建設省級物理實驗創新平臺的研究

蔡本曉 陳許敏 陳翔翔 尤素萍 彭輝麗

【摘要】本文指出當下中國一般高校物理實驗中心教學存在的幾個問題，論述了國內外創新教學研究現狀、及建設方法和效果，并以大學物理實驗教學為例，提出創新建議和建設省級物理實驗中心具備的創新能力。

【關鍵詞】大學物理實驗 教學研究

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）05-0179-02

一、前言

大學物理實驗是本科生的第一門科學實驗課程，是培養學生嚴謹的科學思維能力、理論聯系實際的能力、分析和解決實際問題能力、適應科技進步的創新能力的重要基礎課程。大學物理實驗是全校理工科專業必選的一門基礎實驗課，也是覆蓋面最廣的一門基礎實驗課。因此大學物理實驗教學質量提高對一個學校的理工課專業的教學質量提高存在重大影響。當前一般高校的大學物理實驗教學存在如下問題：

1.學生被動型學習

大部分學生的預習流于形式，一方面由于實驗設備及場地的限制，導致理論內容與實驗脫節。另一方面是長期的應試教育[1]，導致學生學習的被動性及對動手能力的忽視。

2.忽視學生的多層次性

在以應試為背景的前提下，大部分學生的學習處于按部就班的狀態[2]。而少數喜歡動手能力，喜歡創新能力的學生無法在當前的考試體制下發揮真實水平。忽視了發現人才及培養人才的機會。

3.未體現學校的特色

每個高校都有自己的特色[3]。中醫藥特色、師范、服裝特色、電子信息特色。不同特色的高校大學物理實驗課程應該因地制宜，配合學校的特色。

二、國內外物理實驗教學的情況

國內大學物理實驗的教學改革中，北京交通大學、復旦大學、上海交通大學、同濟大學、南京大學、東南大學、中國科技大學等重量級大學擁有很強的儀器自制能力。同時南京大學作為全國重要的中學生奧林匹克競賽基地。北京交通大學采取了搭建學生創新實踐平臺的方法，取得了良好的成果。使得不同專業的學生在創新實踐平臺上實現了知識的組合和交叉。同時將創新實踐平臺轉化為挑戰杯比賽、大學生創業、優秀畢業設計、免試研究生、千人計劃研究生指定招生的人才基地，自制儀器達到100多臺。

三、近期建設成果及建設思路

杭州電子科技大學物理實驗中心于2011年成為省級教學示范中心建設單位一年，物理實驗創新平臺的建設已經取得初步成效。2011-2018年每年年均3-4個省級以上二等獎。以實驗室建設為依托培養出優秀畢業論文指導教師2名。優秀畢業設計2名。開發出了實驗室二維條碼信息系統、助殘機械手、PIC單片機萬用板（可用于3個實驗儀器設計中）。演示實驗作品有房屋水電建模、翼形升力儀2套。同時開發出了創新綜合設計實驗項目10項，共申報專利5項（其中3項已經獲批，專利號為201220077410.2、201220067775.7、201220067846.3）。2013-2018年每年年均3-4個省級以上二等獎。

建設具體思路如下：

第一，進行創新競賽的選題及創新工作室的課題選題。選題來源于教師在普通物理、近代物理實驗、信息光學、單片機技術教學四個方向教學中對儀器的了解提出的改進方案。如轉動慣量計時器設計、莫爾條紋用于楊氏模量形變檢測。

第二，開展儀器設計的培訓活動。結合專業課單片機課程的教學、結合短學期光電實驗、近代物理實驗的教學，利用專用的學生創新實驗室場地、配備基本的實驗儀器。在指導教師的指導下，學生在指定的創新實驗室開展儀器研究工作。并實行高低年紀搭配、教師定期培訓。

第三，選拔學生。選拔動手能力優秀的高年級學生及熱愛動手能力的年級學生實行高、低搭配。實驗中學每年資助一定的經費用于學生購買基本的研發器件。

第四，設立學生專業實驗室的管理制度。確保實驗室安全、確保實驗室衛生。確保高低年級學生研發工作正常的交接班。

第五，舉辦儀器設計競賽活動。通過競賽活動，使得校內各工科專業相互交流、相互學習。同時有利于物理系兩專業學生參與交流活動。提高學生的動手能力。提高學生團隊合作能力。同時為企業提早發現未來的研發人才。

具備了一定創新基礎：通過物理教學實驗設備研發與實驗教學相結合，積極探索新型實驗設備的研發、采用單片機技術、計算機技術改造傳統物理實驗儀器。舉辦跨校物理實驗儀器設計競賽。引導動手能力較強的學生參與競賽。同時在舉辦競賽的同時，與實驗儀器企業進行交流。

四、總結

物理實驗中心作為省級示范中心，其創新能力必須能夠輻射周邊中學及地區。我們通過聯合競賽的方式實現對杭州下沙高教園區的輻射。通過演示實驗提高學生的學習積極性。通過計算機仿真實驗讓學生隨時、隨地的學習。通過企業參與競賽贊助的方式實現與企業的交流，同時為企業發現和培養未來的研發人才。同時，結合杭電的電子信息特色，將創新競賽與ACM程序設計競賽、電子設計競賽、機械設計競賽、飛思卡爾智能汽車競賽實現對接。

參考文獻：

[1]何堯榮.物理教學中的素質教育與應試教育的實驗比較[J].物理教師.1999（06）

[2]蘆立娟.大學物理設計性實驗多層次教學與實踐[J].浙江海洋學院學報（自然科學版）.2005（02）

[3]鄭長波.建設特色鮮明的省級物理實驗教學示范中心[J].實驗室研究與探索.2011（10）