淺談大學(xué)物理實驗室的建設(shè)與發(fā)展

張陳俊

本文主要闡述了加強物理實驗室建設(shè)的必要性和實驗室建設(shè)的長期目標(biāo)，重點闡述了物理實驗室建設(shè)的具體內(nèi)容。

物理實驗室建設(shè)建設(shè)目標(biāo)建設(shè)內(nèi)容

一、引言

高等學(xué)校實驗室是教學(xué)科研的重要基地，也是反映學(xué)校教學(xué)、科研、學(xué)科建設(shè)和管理水平的重要標(biāo)志之一。大學(xué)物理實驗室是實施探究教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神，全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)場所，也是教師開展科學(xué)研究的陣地。因此，物理實驗室的建設(shè)、管理與開發(fā)利用已成為課程改革實施中的重要一環(huán)，各學(xué)校首先應(yīng)加強實驗室的建設(shè)。

二、重視物理實驗室建設(shè)

實驗室的建設(shè)，是開展實驗教學(xué)的物質(zhì)保障，是落實物理新課程教學(xué)目標(biāo)的先決條件。各級教育行政部門、各學(xué)校首先應(yīng)加強實驗室的建設(shè)，為新課程的順利實施創(chuàng)造物質(zhì)條件。應(yīng)該按國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，保證每2人一套儀器。對于演示實驗所需的儀器，不僅應(yīng)保證教師教學(xué)的需要，而且，對于能改為邊教邊實驗的，也應(yīng)保證每2人一套儀器。對于課外實驗和學(xué)具制作所用的基本儀器和部件，學(xué)校也應(yīng)盡可能地為學(xué)生配備，以保證其順利開展。增加實驗員的數(shù)量，提高實驗員的學(xué)歷層次和整體素質(zhì)，是順利進行物理實驗的一項緊迫任務(wù)。由于物理實驗內(nèi)容的增加，實驗要求和方式的變化，對實驗員也就相應(yīng)地提出了新要求：實驗員要熟悉課程的理念，掌握教材的內(nèi)容，不僅僅是一個實驗的準(zhǔn)備員、管理員，更應(yīng)是一個實驗的研究員、新實驗的開發(fā)者，發(fā)展自己成為物理實驗的專家；要努力學(xué)習(xí)現(xiàn)代信息技術(shù)，能運用計算機及其他的新的實驗設(shè)備開展創(chuàng)新的實驗研究，建立一套嚴格的物理實驗儀器，實驗材料的發(fā)放、監(jiān)察、使用和管理制度；對開放實驗室，不僅要高度關(guān)注學(xué)生的安全問題，而且要具備如高壓電源、危險性物品、放射性材料的管理以及發(fā)生傷害的應(yīng)急性措施等方面知識。

三、物理實驗室建設(shè)的目標(biāo)

要牢固樹立培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力為核心的實驗教學(xué)觀念，改革實驗教學(xué)體系和管理機制，建設(shè)滿足現(xiàn)代化實驗教學(xué)的高素質(zhì)實驗教學(xué)隊伍，建設(shè)儀器設(shè)備先進、開放服務(wù)的實驗教學(xué)環(huán)境，全面提高實驗教學(xué)水平和實驗室使用效益。具體做到：讓學(xué)生牢固掌握教學(xué)基本內(nèi)容，例如：基本物理量的測量方法，常用的物理實驗方法、常用的實驗操作技術(shù)、常用的實驗儀器的性能和使用方法，測量誤差的基本知識和正確處理實驗數(shù)據(jù)的基本能力等；注重學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，增強獨立實驗?zāi)芰Γ淮蚱瓢窗嗉壣险n的界限，學(xué)生自由選擇實驗題目和實驗時間；開設(shè)好適應(yīng)各專業(yè)的普及性實驗，即基礎(chǔ)性實驗。改造傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容，引入具有現(xiàn)代化的實驗技術(shù)和方法；開設(shè)好綜合提高性實驗，以鞏固學(xué)生在基礎(chǔ)性實驗階段的學(xué)習(xí)成果，提高學(xué)生對實驗方法和實驗技術(shù)的運用能力；開展設(shè)計性或研究性實驗，使學(xué)生了解科學(xué)實驗的全過程，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；開設(shè)好近代物理實驗，逐步引進在當(dāng)代科學(xué)研究與工程技術(shù)中廣泛應(yīng)用的物理技術(shù)，進一步提高實驗內(nèi)容的深度和廣度；開設(shè)物理實驗選修課，其內(nèi)容以近代物理、綜合性、應(yīng)用性實驗為主，以滿足各層次學(xué)生的需要；創(chuàng)造條件，開辟學(xué)生創(chuàng)新實踐的第二課堂，進一步加強對學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，鼓勵和支持拔尖學(xué)生脫穎而出。

四、物理實驗室建設(shè)的內(nèi)容

物理實驗室的建設(shè)要從以下幾個方面進行：

（1）改造和更新實驗項目。大學(xué)物理實驗包括普通物理實驗（力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)實驗）和近代物理實驗。我們的實驗教材編入了三十四個實驗，分成預(yù)備實驗、基礎(chǔ)實驗、綜合提高實驗（包括近代物理實驗）三大類。有些基礎(chǔ)實驗需要更新內(nèi)容，綜合性實驗需要增加，近代物理實驗必須重新開設(shè)，還需要引進一些反映科學(xué)前沿及新進展的新實驗。

