物理實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的研究與探索

周海濤, 李保春, 楊保東, 郜江瑞

(山西大學(xué) 物理電子工程學(xué)院， 太原 030006)

物理實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的研究與探索

周海濤, 李保春, 楊保東, 郜江瑞

(山西大學(xué) 物理電子工程學(xué)院， 太原 030006)

針對(duì)地方綜合性高校實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合學(xué)校物理學(xué)科發(fā)展的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，探索教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的改革創(chuàng)新。通過科研轉(zhuǎn)化與學(xué)科交叉，拓展創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目；開放實(shí)驗(yàn)、科研訓(xùn)練和學(xué)科競(jìng)賽互為補(bǔ)充；利用科研院所和工廠企業(yè)資源，建立學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，實(shí)現(xiàn)了多元化、分層次的實(shí)踐教學(xué)體系革新；進(jìn)一步優(yōu)化教師結(jié)構(gòu)，提升了實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍的科研能力和教學(xué)水平；使實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)更好地服務(wù)于創(chuàng)新型創(chuàng)造型人才的培養(yǎng)。

物理實(shí)踐教學(xué); 科研轉(zhuǎn)化; 學(xué)科交叉; 科研訓(xùn)練; 實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)

0 引 言

實(shí)踐教學(xué)是高等教育在貫徹落實(shí)黨的教育方針、實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。實(shí)踐教學(xué)工作的好壞，關(guān)系到整個(gè)高校教育教學(xué)工作和人才培養(yǎng)質(zhì)量的全局，特別是在實(shí)施復(fù)合型、創(chuàng)新型和創(chuàng)造型人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)是落實(shí)素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和獨(dú)立創(chuàng)造能力的最佳平臺(tái)。

高等學(xué)校實(shí)踐教學(xué)體系主要包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、社會(huì)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)[1]。物理實(shí)驗(yàn)作為理、工科專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門知識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)的基礎(chǔ)必修課程，它在本科教學(xué)中不但扮演著學(xué)習(xí)物理應(yīng)用、掌握實(shí)驗(yàn)基本方法、實(shí)驗(yàn)技能的角色，更承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維習(xí)慣和獨(dú)立自主創(chuàng)新精神的重要任務(wù)，其在高校教學(xué)體系中具有不可替代的作用。隨著國(guó)家科技興國(guó)戰(zhàn)略及經(jīng)濟(jì)全面轉(zhuǎn)型的實(shí)施，《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》 已對(duì)人才培養(yǎng)模式提出了明確要求[2]：既要培養(yǎng)研究型的拔尖人才，也要培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。局限于課堂教學(xué)的傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人才培養(yǎng)的需求。因此，通過物理實(shí)踐教學(xué)過程和教學(xué)模式的改革來(lái)實(shí)現(xiàn)綜合性，創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)，彰顯實(shí)踐教學(xué)在高等教育中的重要地位，已成為許多高校探索和改革的熱點(diǎn)[3-5]。

1 改革思路

物理學(xué)作為我校的特色優(yōu)勢(shì)專業(yè)，其目標(biāo)定位就是培養(yǎng)該專業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新人才，這就要求我們?cè)谌瞬排囵B(yǎng)、學(xué)科發(fā)展方面要不斷改革創(chuàng)新，緊跟時(shí)代步伐，并與國(guó)際先進(jìn)教學(xué)模式接軌。多年來(lái)，我們一直堅(jiān)持以人為本，探索適應(yīng)科技發(fā)展和社會(huì)需求的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及運(yùn)行機(jī)制等全方位的革新，取得了顯著成效，并起到輻射示范作用。早在本世紀(jì)初，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力為出發(fā)點(diǎn)，首先在物理學(xué)專業(yè)建立起了基本實(shí)驗(yàn)、綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)逐級(jí)提高的三級(jí)物理實(shí)驗(yàn)課程體系[6-7]，并將其推廣到理科類其他專業(yè)，受到國(guó)內(nèi)許多高校的關(guān)注和認(rèn)可。根據(jù)我校建設(shè)成為具有地方特色的綜合研究性大學(xué)的辦學(xué)理念和建設(shè)目標(biāo)，中心積極探索教學(xué)方法[8]，建立了四種教學(xué)模式連動(dòng)，全過程開展研究性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[9-10]。

