大连大学基础物理实验中心

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一、中心建设与发展历程

1995年，伴随大连大学搬迁改建，物理科学与技术学院（原物理学系）整合了大连大学师范学院、大连大学医学院和大连大学工学院所属物理实验室，组建成大连大学普通物理实验室。1998年，该实验室通过了辽宁省高等学校基础课教学实验室的“条件合格评估”。2003年，成立了以普通物理实验室为主体的大连大学基础物理实验中心。

基础物理实验中心实行校院两级管理，主任负责制。中心主任由博士生导师、省级教学明师、市级优秀专家李学慧教授担任。中心现有实验教学人员30人，其中教授8人，博士9人。实验室面积2364m2，仪器设备1689台件，仪器设备总值1050万元。

基础物理实验中心承担全校的物理实验教学任务，开设有面向非物理类理、工、医学生的“物理实验”、面向物理类学生的“普通物理实验”和“近代物理实验”、面向文科类学生的“文科物理实验”及相关学科的多门选修课。能开出的实验项目80余个，覆盖20多个专业2000余人，年教学工作量约10.5万人学时。

基础物理实验中心以加强基础、重视应用、培养能力、激励个性、提高素质的人才培养思想，坚持以教学团队建设为牵动、课程体系建设为基础、开放模式建设为保障、人才培养质量为核心、科教结合为特色的改革思路，坚持把知识传授、能力培养和素质提高贯穿实验教学始终的教学理念，在教学体系、实验队伍、科研与教学相互促进、管理模式与运行机制和物理演示大厅建设等方面进行了大胆的改革与实践，取得了一定的示范辐射作用，形成了自己的特色。近三年，中心教学团队承担教改项目21项，其中国家级5项；科研项目22项，其中国家基金7项；有两门课程被评为省级精品课程；有两项教改项目获辽宁省教学成果一等奖、一项教改项目获辽宁省第五届教学成果三等奖；中心2004年被授予“校级基础实验示范中心”，2006年被授予“首批省级基础实验教学示范中心”，2007年被授予“国家级实验教学示范中心”建设单位；中心所在的两个教学团队先后被授予“普通高等学校省级教学团队”的荣誉称号。

二、实验教学体系与内容

1.创立了“三段式”实验教学体系

根据大连大学人才培养的定位和学生入学的实际基础，普通物理实验打破了传统的力、热、电、光、近代物理封闭的传统物理实验课程体系，创立了与现代科技发展相适应的由基础性、提高性、研究性（设计性）实验组成，从低到高、从基础到前沿、从接受知识到培养综合能力，逐级提高的“三段式”实验课程新体系。

2.“三段式”实验教学体系的内涵

基础性实验阶段，着重基本实验技能和数据处理能力的训练，精选具有经典性、代表性和启发性的实验，充分体现物理实验的基本思想和基本方法，采用启发式、引导式的教学方法；提高性实验阶段，着重培养学生发现、归纳、分析和解决问题的能力，引进一些先进的仪器设备，利用计算机接口技术，实现数据的自动采集和实时处理，使学生做实验时能把主要精力放在对物理概念的理解和物理规律的探索、研究上，采用讨论式、提案式的教学方法；研究性实验阶段，着重培养学生实验设计，独立操作，文献检索和科技写作等综合素质和能力，让学生从实验原理入手，进行实验方案的设计，通过多种途径达到实验目的，使学生由过去被动、消极的依赖书本，照方抓药，变为主动、积极的独立思考，勇于探索，采用研究式、答辩式的教学方法。不同阶段标志着不同的实验方法、实验技能和科学思维水平，并注重时代性、先进性，使得物理实验课不再是课堂教学内容的简单重复和验证，也不再是把力、电、光、近代物理等独立学科的实验简单地串联起来构成的实验系列，使物理实验与现代科学技术接轨，使学生从较高起点上进入大学物理实验，一个台阶、一个台阶地走向科学的高峰。

3.改革考核模式，构建科学的实验评价体系

考核是课程体系的重要组成部分，为了有效地实施其重要作用，中心改革了传统的实验考核模式，构建了多元化的实验考核模式及评价体系。基本思路是：第一，把考试过程与教学过程融为一体，变期末的一次终结性考试为教学阶段的形成性考核；第二，把考场放在实验室，让学生亲自动手在实践中接受考核；第三，维护学生在考试中的主体地位，强调学生的自主性发挥，为学生展示才华创造有利的环境和条件，给学生留出足够的思考和创新的空间。具体做法是，把教学过程中的研究性实验阶段作为考试阶段，考试过程分为4个程序：

