新建物理实验中心的建设规划浅谈

朱培玉 郭小建

摘要：大学物理实验课程是所有理工科院校必须开设的公共基础课程，本文归纳总结了新建物理实验中心在规划建设过程中的几点体会。

关键词：物理实验；建设规划；定位特色

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2013）35-0124-03

大学物理实验课是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程，是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端，教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会对高校开设大学物理实验课提出了系统具体的基本要求。[1]物理实验课覆盖面广，具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面，具有其它实践类课程不可替代的作用。大学物理实验室是对学生进行实验教学和实践训练的必备场所，高校对大学物理实验室建设都很重视。新建本科院校如何以教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会关于“大学物理实验课程基本要求”为目标，结合本校的办学思想、人才培养目标，高质量地进行大学物理实验室建设，快速完成从专科（高职）教育向本科教育的转变，满足本科专业的大学物理实验课程教学基本要求，是关系新建本科院校发展的关键问题。

一、背景介绍

金陵科技学院（以下简称“我院”）大学物理实验室是2008年底才开始筹建的，由于专科阶段对学生基础课程的要求是以“必须、够用为度”，所以当时各个专科学校纷纷撤消大学物理教研室，大学物理的内容也被合并到相应专业课中进行教学。升本之后，我院非常重视基础课的教学，及时成立了大学物理教研室，并投入了一定的人力物力，在新落成的实验大楼成立了物理实验中心，占地1100多平方米，设立了力、热、光、电及近代综合实验室，基本满足了目前的教学需要，在大家的努力下，我院已经圆满开设了《大学物理实验》课程。由于笔者有幸参加了物理实验室建设规划的整个过程，本文就软硬件建设过程遇到的一些问题谈谈体会和想法。

二、建设过程

1.定位建设方案

我院的物理实验中心是为工科非物理专业的学生服务的，因此在定位问题上应符合我院学生的特点，与学校的定位相一致。由于我院的定位是教学型应用性本科院校，所以物理实验中心的定位就要突出“教学型应用性”的特点。这样的定位主要通过硬件建设和教学理念来体现。为此我们调研了多所建设经验丰富的老牌院校，多次到南京理工大学、南京航空航天大学、中国药科大学等高校的物理实验中心参观学习，了解他们的物理实验室现状，从而把握物理实验发展的趋势。吸取成功的经验，同时了解建设过程中应该避免的一些问题。

在前期调研的基础上，根据物理实验中心室的功能定位，初步拟订好物理实验建设项目。然后，学校组织邀请校外专家、教授来校论证、评估，广泛听取专家的意见并对建设方案进行修改。如，在全院来讲，物理实验中心扮演的还是基础的角色，不可与各专业实验室重复。另外，实验项目的开设应与学校的专业特色相结合。为此，我们与各专业教研室进行了交流，让他们提出希望开设的实验项目。最后，在听取了各方的意见后，考虑到我院专业偏重于力学和电学，把建设重点放在了力学和电学实验室，同是也考虑到作为一个实验中心的完整性和对学生素质教育的要求，还适量建设了热学实验室、光学实验室以及综合性实验室。建成后的实验中心可开设24个实验项目，能够满足日常的教学需要。修改后的建设方案在学院组织的第二轮专家论证会上顺利得到通过。

此外，具体的建设过程分为三个阶段、分层次进行，这同样是由学院的自身特点所决定的。因为，我院原先没有物理实验室，所有的设备都必须一次性购买，资金上有困难，而2009年之前，我院的大学物理实验课只有32学时，所以第一阶段的建设是为了满足这32学时的教学需要。教育部课程指导委员会下发的《大学物理实验课程基本要求》中规定，大学物理实验课不得少于54学时，[1]为了满足这个要求，学院组织我们到兄弟院校进行了调研，最后将这门课从2010年开始增加到48学时。据此，第二阶段的建设仍然是为了满足基本教学的需要。第三阶段的建设，则是在继续加强基础物理实验建设的同时，着重开发专题性实验、综合性、设计性实验和近代物理实验，进行物理实验教学模式、教学方法及教学内容改革的研究，建成适合于我院培养应用型人才的、具有一定特色的物理实验教学内容及教学体系。

2.凸显特色

一个实验中心的建设，除了满足其基本的功能之外，还应有自身的特色。为了体现我院应用型的特色，我们建设了一个演示实验室。演示实验是最直观的教学手段，它对于传授物理基础知识、培养学生的观察能力和思维能力，都有不可忽视的作用。在实验仪器、演示项目的设置问题上，既要考虑到体现学校的办学水平，又要和学校的专业特色相结合，根据我院学生特色，规划购置以力学、电磁学、光学为主要组成的演示实验仪器，同时加强演示实验仪器的自制，以解决资金不足和培养学生动手能力、创新能力的问题。我院物理演示实验教学平台可开设有茹科夫斯基转椅、纵横波演示仪、锥体上滚演示仪、三维磁场演示、手触式蓄电池演示仪、热力学第二定律演示仪、温差电偶演示仪、记忆合金、魔球（等离子体放电的混沌现象）、偏振光演示仪等共64个项目，这些内容有些是与大学物理课堂相关的，有些在大学物理课堂并不能涉及，这样，还可以通过演示实验的开放拓宽学生的知识面。另外，物理演示实验室还是为大学物理课堂教学服务的，在物理教学的课堂上，把涉及到的物理知识通过实验演示给学生看，对提高学习兴趣，加深对所讲授内容的理解、启迪学生思维、活跃课堂气氛起到十分重要的作用。最后，演示实验室还可以弥补学时的不足，我院的48学时和教育部要求的54学时还有一小段差距，通过开放演示实验室来弥补这段不足，同时完成开放实验的教学。[2]

