以学生为中心的实验教学示范中心建设与实践

孙维民 国安帮 赵 褰 赵丽军 廉 舒 徐菁华 田 鸣 李 军

（沈阳工业大学理学院，辽宁 沈阳 110870）

实验教学示范中心建设工作已经实施多年了，各校都取得了许多经验和成果［1－4］，对推动各校实验室软、硬件建设和实验教学改革起到了巨大的作用［5－9］.

物理实验是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是对理、工科类各专业学生进行动手能力、综合素质训练的重要课程之一，在培养学生的实践能力、综合能力、创新意识和创新能力方面，有着其他课程无法替代的作用［10－12］.

1 建设目标

学校高度重视实验教学示范中心的建设工作，明确要求“实验教学示范中心要坚持创新教育实践，采取一切措施，为学生提供更多的机会进入实验中心学习，切实加强学生动手能力，综合分析问题、解决问题和创新能力的培养”.

物理实验教学示范中心建设要坚持以学生为中心，紧紧围绕以学生基本实践能力训练为基础，以综合分析问题、解决问题能力、创新意识、创新精神和创新能力培养为突破口，以教育思想和教育观念的创新为先导，充分利用和挖掘实验中心的教学条件，借助现代化的教学手段，积极探索和构建符合高素质人才成长要求的物理实验教学体系和教学模式.

物理实验教学示范中心建设主要包括实验中心基础设施建设、先进的管理模式建设、优秀的师资队伍建设、物理实验教学体系和教学模式改革及创新等.其中最关键的是物理实验教学体系和教学模式的改革及创新.

2 建设内容

2.1 基础设施建设

学校一直保持对物理实验教学示范中心的重点建设和投入，近5年来，实验中心面积由3 000m2增加到5 000m2，累计投入近500万元用于购置实验设备和实验室文化建设.建立了以学生为中心的大学生实验仪器维修实验室和创新性实验室.

2.2 管理模式建设

物理实验教学示范中心实行校院两级管理，实验中心实行主任负责制，主任负责实验中心的全面工作.

实验中心不同功能实验室的管理模式不同，基础性实验室、综合性实验室、设计性实验室由相关实验室管理员和任课教师负责.大学生实验仪器维修实验室、创新性实验室以学生管理为主，实验室管理员和指导教师为辅，具体分工为：学生负责实验室卫生和实验仪器、工具的整理和维护，实验室管理员和指导教师负责实验材料、仪器配件采购和实验室安全.

2.3 师资队伍建设

以教学骨干为核心，推动实验教学团队建设.师资队伍建设是实验教学示范中心建设中至关重要的一环，是示范中心建设的保证，没有一支高水平的师资队伍，示范中心建设就是空谈.

针对部分高水平教师对上物理实验课和指导学生创新性实验不感兴趣的现实，学校制定了相关倾斜政策.如在晋升职称和岗位聘任中给予上物理实验课和指导学生创新性实验突出的教师优先考虑，在分配制度改革条例中，在实验课教学工作量计算上，实验课教学工作量的系数比理论课教学工作量的系数高，在实验科学研究、实验教学法研究、设计的新实验、研制的实验装置、实验技术开发以及编写实验教材等方面在教改立项中给予优先立项资助.

目前实验中心已吸引了一批具有高职称、高学历的老、中、青教师加入到实验教学队伍中来，专职教师的比例由5年前的20%提高到60%.中心现有省级和校级教学名师各1名，省级和校级学科带头人各1名，教授7名，副教授5名，具有博士学位的教师11名，其余全部具有硕士学位，实验中心已经建立起了一支高水平、高素质、稳定的实验教学队伍.

2.4 物理实验教学体系建设

物理实验教学中心对传统物理实验教学体系进行改革，构建了开放型物理实验教学平台，开放型物理实验教学平台由两部分组成，一个是基本实验方法和基本实验技能训练平台，另一个是创新与探索实验平台.基本方法和基本技能训练实验平台由基础性实验室、综合性实验室、设计性实验室和大学生实验仪器维修实验室组成.创新与探索实验平台由研究性与创新性实验室和学校部分研究所、研究室组成.

基础性实验室的实验题目注重培养学生的动手能力，基本实验方法、实验数据的处理与分析能力.

综合性实验室的实验题目强调经典与现代相结合，突出物理思想，注重培养学生的综合分析问题、解决问题的能力.

设计性实验室的实验题目强调灵活与多样，注重培养学生活学活用的能力.