（1）方案设计。实验室提供几十个具有研究性、应用性和探索性的课题供学生自由选择。课题的研究深度和广度具有一定的选择性，学生也可以自己提出研究性实验课题，学生根据所选课题的要求查阅相关资料设计方案。

（2）操作测量。在此期间实验室全天开放，包括双休日，学生可随时来实验室做实验或找老师咨询。

（3）课程论文。要求学生根据自己完成的课题成果，撰写一篇内容完整，结构合理，格式规范的课题论文。

（4）公开答辩。答辩分为三个层次：小组答辩、班级答辩和年级答辩。答辩成绩作为考试成绩，由老师和学生共同评定，对优秀论文的作者，除学校颁发证书授予“实验能手”称号外，还将论文推荐到省级刊物发表。

中心所构建的这种实验考核方式，经过几届学生的教学实践，取得了较好的效果。主要表现在：

① 考核内容与课程目标的要求相一致，学生的知识能力和素质都得到了全面的考核，考试成绩具有较高的准确性和可靠性。成绩评定是在公开透明的条件下进行的，学生对自己取得的成绩也比较信服。取得好成绩的学生从中受到鼓励，成绩不理想的学生也从中受到鞭策。

② 这种考核方法较好的调动了学生学习的积极性和主动性。极大的激发了学生实践和创新的热情。实验室里人人都是全神贯注，一丝不苟。过去那种对实验课的消极敷衍现象一扫而光，学生的查阅能力、科技写作能力、表达能力等均得到了全面的锻炼和提高。迄今为止，已有10余篇以学生为第一作者的论文在省级以上刊物公开发表。这种考试方法较好地体现了对本门课程的目标追求和过程导向，受到学生的普遍欢迎和好评。

③ 这种考核方法具有可操作性。过去一些学校实行过的操作性考试，由于过分费时费力而无法长期坚持。中心实施的这种考核方法把考试过程与教学过程融为一体，强化了学生的自主学习意识，促进了学生综合素质的提高，具有一定的推广价值，受到了国内各高校同行和各级领导的赞许。

4.实验教学与科研、工程及应用相结合

（1）实验教学与科研课题相结合

结合科研课题，设计出5个与物理实验内容密切相关的探索性实验项目，并研制出相关实验装置，如“磁性液体表观密度的实验研究”、“磁性液体密封容器泄放压的实验研究”等。这些实验项目在实验设计上给学生留出一定的未知领域和探索空间，有利于挖掘学生的潜能和发挥学生的创造力。

（2）实验教学与工程相结合

结合工程实际，开发出两个新的设计性实验项目，如“热敏电阻温度计的设计安装和使用”、“万用表电路的设计与组装”，并研制出配套的实验装置。其中“热敏电阻温度计的设计安装和使用”实验，要求学生根据热敏电阻的温度特性，设计一台温度计，并进行安装、调试和校验。这样，一台工业仪表的设计、制造和使用过程就被浓缩到课堂教学中。要求学生不仅要拿出正确的数据，还要拿出合格“产品”。

（3）实验教学与生活实际相结合

结合生活实际，研制出三个应用性实验项目及其装置，如“电饭锅温度控制电路的设计与组装”、“模拟电子秤”、“球-球碰撞实验研究”。这些实验装置投入使用后，极大地激发了学生学习的兴趣。将“科研、工程、生活实际和物理实验教学”相结合这项工作已进行了9年的探索与实践，取得了比较明显的成效。首先，较大地丰富和提高了基础物理实验的内容与层次。其次，使学生尽早参与到科研企业工作中，体验创新，学会创新。

三、中心教学团队建设

基础物理实验中心教学团队的主体始建于1998年，经过十年的建设与发展，实验中心把科学实验和文化建设结合起来，以“一是创新，二是以人为本”作为优秀团队建设的座右铭，凝炼出“以人为本，和谐发展”的理念，确立了“一切为了需要帮助的学生，为了一切需要帮助的学生”的建设思路。形成了自己的鲜明特色。2007年被授予“普通高等学校省级教学团队”的荣誉称号。

