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安徽省基础物理实验教学中心

大学物理实验课程是对高等学校学生进行系统科学实验技术和实验方法训练,培养学生科学实验能力和素养的重要的实践性课程。普通物理类实验室是1958年安徽大学重建后最早建立的实验室之一。1995年将原来各自独立的力热学、电磁学、光学和演示实验室整合成立了基础物理实验室。2001年成立校院两级管理的基础物理实验教学中心。2004年,中心搬迁到安徽大学謦苑校区新实验楼,实验室总面积达到3600平方米,仪器设备总值达到564万元。实验室环境条件有了全面改善。中心目前面向学校理工类7个学院24个专业开设实验课程,并为全校文科类专业学生开设文理互选实验课程,是安徽大学教学覆盖面最广、学生受益面积最大的基础课实验室。中心每年上课学生的人时数超过20万。

从1993年开始,实验室以培养与提高学生的科学实验素质和创新能力为目标,通过 211工程省级基础课实验室示范中心的建设,对大学物理实验教学的课程体系、教学方式、教学内容、实验方法和技术手段,以及教学管理等方面进行了全面而系统的改革与建设,使面向全校各专业学生的物理实验教学发生了彻底的变革,形成了自己的特色。先后获得安徽省和安徽大学颁发的优秀教学成果奖。编写的教材《大学物理实验》1994年出版,总发行量超过3万册,被省内外许多高校采用或作为主要教学参考书。基础物理实验的课程建设与改革年获得安徽省高等学校优秀教学成果二等奖,2001年4月全省高校首批通过省级基础课实验室合格评估,2002年全省高校首批进入省级基础课实验室示范中心建设项目,2004年全省高校首批通过省级基础课实验示范中心建设项目的期中验收。中心人员目前承担省级教学研究科研项目2项,在 大学物理物理实验等核心期刊上发表实验教学研究方面的论文12篇,获得教育部高等学校物理学教学指导委员会颁发的优秀论文奖中心主任赵青生受聘担任教育部非物理类专业物理基础课程教学指导委员会华东组成员、安徽省召集人和《大学物理实验》杂志编委。

实验中心以加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质为指导思想,构建了面向全校各专业从大学本科生的分层次、模块化、点面结合、全面开放的大学物理实验课程体系。

预备实验平台,,目的是为中学实验基础较差的同学打下必要的基础,为提高大学物理实验的起点创造条件。

基本训练平台,这门课是面向刚进校一年级新生所开设的选修课。实验中心精心选择了10个实验项目,这些实验涉及到了力、热、电、光等方面基本仪器的使用、基本方法的训练。

综合性设计性实验平台,这个平台安排的实验项目多达52项,有按常规教学方式授课的实验项目,也有对动手能力和实验技能要求更高的设计性的实验项目,学生可以根据自己的专业和兴趣爱好自由选择实验项目和实验课时间,更好地体现了全面开放的教学模式的优势。

应用物理实验技术与方法  作为对物理实验有浓厚兴趣、学有余力的优秀物理类高年级本科生选修课程,这有利于因材施教,有利于学生能力和创新精神的培养。

大学物理实验课程实行全面开放式教学,我们进行了实验时间开放,每周从星期一到星期日学生都可以到实验室来预习或复习所作的实验项目;实验内容开放,每个实验项目都有必做及选做实验内容,学生可以根据自己的兴趣进行选择;考试方式开放,学生可以自行选择笔试、操作考试或论文答辩等方式。

新的课程体系使得物理实验由浅入深、由简单到复杂、由被动模仿到主动设计以及综合运用,逐渐加深学习内容的深度、广度和综合程度,符合认识规律和教学规律,取得了良好的教学效果。

物理实验课程内容的改革是物理实验教学改革与建设的关键和难点。建设实验内容、实验方法和技术手段先进,反映当今科技进步和有特色的物理实验课程,对培养二十一世纪创新人才有着重要的作用。实验室在这方面主要进行以下三方面的工作:

一、    综合性设计性实验中,大量引入对近代物理学发展和现代应用技术有重要影响的实验项目,包括:光纤通信、数字存储示波器、数码照相、白光全息、声光效应、空间滤波、光学多道分析器、夫兰克-赫兹实验等。这些实验在综合性设计性实验项目中已超过50%,使物理实验的内容发生了根本的变化。

二、    实验中大量引入在科学研究和工程技术中实际应用的先进的实验方法和技术手段,使现代科技进步的成果渗透到物理实验课程内容中去,使物理实验教学更贴近科技研究前沿。我们在教学中大量采用了数字存储显示技术、计算机数据实时采集处理技术和各种先进的传感器技术,如将CCD图像传感器应用于牛顿环、密立根油滴和迈克尔逊干涉仪等实验,在教学中应用了集成温度传感器、薄膜型Pt电阻、PN结温度传感器和半导体热敏电阻等温度传感器,霍尔传感器和集成霍尔传感器等磁敏传感器,硅光电池、光敏电阻和光电二极管等光电传感器,以及力敏传感器等。引入先进的实验方法和技术手段对丰富实验内容,深入探究物理现象和规律,提高学生科学实验素养和创新能力起到了很好的作用。另外,实验中新技术的应用,也大大提高了学生对物理实验的兴趣,并对后继专业实验课的学习也很有帮助。

三、积极研制和开发新的物理实验项目。近年来我们研制和更新改造的物理实验共12项,其中大部分实验设备是在教师多年科研和教学的基础上精炼出来的,例如磁滞回线实验仪交变磁场的测量多量程电表的设计与校准等实验教学仪器。自行研制的实验仪器和引进的先进实验教学仪器,彻底改善了物理实验的基本技术装备,同时通过实验项目的开发研制和更新改造,也大大提高了物理实验中心教师与实验技术人员实验教学仪器的研究开发水平和创新能力,增强了物理实验中心自身可持续发展的能力。

大学物理实验分层次教学改革和开放实验的教学模式满足了学生渴望创新的欲望,取得了很好的效果。随着学校211工程二期建设安徽省基础课实验室示范中心建设项目的投入,我们将总结前几年改革的经验,逐步扩大开放实验室的规模,向全校所有本科生开放及为安徽的物理教学事业的发展作出贡献。