物理实验课程简介

物理实验课程简介主要包括:课程历史沿革、课程的定位与目标、课程主要内容、课程教学创新和特色四个方面。

(一)本课程校内发展的主要历史沿革

  《物理实验》课是物理系面向本科生开设的主干基础课之一。是全校理工科学生特别是物理专业学生开设的一门实践性很强的必修课。它的任务是通过实验过程培养学生发现问题、分析和解决问题的能力;培养学生独立实验、实践能力、提高学生创新意识和创新能力,为从事科学研究打下坚实的基础。目前每年全校上物理实验课的学生多达1300余人,它在培养高素质人才中发挥着不可替代的重要作用。
    物理实验课早期被青海师范大学确定重点课程进行建设,所属物理学专业 2004 年被青海省确定为重点学科进行建设,在建设期间把物理实验课作为其中核心课程,2008 年顺利通过验收。物理实验课教学改革及实验室建设是一项长期的集体的事业,经过从70 年代初建实验室至今近30多年的教学反复实践,作过多次调整、改进、更新和扩充、积累经验、不断充实完善,才达到目前的规模和水平。因而,我们说物理实验课的建设凝聚了我校几十年来所有从事、关心物理实验课教学的教师和实验技术人员的智慧和劳动成果。

 悠久的历史和辉煌的发展历程使我系物理实验室建设和实验课教学有着深厚的积淀。多年来物理实验课全体同志齐心协力、积极进取,进行了一系列教育教学改革,取得了丰硕的成果。物理实验课程的建设离不开对实验室的建设,同时实验室为物理实验课的正常进行奠定了基础。目前承担物理实验课的物理实验教学中心是省级重点实验教学中心,省级实验教学示范中心,国家级实验教学示范中心建设单位,在实验教学管理方面,物理实验室的“综合治理实验室提高物理实验教学质量”曾获得过国家级优秀教学成果奖,并多次获省级先进实验室称号并受到了国家教委有关领导的表扬,其主要发展历程为:

   1958年成立物理实验室, 面向物理系学生开设物理实验课;

   1979年成立专业物理实验室,开设物理实验课,内容涵盖普通物理、近代物理、电子技术;

    1985年根据国家教委课程改革的有关精神,青海师大物理系成立了物理实验教研室,物理实验课教学独立设课,初步建立了新的实验课教学体系,并取得了良好的教学效果,物理实验课成为物理专业主干基础课程。 

   1996年根据实验课教学改革的发展,对实验教学体系进行了大力度改革,随着实验课教学改革的不断深入,物理实验课教学从内容、技术和教学方法都在不断更新变化,科研领域中的新成果已逐步在物理实验课中得到反映。从培养21世纪高素质创新人才的目标出发,对物理实验课进行了新的构架。使物理实验课教学体系、教学内容、教学方法、教学手段的改革融合时代信息,适应时代发展。打破了以传授知识为中心的传统物理实验教学模式,建立了以培养学生创新能力为宗旨的“基础性实验+设计性实验+综合性实验+研究创新性实验的分层次实验教学体系”,使实验课内容既保留教学大纲对学生的要求,又形成自己的特色,使学生的实验方法、实验技能、实验综合设计、对实验现象的观察能力、数据处理、分析能力及创新能力得到全面训练。

 2005年成立实验教学中心以来,在实验项目中加强设计性、综合性、研究创新性实验比例,在实验教学中积极引入科研和社会应用项目,做到实验教学内容中传统与现代的结合,创造有利于学生独立学习、合作学习、研究性学习的环境,培养学生的实践能力和创新意识。 

 积极开展多媒体教学和物理实验中心实验课程网站建设;编写与新体系相适应多部实验教材;发表论文80余篇,完成3项省级教学实践项目,5项校级教学实践项目,并获得3项省级教学成果二等奖,2项校级教学成果二等奖,特别是以陈学煌教授为负责人课题组,有机将实验教学改革和新实验仪器设备研发设计相结合,成功研制了“智能电子自旋共振仪”,2006年通过省科技厅的成果鉴定,该仪器设备已经实现了产品化,被天津港东科技仪器公司批量生产,在全国设备展销会上多次参展,目前,已有6所高等院校使用该实验设备进行物理实验教学,并取得良好的效果。

   物理实验课程建设通过多年的努力,在课程改革、教师队伍建设和人才培养等方面都取得了显著成果,2007年物理实验教学中心被评青海省重点实验教学中心,2008物理实验教学中心被评青海省实验教学示范中心,同年物理实验教学中心被评国家级实验教学示范中心建设单位