近幾年，我們利用國(guó)家級(jí)物理實(shí)驗(yàn)示范中心聯(lián)席會(huì)議以及大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)和近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會(huì)等平臺(tái)，在與國(guó)內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)專家交流探討中了解到，如何能更好地提高學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立解決問題的能力，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家急需的創(chuàng)新型綜合型高素質(zhì)人才，是目前高校實(shí)踐教學(xué)亟待解決的問題。通過調(diào)研國(guó)內(nèi)外物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，我們發(fā)現(xiàn)：國(guó)內(nèi)高校在基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)、近代物理實(shí)驗(yàn)等經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容安排上與國(guó)際名校開設(shè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)目、內(nèi)容差別不大，但在綜合性和創(chuàng)新性強(qiáng)的物理實(shí)驗(yàn)上還有明顯的差距；實(shí)踐教學(xué)體系還不夠完善，相比工科專業(yè)，物理類專業(yè)最為突出的是實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)鍛煉欠缺，接觸專業(yè)外相關(guān)知識(shí)的機(jī)會(huì)較少，與當(dāng)前社會(huì)發(fā)展脫節(jié)。總結(jié)已畢業(yè)學(xué)生(攻讀研究生或參加工作)的反饋信息發(fā)現(xiàn)，物理類學(xué)生經(jīng)過本科四年系統(tǒng)的理論課程學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)后，專業(yè)知識(shí)理論功底扎實(shí)，動(dòng)手能力也明顯提高，但分析解決實(shí)際問題的能力還相對(duì)較弱，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，這要求實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和體系與時(shí)俱進(jìn)。為此，我們?cè)谖锢韺?shí)踐教學(xué)改革過程中，以培養(yǎng)分層次、多元化人才為目的，以中央提升中西部高校綜合實(shí)力為契機(jī)，在拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、改革實(shí)踐訓(xùn)練模式、優(yōu)化師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了研究和探索，推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，并取得了初步成效。

2 科研轉(zhuǎn)化與學(xué)科交叉并舉，拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練和能力培養(yǎng)的直接載體，如何在保持和繼承經(jīng)典實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上不斷推陳出新，增加反映最新科技前沿和貼近生產(chǎn)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，讓學(xué)生在接受專業(yè)理論知識(shí)和基本能力訓(xùn)練的同時(shí)，又能及時(shí)獲得更新的科技信息，以促進(jìn)綜合素質(zhì)的提升。為此，我們著重從科研轉(zhuǎn)化和學(xué)科交叉兩方面入手，進(jìn)一步豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

