(xué)術(shù)間交流，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程對(duì)各個(gè)校區(qū)實(shí)行全開放政策。不同校區(qū)的實(shí)驗(yàn)教師可以交叉上課。通過這種教學(xué)交流可以吸取不同校區(qū)教學(xué)特點(diǎn)和一些優(yōu)秀教師的教學(xué)方法，從而提高自身的教學(xué)及科研水平，同時(shí)使各個(gè)校區(qū)教學(xué)過程規(guī)范化、一體化。

加強(qiáng)教學(xué)管理和運(yùn)行過程的監(jiān)管。推選有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教授主持各個(gè)門類的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)過程，成立由教授組成的實(shí)驗(yàn)課程督導(dǎo)小組，堅(jiān)持跨校區(qū)聽課，并及時(shí)進(jìn)行校區(qū)間的交流并及時(shí)溝通情況，反饋信息，改進(jìn)教學(xué)中存在的不足。

健全相應(yīng)的教學(xué)管理制度，規(guī)范任課教師的教學(xué)過程；組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，開展教學(xué)評(píng)優(yōu)活動(dòng)；組織團(tuán)隊(duì)成員定期聽名師的實(shí)驗(yàn)課；采用課堂學(xué)生問卷調(diào)查和網(wǎng)絡(luò)學(xué)生評(píng)價(jià)相結(jié)合的模式對(duì)教師的教學(xué)水平、教學(xué)態(tài)度等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并作為教師年終考核的重要依據(jù)。

定期組織團(tuán)隊(duì)內(nèi)部教學(xué)及科研交流會(huì)。開展教學(xué)難點(diǎn)研討和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流，進(jìn)行課題的研究進(jìn)展和學(xué)術(shù)成果探討。

堅(jiān)持走出去，引進(jìn)來(lái)政策。支持團(tuán)隊(duì)成員參加國(guó)內(nèi)外教學(xué)研討會(huì)，就學(xué)術(shù)、課程建設(shè)等方面廣泛進(jìn)行交流，汲取著名高校的先進(jìn)的教學(xué)理念、教改模式和課程管理經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)大教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師在國(guó)內(nèi)外的影響。同時(shí)，邀請(qǐng)知名教授來(lái)校介紹物理前沿技術(shù)，邀請(qǐng)教學(xué)名師來(lái)校傳授先進(jìn)的教學(xué)方法和教育理念。團(tuán)隊(duì)以內(nèi)、外交流合作為紐帶，促進(jìn)團(tuán)隊(duì)的發(fā)展，提升團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)各高校中的影響力[2]。

四、建設(shè)適應(yīng)層次化教學(xué)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與管理平臺(tái)措施

公共物理實(shí)驗(yàn)中心各個(gè)校區(qū)大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理仍然是獨(dú)立的，沒有統(tǒng)一的教學(xué)管理模式。

公共物理實(shí)驗(yàn)中心南嶺校區(qū)和朝陽(yáng)校區(qū)開發(fā)了“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理系統(tǒng)”、“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)查詢系統(tǒng)”和“大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)”、“大學(xué)物理演示學(xué)生上課簽到系統(tǒng)”等。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)平臺(tái)上，管理員設(shè)置本學(xué)期開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程的所有題目，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)儀器的數(shù)量及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地情況設(shè)置學(xué)生人數(shù)，以保證每人一組的分組要求。通過管理平臺(tái)學(xué)生不但可以和授課教師及管理員方便的溝通和交流，及時(shí)解決教學(xué)過程中遇到的難題，而且還給學(xué)生提供了資源量大、覆蓋面廣的課程資源庫(kù)，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容得到時(shí)間和空間的延伸。通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)查詢系統(tǒng)，學(xué)生可以隨時(shí)查詢上課時(shí)間、查詢實(shí)驗(yàn)成績(jī)及實(shí)驗(yàn)課預(yù)約情況等等。

在今后的課程建設(shè)當(dāng)中，將逐步完善“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺(tái)”，并把“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺(tái)”、“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)查詢系統(tǒng)”和“大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)”、“大學(xué)物理演示學(xué)生上課簽到系統(tǒng)”整合在一起。進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程整合、體系建設(shè)及教學(xué)管理，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程和管理更加規(guī)范化、科學(xué)化、一體化、信息化。

