以學生為中心的實驗教學示范中心建設與實踐

孫維民 國安幫 趙 褰 趙麗軍 廉 舒 徐菁華 田 鳴 李 軍

（沈陽工業大學理學院，遼寧 沈陽 110870）

實驗教學示范中心建設工作已經實施多年了，各校都取得了許多經驗和成果［1－4］，對推動各校實驗室軟、硬件建設和實驗教學改革起到了巨大的作用［5－9］.

物理實驗是學生進入大學后受到系統實驗方法和實驗技能訓練的開端，是對理、工科類各專業學生進行動手能力、綜合素質訓練的重要課程之一，在培養學生的實踐能力、綜合能力、創新意識和創新能力方面，有著其他課程無法替代的作用［10－12］.

1 建設目標

學校高度重視實驗教學示范中心的建設工作，明確要求“實驗教學示范中心要堅持創新教育實踐，采取一切措施，為學生提供更多的機會進入實驗中心學習，切實加強學生動手能力，綜合分析問題、解決問題和創新能力的培養”.

物理實驗教學示范中心建設要堅持以學生為中心，緊緊圍繞以學生基本實踐能力訓練為基礎，以綜合分析問題、解決問題能力、創新意識、創新精神和創新能力培養為突破口，以教育思想和教育觀念的創新為先導，充分利用和挖掘實驗中心的教學條件，借助現代化的教學手段，積極探索和構建符合高素質人才成長要求的物理實驗教學體系和教學模式.

物理實驗教學示范中心建設主要包括實驗中心基礎設施建設、先進的管理模式建設、優秀的師資隊伍建設、物理實驗教學體系和教學模式改革及創新等.其中最關鍵的是物理實驗教學體系和教學模式的改革及創新.

2 建設內容

2.1 基礎設施建設

學校一直保持對物理實驗教學示范中心的重點建設和投入，近5年來，實驗中心面積由3 000m2增加到5 000m2，累計投入近500萬元用于購置實驗設備和實驗室文化建設.建立了以學生為中心的大學生實驗儀器維修實驗室和創新性實驗室.

2.2 管理模式建設

物理實驗教學示范中心實行校院兩級管理，實驗中心實行主任負責制，主任負責實驗中心的全面工作.

實驗中心不同功能實驗室的管理模式不同，基礎性實驗室、綜合性實驗室、設計性實驗室由相關實驗室管理員和任課教師負責.大學生實驗儀器維修實驗室、創新性實驗室以學生管理為主，實驗室管理員和指導教師為輔，具體分工為：學生負責實驗室衛生和實驗儀器、工具的整理和維護，實驗室管理員和指導教師負責實驗材料、儀器配件采購和實驗室安全.

2.3 師資隊伍建設

以教學骨干為核心，推動實驗教學團隊建設.師資隊伍建設是實驗教學示范中心建設中至關重要的一環，是示范中心建設的保證，沒有一支高水平的師資隊伍，示范中心建設就是空談.

針對部分高水平教師對上物理實驗課和指導學生創新性實驗不感興趣的現實，學校制定了相關傾斜政策.如在晉升職稱和崗位聘任中給予上物理實驗課和指導學生創新性實驗突出的教師優先考慮，在分配制度改革條例中，在實驗課教學工作量計算上，實驗課教學工作量的系數比理論課教學工作量的系數高，在實驗科學研究、實驗教學法研究、設計的新實驗、研制的實驗裝置、實驗技術開發以及編寫實驗教材等方面在教改立項中給予優先立項資助.

目前實驗中心已吸引了一批具有高職稱、高學歷的老、中、青教師加入到實驗教學隊伍中來，專職教師的比例由5年前的20%提高到60%.中心現有省級和校級教學名師各1名，省級和校級學科帶頭人各1名，教授7名，副教授5名，具有博士學位的教師11名，其余全部具有碩士學位，實驗中心已經建立起了一支高水平、高素質、穩定的實驗教學隊伍.

2.4 物理實驗教學體系建設

物理實驗教學中心對傳統物理實驗教學體系進行改革，構建了開放型物理實驗教學平臺，開放型物理實驗教學平臺由兩部分組成，一個是基本實驗方法和基本實驗技能訓練平臺，另一個是創新與探索實驗平臺.基本方法和基本技能訓練實驗平臺由基礎性實驗室、綜合性實驗室、設計性實驗室和大學生實驗儀器維修實驗室組成.創新與探索實驗平臺由研究性與創新性實驗室和學校部分研究所、研究室組成.

基礎性實驗室的實驗題目注重培養學生的動手能力，基本實驗方法、實驗數據的處理與分析能力.

綜合性實驗室的實驗題目強調經典與現代相結合，突出物理思想，注重培養學生的綜合分析問題、解決問題的能力.

設計性實驗室的實驗題目強調靈活與多樣，注重培養學生活學活用的能力.

