物理實(shí)驗(yàn)課程體系改革與實(shí)踐

　　摘要：設(shè)計(jì)合理而獨(dú)特的、與科技發(fā)展相適應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)體系，是目前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文結(jié)合物理專業(yè)課的特點(diǎn)，向現(xiàn)代就業(yè)趨勢靠攏，設(shè)計(jì)多方位的物理實(shí)驗(yàn)體系。

　　關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,分層教學(xué)

　　一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系與內(nèi)容改革

　　1、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)

　　北華大學(xué)物理學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)中心依托網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，進(jìn)一步完善具有特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。我院實(shí)驗(yàn)室由普通物理實(shí)驗(yàn)室、近代物理實(shí)驗(yàn)室、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、物理教學(xué)法實(shí)驗(yàn)室和材料實(shí)驗(yàn)室組成,實(shí)驗(yàn)室設(shè)主任1人,有在編教師18人，其中碩士生導(dǎo)師2人,教授5人。普物實(shí)驗(yàn)由力熱、電、光三類，為了提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，在原來近代物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加了現(xiàn)代物理技術(shù)選題實(shí)驗(yàn)。

　　2、實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱及綜合型、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)比例①實(shí)驗(yàn)課程數(shù)9門，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目105項(xiàng)。②普通物理實(shí)驗(yàn)中綜合型、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)比例占總學(xué)時15%。近代物理實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)代物理選題實(shí)驗(yàn)、固體物理實(shí)驗(yàn)等，這些課程是以應(yīng)用型、綜合型、研究型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)為主。

　　3、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研、工程等實(shí)際應(yīng)用結(jié)合情況在創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)中，注重實(shí)驗(yàn)內(nèi)容精選，主要表現(xiàn)在：①注重將教師的科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。②實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體現(xiàn)了高新技術(shù)的前沿。如納米薄膜測量、光聲光譜實(shí)驗(yàn)。③物理原理與技術(shù)的綜合應(yīng)用。如微小質(zhì)量和線度測量實(shí)驗(yàn)。

　　二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段(實(shí)驗(yàn)技術(shù)、方法、手段，實(shí)驗(yàn)考核方法等)

　　實(shí)驗(yàn)室新增和更新了大批實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，極大地豐富、充實(shí)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(shí)驗(yàn)技術(shù)的大型精密儀器設(shè)備在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用，充分體現(xiàn)和保障了實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)的先進(jìn)性。

　　實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取分層教學(xué)的方式，分為基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)�；�礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在教師的具體指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則實(shí)行開放式教學(xué)，學(xué)生自主選題，自行制定實(shí)驗(yàn)方案，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，自行采集分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出結(jié)論，在整個過程中教師僅作針對性的指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)室對實(shí)驗(yàn)考評采取多種考核方式相結(jié)合的綜合評定方法�？己朔绞街饕�有實(shí)驗(yàn)操作考試，實(shí)驗(yàn)理論考試。

　　綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案的可行性和創(chuàng)新性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性和小論文的規(guī)范性等要素進(jìn)行成績評定。平時實(shí)驗(yàn)成績包含實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)和紀(jì)律，實(shí)驗(yàn)儀器的正確規(guī)范使用，實(shí)驗(yàn)操作熟練程度，實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方面的評定�？傊�，對實(shí)驗(yàn)成績的考評要求注重過程，倡導(dǎo)并鼓勵創(chuàng)新。

　　三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念與改革思路(學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)政策，實(shí)驗(yàn)教學(xué)定位及規(guī)劃，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路及方案等)

　　樹立學(xué)生為本，知識、能力、素質(zhì)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(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念;以物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)面向現(xiàn)代高新技術(shù)、面向社會需求、積極支持基礎(chǔ)教育，培養(yǎng)中學(xué)師資,面向生產(chǎn)應(yīng)用和國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場為發(fā)展思路;依托網(wǎng)絡(luò)和教育信息等高新技術(shù)，以國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)目標(biāo)為指導(dǎo)，開展物理學(xué)科基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心規(guī)劃、建設(shè)和推廣應(yīng)用工作，加強(qiáng)管理、更新內(nèi)容，著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

　　1、學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)政策

　　學(xué)校非常重視加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，制定了《北華大學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)章制度匯編》，規(guī)范了實(shí)驗(yàn)成績評分標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理方案、本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評估實(shí)施辦法、實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)管理辦法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理工作職責(zé)、實(shí)驗(yàn)室安全制度、實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)定、實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)使用管理細(xì)則、實(shí)驗(yàn)室開放管理制度、學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則等具體內(nèi)容,制定了《北華師范大學(xué)本科實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理辦法》、《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)范化建設(shè)與管理的意見》等文件,編印了實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書等。

　　2、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)思路及方案

　　隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的飛速發(fā)展,原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、手段、方法和模式已不能適應(yīng)當(dāng)前的學(xué)生特點(diǎn)和社會需求。為此，系實(shí)驗(yàn)室注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及人才培養(yǎng)模式的改革和實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