2.1 堅(jiān)持科學(xué)前沿持續(xù)轉(zhuǎn)化為本科實(shí)踐項(xiàng)目

我校光學(xué)學(xué)科作為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，具有量子光學(xué)與光量子器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和極端光學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心，在量子光學(xué)、光與原子相互作用、冷原子分子物理、量子物理等研究領(lǐng)域緊跟世界前沿?？蒲衅脚_(tái)建設(shè)通過多年幾代人的積累，已形成一套完善的實(shí)驗(yàn)體系，承擔(dān)著大量國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目，很難為本科生提供充足的實(shí)驗(yàn)時(shí)間。大部分學(xué)生在進(jìn)入研究生階段需要花費(fèi)一年甚至兩年時(shí)間去熟悉實(shí)驗(yàn)儀器操作，這是所有高校和科研機(jī)構(gòu)普遍存在的問題。為了讓本科生更好地了解科研知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，提高學(xué)生的科研興趣，從而成為基礎(chǔ)科學(xué)研究的潛在生源，我們充分利用學(xué)科優(yōu)勢(shì)資源建立了現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，將科研實(shí)驗(yàn)室中基本的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技術(shù)以及較成熟的科研成果逐步轉(zhuǎn)化為研究性實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目。項(xiàng)目大致分為兩類：① 通用技術(shù)類。在科學(xué)研究中普遍用到的儀器、光學(xué)器件的掌握及光路的調(diào)節(jié)，包括：半導(dǎo)體激光器調(diào)試、光電探測(cè)器的設(shè)計(jì)和調(diào)試、無(wú)源諧振腔的調(diào)節(jié)、光纖耦合技術(shù)、光隔離器的調(diào)節(jié)、平衡零拍探測(cè)技術(shù)等；② 專業(yè)實(shí)驗(yàn)類。從科研成果中轉(zhuǎn)化而來(lái)的項(xiàng)目，比如：原子的冷卻與俘獲、非經(jīng)典光場(chǎng)的量子噪聲測(cè)量、電磁誘導(dǎo)透明及吸收、四波混頻等前沿性實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目。通過現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)項(xiàng)目的訓(xùn)練，形成了科研、教學(xué)和大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練相互促進(jìn)的良性循環(huán)，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新技能和把握科學(xué)前沿的能力，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立自主、創(chuàng)新進(jìn)取的精神。

科研成果轉(zhuǎn)化為本科實(shí)踐并不是簡(jiǎn)單的將科研的內(nèi)容直接復(fù)制到實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂，而是根據(jù)本科生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和技術(shù)基礎(chǔ)，把一個(gè)復(fù)雜的、完成周期較長(zhǎng)的科研項(xiàng)目通過消化吸收，演變?yōu)閹讉€(gè)相對(duì)獨(dú)立的或分層次階段性的、可操作性強(qiáng)的、短期內(nèi)能實(shí)現(xiàn)的子課題為學(xué)生開設(shè)。在實(shí)施過程中，給予學(xué)生充分的思考討論和動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，比如激光器調(diào)節(jié)、光路搭建、信號(hào)探測(cè)及數(shù)據(jù)處理和分析等，讓學(xué)生為主體全程參與，使學(xué)生從思想上由被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)換到主動(dòng)探索，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生追求學(xué)術(shù)創(chuàng)新和嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的作風(fēng)，又能使學(xué)生切身體會(huì)到科學(xué)研究的艱辛和樂趣。

2.2 開發(fā)基于學(xué)科交叉的綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂，是一個(gè)國(guó)家昌盛不衰的動(dòng)力源泉。隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)和信息化時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，極大地加速了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和各學(xué)科之間的相互交叉和滲透，新的綜合化趨勢(shì)已成為科學(xué)發(fā)展的主流，科技創(chuàng)新已日益新常態(tài)，實(shí)踐教學(xué)作為培養(yǎng)和鍛煉大學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)精神的重要陣地之一，必須不斷改革創(chuàng)新，才能適應(yīng)社會(huì)對(duì)高校畢業(yè)生越來(lái)越高的要求[11-12]。實(shí)驗(yàn)中心本著“發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，綜合交叉，突出創(chuàng)新，加強(qiáng)應(yīng)用”的辦學(xué)理念，在深入研究將科研成果持續(xù)轉(zhuǎn)化為本科實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，主動(dòng)適應(yīng)山西經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展的戰(zhàn)略需求，以培養(yǎng)多元化高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，堅(jiān)持學(xué)科交叉與綜合應(yīng)用相結(jié)合，建設(shè)了生物物理測(cè)量、新型材料生長(zhǎng)測(cè)試和虛擬仿真技術(shù)三個(gè)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，進(jìn)一步豐富和擴(kuò)展了物理實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容。

