地方高校國家級實驗教學示范中心建設實踐

肖 利，張 頔，劉茂軍，劉惠蓮

(吉林師范大學 物理實驗教學中心，吉林 四平 136000)

2007年，吉林師范大學物理實驗教學中心被評為吉林省省屬普通高等學校首批實驗教學示范中心，2012年實驗中心教學團隊被評為“吉林省優秀教學團隊”。按照教育部《關于進一步開展“十二五”高等學校實驗教學示范中心建設工作的通知》(教高司函[2012]197號)的要求，該中心進一步加強了優質資源融合、教學科研結合、學校與社會協同育人等方面的改革與創新，強化大學生實踐能力、創新能力的培養，打造升級版的實驗教學示范中心。2013年，物理實驗教學中心被評為國家級實驗教學示范中心。

1 先進的實驗條件是示范中心建設的基礎

實驗教學示范中心的基本條件除了實驗教學隊伍，就是實驗室的硬件和軟件。近3年來，物理實驗教學中心獲得各級各類建設經費2 000多萬元，使中心建設得到了長足發展。

1.1 儀器先進，數量充足

根據教學實際，物理實驗教學示范中心裝備了一批先進的教學儀器，如掃描電子顯微鏡、高溫超導體特性儀、變溫霍爾效應儀、振動樣品磁強計、穆斯堡爾譜儀、激光拉曼光譜儀等。這些儀器設備的配置，既能滿足綜合性、設計性、創新性實驗等現代實驗教學的需要，又能使學生了解科技最新發展和學術前沿動態。中心還引進了10套美國PASCO公司提供的“科學工作室”，將傳感器技術、計算機技術應用于實驗，使學生掌握現代化的數據采集和處理手段[1]。

1.2 信息管理，資源豐富

實驗教學示范中心充分利用現代信息技術手段，加強實驗室管理信息化、智能化和實驗教學網絡化建設[2]，不斷提高實驗教學管理系統、開放實驗室預約系統的技術水平，豐富網絡實驗教學資源。學生可以借助校園內任何一臺電腦，方便地了解實驗室的基本信息、選擇實驗課程和實驗時間、查詢實驗成績；實驗教師也可以在校內任何一臺電腦上查詢學生選課情況、給出學生實驗成績等。此外，中心還開發了資產管理系統，使儀器采購、使用、維修等環節公開化、制度化和程序化，并實現了資源共享。

1.3 改革內容，創建精品

實驗教學內容的改革是實驗教學改革的重中之重[3]。中心對傳統的實驗內容進行了全面審視，站在現代科學技術水平和現代教育理念的高度上提出了以下改革措施：

(1) 在繼承的基礎上，把學科前沿、最新的科學技術融入實驗教學，不斷更新實驗內容；

(2) 裝備一些先進的教學儀器，不斷把新技術、新儀器、新方法引入實驗教學，提升實驗課的水平；

(3) 通過優化組合，加強綜合性、設計性、創新性實驗內容，以提高學生的實踐能力和創新能力[4]；

(4) 充分利用中心的科研優勢，通過篩選、提煉、研究設計和分類轉化,將教師的科研內容和成果轉化為實驗項目，如非晶合金巨磁阻抗效應研究、納米鐵氧體材料磁性研究、氧化鋅材料光學特性研究、光電傳感器特性及應用設計、稀土發光粉末材料的制備等，啟迪學生科研思維、掌握科研方法，提升學生的科研能力；

(5) 配合實驗教學內容，編訂有利于學生自主學習的實驗教學大綱；編寫出版《大學物理實驗》、《普通物理實驗》、《近代物理實驗》和《探究物理實驗》等4部實驗教材；建成“普通物理實驗”、“電磁學”、“固體物理”、“模擬電子技術”、“微機原理與接口技術”等5門省級精品課程；

