非物理類專業大學物理實驗課程整合與體系建設的研究

張鳳琴 王逍 林曉瓏

摘 要：針對吉林大學公共物理實驗中心多校區、多專業的特點，研究大學物理實驗課程整合與體系建設、團隊建設、實驗網絡教學管理平臺建設、多元化本科生公共物理創新實踐基地措施和方案。

關鍵詞：大學物理實驗；課程整合；體系建設

中圖分類號：O4-33文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）09-0078-02

吉林大學公共物理實驗中心由南嶺校區（原吉林工業大學）、朝陽校區（原長春科技大學）、新民校區（原白求恩醫科大學）、南湖校區（原長春郵電學院）、西校區（原中國人民解放軍獸醫大學）5個校區的物理實驗室組成。目前，每年承擔全校85個專業，6000余名非物理類專業本科生的大學物理實驗教學任務。經過多年的努力，在課程整合與體系建設、團隊建設、教材建設、實驗平臺建設方面，形成了一套適合多學科的課程體系，形成了自己的特色。

一、課程整合和課程體系建設思路

（一）工科大學物理實驗內容設置逐漸一體化

同為工科類大學物理實驗的南嶺校區、朝陽校區、南湖校區由于前期建設基礎和后期投入資金力度不同，實驗內容和實驗條件差別較大。朝陽校區于2011年經過基礎園區建設，無論是實驗室環境還是教學條件都比較好，而南嶺校區和南湖校區實驗室自從實驗中心組建后一直未進行實質性建設，目前教學條件和教學環境都比較差。但南嶺校區和南湖校區在教務處和實驗室管理處的大力支持下，獲得了2015教育部改善基礎辦學條件專項資金支持及基礎科學實驗管維修改造，在2015年年末，實驗室環境及教學條件也會有很大程度改善。在課程體系建設時，充分考慮各個校區原有專業特點及實驗室現狀，實驗內容設置向朝陽校區靠攏，逐漸形成一體化趨勢。這樣也能夠使各個校區的實驗資源共享，實行開放式教學，也能夠使整個中心各個實驗室建設一體化發展。

（二）醫學類、農學類大學物理實驗課程整合和體系建設的思路

新民校區大學物理實驗室自公共物理實驗中心成立時并入，一直按照醫科的軌道運行，形成獨立的教學大綱和大學物理實驗教材。西校區基礎物理實驗室于2014年9月并入公共物理實驗中心，其基礎物理實驗分為大學物理實驗C（42學時）和大學物理實驗E（30學時），特點是學時少。大學物理實驗C面向的專業為食品科學與工程、食品質量等專業和南嶺校區生物工程學院各專業相近，整合時考慮按照工科大學物理實驗的本科生培養。大學物理實驗E面向動物醫學類等各個專業和新民校區醫學類各專業相近，整合時考慮按照醫用大學物理實驗的本科生培養。

二、大學物理實驗課程體系建設

通過到其它高校調研、交流及參加一些相關網絡培訓課程，探索大學物理實驗課程整合的方向和提升體系建設內容。

大學物理實驗課程體系根據教育部高等學校物理學和天文學教學指導委員會物理基礎課程教學指導分委會制定的《理工科類大學物理實驗課程教學基本要求》和吉林大學2013版本科生培養方案的要求，在大學物理實驗體系建設中，試行四級層次的實驗課程體系：基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗和創新性實驗。

基礎性實驗：主要學習基本物理量的測量、基本實驗儀器的使用、基本實驗技能及測量方法、數據處理的理論與方法等。基礎實驗對學生科學實驗習慣及創造性思維的培養具有一定的鋪墊作用，是綜合性、設計性、創新性實驗的基礎。學生必修4個基礎性實驗（力學基本儀器與訓練、電學基本儀器與訓練、光學基本儀器與訓練、電子基本儀器與訓練）和實驗數據處理方法（緒論），選修3個基礎實驗。選做實驗要求學生根據自身專業的特點及個性發展需要進行選做。此類實驗占實驗總學時的60%。

綜合性實驗：在同一個實驗中涉及到兩個以上知識領域或綜合應用多種方法和技術的實驗，用以鞏固學生在基礎性實驗階段的學習成果、開闊學生的眼界和思路、提高學生對實驗方法和實驗技術的綜合運用能力。綜合性實驗均為選修實驗，占實驗總學時的30%。實驗室可以按照教學大綱及各個校區的學生專業特點設置多個實驗項目，學生可根據自己的專業方向或特長愛好等，自由選擇4個實驗題目。