(二)物理实验课的定位与目标

物理实验课是独立设置的实践性教学课程,对学生基本实验技能训练、具有设计、开发、研究和创新能力的培养尤为重要,其定位与目标为:

1.实验教学理念:贯彻落实科学发展观,坚持以人为本,以培养学生实践能力、创新能力为核心,坚持教育教学、培养学生能力和提高素质协调发展。

2.积极深化实验教学改革,实施实验教学手段现代化的实验教学新模式。以更新教育观念和人才培养理念为先导,紧紧抓住高等学校人才培养的关键环节。

3.以现代大学学生应具备的知识、能力、素质协调发展为目的,重新调整实验教学内容和课程结构体系。组织相关实验教学督导专家对各实验教学进行指导,尤其是传统的经典验证性实验与综合性(设计性)实验之间的关系,加强不同学科课程之间的交叉与融合。根据培养总体目标和实验教学改革的总体要求,做到有序、科学、合理地调整实验教学内容,保留基础实验中基本技能训练,减少验证性实验,增加综合性、设计性、创新性研究性实验项目。形成基础性+综合性+设计性+创新研究性实验的分层次实验教学体系,使实验课内容既保留教学大纲对学生的要求,又形成自己的特色,使学生的实验方法、实验技能、实验综合设计、对实验现象的观察能力、数据处理、分析能力及创新能力得到全面训练。

4.在实验项目中加强综合性、设计性、创新研究性实验比例,在实验教学中积极引入科研和社会应用项目,做到实验教学内容中传统与现代的结合,创造有利于学生独立学习、合作学习、研究性学习的环境,培养学生的实践能力和创新意识。

5.加强实验教材和网络课程建设。积极鼓励实验教师根据实验课编写相关的实验讲义和教材,加强网络课程建设,逐步实现网上进行学习、答疑、选课。

6.创建大学生科技创新平台,为学生课外科技活动、科学研究、选修课等提供条件。

(三)物理实验程主要内容

物理实验面向全校10个本科生专业(含民族师范学院理科各专业本科生)开设实验课程29门,可开出实验项目269多个,每学年接待学生1200余人次。另外,每年还承担硕士研究生相关课程的实验任务和科研任务具体知识模块如下:

1. 普通物理实验(力、热、光、电磁、教学法):

198 学时,面向物理专业,    每届 160人;

144学时,面向科学教育专业, 每届80人;

54学时,面向电子信息专业,  每届80人;

54学时,面向化学系各专业,  每届120人;

36学时,面向生地学院各专业,每届120人;

2.近代物理实验:90 学时,面向物理系各专业本科生,  每届 120 人;

3.电子技术实验:432 学时,面向物理系、民族师范学院各专业本科生,每届 120 人;

(四)物理实验教学创新和特色

 1.形成了较完善的新实验教学体系

    经过数年的实验教学改革和广大教师的辛勤努力下,物理实验已逐步实现了“基础性+综合性+设计性+创新研究性”分层次实验教学新体系。该实验教学体系更加符合青海师范大学实验教学改革总体规划,符合学生生源情况和不同层次学生的实际情况;使实验教学充分体现了以人为本,注重培养学生的动手实践能力,提高学生善于发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生创新意识、创新能力和设计研发能力。

2.实验项目新、涉及面广、项目数量多

    近几年通过省部共建实验室项目、日元贷款项目、重点实验室项目等购置近400万元实验仪器设备,开发了近100个的新实验项目(包括原有部分老实验项目内容更新),项目覆盖了物理学、电子科学与技术、计算机科学与技术等一级学科,涵盖不同类型、不同层次的实验,大幅度增加了综合性、设计性、创新研究性实验项目。面向全校理工相关专业的本科生、专升本、函授生及计算机专业研究生进行不同层次的实验教学,开设 29多门实验课程,开设各类实验项目269个,经过多年的实验教学改革和实践教学,这些新开设实验项目取得了明显的实验教学效果。

3.实验室的全面开放,丰富了实验教学内容

为了进一步做好国家级物理实验家教学示范中心的建设工作,结合实验教学改革,中心实验室面向全校理工相关专业的本科生逐步建立了开放实验,实现了实验场地、实验内容、实验时间、实验对象的全面开放。学生利用实验室仪器设备和元器件等,根据自己的喜好自主设计实验,丰富了实验教学内容,有效地将电子技术、先进的计算机技术与传统仪器紧密结合,具有全面、创新和系统的特征,解决实验仪器设备及实验过程中一些实际问题,提高了学生实践能力和设计创新能力。