(1) 生物物理測(cè)量教學(xué)平臺(tái)建設(shè)。我們開展了細(xì)胞生物電測(cè)量與物理因子的生物效應(yīng)、神經(jīng)信息處理與腦—機(jī)交互技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)傳感與檢測(cè)技術(shù)等相關(guān)方面的實(shí)踐項(xiàng)目。在教師指導(dǎo)下，以學(xué)生為主體，開發(fā)了物理因子對(duì)細(xì)胞膜離子通道特性影響、腦—機(jī)交互技術(shù)中腦電信號(hào)采集與特征識(shí)別、經(jīng)穴電刺激誘發(fā)腦電特征研究等一系列的探索訓(xùn)練科目。在實(shí)踐過程中，將創(chuàng)新理念和具體實(shí)施內(nèi)容充分融合，將光、電、磁、超聲、微波等物理因素與生物組織、細(xì)胞、分子相互作用的機(jī)制結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建了物理學(xué)和生物學(xué)交叉知識(shí)體系。

(2) 虛擬仿真技術(shù)平臺(tái)建設(shè)。計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)應(yīng)用是這個(gè)時(shí)代的一個(gè)重要標(biāo)志，為了提高物理系學(xué)生應(yīng)用編程解決實(shí)際問題的水平，我們通過“軟、硬”結(jié)合，建立了虛擬仿真技術(shù)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，開設(shè)了包括基于數(shù)字CCD的機(jī)器視覺控制及圖像處理、基于LabVIEW語(yǔ)言的動(dòng)態(tài)信號(hào)采集及分析控制、3維激光掃描及3D打印技術(shù)和多屏互動(dòng)系統(tǒng)的開發(fā)等實(shí)踐項(xiàng)目，既豐富了物理實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容，同時(shí)又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(3) 新型材料生長(zhǎng)測(cè)試平臺(tái)建設(shè)。在省教育廳、地方企業(yè)及學(xué)校的聯(lián)合支持下，我們成立了半導(dǎo)體量子材料實(shí)驗(yàn)室，建立了基于MOVCD的ⅢⅤ族半導(dǎo)體量子點(diǎn)生長(zhǎng)系統(tǒng)及量子點(diǎn)光譜光學(xué)特性測(cè)試系統(tǒng)，一批高精尖的儀器投入教學(xué)科研中。學(xué)生在該實(shí)驗(yàn)室通過全程參與量子點(diǎn)從生長(zhǎng)到后續(xù)的光學(xué)特性分析的整個(gè)過程，不僅可以學(xué)習(xí)半導(dǎo)體材料的生長(zhǎng)工藝和氫氣、硅烷等多種氣體混合使用的精確控制，還可以學(xué)習(xí)利用激光對(duì)材料光譜及量子特性的測(cè)量等包括光學(xué)、電子、材料、化學(xué)等方面的內(nèi)容，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和操作精密復(fù)雜儀器的能力。

3 分層次、多元化完善實(shí)踐訓(xùn)練模式

3.1 開放實(shí)驗(yàn)、科研訓(xùn)練與學(xué)科競(jìng)賽相結(jié)合，多渠道豐富課外實(shí)踐活動(dòng)

開放實(shí)驗(yàn)作為課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效補(bǔ)充,不但可以提高實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備等教學(xué)資源的利用率，而且由于內(nèi)容、時(shí)間、空間上的靈活性，學(xué)生可以自主開展實(shí)踐訓(xùn)練，越來(lái)越受到學(xué)生的歡迎[13]。為了滿足不同專業(yè)、不同層次的學(xué)生對(duì)開放實(shí)驗(yàn)需求，將實(shí)驗(yàn)中心的所有實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)籌規(guī)劃，合理安排，具體實(shí)施辦法如下。

