農業院校物理實驗室的建設與管理論文
農業院校物理實驗室的建設與管理論文
摘要：結合普通農科院校的教學實踐，就充分利用現有實驗室資源，對物理實驗室的建設，如儀器裝置的購置、開放式實驗室和探究型實驗室的建設等問題進行探討，對實驗室的管理等諸方面進行了討論。
關鍵詞：物理實驗室；配置；管理
實施創新教育，培養創新型人才是我國21世紀教育的重要使命。實驗教學是培養學生獨立思考能力、動手能力、激發創造熱情、訓練創新思維、開發智力和非智力因素及提高實踐創新能力的過程。實驗室是實驗教學的場所，而實驗室的建設和管理直接影響到實驗教學的效果。因此，各高校都非常重視實驗室的建設和管理。隨著教育改革的不斷深化，我院物理實驗室的建設和物理實驗教學改革也取得了一定的成績，實驗條件有了很大的改善。下面結合我校的具體情況，對物理實驗室的建設和管理進行一些討論。
合理配置物理實驗室
仲愷農業技術學院於1987升格為本科院校，當時只有一間100平方米的基礎物理實驗室。經過20多年的建設，已經由原來的1間擴建成現在的7間，由原來的實驗體系設定一般化發展成現在包括具有較先進實驗體系的基礎物理實驗室、電工電子實驗室的綜合性較強的物理學科實驗中心，承擔著校內20多個專業的實驗教學。由於我院規模不大，在實驗場地和資金有限的情況下，合理配置物理實驗室尤為重要。
（一）配置合理先進的實驗裝置儀器
在有限的資金範圍內，為了達到教育部的評估標準，同時體現實驗專案的先進性和實用性，在院系的安排下，我們專程走訪了中山大學、華南理工大學、華南農業大學等省內名校的物理實驗室和南京鐳射、浙江天煌等知名教儀廠家，在廣泛、深入調查研究的基礎上，對實驗專案的選擇和儀器裝置的配置作了較為詳盡的計劃。
首先，物理實驗室是進行實驗課程的載體，所開設的實驗專案是完成教學工作的前提和保障。按照大綱的要求，應能開出力、熱、電、光和近代物理等五個方面的實驗，如此方能根據教學計劃的學時數，並結合各專業班的特點進行合理的組合搭配，高效地發揮該門課程的作用，故實驗室應根據經費的情況及現有的條件，逐步地完善整個實驗專案體系。
其次，在擬訂採購清單時注意選擇具有先進性的儀器，當今科學技術日新月異，儀器更新速度很快，適當地選購一些先進的`儀器，比如儘可能地使用光電自動計時而避免使用秒錶，儘可能安排一些光、機、電、計算機一體化的實驗如電子和場實驗儀、霍耳效應實驗儀等，這樣既可以提高實驗室的檔次，又可使學生開闊眼界。透過親手實驗使他們不再感到科學的神秘，這對培養高素質的人才非常有益。當然先進的儀器比較昂貴，容易與經費的相對緊張相矛盾，這就存在著合理配置實驗專案和儀器數量的問題。一般高檔先進的儀器可少購幾套，花錢較少的專案則可多購幾套。這樣可以保證實驗專案的改進和儀器的更新換代，使實驗教學跨上一個新的臺階。在具體的實驗安排中，可以採用大迴圈套小迴圈的方式進行實驗，進而彌補儀器套數少的弊端。
（二）構建多樣化的物理實驗室
充分利用現有儀器裝置，建設開放式實驗室為了提升學生的實驗技能，我們將一些基礎實驗，如基本量度、萬用表的使用、示波器的使用等改為開放性實驗，讓學生自由到實驗室選做。並增補了一些能夠更好地綜合訓練學生的實驗思維和動手能力的實驗專案，如電錶的改裝、浮水硬幣實驗——表面張力研究、駐波與克拉尼圖形、靜電感應及其應用等實驗。