大學生實驗儀器維修實驗室擁有基礎性實驗室、綜合性實驗室、設計性實驗室中所有實驗題目使用的實驗儀器及各種檢測儀器和維修工具.大學生實驗儀器維修實驗室在基本實驗方法和基本實驗技能訓練平臺中起著非常重要的作用，由于基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗的實驗儀器每學年使用時間都超過600小時，所以學生在做基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗時，實驗儀器出現各種故障的現象經常發生，經常會遇到上一節課時，實驗儀器工作一切正常，而到下一節課時，實驗儀器就出現了故障，無法正常實驗.如經常會遇到線路連接完畢后，經檢查線路連接完全正確，可是接通電源后實驗儀器無法進行測量.比如在“利用霍爾效應測磁場”實驗中，經常會遇到，線路連接完畢后，經檢查線路連接完全正確，可就是無法測量，仔細檢查后發現，有時出現無工作電流或無勵磁電流，也可能無霍爾電壓.遇到這種情況時，學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，只是報告給老師說儀器有問題，請老師幫助解決.其實這除了反映出學生分析問題和解決問題的能力太差外，更反映出學生的動手能力亟待提高.大學生實驗儀器維修實驗室的建立對于提高學生分析問題和解決問題的能力，尤其是在提高學生的動手能力方面是其他實驗室無法比擬的.

研究性與創新性實驗室的實驗題目強調研究性、獨創性和先進性，研究性與創新性實驗具有很強的目的性，主要是培養學生獨立研究能力、創新意識和創新能力.

2.5 物理實驗教學模式建設

開放型物理實驗教學平臺的運行模式為全開放式，它是一種個性化的教學模式，這種教學模式，能滿足學生求知、探索和創新的欲望，有利于培養學生的動手能力、創新意識和創新能力，提高學生的綜合素質.

基本實驗方法和基本實驗技能訓練平臺的實驗題目，學生可根據自己的學科、專業特點，選擇不同的題目、實驗時間和指導老師，實行網上預約.教學方法由過去的“講實驗”，改成通過提出問題、啟發、引導、討論等教學方式，完全由學生自行操作、自行解決問題、獨立完成實驗.在實驗過程中，如實驗儀器出現各種故障，首先由學生自己分析原因，簡單維修要求學生在課堂上自己完成，如在課堂上無法完成維修，則要求學生到大學生實驗儀器維修實驗室，在專職維修老師的指導下完成.

創新與探索實驗平臺的實驗題目每學年都進行更新，目前實驗題目來源分為如下幾類：一類題目是結合有關研究所、研究室的在研國家級、省部級、市級和企業委托的科研項目，由各個課題組的教師把項目分解后，篩選出適合于學生參加的子課題，由相關教師擔任指導教師，供學生選擇.第二類題目是結合學校教改課題，主要是相關教師申請的實驗教學儀器研制、改進等教學儀器制作和開發方面的題目，由相關教師擔任指導教師，供學生選擇.第三類題目是結合學校開展的大學生創新創業訓練計劃，由學生根據自己的興趣、愛好、特長自主選題，并根據選擇的研究題目，自己聯系指導教師，與指導教師最終確定題目.

創新與探索實驗平臺的實驗題目教學模式如下：對于第一類和第二類實驗題目，實驗中心在其網站上公布研究性與創新性實驗題目→導師作相關研究題目的國內外研究現狀報告，并給出相關研究題目的具體要求→學生選擇研究題目（每個題目限定不多于3人）→學生首先查找資料、提出自己的研究方案和研究路線，經與指導教師討論交流后，開始實施→指導教師不定期地對學生的實驗進度進行檢查和指導→全部實驗都由學生自己獨立完成.對于第三類實驗題目，如果學生的選題與指導教師討論后最終確定，全部實驗都由學生自己獨立完成.創新與探索實驗平臺的實驗題目完成期限為一年至一年半.實驗題目完成后，學生經過答辯后提交一份完整的研究報告.完成實驗課題的同學將獲得素質教育學分.創新與探索實驗平臺的實驗題目在注重實驗項目實施過程的同時，強調強化實踐能力、創新意識、創新能力和個性培養，兼顧研究成果.

3 結語

開放型物理實驗教學平臺的構建和實施，在人力、物力和財力等方面得到了學校的大力支持.在運作過程中緊緊圍繞著人才培養這一根本任務，轉變了傳統的教育思想觀念，改革了人才培養模式，實施了全面的素質教育.以創新與探索實驗平臺的實驗題目為牽動，把創新創業教育貫穿于人才培養全過程，不斷增強學生勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力.

通過構建的分層次、模塊化教學體系和搭建的兩個實驗教學平臺，使學生的科學素質得到了明顯的提高.

基本實驗技能訓練平臺，實實在在地提高了學生的基本實驗技能，尤其是大學生實驗儀器維修實驗室使學生的動手能力有了很大的提高，兩年來學生參加維修各類實驗儀器100多臺套.

創新與探索實驗平臺，給學生的是一個獨立思考并與實際科研接近的學習環境，使學生能了解最新的學科發展方向，拓寬了學生的知識面，激發學生求新、創新的欲望，促進學生對綜合知識的運用，提高學生進行跨學科、跨領域研究性學習的能力.到目前為止學生與指導教師共同開發了120多個實驗題目，研制了有自己特色的教學儀器多臺.切實實現了加強學生綜合能力和創新能力的培養.

開放型物理實驗教學平臺的實施得到了廣大師生的積極響應，受到了學生和后續課程老師的廣泛好評.

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