(1) 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室開放。學(xué)期初，通過教務(wù)處向全校公布基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)室的上課時(shí)間和開放時(shí)間，并列出各實(shí)驗(yàn)室的可開放設(shè)備及常規(guī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等信息，學(xué)生根據(jù)自身?xiàng)l件及興趣遞交開放實(shí)驗(yàn)申請(qǐng)表，提前預(yù)約。實(shí)驗(yàn)室有專職教師負(fù)責(zé)，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案，使用儀器設(shè)備及耗材、預(yù)計(jì)完成時(shí)間等內(nèi)容進(jìn)行審核。審核通過后，學(xué)生就可以在開放時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練。此類開放主要針對(duì)非物理類理工科專業(yè)的學(xué)生和物理類專業(yè)低年級(jí)的學(xué)生，涉及內(nèi)容大致分兩類：① 在課堂教學(xué)中沒有完全掌握的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或儀器操作；② 對(duì)物理感興趣的學(xué)生自行設(shè)計(jì)的小課題研究。此類開放周期短，頻次高，一般1或2周為一個(gè)周期，學(xué)生自主性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)室僅負(fù)責(zé)提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)材料。此類開放主要是鞏固學(xué)生的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和基本操作技能。

(2) 綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開放。每學(xué)期初，通過校園網(wǎng)發(fā)布大約20個(gè)教學(xué)安排外的綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，豐富學(xué)生的課外實(shí)踐內(nèi)容。開放內(nèi)容涵蓋力、熱、電、光、近代物理、虛擬仿真、激光技術(shù)等，主要面向物理、光電和電子專業(yè)學(xué)生開放，每個(gè)項(xiàng)目均設(shè)定基本的實(shí)驗(yàn)任務(wù)或目標(biāo)，并提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器及資料供，學(xué)生自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。一般執(zhí)行周期為5或6周為宜，實(shí)驗(yàn)完成后需提交一篇論文或?qū)嵺`報(bào)告。通過這種相對(duì)寬松自由的學(xué)習(xí)環(huán)境，不僅大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性、主動(dòng)性和積極性，更利于充分發(fā)揮學(xué)生自身的優(yōu)點(diǎn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思維和動(dòng)手能力，有效地促進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)高效率的開展。

(3) 學(xué)科競(jìng)賽和科研訓(xùn)練推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)水平提升。學(xué)科競(jìng)賽和科研項(xiàng)目訓(xùn)練是開放實(shí)驗(yàn)的升級(jí)版，是凝練體現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)成果的兩種不同表現(xiàn)形式。學(xué)科競(jìng)賽針對(duì)同一個(gè)課題，有多個(gè)小組同時(shí)開展研究，通過查閱文獻(xiàn)、團(tuán)隊(duì)討論、結(jié)果答辯等形式挑選優(yōu)秀學(xué)生，進(jìn)一步的培訓(xùn)和鍛煉，代表學(xué)校參加省級(jí)和國(guó)家級(jí)的比賽，如“中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽”“大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽”和全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽等。學(xué)科競(jìng)賽的開展，不但拓寬了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的引入強(qiáng)化了學(xué)生的危機(jī)意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，使他們?cè)谥R(shí)學(xué)習(xí)、解決問題上更加積極主動(dòng)。學(xué)科競(jìng)賽的執(zhí)行周期一般為一個(gè)學(xué)期。

在科研成果轉(zhuǎn)化本科實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和綜合應(yīng)用項(xiàng)目開發(fā)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)過程中，面向二、三年級(jí)學(xué)生，2或3人一組，通過申報(bào)校、院兩級(jí)科研訓(xùn)練項(xiàng)目的形式開展實(shí)踐活動(dòng)。實(shí)行“導(dǎo)師制”，在項(xiàng)目立項(xiàng)、執(zhí)行、論文撰寫、總結(jié)答辯等各個(gè)環(huán)節(jié)都有導(dǎo)師跟蹤指導(dǎo)，嚴(yán)格把關(guān)。支持優(yōu)秀項(xiàng)目申報(bào)省級(jí)及國(guó)家級(jí)的創(chuàng)新科研訓(xùn)練項(xiàng)目。一個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目就是一個(gè)研究課題，具有一定的創(chuàng)新性，由于涉及內(nèi)容專業(yè)性強(qiáng)、綜合應(yīng)用程度高、研究時(shí)間和結(jié)果不確定性等特點(diǎn)，一般執(zhí)行周期為一個(gè)學(xué)年。