（2）重建近代物理實驗室。需要完善和充實現(xiàn)有的實驗室，重建近代物理實驗室，并使實驗室環(huán)境、安全、環(huán)保符合國家規(guī)范，具有現(xiàn)代化教育設(shè)施、適應(yīng)開放管理和學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要。

（3）購置儀器設(shè)備，物理實驗室現(xiàn)有儀器設(shè)備中，一部分已陳舊老化，需更新?lián)Q代；一部分已報廢，需重新購置；一部分因量少達不到學(xué)生要求，需充實；還要購買一些新儀器以滿足新實驗需要。需購置的儀器設(shè)備，應(yīng)該是先進的并有一定的前瞻性，品質(zhì)優(yōu)良、組合優(yōu)化、數(shù)量充足，滿足綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性等現(xiàn)代實驗教學(xué)的要求。

（4）建立多媒體實驗室，用現(xiàn)代化教學(xué)手段開展教學(xué)；建立實驗室局域網(wǎng)，并于因特網(wǎng)連通，開發(fā)學(xué)生預(yù)約實驗軟件，學(xué)生可在網(wǎng)上預(yù)約實驗，通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)生可以查詢實驗成績，在線答疑或網(wǎng)上討論；通過網(wǎng)絡(luò)加強現(xiàn)代化實驗教學(xué)的信息管理和交流。

（5）開放物理實驗室，提高儀器設(shè)備的利用率，新課程標(biāo)準(zhǔn)下的物理實驗，從內(nèi)容、數(shù)量到形式都有較大的改革。把過去很多固定模式、統(tǒng)一裝置、驗證性的實驗改為探究性實驗，淡化了演示實驗和分組實驗的界限，強調(diào)學(xué)生親自動手做實驗，這對物理實驗室提出了更高的要求。封閉式的實驗室已不能適應(yīng)新課程。為此，實驗室應(yīng)向?qū)W生開放，讓學(xué)生隨時熟悉并接觸各種實驗儀器，以便選擇適當(dāng)?shù)膬x器和器材進行科學(xué)探究；開放實驗室也有利于課外實驗和學(xué)具制作活動的開展。其次，教師應(yīng)改變教學(xué)方式，提高實驗室課程資源的效益。科學(xué)探究是每一個學(xué)生都必須參與的教學(xué)活動，必須人人動腦思考、動手操作。

（6）提倡用日常器具做實驗，豐富實驗室的課程資源。實驗室的課程資源不僅限于實驗室的現(xiàn)有設(shè)備，學(xué)生身邊的物品和器具同樣是重要的實驗室資源。例如，有些學(xué)生利用廢棄的飲料瓶可以做幾十個實驗。用日常器具做實驗，具有簡便、直觀、原理單一等優(yōu)點，更有利于學(xué)生動手，發(fā)展學(xué)生的實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

（7）將計算機和信息技術(shù)等引進物理實驗室。重視現(xiàn)代新技術(shù)在物理實驗中的應(yīng)用是新課程的新要求。如將計算機引入實驗室，逐步讓學(xué)生通過計算機處理實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果，特別要加快物理實驗軟件的開發(fā)和應(yīng)用，要將現(xiàn)代傳感技術(shù)、測量技術(shù)引入實驗室，讓學(xué)生在實驗室中接觸現(xiàn)代科技，豐富物理課程資源。

（8）規(guī)范物理實驗室管理。實踐證明，只抓建設(shè)不抓管理，儀器、設(shè)備配備得越多，損失就越大，要使教學(xué)儀器充分發(fā)揮其教學(xué)效益，管理工作要做到規(guī)范化。首先管理要制度化。必須有一套完整的制度，切實做到有章可循，有矩可守，才能使物理實驗室管理規(guī)范化得以實現(xiàn)。要逐漸建立完善儀器、模型及各種輔助工具入總賬制度，物理實驗室教學(xué)儀器管理制度，演示、分組實驗報告通知單制度，儀器的損壞登記賠償制度。

還要制訂實驗室規(guī)則，實驗教師崗位職責(zé)，實驗教學(xué)管理制度，九防制度等一系列管理制度。其次管理要科學(xué)化。物理實驗室管理的每一個環(huán)節(jié)都應(yīng)該講究科學(xué)，才能做到規(guī)范化的管理。例如儀器設(shè)備的管理，我們要做到所有教學(xué)儀器按分類分櫥分柜定位存放，做到上輕下重，排列成行，不擠壓、不堆放、不變形，對每件儀器設(shè)備進行編號，儀器櫥上張貼儀器定位卡，使用后的儀器及時整理，放回原處，損壞的儀器及時修理，使儀器設(shè)備處于完好備用狀態(tài)，隨時聽用，隨時可用。

實驗室要不斷開拓，深化教學(xué)改革，在順利完成教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮潛力，使教學(xué)能為科研生產(chǎn)服務(wù)，使教學(xué)設(shè)備的應(yīng)用能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。實驗室要把教學(xué)為科研生產(chǎn)服務(wù)與教學(xué)內(nèi)容的改進和充實結(jié)合起來，以增加教學(xué)深度和廣度。實驗室要努力辦成教學(xué)、科研、服務(wù)相結(jié)合的實驗基地。總之，要建設(shè)和管理好物理實驗室，充分開發(fā)利用學(xué)校的物理教學(xué)資源，充分發(fā)揮實驗室資源的效益，使物理實驗室更好地為學(xué)生的實踐教學(xué)服務(wù)，為提高教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)做出重要貢獻。

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