物理實驗課程體系改革與實踐

　　摘要：設計合理而獨特的、與科技發(fā)展相適應的物理實驗體系，是目前物理實驗教學研究的重點和難點。本文結合物理專業(yè)課的特點，向現(xiàn)代就業(yè)趨勢靠攏，設計多方位的物理實驗體系。

　　關鍵詞：物理實驗,實驗教學改革,分層教學

　　一、實驗教學體系與內(nèi)容改革

　　1、實驗教學體系建設

　　北華大學物理學院物理實驗中心依托網(wǎng)絡、信息技術，加強實驗室建設和實驗教學改革，進一步完善具有特色的實驗教學體系。我院實驗室由普通物理實驗室、近代物理實驗室、電子技術實驗室、物理教學法實驗室和材料實驗室組成,實驗室設主任1人,有在編教師18人，其中碩士生導師2人,教授5人。普物實驗由力熱、電、光三類，為了提高學生的創(chuàng)新能力，在原來近代物理實驗基礎上增加了現(xiàn)代物理技術選題實驗。

　　2、實驗課程、實驗項目名稱及綜合型、設計型、創(chuàng)新型實驗比例①實驗課程數(shù)9門，實驗項目105項。②普通物理實驗中綜合型、設計型、創(chuàng)新型實驗比例占總學時15%。近代物理實驗、現(xiàn)代物理選題實驗、固體物理實驗等，這些課程是以應用型、綜合型、研究型、創(chuàng)新型實驗為主。

　　3、實驗教學與科研、工程等實際應用結合情況在創(chuàng)新性實驗中，注重實驗內(nèi)容精選，主要表現(xiàn)在：①注重將教師的科研成果轉化為實驗教學內(nèi)容。②實驗內(nèi)容體現(xiàn)了高新技術的前沿。如納米薄膜測量、光聲光譜實驗。③物理原理與技術的綜合應用。如微小質量和線度測量實驗。

　　二、實驗教學方法與手段(實驗技術、方法、手段，實驗考核方法等)

　　實驗室新增和更新了大批實驗儀器設備，極大地豐富、充實了實驗教學資源。STM、AFM、光柵譜儀、熱重分析儀等一批反映近、現(xiàn)代物理實驗技術的大型精密儀器設備在實驗教學中的運用，充分體現(xiàn)和保障了實驗教學技術的先進性。

　　實驗室的實驗教學采取分層教學的方式，分為基礎性、驗證性實驗和綜合性、設計性實驗�；�礎性、驗證性實驗是學生在教師的具體指導下進行實驗，而綜合性、設計性實驗則實行開放式教學，學生自主選題，自行制定實驗方案，自行設計實驗方法，自行采集分析實驗數(shù)據(jù)并得出結論，在整個過程中教師僅作針對性的指導。實驗室對實驗考評采取多種考核方式相結合的綜合評定方法�？己朔绞街饕�有實驗操作考試，實驗理論考試。

　　綜合性、設計性實驗項目，根據(jù)實驗方案的可行性和創(chuàng)新性、實驗結果的正確性和小論文的規(guī)范性等要素進行成績評定。平時實驗成績包含實驗預習，實驗過程中的表現(xiàn)和紀律，實驗儀器的正確規(guī)范使用，實驗操作熟練程度，實驗報告等方面的評定�？傊�，對實驗成績的考評要求注重過程，倡導并鼓勵創(chuàng)新。

　　三、實驗教學理念與改革思路(學校實驗教學相關政策，實驗教學定位及規(guī)劃，實驗教學改革思路及方案等)

　　樹立學生為本，知識、能力、素質全面協(xié)調(diào)和發(fā)展的教育理念和以能力培養(yǎng)為核心的實驗教學觀念;以物理實驗教學面向現(xiàn)代高新技術、面向社會需求、積極支持基礎教育，培養(yǎng)中學師資,面向生產(chǎn)應用和國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場為發(fā)展思路;依托網(wǎng)絡和教育信息等高新技術，以國家級實驗教學示范中心建設目標為指導，開展物理學科基礎課實驗教學示范中心規(guī)劃、建設和推廣應用工作，加強管理、更新內(nèi)容，著重培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。

　　1、學校實驗教學相關政策

　　學校非常重視加強實驗教學管理，制定了《北華大學實驗室管理規(guī)章制度匯編》，規(guī)范了實驗成績評分標準、實驗課程建設與實驗教學管理方案、本科實驗教學質量評估實施辦法、實驗技能培訓管理辦法、實驗教學管理工作職責、實驗室安全制度、實驗室管理規(guī)定、實驗室經(jīng)費使用管理細則、實驗室開放管理制度、學生實驗守則等具體內(nèi)容,制定了《北華師范大學本科實驗課程建設與實驗教學管理辦法》、《關于進一步加強實驗教學規(guī)范化建設與管理的意見》等文件,編印了實驗教學大綱、實驗教學指導書等。