開放實驗室給學生提供必要的場所、儀器裝置和輔導應使學生能夠自己完成感興趣的設計性實驗。設計性實驗需要學生結合並運用所學的理論知識和實驗技能去分析問題和解決問題，對提高學生的實驗積極性，活躍學生的實驗思維，充分發揮學生的主觀能動性和創造性非常有利，能夠使學生的創新意識和創新能力得到很好的啟發和鍛鍊。農學院有三分之二的學生高考時選擇非物理學科，因此，學生的物理理論和實驗基礎比較薄弱，然而只要我們選題和引導得當，學生同樣有能力去完成一些簡單的設計性實驗。結合我院學生的具體情況及現有的儀器，我們編寫了“伏安法測電阻及誤差分析”、“電錶的改裝”、“用電位差計測電動勢”、“靜電感應及其應用”等簡單的設計性實驗的指導書。在實驗指導書中，教師只寫實驗的目的（要求）、參考儀器、原理及注意事項。在實驗前，教師進行簡要的介紹，然後由學生透過查閱文獻資料來設計實驗步驟和實驗電路圖等。設計方案在得到指導教師的同意後學生才可開展實驗。實踐證明，學生的實驗熱情高了，設計實驗的能力有了很大的提高，取得了良好的教學效果。
充分利用閒置或報廢的儀器，建立探究型實驗室我校由於建校歷史長，有大量報廢儀器和一些因課程改革而閒置的儀器。這些淘汰下來的儀器，棄之可惜，又佔用儀器室。因此，可以挑選部分儀器建立探究型實驗室，展示其內部結構，給學生以感性上的認識。例如，將報廢的顯微鏡剖開，瞭解其光學結構；將上世紀70年代的電子管示波器拆開，觀察示波器的內部結構，瞭解其工作原理；拆卸報廢的各類電錶、表頭、各種測試儀的機箱等，讓學生更清楚地瞭解其工作原理和內部結構等。實踐顯示，學生對整個過程充滿新鮮感，單調的物理實驗變得富有趣味性，學生的實踐動手能力和創新思維能力得到明顯提高。
充分利用現代化技術，建立網路實驗室我們在傳統物理實驗室的基礎上，利用計算機技術、網路通訊技術、多媒體技術、加工處理傳播技術等，將現實物理實驗室中的各種實驗資源進行處理後建立起網路實驗室。網路實驗室的優點主要表現在以下兩個方面：
1.使實驗教學內容得到了擴充，給實驗教學本身以更大的自由度。網路實驗室建立了物理實驗課件和課件庫，安裝了模擬物理實驗室，與現代遠端物理實驗網站、物理園等連結，使實驗教學內容得到了擴充，實驗教學本身的自由度更大了。
2.在網路實驗室上釋出實驗指導材料和儀器裝置資訊，提高實驗教學效果。例如，將實驗錄影、掛圖、文字材料等指導性資料上傳到網上，使學生在做實驗之前就對實驗儀器和內容有所瞭解，尤其是設計性和探究型實驗資訊的釋出更有利於學生選擇自己感興趣的實驗，並做相關的調研，為實驗的開展奠定基礎，從而取得良好的教學效果。釋出儀器裝置的資訊、實現網上實驗預約，使學生了解實驗室現有的儀器裝置及各個實驗室的使用情況（時間安排等），可以給學生更大的學習空間，同時也為教師的實驗教學帶來方便。
不斷提高物理實驗室的管理水平
物理實驗室是進行物理學教學、研究、實驗的重要場所。搞好實驗室建設的同時還要提高實驗室管理水平，這樣才能充分發揮其實驗教學的作用。因此，實驗室管理不容忽視。
結合具體情況進行師資體制改革多年來，很多高校為了體現實驗教學的重要性，把實驗教學環節與理論教學分開，獨立開設一門課程，這一措施的確對實驗教學水平的提高起到了一定的促進作用。然而在像我們這樣的普通農科院校裡，教師數量少，目前尚無專職的物理實驗教師，如果再把實驗教學和理論截然分開，各行其道而不顧及兩者的內在聯絡，只會使得兩種教學在進度上的配合和反饋難以實現。我們借鑑了銅陵學院的師資改革方案，將物理實驗室與物理教研室改製為一套班子，共同承擔物理實驗和大學物理兩門課程的教學任務。