設計性實驗：學生按照給定的實驗題目、要求和實驗條件，自己設計實驗方案，并在教師的指導下獨立完成設計性實驗。選作2個設計實驗，占實驗總學時的10%，如：傳感器綜合實驗、太陽能電池板室外特性研究等。學生可根據自己的知識結構、興趣等選擇設計性實驗。

創新性實驗：此類實驗與教師的科研課題相結合，與物理前沿知識相關聯，要求學生根據題目，查閱資料，自己獨立設計實驗方案，完成實驗。期間，教師主要起指導作用，以達到鼓勵學生獨立思考、提出問題、解決問題并有所創新的目的。學生可以獨立或者以團隊的形式參加，可根據自己的能力完成部分或全部實驗內容，實驗成果要求學生以科研論文的形式提交。

創新實驗主要為“卓越工程師計劃”班、“李四光計劃”班、“卓越醫科計劃”班以及對物理有濃厚興趣、動手能力強的少數學生開放，條件成熟并效果好后再逐漸擴大范圍[1]。

通過這樣由低到高、從基礎到前沿、遞進式分層次實驗訓練，為以后學生專業理論課的學習，培養學生的科學素養與創新能力方面奠定良好的基礎。

三、大學物理實驗教學團隊建設改革措施

課程整合及課程體系建設，歸根結底是人才的建設，只有有一個穩定的、教學科研素質較高的教學團隊，才是保證教學質量的前提。構建適應二十一世紀人才培養模式的大學物理實驗教學團隊，團隊由教師（理論教學與實驗教學共擔）、專職實驗教師、實驗技術人員共同組成，充分發揮不同人才的特點，取長補短。

開放式教學政策。為了增加實驗教學團隊之間的教學和學術間交流，大學物理實驗課程對各個校區實行全開放政策。不同校區的實驗教師可以交叉上課。通過這種教學交流可以吸取不同校區教學特點和一些優秀教師的教學方法，從而提高自身的教學及科研水平，同時使各個校區教學過程規范化、一體化。

加強教學管理和運行過程的監管。推選有豐富教學經驗的教授主持各個門類的大學物理實驗課的教學過程，成立由教授組成的實驗課程督導小組，堅持跨校區聽課，并及時進行校區間的交流并及時溝通情況，反饋信息，改進教學中存在的不足。

健全相應的教學管理制度，規范任課教師的教學過程；組織實驗教學活動，開展教學評優活動；組織團隊成員定期聽名師的實驗課；采用課堂學生問卷調查和網絡學生評價相結合的模式對教師的教學水平、教學態度等進行綜合評價，并作為教師年終考核的重要依據。

定期組織團隊內部教學及科研交流會。開展教學難點研討和教學經驗交流，進行課題的研究進展和學術成果探討。

堅持走出去，引進來政策。支持團隊成員參加國內外教學研討會，就學術、課程建設等方面廣泛進行交流，汲取著名高校的先進的教學理念、教改模式和課程管理經驗，擴大教學團隊教師在國內外的影響。同時，邀請知名教授來校介紹物理前沿技術，邀請教學名師來校傳授先進的教學方法和教育理念。團隊以內、外交流合作為紐帶，促進團隊的發展，提升團隊在國內各高校中的影響力[2]。

四、建設適應層次化教學的大學物理實驗網絡教學與管理平臺措施

公共物理實驗中心各個校區大學實驗教學管理仍然是獨立的，沒有統一的教學管理模式。

公共物理實驗中心南嶺校區和朝陽校區開發了“大學物理實驗網絡教學管理系統”、“大學物理實驗查詢系統”和“大學物理演示實驗管理系統”、“大學物理演示學生上課簽到系統”等。在實驗教學管理系統平臺上，管理員設置本學期開設實驗課程的所有題目，并根據實驗儀器的數量及實驗場地情況設置學生人數，以保證每人一組的分組要求。通過管理平臺學生不但可以和授課教師及管理員方便的溝通和交流，及時解決教學過程中遇到的難題，而且還給學生提供了資源量大、覆蓋面廣的課程資源庫，拓展了學生的學習空間，使實驗教學內容得到時間和空間的延伸。通過大學物理實驗查詢系統，學生可以隨時查詢上課時間、查詢實驗成績及實驗課預約情況等等。