(6) 運用計算機技術和網絡技術，把實驗設備、教學內容、教師指導和學習者的操作有機融合為一體，通過建設優質的虛擬實驗教學資源和共享平臺，使虛擬實驗和真實實驗相結合、互補，組織開發中學物理實驗仿真、大學物理實驗仿真、近代物理實驗仿真、電子電路實驗EDA仿真等67項。這些仿真實驗項目克服了實際實驗中出現的盲目操作和走過場現象，提高了物理實驗教學的質量和水平。

2 先進的實驗教學隊伍是示范中心建設的條件

建設高水平、高素質的實驗教學隊伍是建設高水平實驗教學示范中心和培養高質量人才的關鍵，只有具有創新精神和創新能力的教師才能培養出具有創新精神和創新能力的學生[5]。

2.1 實施“雙師”計劃

為了提高中、青年教師的技術應用能力和實踐能力，適應實驗教學的技能性和實踐性的教學要求，中心實施了“雙師”計劃，即每學期選派1～2名專業課和專業基礎課教師到生產第一線工作，學習企業的新技術、新知識、新工藝、新材料和新方法。同時由合作企業負責推薦專業骨干與高技能人才承擔實踐教學任務。通過“產學研”結合模式，中心教師參與或獨立承擔公司的生產科研項目，打造內外結合、校企聯合的具有實踐能力的“雙師型”實驗教學團隊[6]，優化了專業實驗教師結構，提升了教師的教育教學理念，豐富了實踐教學經驗，提高了實踐育人本領。

2.2 堅持例會制度

為了提高教師的實驗教學能力和水平，實驗中心堅持每周一次例會，解決日常教學中存在的問題，交流指導實驗教學的經驗，匯報參觀考察、參加各類實驗教學研討會的心得，共同研討中心發展和建設的思路。通過互學互助，提高了教師的實驗教學水平和能力。中心已有3名教師獲吉林省中青年骨干教師稱號；有3名教師獲學校教學標兵或教學能手稱號。

2.3 建立教師進修制度

通過制定有關制度，調動教師樹立“終身學習”的積極性和主動性。鼓勵青年教師在職攻讀博士學位。中心現有取得博士學位的教師31人，占總人數的49%。中心每年都選拔推薦1名教師赴美、歐等海外著名高校學習深造，學習國外先進的實驗教學理念和管理措施，通過科研項目合作，提高科研能力。中心現已有8名教師獲得出國深造的機會，他們中有1人獲新世紀百千萬人才工程國家級人選，有2人成為教育部新世紀優秀人才，產生吉林省拔尖創新人才3人，有2人成為吉林省高校科研春苗人才。

2.4 采取交流措施

采取“走出去、請進來”的辦法。物理實驗教學中心每年選派3～5名教師參加國內各類教學研討會、培訓班，學習先進的實驗教學管理經驗，掌握先進的實驗技術，吸收先進的教學研究成果。每學期都積極邀請國內外知名學者、專家教授來中心做學術報告，通過和知名專家、學者面對面地交流，對國內外實驗教學的發展狀況和趨勢有了更清楚的認識，也提升了自己的教學水平和學術水平，拓寬了建設新實驗的思路。

3 先進的實驗教學體系是示范中心建設的核心

中心以實踐能力和創新能力培養為主線，樹立“強化知識與技能，注重過程與方法，提高素質與能力、突出實踐與創新”的實驗教學理念，根據教育教學發展需要，結合學校辦學特色和專業特點，將物理類、電工電子類、通信類、材料類的實驗室資源及師資隊伍進行了整合，構建了功能集約、資源優化、開放充分、運行高效的4個實驗教學平臺，即基礎實驗教學平臺、專業實驗教學平臺、實驗教學技能訓練平臺和學生自主創新實踐平臺。與之相適應，在近十幾年實驗教學改革與實踐的基礎上，依托物理學科，打破課程界限，優化和重組了實驗教學內容與結構，建立了科學、系統，既與理論教學結合，又相對獨立的五個層次、七個模塊、三個階段實驗教學體系。

五個實驗層次是預備性實驗、基礎性實驗、設計性實驗、綜合性實驗和研究性實驗。五個實驗層次相互銜接、相互融通、逐級提高，逐步提高學生的實踐能力、科研能力、創新能力和適應社會與就業能力。

