陳水橋，李海洋，陳洪山，陳紅雨，鮑德松

(浙江大學 物理學系，浙江 杭州310027)

0 引 言

物理實驗中心遵循“以人為本，整合培養(yǎng)，求是創(chuàng)新，追求卓越”的教學理念。通過全體師生的共同努力實現(xiàn)了“學生選課自主化，教師隊伍層次化，教學方法多元化，實驗內(nèi)容多樣化，實驗管理規(guī)范化”的教學改革思路，取得了較好的成效。

1 實驗中心現(xiàn)狀

(1) 學生選課自主化。中心特別注重學生的自主選課系統(tǒng)建設［1］，主要表現(xiàn)在:選實驗自主化，實驗內(nèi)容分必做和選做兩部分，必做實驗占4%，選做實驗占96%，學生可以根據(jù)自己愛好自由選擇大部分實驗內(nèi)容;實驗預習自主化，中心鼓勵學生上網(wǎng)預習，既節(jié)省了學生預習時間，又拓寬了預習方式;中心開設了開放性實驗室，學生可以在任意時間段來做實驗，不受時間、空間限制［2-3］。

(2) 教師隊伍層次化。物理實驗中心把教師隊伍根據(jù)實驗內(nèi)容進行層次化分類，把教師根據(jù)自身能力和特長分成幾個層次，讓每位老師找到合適的位置［4］。這些層次因為是根據(jù)實驗內(nèi)容來分類的，所以分別稱做:研究型課題層、SRTP 項目層、綜合設計層、基礎層。層次化的教師隊伍明顯地提升了教學質(zhì)量。

(3) 教學方法多元化。中心建立起了“啟發(fā)式、自主式和開放式”教學新體系。以實驗內(nèi)容為中心的“分層次、多模塊”教學方法是根據(jù)學生要求、教師隊伍建設需要和實驗室發(fā)展的需求而提出來的教學方法［5］。主要包括:網(wǎng)絡化教學平臺、立體化實驗室、開放化儀器平臺和無紙化自測考試系統(tǒng)。

(4) 實驗內(nèi)容多樣化。根據(jù)“啟發(fā)式、自主式和開放式”教學新體系，對物理實驗教學內(nèi)容進行了大膽改革，針對性地開設了“大學物理實驗”、“普通物理實驗ⅠⅡ”、“物理學實驗ⅠⅡⅢ”、“大學物理及實驗”四大類本科生實驗課程，以及“現(xiàn)代物理實驗”研究生實驗課程。其中本科生實驗共有97 個，包括基礎實驗26 個，綜合、設計型實驗71 個(課題實驗31 個)，研究生實驗有18 個，還有一系列開放和演示實驗［6］。

(5) 實驗管理規(guī)范化。中心實行“模塊式”管理體系。把整個實驗中心的管理系統(tǒng)分成四大模塊:日常管理模塊，實驗管理模塊，教師管理模塊和學生管理模塊。分別由1 位中心主任和3 位中心副主任負責。其中日常管理模塊包括設備管理、信息管理和實驗中心建設;實驗管理模塊包括基礎物理實驗室、綜合開放實驗室和近代物理實驗室;教師管理模塊包括排課、培訓等;學生模塊包括選課系統(tǒng)和考試系統(tǒng)。

2 構(gòu)建實驗教學新體系

物理實驗中心建立起了“啟發(fā)式、自主式和開放式”教學新體系(見圖1)。

圖1 教學體系結(jié)構(gòu)圖

(1) 重點對課程內(nèi)容和實驗指導書進行了改革。根據(jù)“啟發(fā)式、自主式和開放式”教學新體系，實驗中心對物理實驗教學課程進行了大膽的改革，針對性地開設了“大學物理實驗”、“普通物理實驗ⅠⅡ”、“物理學實驗ⅠⅡⅢ”、“大學物理及實驗”和“現(xiàn)代物理實驗”五大類本科生課程［7］。其中“普通實驗Ⅱ”和“物理學實驗Ⅲ”也稱研究型課題實驗。由于實驗中心儀器設備更新率很高，實驗內(nèi)容經(jīng)常根據(jù)需求轉(zhuǎn)變，如招生模式從過去的分專業(yè)變成現(xiàn)在的大類招生等，所以中心每年都要更新實驗教材內(nèi)容，以適應學校的發(fā)展需求。一本固定的教材是滿足不了實驗室的建設需求的，所以實驗中心根據(jù)課程內(nèi)容系統(tǒng)化地建設了各類實驗指導書，作為學生的實驗教材［8］。新編的實驗教材有:《普通物理實驗》，《物理課題實驗》，《光學開放實驗指導書》，《大學物理實驗》，《現(xiàn)代物理實驗》。