在今后的課程建設當中，將逐步完善“大學物理實驗網絡教學管理平臺”，并把“大學物理實驗網絡教學管理平臺”、“大學物理實驗查詢系統”和“大學物理演示實驗管理系統”、“大學物理演示學生上課簽到系統”整合在一起。進一步加強實驗課程整合、體系建設及教學管理，使實驗教學過程和管理更加規范化、科學化、一體化、信息化。

新的“大學物理實驗網絡教學與管理平臺”將涵蓋：課程體系、網上選課、課程預習、成績管理、創新園地、學生評價、交流平臺、答疑解惑、演示實驗、仿真實驗、諾貝爾獎實驗專區、現代物理實驗技術專欄、成果展示、高校鏈接等[3]。

五、建設多元化本科生公共物理創新實踐基地措施

公共物理實驗中心根據目前國家對創新人才培養需求及吉林大學各專業對人才培養需求，將建立大學物理實驗和演示實驗創新實踐基地，基地建設包括硬件環境建設和軟件環境建設。在硬件環境建設中，中心各個校區將提供創新實踐基地專用教室，并為創新實驗學生提供相關的圖書資料及實驗儀器；在軟環境建設中，需要建立一些相關管理規定，保障創新實踐基地安全有序進行，同時為創新實驗基地提供實驗經費支持和一定的激勵措施。

（一）創新實踐基地運行模式

鼓勵并推選優秀的指導教師設立系列“創新性實驗課題”，在少部分學生中開展，待積累一定經驗后，再擴大范圍，吸引更多的學生參與進來。

學生可以自行安排時間到創新實驗室進行創新實踐并給予一定的指導，基地為學生提供充分發揮潛力和創造力的平臺。學生也可以直接來到創新實踐基地和指導教師聯系，提出自己的想法和設計方案，由教師對其可行性進行評估，可行后由教師指導完成。

學生在創新實驗所取得的成果，在基地展示，供學生參觀及后續學生借鑒，也可激發學生創新的熱情[4]。

（二）創新實驗激勵措施

公共物理教學實驗中心的各個校區將全力為創新實踐基地提供場地支持，配備必要的設備和工具，實驗儀器，實驗耗材等。

為了鼓勵學生參與創新實驗，可以給參與的學生一定激勵政策。比如對于那些完成創新實驗的學生可以給予一定的學分；創新實踐基地還可以面向全校學生開展創新競賽，對富有創新性的項目給予立項支持。這些激勵措施將會激發學生學習的積極性，也培養學生的科研能力和合作精神；還可以將學生所取得的成果做成視頻，并把視頻放到網絡教學與管理平臺上，讓更多的學生點擊、觀看，帶動更多的學生參與創新實踐活動。教師與學生相互影響，相互促進，推動基地可持續發展[5]。

六、課程建設發展目標

補充出版與現行教材配套的系列教材、教學軟件，形成立體化、反映時代特色的教材體系。實驗內容上增加綜合性、設計性、現代物理實驗技術、前沿技術的實驗比重，研發更多內容新、技術先進的物理實驗和演示實驗教學裝置，進一步建設和完善教學與管理平臺，以適應與時俱進的課程發展的需要。爭取盡早建成具有一流教師隊伍、一流特色教材、一流教學方法和一流教學管理水平的大學物理實驗精品課程[6]。

（作者單位：吉林大學物理學院）

參考文獻：

[1]胡成華，史玲娜等.大學物理實驗教學創新模式的探索與實踐[J].物理與工程，2012（1）：44-46.

[2]朱世坤.大學物理實驗教學團隊建設問題探討[J].實驗技術與管理，2011（5）：194-196.

[3]林曉瓏.大學物理演示實驗網絡教學管理平臺構建與實踐[J].大學物理實驗，2012（8）：120-122.

[4]鄭志霞.大學物理創新實踐基地探索[J].佳木斯教育學院學報，2010，（4）：133-134.

[5]羅樂.將物理實驗室建設成大學生創新性實驗基地的探索[J].實驗技術與管理，2013（7）：210-212.

[6]林曉瓏.大學物理實驗課程建設的研究與實踐[J].大學物理實驗，2013（6）：124-126.