　　2、實驗教學改革和實驗室建設思路及方案

　　隨著現(xiàn)代高新技術的飛速發(fā)展,原有的實驗教學內(nèi)容、手段、方法和模式已不能適應當前的學生特點和社會需求。為此，系實驗室注重實驗教學內(nèi)容及人才培養(yǎng)模式的改革和實驗室的建設,注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

　　(1)實驗教學內(nèi)容及模式改革

　�、僮⒁鈱⑺鶎W的基礎理論知識與實踐相結合，重視本科生的基本技能和創(chuàng)新能力的訓練。首先幫助學生打好實驗基礎(普通物理實驗(1));其次是教學內(nèi)容立足于基礎實驗教學之上，并具備一定的廣度和深度，具有較強的綜合性和設計性(普通物理實驗(2)(3));第三是反映近代、現(xiàn)代物理學及其實驗技術的前沿,以及本中心教師取得的科研成果在物理實驗中的應用。②改革實驗教學內(nèi)容體系。根據(jù)不同學科的特點，調(diào)整實驗教學的課時數(shù)。

　　新的教學計劃中加強了設計性實驗和科技創(chuàng)新性實驗的個數(shù)。不斷更新實驗內(nèi)容。教學內(nèi)容以保證基礎、突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心。普通物理實驗實現(xiàn)模塊化：舍棄了以往簡單地以力熱學、電學、光學等分類的方法，把不同內(nèi)容的實驗按難易程度分成三個模塊。如物理類學生從第2學期起以基本訓練為主，課程為普通物理實驗(1)，第3學期以驗證性實驗和綜合性實驗為主，課程為普通物理實驗(2)，第4學期以設計性實驗為主，課程為普通物理實驗(3)。

　　以上3門課程，學生必做實驗項目45個，再選做1～2個應用型、設計性實驗，占總學時15%。第5、6、7學期的近代物理實驗、現(xiàn)代物理選題實驗、低溫與固體物理實驗等，這些課程是以應用型、綜合性、研究型、創(chuàng)新型實驗為主。③每年舉辦一屆科技節(jié)，要求全部學生參加,涌現(xiàn)出不少優(yōu)秀作品。④從二年級開始實行導師制。在老師的指導下，進行實驗改革、設計等方面的論文研究。⑤實行獎勵制度：在實驗中有創(chuàng)新做法、實驗設計新異和科技制作獲獎者，該學期的實驗成績?yōu)閮?yōu)。

　　(2)實驗室建設①精選有代表性的高精尖教學儀器，更新實驗內(nèi)容。實現(xiàn)教學儀器的更新?lián)Q代，提高實驗水平和檔次。②加強教學儀器的研制、開發(fā)和推廣應用，計劃自制SHT-1型多功能智能橢偏測厚度儀、激光粒度測量儀、數(shù)字激光能量功率計、HF系列大功率氙燈、數(shù)字等離子體參數(shù)測量儀、高精度數(shù)字檢流計、數(shù)字駐波儀等。③增加普通物理實驗儀器套數(shù)，以適應新的形勢。每個實驗套數(shù)達20套。

　�、芙�立實驗教學及管理信息化網(wǎng)絡平臺。計劃開發(fā)了基于網(wǎng)絡的實驗課預約系統(tǒng)和物資申購系統(tǒng)。進行網(wǎng)上管理實驗儀器設備、采購實驗材料和物資，實現(xiàn)學生網(wǎng)上選課,提高使用效率,實驗教學和管理更加人性化;實驗室計劃研制具有自主版權的實驗課網(wǎng)上選課系統(tǒng)，讓學生能夠在異地根據(jù)自己的時間和興趣選取實驗項目，這也為實驗室在更廣范圍的開放使用創(chuàng)造了條件。⑤計劃自行研制用于實驗教學的網(wǎng)上仿真實驗軟件，用FLASH和JAVA軟件設計和編程，能模擬真實實驗儀器和實驗操作過程。例如微波傳輸特性和基本測量仿真實驗、微波介質特性的測量實驗、等離子體診斷實驗等。⑥為適應我校及校外各專業(yè)的需要，及時調(diào)整和增設公共物理實驗。

　　3、實驗教學定位依托高新技術，建設以基礎課為主導的教學提高型實驗教學模式。在保證基礎物理實驗教學的基礎上，增加反映物理學發(fā)展前沿的設計性、綜合性和創(chuàng)新性的實驗項目。加強學生課外實踐創(chuàng)新基地建設，重視學生創(chuàng)新、實踐能力培養(yǎng)。堅持為基礎教育服務，立足本省，輻射全國，實現(xiàn)資源共享和設備的高效利用。

　　物理論文投稿刊物：《大學物理實驗》辦刊宗旨是：為提高我國物理教師和物理工作者的學術水平、教學水平和科研能力，促進教學儀器的研制、改進和推廣工作，為我國的科技教育和現(xiàn)代化事業(yè)的發(fā)展服務，使之成為物理教師和物理工作者交流信息、交流學術的園地。

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