(2) 開設特色實驗課程。中心為了培養(yǎng)高水平，具有創(chuàng)新精神的研究型人才，專門成立了求是科學班實驗課程?！扒笫强茖W班”是依據(jù)教育部面向高校推出的基礎學科拔尖學生培養(yǎng)計劃，“求是科學班”就是培養(yǎng)基礎學科領域的，能耐得住寂寞、潛心于科學研究的，以科學研究為終身職業(yè)的人才。在求是科學班做實驗的學生都將按照“高、精、尖”的培養(yǎng)模式，實施課程精、深、通的研究型實驗教學。求是科學班實行開放制，所有實驗課程都有教授擔綱。帶隊導師全部都是長江學者或教學名師。學生至少主持一項SRTP(大學生科研訓練計劃)，并在導師的指導下，參加一項科研項目，完成研究論文。開設具有大類學生特色的物理課題實驗課程:物理課題實驗基于學生SRTP 項目的課題內(nèi)容，學生以論文形式提交成果。課題實驗課程難度高，形式靈活，內(nèi)容多樣，一般一個課題需要花2 個短學期的時間完成，最后以答辯的方式來考查學生的完成情況。

3 改革教學方法和教學手段

為適應大類學生的需求，實驗中心對實驗教學方法和手段有針對性的進行了大膽的改革。以實驗內(nèi)容為中心的“分層次、多模塊”教學方法是根據(jù)學生要求、教師隊伍建設需要和實驗室發(fā)展的需求而提出來的教學方法。真正實現(xiàn)了“教師—實驗—學生”一體化，見圖2。

圖2 “教師—實驗—學生”一體化圖

實驗中心運用“啟迪式”的教學手段，解決了以往單一的“說教式”教學手段?！皢⒌鲜健苯虒W手段主要是想盡辦法為學生提供良好的學習環(huán)境，實現(xiàn)學生實驗預習和操作的多途徑化，其教學手段見圖3。

圖3 多途徑化啟發(fā)式教學手段

其中，網(wǎng)絡化教學手段主要通過實驗中心網(wǎng)站，上傳教學課件、教學多媒體和虛擬實驗等，讓學生在網(wǎng)上自主預習，獲取實驗相關(guān)知識。立體化教學手段，通過實驗室內(nèi)儀器掛圖、多媒體播放、實驗課件、實驗介紹板向?qū)W生展示該實驗的全方位信息，讓學生在實驗室內(nèi)做實驗時多一些相關(guān)實驗信息的來源和渠道。開放化教學手段讓學生可以在非實驗課時間段來開放實驗室做自己喜歡的實驗內(nèi)容。無紙化教學手段，學生可以對自己所學實驗內(nèi)容在網(wǎng)上自測考試系統(tǒng)內(nèi)進行隨時自測，從而達到查漏補缺的效用。

4 強化實驗教師隊伍建設

4.1 依托一級學科建設實驗指導教師隊伍

物理實驗教學中心，依托浙江大學物理學一級學科博士點和博士后流動站，理論物理、凝聚態(tài)物理兩個國家重點學科，光學、等離子體物理兩個浙江省重點學科，理科和物理工科課程兩個國家人才培養(yǎng)基地的雄厚的教學人才隊伍，堅持“以人為本，整合培養(yǎng)，求是創(chuàng)新，追求卓越”人才培養(yǎng)理念，取得了長足的發(fā)展［9-10］。

4.2 建設層次化實驗教師隊伍

每位教師都有自己的特點，根據(jù)自己的特點來從事或選擇實驗內(nèi)容才能促進實驗課程的良好發(fā)展，也更能很好地為學生服務。所以實驗中心給每位參與的老師根據(jù)自己的特點自主選擇實驗內(nèi)容的機會，而不是以前的指派方式。中心根據(jù)教師自身能力和特長分成幾個層次［11］見圖4，讓每位教師找到合適的位置，找到能最大發(fā)揮能力的地方。層次化的教師隊伍大大提升了教學質(zhì)量，也更能使教師在實驗教學中工作自如。

圖4 層次化教師隊伍建設

4.3 依托新的崗位聘任制優(yōu)化實驗教師結(jié)構(gòu)