大学生实验仪器维修实验室拥有基础性实验室、综合性实验室、设计性实验室中所有实验题目使用的实验仪器及各种检测仪器和维修工具.大学生实验仪器维修实验室在基本实验方法和基本实验技能训练平台中起着非常重要的作用，由于基础性实验、综合性实验、设计性实验的实验仪器每学年使用时间都超过600小时，所以学生在做基础性实验、综合性实验、设计性实验时，实验仪器出现各种故障的现象经常发生，经常会遇到上一节课时，实验仪器工作一切正常，而到下一节课时，实验仪器就出现了故障，无法正常实验.如经常会遇到线路连接完毕后，经检查线路连接完全正确，可是接通电源后实验仪器无法进行测量.比如在“利用霍尔效应测磁场”实验中，经常会遇到，线路连接完毕后，经检查线路连接完全正确，可就是无法测量，仔细检查后发现，有时出现无工作电流或无励磁电流，也可能无霍尔电压.遇到这种情况时，学生往往不知道从何处下手去分析故障原因，更不知道如何解决，只是报告给老师说仪器有问题，请老师帮助解决.其实这除了反映出学生分析问题和解决问题的能力太差外，更反映出学生的动手能力亟待提高.大学生实验仪器维修实验室的建立对于提高学生分析问题和解决问题的能力，尤其是在提高学生的动手能力方面是其他实验室无法比拟的.

研究性与创新性实验室的实验题目强调研究性、独创性和先进性，研究性与创新性实验具有很强的目的性，主要是培养学生独立研究能力、创新意识和创新能力.

2.5 物理实验教学模式建设

开放型物理实验教学平台的运行模式为全开放式，它是一种个性化的教学模式，这种教学模式，能满足学生求知、探索和创新的欲望，有利于培养学生的动手能力、创新意识和创新能力，提高学生的综合素质.

基本实验方法和基本实验技能训练平台的实验题目，学生可根据自己的学科、专业特点，选择不同的题目、实验时间和指导老师，实行网上预约.教学方法由过去的“讲实验”，改成通过提出问题、启发、引导、讨论等教学方式，完全由学生自行操作、自行解决问题、独立完成实验.在实验过程中，如实验仪器出现各种故障，首先由学生自己分析原因，简单维修要求学生在课堂上自己完成，如在课堂上无法完成维修，则要求学生到大学生实验仪器维修实验室，在专职维修老师的指导下完成.

创新与探索实验平台的实验题目每学年都进行更新，目前实验题目来源分为如下几类：一类题目是结合有关研究所、研究室的在研国家级、省部级、市级和企业委托的科研项目，由各个课题组的教师把项目分解后，筛选出适合于学生参加的子课题，由相关教师担任指导教师，供学生选择.第二类题目是结合学校教改课题，主要是相关教师申请的实验教学仪器研制、改进等教学仪器制作和开发方面的题目，由相关教师担任指导教师，供学生选择.第三类题目是结合学校开展的大学生创新创业训练计划，由学生根据自己的兴趣、爱好、特长自主选题，并根据选择的研究题目，自己联系指导教师，与指导教师最终确定题目.

创新与探索实验平台的实验题目教学模式如下：对于第一类和第二类实验题目，实验中心在其网站上公布研究性与创新性实验题目→导师作相关研究题目的国内外研究现状报告，并给出相关研究题目的具体要求→学生选择研究题目（每个题目限定不多于3人）→学生首先查找资料、提出自己的研究方案和研究路线，经与指导教师讨论交流后，开始实施→指导教师不定期地对学生的实验进度进行检查和指导→全部实验都由学生自己独立完成.对于第三类实验题目，如果学生的选题与指导教师讨论后最终确定，全部实验都由学生自己独立完成.创新与探索实验平台的实验题目完成期限为一年至一年半.实验题目完成后，学生经过答辩后提交一份完整的研究报告.完成实验课题的同学将获得素质教育学分.创新与探索实验平台的实验题目在注重实验项目实施过程的同时，强调强化实践能力、创新意识、创新能力和个性培养，兼顾研究成果.

3 结语

开放型物理实验教学平台的构建和实施，在人力、物力和财力等方面得到了学校的大力支持.在运作过程中紧紧围绕着人才培养这一根本任务，转变了传统的教育思想观念，改革了人才培养模式，实施了全面的素质教育.以创新与探索实验平台的实验题目为牵动，把创新创业教育贯穿于人才培养全过程，不断增强学生勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力.

通过构建的分层次、模块化教学体系和搭建的两个实验教学平台，使学生的科学素质得到了明显的提高.

基本实验技能训练平台，实实在在地提高了学生的基本实验技能，尤其是大学生实验仪器维修实验室使学生的动手能力有了很大的提高，两年来学生参加维修各类实验仪器100多台套.

创新与探索实验平台，给学生的是一个独立思考并与实际科研接近的学习环境，使学生能了解最新的学科发展方向，拓宽了学生的知识面，激发学生求新、创新的欲望，促进学生对综合知识的运用，提高学生进行跨学科、跨领域研究性学习的能力.到目前为止学生与指导教师共同开发了120多个实验题目，研制了有自己特色的教学仪器多台.切实实现了加强学生综合能力和创新能力的培养.

开放型物理实验教学平台的实施得到了广大师生的积极响应，受到了学生和后续课程老师的广泛好评.

［1］董爱国，周惟公，张自力，等.开放式创新型实验物理教学中心的建设与发展.物理与工程［J］，2012，22（11）：21－24.

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