3.编写适合我院学生的教材

教学过程离不开教材，大学物理实验这门独立开设的课程有其特殊性，因为每所学校的实验课开设的项目都要反映本校的特色，所以开设的实验项目都不尽相同，这就不可能有统一的实验教材可以直接拿来用，必须要求教师自己编写符合本校特色的教材。首先，要求实验教材能覆盖本中心承担的所有实验教学项目，其次要充分体现自身特色。此外，除了纸质的教材，还应制作相配套的多媒体课件。

教材的编写同样要考虑到学生的特殊情况。我院大学物理实验课的开设对象中几乎一半是公办学生，另一半是民办学生，这些学生不在同一层次上。从专业特点上看，有几乎一半是偏向于电学实验的，有一部分则是偏向于力学实验的，还有一小部分对光学实验比较重视。教学是为学生服务的，面对不同层次、不同要求的学生，当然要区别对待，当然要进行分层次教学，以满足所有学生的需要。因此，教材的编写也必须分层次进行。[3]

我院把整个基础物理实验分为三个层次。第一层次是物理实验基本知识，主要为基本量的测量、基本物理现象与规律的观察和分析、基本仪器的使用、基本测量方法和实验技能的训练，以及不确定度的计算与分析，等等，包括实验理论知识，长度的测量，等等。本层次级实验台阶较低，有利于学生较快适应大学物理实验的要求，这部分内容是所有学生学好大学物理实验的基础。第二层次为模块化基本实验，是物理实验知识、能力、素质的基本训练阶段，这部分采用单元模块的形式，分为力学单元、电学单元、光学单元和热学单元，这样便于针对不同专业的学生组织教学。第三层次是提高型实验，包括综合性、设计性、应用性实验，此阶段为提高性阶段，主要培养学生综合运用实验方法和实验仪器，来解决实际问题的能力，通过设计性实验的训练，进一步培养学生的实验设计能力和创新素质，为提高科研能力奠定基础。我院已经在南京大学出版社出版了《大学物理实验》。

多媒体教学改变了传统教学中粉笔加黑板的单一、呆板的表现形式，可以通过动画模拟，把静止的东西变成活动的东西，把抽象的知识形象化，从而激发学生的学习兴趣，调动其主动学习的积极性。为此，我们制作了与文字教材相辅相成的多媒体课件，生动的动画和仿真，把书本上的原理表达得栩栩如生，便于学生理解和接受，从而能够顺利地完成整个实验。

4.建立适合我院的管理体制

实验室是教学科研的重要场所，安全工作是实验室基础管理工作之一，做好实验室的管理工作意义非凡。加强对实验员、实验教师及学生的安全管理意识，必须建立健全操作规程和防盗、防火、防事故管理等规章制度，制定出具体要求和措施，并张挂在明显的地方，严格贯彻执行。[4]

先进的实验仪器进校后，要充分发挥仪器设备的效益，提高教学资源的利用率，其中加强实验室内部管理是重要保障。物理教研室既承担大学物理的教学任务，又要完成大学物理实验的教学，且人员较少，只有一名专职的实验室管理维修人员，怎样管理好实验中心就显得尤为重要。在这特定的条件下，笔者认为，每个上课的教师就要多负几分责任。首先，对学生要加强管理，在每个实验室张贴严格制定好的规章制度，每次实验学生必须按座位签到，尽量降低由于错误操作所导致的仪器损坏。如果情况发生了，应及时登记并进行赔偿。其次，对一些易损耗的配件要提前备货，以避免因为仪器的损坏影响正常的教学。

实验室建设是一项长久而复杂的工作，需要与时俱进。以上仅仅是笔者在建设过程中不成熟的体会和想法，在今后的教学过程中将不断寻找新问题，并及时解决。

参考文献：

[1]霍剑青.大学物理实验课程教学基本要求的指导思想和内容解读[J].物理与工程，2007，17，（1）.

[2]刘竹琴，白泽生.物理实验开放式教学调研与初探[J].实验室研究与探索，2008，27，（6）.

[3]杨雪峰等.基础物理实验教学示范中心教材编写的思考[J].实验室研究与探索，2007，26（5）.

[4]刘国庆，周晶.大学物理实验室管理探讨[J].白城师范学院学报，2012，26（3）.