實驗中心為了便以管理教師隊伍，把教師按照實驗室管理方法分成了基礎實驗室隊伍、綜合開放實驗室隊伍和近代物理實驗室隊伍，共計56 人。制定了合理的崗位聘任制度，保證了實驗教師隊伍健康成長。實驗中心根據(jù)“實驗人員崗位聘任實施辦法”進一步細化了實驗教師隊伍，保證了實驗教師隊伍的良好建設。實驗教學中心現(xiàn)有教師、實驗技術(shù)與管理人員共56 人，其中高級職稱38 人，中級職稱10 人，院士1人，教授28 人，副教授5 人，博士學歷29 人，碩士學歷5 人。合理的隊伍結(jié)構(gòu)促進了實驗教學的發(fā)展。

(1) 重視教師隊伍培訓。實驗室非常重視實驗人員培訓和參加各種會議，經(jīng)常組織實驗中心教師外出交流或培訓，不斷提高教師的業(yè)務水平，吸取國內(nèi)外先進實驗技術(shù)和實驗方法［12］。

(2) 組建高校大學物理實驗教學協(xié)助組。為發(fā)揮物理實驗中心的示范作用，提高在杭高校大學物理實驗教學質(zhì)量，促進在杭各高校物理實驗的建設，召開了由浙江大學、浙江工業(yè)大學發(fā)起并組織的“在杭高校大學物理實驗教學協(xié)助組成立大會”。協(xié)助組進行了在杭高校大學物理實驗教學協(xié)作網(wǎng)的建設，建設了浙江省在杭高校大學物理實驗試題題庫，初步開展在杭高校大學物理實驗資源共享，進一步加深各高校之間交流協(xié)作、合作，深化了物理實驗教學改革，及物理實驗室建設，創(chuàng)新性實驗的模式和標準，并探討了各院校大學物理實驗教學現(xiàn)狀比較等情況［13］。

5 建立“開放、正確、合理”的信息平臺

建立“開放、正確、合理”的軟件信息平臺是我們物理實驗中心建設的目標之一。因此實驗中心建設了“一站式，平臺型”實驗中心網(wǎng)站，主要包括日常信息公布平臺，學生選課平臺，成績評定平臺，師生交流平臺，實驗演示平臺(虛擬實驗、課件、多媒體播放)，實驗信息平臺和課程建設平臺。為學生、教師和其他需求人員提供開放、正確、合理的信息支持。網(wǎng)站地址:10.71.23.61，每年點擊的學生人數(shù)約5 000 多，每年點擊量約20 萬人次。

立體化實驗室建設是針對學生實驗需求的一個硬件信息平臺，其主要內(nèi)容包括儀器掛圖、多媒體播放、實驗課件、實驗介紹板等。立體化實驗教學信息平臺向?qū)W生展示了每個實驗的全方位實驗信息，讓學生在實驗室內(nèi)做實驗時增加了實驗信息渠道，使學生做實驗時更加得心應手。

6 建設“模塊式”實驗室管理系統(tǒng)

物理實驗中心的四大“模塊式”管理系統(tǒng)中，日常管理系統(tǒng)采用一體化運行機制，實驗管理系統(tǒng)采用開放式運行機制，教師隊伍管理系統(tǒng)采用崗位聘任制運行機制，學生管理系統(tǒng)采用自主性選課運行機制［14］。

(1) 日常管理系統(tǒng)。采用“自上而下，分級管理”的一體化運行機制，實行“主任負責制，副主任分管制，室主任落實制和管理人員承包制”。每個實驗室都布置了安全提示、規(guī)則制度表、實驗介紹提示板。

(2) 實驗管理系統(tǒng)。采用開放式運行機制，主要包括網(wǎng)絡開放，選課開放，實驗開放。學生可以從多渠道來了解和進入物理實驗中心。每年進入開放室自由選做實驗的學生人數(shù)約5 000 人次。

(3) 教師隊伍管理系統(tǒng)。采用崗位聘任制運行機制，學校特別重視實驗中心的隊伍建設，考慮到實驗人員是學校里的弱勢群體，在崗位要求，職稱評定，經(jīng)費劃撥等方面都有特別照顧。當然學生對實驗教師的要求也更高，比如每次實驗，學生都要對每位老師進行評分。學校每年都對實驗課程考評。

(4) 學生管理系統(tǒng)。采用自主性選課運行機制，學生管理系統(tǒng)主要指學生選課系統(tǒng)。實驗中心實行“啟迪式”教學手段，真正做到了學生自主選課，師生雙向選擇［15］。