1.构建和谐团队，打造高素质的实验教学队伍

如何做到以人为本，最根本的就是要考虑到团队整体的发展、每个人的发展，让大家都进步、都成功、都有收获。团队组建之初，由于成员在个性、价值观、能力等方面存在差异，中心十分重视和谐团队建设，中心始终坚持和谐的核心是以人为本，只有“以人为本”的和谐才称得上真正的和谐。中心也始终坚持做好以下几个方面：第一，团队核心的和谐。团队核心的和谐是团队和谐的前提条件，对和谐团队建设具有重要的引领作用。中心十分注重团队核心要当好榜样，团结一致，有不同看法能开诚布公的交流，有不足能真心实意的帮助，为和谐团队建设起到较好的引领和榜样作用，使各种举措落实到位，为整个团队的和谐奠定了坚实的基础。第二，人人参与和融入。人人参与和融入是团队和谐的保证，中心注重引导人人参与，全身心的投入。团队中的每一位成员都能积极融入其中，为团队发展出谋划策、尽己所能，并能够不计较个人得失、爱岗敬业、勇于拼搏，使力量得以集中，形成了合力，共同促进中心的发展。第三，追求发展。只有发展才是真正意义的和谐，所以中心在和谐团队的建设过程中精心制定了不同阶段的建设目标。建设目标的逐一实现、各种成果与奖励的获得，进一步增强了团队的凝聚力，并使大家深深体会到：和谐最终需要的是发展，只有通过发展，才能促进和谐，只有形成和谐，才能带动发展。

2.加强大学文化建设，塑造先进的文化模式

一个团结和谐、蓬勃向上的团队需要所有团队成员明确用什么样的精神状态、思想观念、工作模式去建设。中华民族优秀文化传统所说的“和而不同”，是说“不同”的个性要“和”在统一的精神状态和文化模式上。中心在长期的文化建设过程中，培育形成并共同遵循的奋斗目标、价值标准、基本信念和行为规范，具有鲜明的个性特征和稳定性、持续性，这是中心办好中心最重要的精神资源和无形资产，是中心发展中最值得珍视的宝贵精神财富。回顾中心的发展历史，中心作为地方高校之所以能够在有限的办学条件下取得巨大的发展与进步，一个很重要的原因，就是从第一批建设者开始，就形成了一种甘于奉献、艰苦创业、自强不息、治学严谨、追求卓越的精神与传统。中心的文化建设指导思想是：坚持以人为本、全面育人为中心，结合学校文化建设的总体部署，围绕中心的建设目标，把引导好、调动好、发挥好师生的积极性和创造性，作为文化建设的出发点、落脚点和根本点。在文化模式的形成过程中，提倡关心人、爱护人、尊重人，遇到工作分歧时换位思考是关心，发现别人不足时真诚帮助是爱护，对待工作成绩时公正评价是尊重……只有这样的氛围，只有形成这样的思维习惯、思维方法和看待事物的这种心理倾向，才会激发人积极进取，才会让人各尽所能、各展所长。中心在教师中经常开展为人师表、教书育人，爱岗敬业、严谨治学等内容的教育活动；大力宣传和表彰潜心教书育人的先进典型，营造塑师德、铸师魂的良好氛围，中心的省、市优秀教师、“三育人”标兵及全体人员十分注重自身的言行对学生的熏陶和影响；大力加强环境文化建设，使中心成为提高人的修养、陶冶人的情操、净化人的心灵的“绿色家园”。