　　(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及模式改革

　�、僮⒁鈱⑺鶎W(xué)的基礎(chǔ)理論知識與實(shí)踐相結(jié)合，重視本科生的基本技能和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。首先幫助學(xué)生打好實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)(普通物理實(shí)驗(yàn)(1));其次是教學(xué)內(nèi)容立足于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)之上，并具備一定的廣度和深度，具有較強(qiáng)的綜合性和設(shè)計(jì)性(普通物理實(shí)驗(yàn)(2)(3));第三是反映近代、現(xiàn)代物理學(xué)及其實(shí)驗(yàn)技術(shù)的前沿,以及本中心教師取得的科研成果在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。②改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系。根據(jù)不同學(xué)科的特點(diǎn)，調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時數(shù)。

　　新的教學(xué)計(jì)劃中加強(qiáng)了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和科技創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的個數(shù)。不斷更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容以保證基礎(chǔ)、突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心。普通物理實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)模塊化：舍棄了以往簡單地以力熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等分類的方法，把不同內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)按難易程度分成三個模塊。如物理類學(xué)生從第2學(xué)期起以基本訓(xùn)練為主，課程為普通物理實(shí)驗(yàn)(1)，第3學(xué)期以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)為主，課程為普通物理實(shí)驗(yàn)(2)，第4學(xué)期以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，課程為普通物理實(shí)驗(yàn)(3)。

　　以上3門課程，學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目45個，再選做1～2個應(yīng)用型、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，占總學(xué)時15%。第5、6、7學(xué)期的近代物理實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)代物理選題實(shí)驗(yàn)、低溫與固體物理實(shí)驗(yàn)等，這些課程是以應(yīng)用型、綜合性、研究型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)為主。③每年舉辦一屆科技節(jié)，要求全部學(xué)生參加,涌現(xiàn)出不少優(yōu)秀作品。④從二年級開始實(shí)行導(dǎo)師制。在老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改革、設(shè)計(jì)等方面的論文研究。⑤實(shí)行獎勵制度：在實(shí)驗(yàn)中有創(chuàng)新做法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)新異和科技制作獲獎?wù)�，該學(xué)期的實(shí)驗(yàn)成績?yōu)閮?yōu)。

　　(2)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)①精選有代表性的高精尖教學(xué)儀器，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)教學(xué)儀器的更新?lián)Q代，提高實(shí)驗(yàn)水平和檔次。②加強(qiáng)教學(xué)儀器的研制、開發(fā)和推廣應(yīng)用，計(jì)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(jì)、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(jì)、數(shù)字駐波儀等。③增加普通物理實(shí)驗(yàn)儀器套數(shù)，以適應(yīng)新的形勢。每個實(shí)驗(yàn)套數(shù)達(dá)20套。

　　④建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)及管理信息化網(wǎng)絡(luò)平臺。計(jì)劃開發(fā)了基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)課預(yù)約系統(tǒng)和物資申購系統(tǒng)。進(jìn)行網(wǎng)上管理實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、采購實(shí)驗(yàn)材料和物資，實(shí)現(xiàn)學(xué)生網(wǎng)上選課,提高使用效率,實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理更加人性化;實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃研制具有自主版權(quán)的實(shí)驗(yàn)課網(wǎng)上選課系統(tǒng)，讓學(xué)生能夠在異地根據(jù)自己的時間和興趣選取實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這也為實(shí)驗(yàn)室在更廣范圍的開放使用創(chuàng)造了條件。⑤計(jì)劃自行研制用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的網(wǎng)上仿真實(shí)驗(yàn)軟件，用FLASH和JAVA軟件設(shè)計(jì)和編程，能模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)操作過程。例如微波傳輸特性和基本測量仿真實(shí)驗(yàn)、微波介質(zhì)特性的測量實(shí)驗(yàn)、等離子體診斷實(shí)驗(yàn)等。⑥為適應(yīng)我校及校外各專業(yè)的需要，及時調(diào)整和增設(shè)公共物理實(shí)驗(yàn)。

　　3、實(shí)驗(yàn)教學(xué)定位依托高新技術(shù)，建設(shè)以基礎(chǔ)課為主導(dǎo)的教學(xué)提高型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。在保證基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，增加反映物理學(xué)發(fā)展前沿的設(shè)計(jì)性、綜合性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。加強(qiáng)學(xué)生課外實(shí)踐創(chuàng)新基地建設(shè)，重視學(xué)生創(chuàng)新、實(shí)踐能力培養(yǎng)。堅(jiān)持為基礎(chǔ)教育服務(wù)，立足本省，輻射全國，實(shí)現(xiàn)資源共享和設(shè)備的高效利用。

　　物理論文投稿刊物：《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》辦刊宗旨是：為提高我國物理教師和物理工作者的學(xué)術(shù)水平、教學(xué)水平和科研能力，促進(jìn)教學(xué)儀器的研制、改進(jìn)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(wù)，使之成為物理教師和物理工作者交流信息、交流學(xué)術(shù)的園地。

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