7 特 色

(1) 打造‘創(chuàng)新’型基礎物理實驗。實驗中心遵循“以人為本，整合培養(yǎng)，求是創(chuàng)新，追求卓越”的教學理念，開設了“大學物理實驗”、“普通物理實驗ⅠⅡ”、“物理學實驗ⅠⅡⅢ”、“大學物理及實驗”、“現(xiàn)代物理實驗”五大類課程，通過全體師生的努力，實現(xiàn)了“學生選課自主化，教師隊伍層次化，教學方法多元化，實驗內(nèi)容多樣化，實驗管理規(guī)范化”的教學思路。提升了實驗室的創(chuàng)造力。實驗中心構(gòu)建了“啟發(fā)式、自主式和開放式”教學新體系，使實驗中心面目一新。

(2) 創(chuàng)建了具有浙大特色的求是科學班實驗課

程。浙江大學物理實驗中心為了培養(yǎng)高水平，具有創(chuàng)新精神，研究型人才，專門成立了求是科學班實驗課程。在求是科學班做實驗的學生都將按照“高、精、尖”的培養(yǎng)模式，實施課程精、深、通的研究型實驗教學。堅持“以人為本，整合培養(yǎng)，求是創(chuàng)新，追求卓越”人才培養(yǎng)理念，取得了長足的發(fā)展。求是科學班實行開放制，所有實驗課程都有教授擔綱。帶隊導師全部都是長江學者或教學名師。學生至少主持一項SRTP(大學生科研訓練計劃)，并在導師的指導下，參加一項科研項目，完成研究論文。

(3) 創(chuàng)建“現(xiàn)代物理實驗”課程。該課程主要特點是，全程導師制，采用個性化、國際化培養(yǎng)方案、主要由教授講授實驗課。它的主要目標是打造一批創(chuàng)新型人才。各個實驗項目各具特色，實用性強，保障了各二級學科人才培養(yǎng)目標的需求。提倡學生對本專業(yè)及相關(guān)學科均有所了解，學生可結(jié)合自己論文課題自主選擇實驗項目，為學生出高水平科研成果打好基礎。

(4) 開設“研究型課題實驗”傳統(tǒng)特色課程。該課程特色明顯，成果顯著，實驗中心專項經(jīng)費資助、基于學生SRTP 項目的課題內(nèi)容、學生以論文形式提交成果。近五年，基于該課程，已經(jīng)指導學生申請并完成了5 個國創(chuàng)項目、13 個省創(chuàng)項目和21 個SRTP 項目，指導本科生發(fā)表了34 篇文章，發(fā)表了3 篇關(guān)于課題實驗建設方面的文章和5 篇會議論文，主編了1 本“物理課題實驗”指導講義，并在國內(nèi)多個會議上介紹。

(5) 建立長效的學生成績評分體系。物理實驗課程作為全校本科生的必修課，其地位不言而喻，所以實驗中心特別重視學生成績評定。結(jié)合學校實行大類招生后學生選擇專業(yè)與課程考試成績相關(guān)的特點，實驗中心對學生成績的評定進行了改革:①全面開放實驗，學生可以根據(jù)自己今后專業(yè)發(fā)展志向，有目的的選擇實驗和指導老師。②每位教師依據(jù)學生在每次實驗課中的表現(xiàn)和實驗后的報告給出實驗成績。③實行教師跟實驗的方法，替代過去的教師跟班制，所以學生的成績是取自于多位教師的評分，避免教師間給分的不平衡。受到了學生的好評。④學生最終實驗成績由平時成績和筆試成績相加的方法給定。同時，學生對每位教師和對應的實驗也進行評分，這些措施較好地促進了教學質(zhì)量的提高。

8 結(jié) 語

物理實驗中心提出了“打造‘創(chuàng)新’型基礎物理實驗，創(chuàng)建‘示范’型實驗教學中心”的口號，將實驗基本技能、技術(shù)與綜合設計能力、研究能力的培養(yǎng)貫串于整個實驗教學過程中，構(gòu)建了具有自己特色的實驗內(nèi)容、先進的實驗技術(shù)，并以學生為主體、以教師為主導的分層次、模塊化、全面開放的物理實驗教學方法。中心經(jīng)過近幾年的探索和不斷完善，已經(jīng)積累了較豐富的經(jīng)驗，形成了具有自己特色的實驗教學體系和管理模式，教學內(nèi)容、教學方法和教學手段，實驗室發(fā)展思路明確，改革力度深，在全國高校起到了良好的示范作用。

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