七個實驗模塊是大學物理實驗、專業物理實驗、電工電子實驗、通信技術實驗、材料物理實驗、物理教學論實驗和物理探究實驗[7]。通過7個實驗模塊訓練，使學生既可掌握物理實驗的基本技能，又可掌握現代實驗技術；既可提高物理實驗教學能力，又可提高工程實踐能力。

三個階段就是把學生能力培養分成3個時間段，即大學1—2年級階段、3年級階段和4年級階段。1—2年級階段是基礎階段，主要以專業基本技術和方法訓練為主；3年級階段是提高階段，主要培養學生綜合實驗能力和工程實踐能力；4年級階段是創新階段，通過參與教師的科研項目，培養學生的科研能力和創新能力。這3個能力培養階段不是孤立的，它們相互聯系，共同形成一個創新人才培養的金字塔。

4 先進的實驗教學方法是示范中心建設的關鍵

要培養出創新型人才，必須有一套先進的實驗教學方法作保障。我校在國家級實驗教學示范中心建設的實踐中，建立了新型的適應學生能力培養和鼓勵探索的多元實驗教學模式。

4.1 教師與助教相結合

我校在本科實驗教學中實施了本科學生助教制度，即在高年級本科學生中選拔實驗課學習表現突出、對于物理實驗具有濃厚興趣且學有余力的學生，經過一段時間的系統培訓后，讓他們作為實驗教師的助手，參與基礎實驗教學指導和實驗室的日常管理、儀器維護等工作[8-9]。由于學生之間容易交流與溝通，管理和指導到位，學生助教制度深受學生歡迎，實驗教學質量明顯提高。學生助教的經歷使他們的動手能力、實驗教學技能和管理能力明顯提高，就業優勢明顯，就業質量較高。

4.2 教師與學生相結合

新生入學后，通過雙向選擇，每位本科生的導師要指導5～8名學生，使每位學生都結合到導師的團隊中[10]。在大學4年里，學生一直參與導師的教學和科學研究工作，小到多媒體課件制作、文獻查詢、開放實驗室管理等，大到管理軟件開發、實驗儀器研制、教研和科研項目實施等。通過這種結合，使學生在課外獲得比課堂上更多的經歷、體驗和實踐的機會，學生的實踐創新能力、教研與科研能力得到明顯提高。

近3年，由中心教師指導的本科生發表教研和科研論文11篇，其中發表在核心期刊以上6篇；學生科研論文“Si/Al2O3納米陶瓷的制備及熱壓燒結”、“Fe/Al2O3納米陶瓷復合材料的制備與表征”和“傾斜磁記錄介質Co/Pt多層膜制備及表征”分別在第八屆、第九屆和第十一屆全國大學生“挑戰杯”課外學術科技作品競賽中榮獲三等獎；教師與學生共同發明的“一種制備聚晶立方碳化硼復合片的方法”獲2013年吉林省發明創造大賽優秀獎。

4.3 實驗教學與學生實踐創新活動相結合

中心設立本科科技創新基金，根據學生不同的興趣和愛好，成立了電子設計、數學建模、教具制作和教學設計等創新小組，聘請院內外、校內外實踐經驗豐富的教師、工程技術人員作為學生自主創新活動的指導教師，指導學生參加國家、省、市、校各類科技創新活動。近3年內，獲全國大學生“挑戰杯”課外學術科技作品競賽三等獎3項；獲“挑戰杯”中國大學生創業計劃競賽銀獎1項；獲全國大學生電子設計競賽國家級二等獎1項、省級一等獎3項；獲教育部主辦的“東芝杯”中國師范大學理科師范生教學技能創新大賽創新獎、一等獎、二等獎、三等獎各1項；獲全國大學生中學物理教學技能大賽特等獎2項、一等獎14項；獲全國大學生數學建模競賽國家級二等獎5項、省級一等獎11項[11]。