如此可以解決兩種教學的配合和反饋等難題，也有利於課程內容體系的改革和創新，同時也可以壯大和提高實驗教師隊伍及其業務素質，從根本上解決長期存在的實驗課與理論課不便協調的矛盾。同時我院在實驗教學工作量統計方面也做出了改革，課程基本系數由原來的0.8提高到1.0，使得相同時間的實驗教學與理論教學的工作量基本相同，極大地提高了教師的工作熱情，徹底改變了以前教師重理論，輕實驗的現象。為了更好地提高教師的工作積極性和業務水平，學校還設立了實驗技術優秀成果獎，並不斷地創造條件分期分批培養師資，不斷提高教師實驗技能，以適應高校的發展。
不斷深化實驗課程改革實驗裝置的更新和投入應有與之配套的課程改革方案，但課程體系的改革是一個複雜的系統工程，應該根據大學物理課程的特點進行全面規劃。首先是改革教學內容，我院大學物理實驗課程是農學系部的一門公共基礎課程，基礎性的核心，應該體現在動手能力和創新意識兩方面的培養上：第一是選用重點教材，結合實驗室條件和教學實際，以常規實驗為主，結合學生的專業特點，適當擴充綜合設計性實驗和探究性實驗，編寫適當的實驗指導書。如對於農學專業和植物保護專業的學生可以開設“浮水硬幣實驗——表面張力研究”、“靜電感應及其應用”等設計性實驗。第二是進行實驗教學方法的改革，落實學生在實驗教學中的主體地位。給學生提供獨立自主、自由發揮的機會，實驗時每人一組，這對調動學生的學習積極性，提高學習興趣大有裨益。第三是提高實驗考核綜合化水平，按照學生掌握知識技能的規律付諸相應的考核手段，實驗教師在對學生進行實驗考核時，應當把學生的平時成績及期末的實驗成績考核作加權求和，並逐步提高綜合設計性實驗和探究性實驗的權重，鼓勵學生多選擇該方面的實驗進行設計和探究，進而提高學生的科學研究能力。實踐證明，提高實驗過程成績在總成績中的比重，綜合評定學生的實驗成績這些舉措可以使學生在平時的實驗中充分發揮其主觀能動性。
建立配套制度，強化管理力度規章制度是行動的規範，依照規章制度辦事，才能少犯錯誤甚至不犯錯誤，各項工作才能高效完成。否則會出現工作管理混亂，工作的盲目性增多，積極性、主動性不強，辦事效率低下等問題。我們在高校實驗室管理章程的指導下，完善和制定了《儀器裝置管理制度》、《實驗室安全制度》、《學生實驗守則》、《裝置損壞丟失賠償制度》等多項管理制度並公佈上牆，其中對於設計性和探究型這類自主性較強的實驗，在《實驗室安全制度》中進行詳細說明，特別提醒。同時還制定了《實驗室技術檔案管理制度》，對技術資料的收集、歸檔和管理職責等作出具體的規定。搞好實驗室檔案的建設工作，可對以前的工作作出具體的分析和研究，以便找出問題，尋求解決問題的方法。充分做好裝置維修檔案、裝置使用時數、學生實驗後續投入裝置的登記造冊等基本資訊收集整理工作，可以更好地為實驗室教學和管理服務。
基於以上工作，今後努力的方向是逐步完善傳統實驗室的管理方法，應用網路技術建立物理實驗資訊管理平臺，該平臺主要是集網上實驗室教務管理、實驗室儀器裝置管理、實驗室資料管理、實驗室開放管理等於一體的實驗室管理系統。引進現代化的管理手段，可以使實驗室達到自動化執行，對於提高工作效率、降低執行成本將起到重要的作用。物理實驗室的建設與管理作為一項實踐活動，要求廣大物理教育工作者進行長期的學習、交流、實踐及創造性地開發多種資源渠道，從而把物理實驗室建成培養創新人才的搖籃。
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