新的“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與管理平臺(tái)”將涵蓋：課程體系、網(wǎng)上選課、課程預(yù)習(xí)、成績(jī)管理、創(chuàng)新園地、學(xué)生評(píng)價(jià)、交流平臺(tái)、答疑解惑、演示實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)、諾貝爾獎(jiǎng)實(shí)驗(yàn)專區(qū)、現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)專欄、成果展示、高校鏈接等[3]。

五、建設(shè)多元化本科生公共物理創(chuàng)新實(shí)踐基地措施

公共物理實(shí)驗(yàn)中心根據(jù)目前國(guó)家對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求及吉林大學(xué)各專業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)需求，將建立大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)踐基地，基地建設(shè)包括硬件環(huán)境建設(shè)和軟件環(huán)境建設(shè)。在硬件環(huán)境建設(shè)中，中心各個(gè)校區(qū)將提供創(chuàng)新實(shí)踐基地專用教室，并為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)學(xué)生提供相關(guān)的圖書資料及實(shí)驗(yàn)儀器；在軟環(huán)境建設(shè)中，需要建立一些相關(guān)管理規(guī)定，保障創(chuàng)新實(shí)踐基地安全有序進(jìn)行，同時(shí)為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地提供實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)支持和一定的激勵(lì)措施。

（一）創(chuàng)新實(shí)踐基地運(yùn)行模式

鼓勵(lì)并推選優(yōu)秀的指導(dǎo)教師設(shè)立系列“創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課題”，在少部分學(xué)生中開展，待積累一定經(jīng)驗(yàn)后，再擴(kuò)大范圍，吸引更多的學(xué)生參與進(jìn)來(lái)。

學(xué)生可以自行安排時(shí)間到創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐并給予一定的指導(dǎo)，基地為學(xué)生提供充分發(fā)揮潛力和創(chuàng)造力的平臺(tái)。學(xué)生也可以直接來(lái)到創(chuàng)新實(shí)踐基地和指導(dǎo)教師聯(lián)系，提出自己的想法和設(shè)計(jì)方案，由教師對(duì)其可行性進(jìn)行評(píng)估，可行后由教師指導(dǎo)完成。

學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)所取得的成果，在基地展示，供學(xué)生參觀及后續(xù)學(xué)生借鑒，也可激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的熱情[4]。

（二）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)激勵(lì)措施

公共物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的各個(gè)校區(qū)將全力為創(chuàng)新實(shí)踐基地提供場(chǎng)地支持，配備必要的設(shè)備和工具，實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)耗材等。

為了鼓勵(lì)學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，可以給參與的學(xué)生一定激勵(lì)政策。比如對(duì)于那些完成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的學(xué)生可以給予一定的學(xué)分；創(chuàng)新實(shí)踐基地還可以面向全校學(xué)生開展創(chuàng)新競(jìng)賽，對(duì)富有創(chuàng)新性的項(xiàng)目給予立項(xiàng)支持。這些激勵(lì)措施將會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和合作精神；還可以將學(xué)生所取得的成果做成視頻，并把視頻放到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與管理平臺(tái)上，讓更多的學(xué)生點(diǎn)擊、觀看，帶動(dòng)更多的學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。教師與學(xué)生相互影響，相互促進(jìn)，推動(dòng)基地可持續(xù)發(fā)展[5]。

六、課程建設(shè)發(fā)展目標(biāo)

補(bǔ)充出版與現(xiàn)行教材配套的系列教材、教學(xué)軟件，形成立體化、反映時(shí)代特色的教材體系。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上增加綜合性、設(shè)計(jì)性、現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)、前沿技術(shù)的實(shí)驗(yàn)比重，研發(fā)更多內(nèi)容新、技術(shù)先進(jìn)的物理實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置，進(jìn)一步建設(shè)和完善教學(xué)與管理平臺(tái)，以適應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)的課程發(fā)展的需要。爭(zhēng)取盡早建成具有一流教師隊(duì)伍、一流特色教材、一流教學(xué)方法和一流教學(xué)管理水平的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)精品課程[6]。

（作者單位：吉林大學(xué)物理學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

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[5]羅樂.將物理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)基地的探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013（7）：210-212.

[6]林曉瓏.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)的研究與實(shí)踐[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2013（6）：124-126.