通過上述兩種形式的鍛煉和培養(yǎng)，就是要使學(xué)生擺脫應(yīng)試教育的固有模式，體現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)與探索實(shí)踐相結(jié)合，物理學(xué)與生產(chǎn)生活相結(jié)合，學(xué)術(shù)能力與人際交往能力相結(jié)合，個(gè)人與團(tuán)隊(duì)合作相結(jié)合，個(gè)人興趣與社會(huì)責(zé)任相結(jié)合的實(shí)踐理念。在具體實(shí)踐過程中，學(xué)校和學(xué)院均有經(jīng)費(fèi)保證和獎(jiǎng)勵(lì)政策。

3.2 利用科研院所和工廠企業(yè)資源，加強(qiáng)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)

在近幾年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中我們發(fā)現(xiàn)，通過開放實(shí)驗(yàn)和科研訓(xùn)練的熏陶，學(xué)生動(dòng)手能力明顯提高，思維更加活躍，在新教學(xué)儀器開發(fā)、科研成果向?qū)嶒?yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)化等方面表現(xiàn)出了驚人的潛力，部分學(xué)生直接參與研究所的科研項(xiàng)目。隨著實(shí)踐教學(xué)改革的深入與推廣，需要學(xué)生獲得更系統(tǒng)的、規(guī)范的訓(xùn)練，了解更貼近科研生產(chǎn)一線的實(shí)際需求。因此，我們要充分利用本學(xué)科的優(yōu)勢(shì)資源，借助量子光學(xué)與光量子器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，與其他科研院所、機(jī)加工車間、儀器公司等展開廣泛合作，建立了長(zhǎng)效合作機(jī)制，為學(xué)生提供更多的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)機(jī)會(huì)。具體形式為：針對(duì)二、三年級(jí)學(xué)生，每學(xué)年初或期末組織學(xué)生到校外的科研院所、工廠企業(yè)進(jìn)行訪問交流和實(shí)習(xí)鍛煉，開拓學(xué)生的眼界和知識(shí)面，切身感受當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，為學(xué)生下一步的學(xué)習(xí)計(jì)劃及開展科研訓(xùn)練提供參考；在本科生畢業(yè)論文開題前，積極鼓勵(lì)他們到校內(nèi)外的科研院所或生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)鍛煉，并為其提供相應(yīng)的教師指導(dǎo)和基本條件，形成了實(shí)驗(yàn)中心和科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，為學(xué)生提供更為廣泛的研究?jī)?nèi)容，將物理專業(yè)知識(shí)與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)及科技發(fā)展緊密聯(lián)系起來(lái)。

4 新老教師相結(jié)合，優(yōu)化師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)

師資隊(duì)伍建設(shè)是實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)改革的重點(diǎn)之一，在教學(xué)理念清晰、思路正確、體系完善的前提下，最終還要靠一支結(jié)構(gòu)科學(xué)的師資隊(duì)伍去落實(shí)。

傳統(tǒng)的課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)以教師講為主，但是針對(duì)綜合設(shè)計(jì)性的開放實(shí)驗(yàn)以及科研成果中轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目和綜合應(yīng)用型的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，則是以教師引導(dǎo)為輔、學(xué)生實(shí)踐為主，突顯的是教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中高水平的學(xué)術(shù)和技術(shù)指導(dǎo)。這不僅需要熟悉實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)律的有經(jīng)驗(yàn)的教師在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、開放實(shí)驗(yàn)中開展教學(xué)；也需要正工作在科學(xué)研究前沿，并能將科研方法、科研成果融入本科生實(shí)踐項(xiàng)目的中青年科研骨干。

