基于示范中心教学体系构建实验室运行模式
王翠红1，杨广武2，江越1，朱飞1
（1. 天津城建大学 理学院，天津；2. 天津中德应用技术大学 基础实验实训中心，天津）
摘 要： 在高等学校实验教学示范中心建设过程中，结合我校实际情况，改善传统物理实验教学体系形成了“五个层次、三个方向、三个结合”（“五三三”）教学体系。基于“五三三”教学体系，在教学层次上分时段层次化，在实验项目上专业需求特色化，在教学内容上探索新知识课堂化。通过建设实验室开放化教学资源和开放化共享平台，构建了实验室开放运行新模式。
关键词： 实验教学；教学体系；教学模式；实验室开放
物理学是一门实验性学科，是学生学习系统的实验方法和实验操作技能的重要基础，而大学物理实验课程是一门独立开设的基础课程，是理论与实践相结合的一门实验课程。高校物理教学体系的完善和实验室的全面开放，关系到高等教育培养创新型人才、工程应用型人才和高素质教育目标的实现。
物理实验不仅锻炼动手能力大学生和培养个人技能，而且在培养大学生的创新意识、创新精神和开拓能力等方面具有重要作用。在传统物理实验教学体系中，工科院校的物理实验教学一般以基础验证型实验为主，学生上课按照老师要求顺序完成实验，只能掌握基本的实验方法和手段[1,2]。但是在当今科学技术快速发展的大背景下，传统教学已经不能满足高新人才培养的需求[3]。实验室的开放运行更加有利于学生创新能力的培养[4,5]。在国外，大多数实验室对学生及社会开放，已经形成了较为成熟和规范的运行机制[6-8]。近年来，国内多数高校先后出台实验室开放的管理规定，但各高校实验室开放情况有所不同[9,10]。有的实验教学中心都面向全校学生开放实验室，有些还对社会开放。有的实验教学中心，只完成基本的实验课，但不对外开放实验室；实验课结束后，实验室处于闲置、封闭状态，不仅造成了实验室资源的浪费，而且容易造成其他实验室的添加实验设备雷同甚至于重复建设[6-8]。
针对以上问题，结合我校的实际情况，我们大学物理实验中心（以下简称中心）在实际教学中做出了一系列改革措施，改变了以往的落后观念，破除传统教学体系和实验室封闭情况，整合现有的优势资源、人才、技术等，探索建立优质的教学体系和合理的实验室开放运行体系，充分发挥物理实验教学在育人环境中的综合效益。
一 完善教学理念，构建新教学体系
优秀的教学理念是指导大学物理实验课程建设的风向标。为了更好更快的发展，我国在高校教学方面提出不仅要培养优秀的服务型人才，而且进一步要完成由服务型人才向创新性人才的转变。中心从培养学生的知识、能力、素质全面发展的教学理念出发，建立“重基础、强技能、促创新”的教学理念。适应创新教育要求，更新教学观念；结合城建专业特点，更新教学内容；基本技能训练与创新能力培养统筹协调。既要保证常规实验技术的普及训练，又要不断引入各领域内新知识、新技术、新方法，为学生后续实验课程的学习和工程实践的开展奠定技术基础。同时，在保证物理实验知识技能体系完整的前提下，考虑不同专业的需求，提供相应的开放性实验项目或内容由学生自主选择，鼓励有创新意识和才能的学生发挥特长开展创新研究工作。
图1 大学物理实验“五三三”教学体系
图2 实验中心开放平台建设
中心在“重基础、强技能、促创新”教学理念的指导下，对本校大学物理实验的课程体系和教学内容进行重新整合，构建了“五个层次、三个方向、三个结合”（以下简称“五三三”）实验教学体系（见图1）：1.按照课程开课时序，注重“演示-＞预备-＞基本-＞综合设计-＞创新”五个层次实验的循序渐进阶梯式运行；2.依据全校专业特点，按照学校“城市建设、数字城市、环境生态”三个学科群，针对综合设计性实验的教学需求做出符合不同专业特点的内容调整；3.结合“科研与科技创新、物理专业教学、科普与社会服务”三个方面内容，不断更新提升现有实验教学内容和实验项目，使实验室的发展能够与社会同步，不断的提高。
使用DPS 7.05对数据进行处理，采用邓肯氏新复极差法进行多重比较，检验不同处理间数据差异的显著性。
二 开放化的物理实验教学模式与手段
（一）实验室开放平台的构建
（2）完善的开放式教学资源建设。为培养学生自主学习的能力和创新思维，中心为保障学生课前预习效果组建了完善的教学资源，不同学科群的学生根据自身需求通过中心网站、网络教学平台、教学区走廊壁挂电视、触摸屏等多种途径，完成课前预习及报告。中心资源中除教材外，还有教师根据中心各个仪器制作的实验电子教案（如指导书、PPT课件）、展板、相关实验的同步课堂教学视频等多媒体资源；针对学生进入实验室所产生的陌生感和盲目性，中心教师结合实验特点开发了网络版仿真实验，学生可以通过网络虚拟实验完成预习任务，避免学生出现害怕动手和盲目动手的现象。
第二、结合通信技术完善开放平台。随着信息时代到来，手机在大学生活中已经非常普遍，拥有体积小、携带方便、网络通畅等诸多优点。依据该特点，设计辅助教学形式，由初始电话、QQ群（班级课代表联络群）的单线联系，发展为面向所有人的中心微信公众号，公众号设有中心网站首页、选课系统登录窗口、教学资源等链接，使得中心的开放化进一步得到了提升。中心微信公众号的开通，不仅解决了传统实验上课通知不能及时的难题，而且提高了中心的对外开放能力及社会关注度。
