建设省级物理实验创新平台的研究

蔡本晓 陈许敏 陈翔翔 尤素萍 彭辉丽

【摘要】本文指出当下中国一般高校物理实验中心教学存在的几个问题，论述了国内外创新教学研究现状、及建设方法和效果，并以大学物理实验教学为例，提出创新建议和建设省级物理实验中心具备的创新能力。

【关键词】大学物理实验 教学研究

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）05-0179-02

一、前言

大学物理实验是本科生的第一门科学实验课程，是培养学生严谨的科学思维能力、理论联系实际的能力、分析和解决实际问题能力、适应科技进步的创新能力的重要基础课程。大学物理实验是全校理工科专业必选的一门基础实验课，也是覆盖面最广的一门基础实验课。因此大学物理实验教学质量提高对一个学校的理工课专业的教学质量提高存在重大影响。当前一般高校的大学物理实验教学存在如下问题：

1.学生被动型学习

大部分学生的预习流于形式，一方面由于实验设备及场地的限制，导致理论内容与实验脱节。另一方面是长期的应试教育[1]，导致学生学习的被动性及对动手能力的忽视。

2.忽视学生的多层次性

在以应试为背景的前提下，大部分学生的学习处于按部就班的状态[2]。而少数喜欢动手能力，喜欢创新能力的学生无法在当前的考试体制下发挥真實水平。忽视了发现人才及培养人才的机会。

3.未体现学校的特色

每个高校都有自己的特色[3]。中医药特色、师范、服装特色、电子信息特色。不同特色的高校大学物理实验课程应该因地制宜，配合学校的特色。

二、国内外物理实验教学的情况

国内大学物理实验的教学改革中，北京交通大学、复旦大学、上海交通大学、同济大学、南京大学、东南大学、中国科技大学等重量级大学拥有很强的仪器自制能力。同时南京大学作为全国重要的中学生奥林匹克竞赛基地。北京交通大学采取了搭建学生创新实践平台的方法，取得了良好的成果。使得不同专业的学生在创新实践平台上实现了知识的组合和交叉。同时将创新实践平台转化为挑战杯比赛、大学生创业、优秀毕业设计、免试研究生、千人计划研究生指定招生的人才基地，自制仪器达到100多台。

三、近期建设成果及建设思路

杭州电子科技大学物理实验中心于2011年成为省级教学示范中心建设单位一年，物理实验创新平台的建设已经取得初步成效。2011-2018年每年年均3-4个省级以上二等奖。以实验室建设为依托培养出优秀毕业论文指导教师2名。优秀毕业设计2名。开发出了实验室二维条码信息系统、助残机械手、PIC单片机万用板（可用于3个实验仪器设计中）。演示实验作品有房屋水电建模、翼形升力仪2套。同时开发出了创新综合设计实验项目10项，共申报专利5项（其中3项已经获批，专利号为201220077410.2、201220067775.7、201220067846.3）。2013-2018年每年年均3-4个省级以上二等奖。

建设具体思路如下：

第一，进行创新竞赛的选题及创新工作室的课题选题。选题来源于教师在普通物理、近代物理实验、信息光学、单片机技术教学四个方向教学中对仪器的了解提出的改进方案。如转动惯量计时器设计、莫尔条纹用于杨氏模量形变检测。

第二，开展仪器设计的培训活动。结合专业课单片机课程的教学、结合短学期光电实验、近代物理实验的教学，利用专用的学生创新实验室场地、配备基本的实验仪器。在指导教师的指导下，学生在指定的创新实验室开展仪器研究工作。并实行高低年纪搭配、教师定期培训。

第三，选拔学生。选拔动手能力优秀的高年级学生及热爱动手能力的年级学生实行高、低搭配。实验中学每年资助一定的经费用于学生购买基本的研发器件。

第四，设立学生专业实验室的管理制度。确保实验室安全、确保实验室卫生。确保高低年级学生研发工作正常的交接班。

第五，举办仪器设计竞赛活动。通过竞赛活动，使得校内各工科专业相互交流、相互学习。同时有利于物理系两专业学生参与交流活动。提高学生的动手能力。提高学生团队合作能力。同时为企业提早发现未来的研发人才。

具备了一定创新基础：通过物理教学实验设备研发与实验教学相结合，积极探索新型实验设备的研发、采用单片机技术、计算机技术改造传统物理实验仪器。举办跨校物理实验仪器设计竞赛。引导动手能力较强的学生参与竞赛。同时在举办竞赛的同时，与实验仪器企业进行交流。

四、总结

物理实验中心作为省级示范中心，其创新能力必须能够辐射周边中学及地区。我们通过联合竞赛的方式实现对杭州下沙高教园区的辐射。通过演示实验提高学生的学习积极性。通过计算机仿真实验让学生随时、随地的学习。通过企业参与竞赛赞助的方式实现与企业的交流，同时为企业发现和培养未来的研发人才。同时，结合杭电的电子信息特色，将创新竞赛与ACM程序设计竞赛、电子设计竞赛、机械设计竞赛、飞思卡尔智能汽车竞赛实现对接。

参考文献：

[1]何尧荣.物理教学中的素质教育与应试教育的实验比较[J].物理教师.1999（06）

[2]芦立娟.大学物理设计性实验多层次教学与实践[J].浙江海洋学院学报（自然科学版）.2005（02）

[3]郑长波.建设特色鲜明的省级物理实验教学示范中心[J].实验室研究与探索.2011（10）