近年來(lái)，實(shí)驗(yàn)中心先后有十多名年輕教師獲得博士學(xué)位，并有多名教師出國(guó)深造，他們的專業(yè)背景具有多樣性，包括光學(xué)、激光技術(shù)、凝聚態(tài)物理、材料物理等，這使得中心在科研能力整體提升的基礎(chǔ)上，實(shí)踐教學(xué)的層次也明顯提高。多數(shù)年輕博士在承擔(dān)國(guó)家科學(xué)研究項(xiàng)目的同時(shí)還兼任著本科生科研項(xiàng)目訓(xùn)練的導(dǎo)師，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)建設(shè)過程中，將研究性理念貫穿始終，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、研究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的探索意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。教師隊(duì)伍已基本形成一支中青交叉,教學(xué)與科研相融合的穩(wěn)定團(tuán)隊(duì),為開展創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)提供了軟保障。

5 結(jié) 語(yǔ)

實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)是當(dāng)前高等學(xué)校培養(yǎng)國(guó)家急需各類人才的重要支撐，是培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)現(xiàn)大眾創(chuàng)新、萬(wàn)眾創(chuàng)業(yè)的最豐沃土壤和堅(jiān)實(shí)的堡壘。我們根據(jù)物理學(xué)本身的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)典內(nèi)容與科技前沿緊密結(jié)合，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與開放實(shí)驗(yàn)、科研訓(xùn)練及實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，突出時(shí)代性和社會(huì)應(yīng)用性；注重學(xué)科相互交叉滲透，不斷完善物理實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及體系改革，全面培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐精神和社會(huì)責(zé)任感；充分發(fā)揮我校優(yōu)勢(shì)學(xué)科的學(xué)術(shù)資源，加強(qiáng)科研成果向?qū)嶒?yàn)教學(xué)項(xiàng)目的持續(xù)轉(zhuǎn)化，建立了符合物理類專業(yè)學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的培訓(xùn)基地，進(jìn)一步豐富物理實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵；實(shí)現(xiàn)新老教師有機(jī)結(jié)合，引入導(dǎo)師負(fù)責(zé)制，促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)水平的提高。實(shí)踐教學(xué)中培養(yǎng)人才質(zhì)量的提高也將為科學(xué)研究和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展輸送優(yōu)秀人才。

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·名人名言·

把簡(jiǎn)單的事情考慮得很復(fù)雜，可以發(fā)現(xiàn)新領(lǐng)域；把復(fù)雜的現(xiàn)象看得很簡(jiǎn)單，可以發(fā)現(xiàn)新定律。

——牛頓

Research and Exploration on Practice Teaching Platform Construction in Physics

ZHOUHai-tao,LIBao-chun,YANGBao-dong,GAOJiang-rui

(College of Physics and Electronic Engineering, Shanxi University， Taiyuan 030006, China)

It is described that the teaching center of experimental physics in Shanxi University constructs physical practice-teaching platform for recent years. Combined with the advantage of our physics subject in a local comprehensive university, we discuss the reform and innovation of physical practice-teaching platform. First, the teaching and the practical items have been extended by the transformation of scientific achievement and the interdisciplinary integration; Second, the opening experiments, student research trainings and academic competitions are complemented each other; Third, many practical training bases have been built in some research institutes and enterprises, they also innovate the practice-teaching system in multiple wide ways and many layers. In order to enhance the standard of teaching and scientific research, we have optimized the structure of teaching staff. These are the better service for the practice teaching platform to cultivate innovative and creative talent.

physics practice-teaching; transformation of scientific achievement; interdisciplinary integration; research training; training and practice

2016-01-28

山西省教育廳支助項(xiàng)目(J2013007)

周海濤(1980- )，男，山西平定人，博士，副教授，主要研究方向?yàn)楣鈱W(xué)、原子物理。

Tel.：13994216518; E-mail：zht007@sxu.edu.cn

G 642.0; G 648.1

A

1006-7167(2017)01-0185-04