4.成功将实验教学中实践、毕业实习和就业有机结合,解决了就业难的问题

    通过实验教学改革,我们把学生在实验室实践过程、日常的自主设计研发、毕业设计、毕业实习和就业有机结合,通过校企合作,在毕业实习期间,直接将学生毕业实习安排到江苏绿扬、无锡、洛阳等城市大型电子仪器设备研发制造企业,一方面完成毕业实习、掌握仪器设备研发的过程,提高了设计研发能力,另一方面直接在相关企业就业。经过几年的实践效果显著。

5.课程体系充分体现了“打好基础、重视应用、开拓创新思维、培养实验能力、提高专业素质”的实验教学理念,体现了实验教学与科学研究的有机结合

实验中采用分类分层次的课程体系为不同层次的学习提供了立足于基础,逐步提高、创新设计,开发综合及应用研究性的实验项目,这样可以对学生进行基本的、系统的科学实验方法、实验技能的培养,而且使得学生进一步深入地学习和掌握近现代物理实验技术、原理、方法及其应用,较为全面培养学生运用科学实验进行研究和创新的能力。同时为计算机专业研究生以及其他专业的优秀学生提供科学研究和科技创新的平台。

6.形成了一支具有较高的教学水平和学术水平的师资队伍

物理实验教学中心重视教学师资队伍的建设,积极鼓励高素质的教师积极的投身于实验教学,将理论教学和实验教学有机的结合起来,要求教师将教学和科研相结合,注重青年教师的培养,经过长期的努力,逐步形成了一支结构合理、教学、科研能力高的实验教学队伍。他(她)们积极参与教学改革、科学研究,在教学和科研方面均取得了喜人的成果。

7.建立了多模式实验教学方法和考核方式,并引进了现代化的教学手段

物理实验教学中心的实验教学按照不同的类型和层次的学生采取不同的教学模式、教学方法,形成了以提高实验动手能力和实验技能培养为目的,以学生为主体、教师为主导的,自主、合作、研究、启发、讨论等多种模式的教学方法,采用多元化的考核方法。将现代化教学技术引入到实验教学中,积极发展多媒体和网络等先进的实验教学手段。

8.信息化平台建设良好,网络资源丰富,实现了网络资源的共享

    为了进一步做好物理实验教学,提高本科教学质量,培养合格师资和高新技术人才,实现物理实验教学中各类资源的共享机制,经过几年的努力,我们开发了物理实验教学中心网站,将物理实验教学相关的资源、信息全部上传到网上,主要包括:实验项目名称、实验仪器设备资料、实验教学视频、实验项目内容(PPT),创新实验、实验讨论、辅导答疑、实验在线测试、实验教学相关管理、细则等。学生可在业余时间或课后随时查看和学习网上资料,完成实验预习、仪器设备熟悉、归纳一些实验中会出项的问题。通过几年的运行,有较高的点击率。

9.藏汉双语教学在实验教学中得到实践

    物理实验注重学生的实践能力和实际仪器设备调试、操作和测量技能了的培养,针对学生生源的差别,特别是针对农村牧区少数民族学生,他(她)们基础差,对一些实验仪器设备原理理解不透,使用方法不熟练。为了解决这一棘手问题,我们在民族生较多的班级实施藏汉双语实验教学,这些课程主要由藏汉双语教师完成,有效提高这部分学生的实验实践能力和实验操作技能。

10.以电子竞赛为引领,形成了科学合理的实验设计研发创新团队和科研梯队

    以物理实验教学中心为平台,以电子竞赛为引领,以教师+研究生+本科生为主体,以实验项目(智能设备)研发和参加给类大学生电子竞赛为目标,形成了科学合理的实验设计研发创新团队和科研梯队。在教师的指导下,研究生和本科生之间逐步形成了传、帮、带的学习型、研究型创新团队和科研梯队,这种教学科研模式运行以来,参加数届竞赛和比赛活动,取得了较好教学的效果,成果技术含量高,指标高。

11.将高等教育中实验教学和中学物理实验教学有机结合,促进基础教育发展

在物理实验教学中,我们针对基础教育中物理实验教学相对薄弱这一特点,开设结合中学物理教学紧密相关的演示趣味性物理实验,实验项目数达30个,涉及到力、热、电、磁、光等。在教学法课程中让学生自主做这些实验,观察实验现象,理解其物理机制和原理,对今后的中学物理教学打下坚实的基础。同时让中学生来参观实验室,观察这些物理实验现象,增强他们对物理现象的真实感和理解程度,这种教学模式有效促进了中学物理实验教学改革。



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