4.4 學校育人與社會育人相結合

為了實現學校與社會協同育人，吉林師范大學成立了紅嘴大學科技園。該科技園是教育部高校學生科技創業實習基地、吉林省省級大學科技園、吉林省省級大學生創業園。科技園現有入園企業和科研院所84戶。利用科技園的人才和技術優勢，學校投入100萬元專項資金，建立實習、實踐基地，聘請企業高級管理人員、高級技師、科研院所的研究員作為兼職教師參與學生實踐能力的培養，學生的實踐能力和創業、就業能力得到明顯提高[12]。學生創新作品“無線遙控智能家居控制器”、“醫療測聽設備校音器”在2010年“迪瑞杯”吉林省高校學生科技創新大賽中獲二等獎；學生作品“四平奧森農業技術有限公司商業計劃書”在2012年“挑戰杯”中國大學生創業計劃競賽中獲銀獎；2010屆畢業生張超被評為吉林省高校畢業生十大創業先鋒。

5 優質的社會服務是示范中心建設的宗旨

物理實驗教學中心在國家級實驗教學示范中心建設中，充分利用資源優勢，找準結合點，開發服務項目。近年來，中心積極承擔“國培”和“省培”任務，培訓中學物理“種子教師”557名，發揮了他們在中學物理教學中的引領和輻射作用。中心還積極與中學開展交流合作，共同承擔基礎教育研究項目5項，協建中學物理實驗室3個，建立教育實習基地25個，使師范教育與基礎教育緊密結合，共同培養創新型、研究型、實用型的物理教師。

物理實驗教學中心以“功能材料物理與化學”教育部重點實驗室為依托，通過“產學研”的深度合作和對接，加速科研成果轉化，服務于地方經濟建設。由教師合作開發的項目“轎車電子式車速傳感器研制及產業化”、“大型全固態激光放大器系統工程化關鍵技術研究”、“水中油在線測量儀器的研制與開發”、“筒式燃油表傳感器研制”等已形成產業化，取得了明顯的經濟效益。其中，“轎車電子式車速傳感器研制及產業化”項目獲吉林省科技進步二等獎。

[1] 肖利,劉惠蓮,張勇.加強實驗教學中心建設構建創新教育體系[J].實驗室研究與探索,2009,28(1):26-29.

[2] 姜文鳳,高欣.“十二五”國家級實驗教學示范中心建設與思考[J].實驗技術與管理,2013,30(5):5-7.

[3] 吳世華,閆曉琦,杜宗杰，等.全面改革創建國家級實驗教學示范中心[J].實驗室研究與探索,2007，26(4):89-92.

[4] 章斐，陳明星,潘偉,等.實驗室機時預約及信息管理系統的開發與應用[J].實驗技術與管理,2008,25(1):83-86.

[5] 施開良,陳令梅,俞慶森，等.建設高水平高素質教師隊伍是培養創新型人才的核心[J].中國大學教學,2004(9):33-35.

[6] 王少懷,劉羽,黃培明，等.實施“卓越工程師教育培養計劃”打造“雙師型”教學團隊[J].中國地質教育,2010(4):63-65.

[7] 肖利,李海波,劉茂軍.全面實施物理實驗改革培養學生創新素質[J].實驗室研究與探索,2007，26(4):101-103.

[8] 夏有為.建設教學實驗室的“國家隊”[J].實驗室研究與探索,2006，25(3):335-338.

[9] 肖利,劉茂軍,曹麗華，等.建立學生助教機制,提高實驗教學質量[J].大學物理,2008，27(8):45-47.

[10] 肖利,劉惠蓮,劉茂軍.在物理實驗教學中實施導師制,培養學生的創新能力[J].大學物理實驗,2007，20(3):97-100.

[11] 肖利,劉惠蓮,華中,等.創建省級物理實驗教學示范中心,培養大學生實踐創新能力[J].實驗技術與管理,2010,27(2):94-96.

[12] 劉蕾,姚嬌娜,梁廣東，等.就業指導在地方高校學生創業能力培養中的作用研究與實踐[J].黑龍江教育學院學報,2013(1):7-9.