3.在实验教学全面改革中培养学生成长成功，推动巩固和谐发展

“以人为本”不是抽象的口号，而应该落实到具体工作的措施中去。在不同的环境也应该有不同的针对性内容，为此，实验中心把极大精力放在“让每个学生都成功”上。

中心经过多年的建设与实践，搭建了在教学实验室、工作室、竞赛、物理演示大厅等多个层面满足学生成长、成才所需的多元化创新实践平台，使学生的知识、能力、素质协调发展。中心教师为构建多元化创新实践平台，十分注重树立创新教育理念，不断提高自身素质，并积极进行创新教育实践。在实验教学过程中，传授知识的同时更注重学生创新能力的培养，让学生在实验过程中提出有创新意义的问题，如提出、设计一种新的实验方法或对传统方法的改进等，通过让学生主动、独立地参与查找资料、设计实验、交流讨论等活动的方式，提高其动手能力、写作能力、答辩能力等。工作室现已成为学生“真刀真枪”的实战基地，教师对学生的指导是大框架性的，不具体指导学生怎么做。一位工作室的同学说“我觉得上大学不在于你学到了什么知识，而在于具备了某种能力，进工作室后，我有了参与研究的信心和意识，有了创新性的想法，对老师没讲过的东西，我也可以去独立完成”。另一位工作室的同学说“在工作室里让我感触很深的还有那种团队协作的精神，大家就是一鼓劲的想做好，如果单靠个人是绝对完成不了的，中心也会经常因为一个问题争论不休，在矛盾中不断磨合，从而培养了深厚感情。我想，这份在工作室的实践经历将对我今后在社会的工作受益匪浅”。竞赛也是实施创新教育的有效途径，由于大赛的趣味性很强，学生们都愿意参与，通过大赛学生得到了锻炼，培养了学生的创新能力和创新精神。在“挑战杯”全国大学生创业设计大赛、全国大学生电子设计大赛、辽宁省课外学术作品大赛、辽宁省无线电测向锦标赛等各类大赛中，中心所属的学生代表队捧回了多项大奖。物理演示大厅具有设计和布局起点高、创意新、仪器大型化、手段多样化、突出时代感等特点，把课内外教学融入一体，将知识性、趣味性有机的结合，在扩展学生知识面的同时，提高了学生的学习积极性和综合素质，深受学生的欢迎。多元化创新实践平台搭建，为中心培养“两会一能”的应用型人才奠定了坚实的基础，使学生的知识、能力、素质三方面协调发展，取得了优异的成绩，收到了良好的效果。

四、中心的主要特色

如何将科学研究与实验教学有相结合是目前高等院校的一个研究课题。大连大学基础物理实验中心较早地提出和实施了“教学与科研相结合、理论与实践相结合、科学与技术相结合”的人才培养模式，并注重将科研成果融入教学改革和教学实践中，现已形成了科学与教学互融、互动的良性机制，对高等院校特别是地方高等院校正确处理教学与科研的关系，有明显的示范作用。

1.精心选择科研成果，提炼创新实验题目

中心的实验教师承担着国家和省市科研、教改课题，中心明确要求提炼创新实验题目是每个上岗教师的本职任务。几年来，共设计出了“磁性液体表观密度的实验研究”等十余个与科研成果相关的创新性实验题目。这些实验项目的共同特点是内容新颖、信息量大，对学生具有较强的吸引力。这些创新性实验题目的提炼缓解了研究性实验题目短缺与过于传统的现状，为“三段式”实验教学体系的有效实施和实验教学质量的提高奠定了坚实的基础。

2.研制开发创新性实验装置，改善了实验教学条件

几年来，中心教师共研制开发7种创新性实验装置，获发明专利和实用新型专利6项，其中发明专利“磁流体表观密度随磁场变化测量仪”获全国教学仪器三等奖和大连市科技进步奖三等奖。结合科研、企业和生活实际自行研究改制的实验装置800余台件，节省开支百余万元。极大地改善了物理实验课程的教学装备，形成了自己的特色，大大提高了中心人员的研究开发水平和创新能力，增强了中心自身可持续发展的能力。现已实现小批量生产，并辐射到东北大学等多所高校。

3.创新实验教学仪器的推广，拉动纳米磁性液体的快速制备。

由于所开发的实验仪器需要配备一定数量的纳米磁性液体，这必然从根本上拉动了这种液体功能材料的制备。使磁性液体从实验室配制向小型工业化生产过渡，到目前为止，已随仪器销售了6000ml纳米磁性液体，取得了较好的经济效益和社会效益。

4.科研与实验教学相互促进，取得了良好的效果

几年来的教学实践表明，科研与实验教学有机结合是提高实验教学质量的一种有效途径，科研与实验教学相互促进、良性互动机制已取得了良好的教学效果。从搭建原理样机到生产仪器的整个过程，是科研与实验教学有机结合的过程，也是不断运用科学的认识论，不断实践、不断研究、不断提高完善的过程。这极大地提高了教师的综合素质和教学能力。学生从低年级就切入教师的科研工作，与教师共同筹建实验室、做科学实验、研制仪器、联合发表论文，这将极大地启迪学生的创新思维，拓展学生的想象空间，提高学生的创新能力。大连大学基础物理实验中心真正走出了一条科研与实验教学相互促进、相互提高的新路子。