在当今实验教学需求的环境下，结合“五三三”教学体系，中心不断改进教学方法与手段，融合先进教学手段与适当教学方法，以求实现最佳的教学效果。在该过程中，中心建设了一批丰富的具有自身特色的教学资源。
（二）开放化教学资源的建设
如果确诊是排卵期出血，一般不用担心，对身体没有别的影响。对身体是否有影响主要取决于出血的多少和长短。如果出血少、时间短，那就让它去。假如出血较多、时间长，其实最好先做个诊刮，可能有其他问题。
法国是世界上较早开展成人教育的国家之一，尤其是二战以后，法国成人教育得到了迅速发展，逐渐形成了一套由国家、学校、公司及其他社会团体共同参与的成人教育体系。法国成人教育在行政管理、资助体系、实施机构、培训方式及国际合作方面均有自己的独特经验。
（1）实验绪论课分类化。为提高学生对实验教学重要性的认识，根据不同学科群特点，中心编写了分类绪论课的电子教案，讲授中针对学科群特点对中心仪器设备、课程安排进行讲解，通过动画、视频等手段激发学生的实验兴趣。
第一、搭建开放的共享平台（见图2）。为了能够更好实现中心的开放，基于“五三三”教学体系搭建开放式共享平台，提供丰富的网络教学资源。开放式共享平台包括中心网站和网络教学平台。中心网站的主要内容包括中心布局、教学资料、网络选课系统、仿真系统、通知通告等，是中心重要的对外宣传、信息发布和教学资源推广平台。网络教学平台可由校主页上的“教学平台”菜单直接进入，其包括丰富的网络教学资源、学校教学信息，可在网络教学平台开展调查问卷、在线答疑等与学生进行互动，与中心网站信息形成动态互补模式。
（3）课堂展示的开放化。为使学生深层次地理解与拓展思路，中心设计研发了开放式教学实验仪器，课堂上实物同步演示操作，使实验内容可视化、开放化，启迪学生分析现象、主动得出结论。开放式教学实验仪器已经部分推广到兄弟院校，扩大了中心在社会的影响力。
关于高安方言中的程度副词，有两点需要注意的地方：其一，这五类副词之间具有相互排斥性。就像普通话当中不能同时用“很”和“非常”修饰同一个动词或形容词一样，弦们在高安方言中也不能用“好”、“伤”、“绝呕得”等同时修饰一个动词或形容词。其二，高安方言中有大量由形容词后缀“人”参与构成的形容词，这类形容词在添加程度副词时，除了在第一种类型中可以毫无变化地直接与“好”连用之外，第二、第三、第四种类型都必须先去除“人”这个后缀之后再与程度副词搭配使用。试比较：
三 实验室运行的开放化
（一）实验室开放运行制度
中心以教学为根本，兼顾科研和社会服务，所有教学设施实行专管共用、资源共享的原则。同时，中心结合自身实际情况制定了具体的规章制度，如实验指导教师守则、安全管理办法、大学物理实验教学管理规程、实验室管理责任制等，对具体工作进行了分类细化，实验室每种仪器都配有仪器简介、使用方法或操作步骤说明，每台仪器都有使用记录本，每个实验室都有使用单位和人员登记本，严格的管理提高了中心仪器设备的完好率，为开放管理的安全运行提供保证。此外，为了使学生更加明确实验室规范，在开课前给学生下发大学物理实验教学管理规程，在该规程中对实验中可能出现的各种问题都做了详尽说明，做到事先提醒、预防为主。
（二）教学工作开放运行
由于传统的教学管理中是按照固定班上课，不仅对学生的上课时间约束很强，而且在学期初期排课工作量较大，因此中心引入了开放式的网络选课系统，该系统打破了传统授课模式，充分发挥学生的自主性进行自主选课。中心按照“五三三”教学体系分阶段、分方向设置开放的实验项目及开放时间，将实验项目按照教学体系的五个层次分为不同时间段进行设置；考虑到不同学科群的专业需求按方向设置实验项目，如城市建设学科群的专业开设实验项目内容侧重力学、热学、电学，而数字城市学科群专业则实验项目内容侧重电学、光学、近代物理及实验数据的自动采集和处理。同时学生根据自身专业特点进行实验项目和时间的选择。学生的课前预习可以通过中心的多方位开放资源来完成，以保证学生学习效率。教师通过网络选课系统进行学生成绩统计和管理，提高了工作效率和实验教学开放水平。因此，中心不仅在教学体系的实验内容上实现了开放，而且在实验时间和空间上开放化程度得到了很大的提升。
（三）课外实验运行的新模式
目前，中心通过学生社团平台招募选拔有兴趣、有担当的学生，参加中心特定的培训。经培训合格后，学生以活动小组方式，利用课余时间参与演示实验室开放的管理工作，组织其他学生进入演示实验室开展科普活动，延伸了演示实验室的开放时间和开放形式。一部分有创新潜能的学生在教师的指导下，以创新实验的形式开展设计研究型的实验教学工作，创新成果应用于教学实践中，丰富了教学内容。在这种新模式下，不仅锻炼了学生的管理和创新能力，而且使实验室更加开放，更加贴近学生。中心实行开放式运行管理，不仅鼓励学生在课余时间利用实验室的资源做补充性和扩展性实验（如设计与创新性实验、竞赛、大学生科研立项、专利申请等），而且定期面向中小学开展实验参观和物理实验科普活动，拓展社会服务功能，增强中心的辐射力和示范力。
四 结论
综上所述，结合我校实际情况，调整传统教学体系形成了“五三三”教学体系。在“五三三”教学体系基础上，构建实验室开放化教学资源和开放化的共享平台，进一步实现了实验室运行开放化，在教学层次上分时间段进行，对不同学科群划分不同实验项目，并且探索了课外实验运行新模式。实验室开放机制的运行，调动了学生实验的积极性，激发了学生实验的热情，促进学生自主学习、合作学习、研究学习，培养了学生实践能力、创新意识、创新精神和科学思维。为了进一步使实验室的开放更加高效科学，中心将在以后的实践中不断地深化实验室开放化运行机制的研究与实践。
参考文献
[1] 张敏, 何龙庆, 张波. 大学物理实验教学改革的研究[J]. 大学物理实验，2009(1)： 100-102.
[2] 韩忠, 李田, 彭华. 改革大学物理实验教学体系建设示范性教学实验中心[J]. 实验室研究与探索, 2009, 28(2)： 89-91.
[3] 王显德, 王严东. 开放型物理实验教学研究[J]. 大学物理实验,2005, 18(4)： 97-98.
[4] 曾明荣, 赵鹏, 韩媛媛. 加大实验开放力度, 提高学生创新能力 [J]. 实验科学与技术, 2016, 14(1)： 202-205.
[5] 杨广武, 朱飞, 刘立娟, 等. 大学物理创新实验教学初探[J].2017, 4： 024.
[6] 周岚, 朱蜀梅, 王伟. 物理实验开放式教学初探[J]. 物理实验,2002, 22(1)： 25-28.
[7] 韩红江, 王绍兰. 对高校教学实验室开放的认识与探讨[J]. 中国石油大学学报(社会科学版), 2003, 19(1)： 110-112.
[8] 钱文溶,等.强化创新意识和实践能力培养的探索与实践[A].实验教学与创新能力[C] .南京大学出版社, 2000.
[9] 章文娟. 英国国家物理实验室的运行和管理模式[J]. 世界教育信息 , 2018, 31(3)： 32-39.
[10] 邢永强, 李国峰, 武娥, 等. 地方工科院校大学物理实验开放教学对策[J]. 实验科学与技术, 2015, 13(1)： 121-122.
[11] 吴天安, 王素红, 张晓旭. 开放性实验室建设的保障实践与激励探索[J]. 实验科学与技术, 2017, 15(5)： 157-159.
[12] 王惟远, 王雪. 实验室开放管理系统的设计与实现[J]. 实验室科学 , 2007, 2007, 2： 118-120.
[13] 张艳芬, 刘中成, 耿强等. 新形势下高校实验室开放管理与运行机制的研究[J]. 实验技术与管理, 2013, 3： 180-183.
[14] 王璟瑶, 金炳尧. 实验室开放运行体系的建构及实践[J]. 实验室研究与探索, 2015, 8： 040.
The Construction of Laboratory Opening Model Based on the Teaching System of Demonstration Center
WANG Cui-hong1, YANG Guang-wu2, JIANG Yue1, ZHU Fei1
(1.School of Science, Tianjin Chengjian University, Tianjin; 2. Tianjin Sino-German University of Applied Sciences, Tianjin)
Abstract： Combined with the constructing experimental teaching demonstration center in Higher Education and the actual situation of our university, the “535” teaching system was introduced by the upgrading of the traditional physical modeling teaching. Based on the “535” teaching system, a new model of laboratory openness was constructed with building opening laboratory teaching resources and sharing platform.
Key words： Experimental teaching; Teaching system; Teaching mode; Opening laboratory
本文引用格式： 王翠红,等.基于示范中心教学体系构建实验室运行模式[J]. 教育现代化,2019,6(68)：112-115.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.68.040
基金项目： 本文系天津城建大学教育教学改革与研究项目（JG-YBF-1551）的研究成果。
作者简介： 王翠红，女，山东济南，天津城建大学，讲师，博士，主要从事大学物理理论和实验的教学研究。
标签：实验教学论文; 教学体系论文; 教学模式论文; 实验室开放论文; 天津城建大学理学院论文; 天津中德应用技术大学基础实验实训中心论文;