西南交通大学物理实验中心

网址：http：//pec.swj tu.edu.cn

一、中心建设与发展历程

西南交通大学建于1896年，是中国历史悠久的高等学府之一。学校历来重视物理实验教学，建校不久就建立了物性室。1948年，成立了普通物理实验室，普通物理实验室负责全校的基础物理实验教学工作。

20世纪80年代，普通物理实验室在实验环境、师资队伍等方面已具相当规模。特别是改革开放之后，普通物理实验室得到了长足发展。1986年大学物理实验独立设课。同年在全国率先实施开放式实验教学。1988年在全国率先开发并使用物理实验计算机预习和复习系统。1992年大学物理实验课被评为铁道部重点课程。1997年物理实验中心首批通过“四川省高校基础课实验室”合格评估。

在新世纪之交，普通物理实验室进入了快速发展阶段。

2000年西南交通大学在整合资源，优化结构的基础上，整合普通物理实验室、应用物理实验室、光电专业实验室、物理演示实验室，成立了西南交通大学物理实验中心。

2001年西南交通大学物理实验中心被评为四川省“物理基础课实验教学示范中心”。

2004年物理实验教学中心迁入学校新校区——犀浦校区，首先得到了学校“323实验室工程”的重点支持，实验环境得到极大改善。物理实验中心对学校大学物理教学进行了全面的改革，针对大学物理实验的课程体系、教学内容、教学方法、教学模式等进行了深入系统的研究和实践，提出以能力培养为核心的教学目标，实行了以分层次教学和网络辅助教学的实验教学模式，制定并实施了全方位的教学改革方案，在软件建设、硬件建设方面取得了突破性进展，在全校率先建立了个性化实验室。

2005年大学物理实验课程被评为西南交通大学精品课程。物理实验中心参加的“依托重点实验室建立本科科研与工程实践体系，培养学生实践和创新能力”项目获得2005年国家教学成果一等奖。

2005年西南交通大学物理实验中心参加了第一批国家级实验教学示范中心申报工作，并顺利通过网评，与西安交通大学物理实验中心、北京交通大学物理实验中心一道进入终评，最后以微小比分未能通过终评。

两年来物理实验中心在学校的大力支持下，针对专家提出的整改意见，进行认真的整改和重点建设，不断深化实验教学改革。首先，完善了实验中心教学平台，进一步加强了近代物理实验的改革和建设；其次，推进了理论课教研室和实验课教研室的合并，建立了理论课和实验课共享的学习中心，做到理论课教学和实验课教学的融合；再次，进一步加强实验教学队伍建设，学校在实验教学中心设立了实验教学教授岗位；最后，以激发学生的学习兴趣为前提，实验中心通过采取举办实验室开放周、物理竞赛、物理系列讲座、在理论课中加强演示实验教学等措施进一步调动了学生学习的积极性。实验中心在教学体系、教学内容、教学手段、实验条件和环境、师资队伍等方面已在西南地区处于领先地位，在某些方面已进入国内领先行列。近年来，接待了国内20余所高校的来访交流，接待挪威、越南等国家大学代表团来访，产生显著的示范辐射作用。

实验中心现有实验室面积3600m2，实验设备总值1610万元，开出基础型实验、综合设计型实验、个性化实验共计152个。另外还开出5个系列近两百个物理演示实验。实验中心承担全校近5000名本科学生的物理实验教学任务，每年实验近32万生时数。

二、实验教学理念与改革思路

1.实验教学理念

西南交通大学素以“治学严谨”著称，历来重视实验教学和学生素质教育，自建校之初就以“起点高、基础厚、重实践、严要求”原则培养学生，树立了“以学生为根本，知识、能力、素质教育协调发展”的教学理念和以“能力培养为核心”的实验教学观念。在国内率先提出建设个性化实验室的构想。个性化实验室以“有利于张扬学生个性，有利于培养学生工程实践能力，有利于塑造学生探索和创新精神”为指导思想，以研究型和创新型实验项目为主体，实现实验教学与科学研究的有机结合。创建全开放的实验教学平台。个性化实验室是实验教学中心建设的重要组成部分，对学生的个性化培养起着重要的支撑作用。

大学物理实验教学理念：发挥物理理论与实验教学对学生能力培养的优势，以激发学生的兴趣为前提，以理论教学和实验教学队伍融合为支撑，营造一个有利于学生创新精神和工程实践能力培养的实验教学环境，构建一个满足大众化教育和个性化培养的教学体系。建设一个有利于实施贯通式培养的教学模式。让学生通过物理课程的学习，使知识、能力、素质得以健康协调的发展。

2.实验教学定位

物理实验教学定位：学校十分重视实验教学，物理实验中心作为全校的基础实验教学平台，通过物理实验教学激发学生的学习兴趣，培养学生的自主学习能力，提高学生的基本实验技能，满足大众化教育的需求。通过个性化实验室的建设和重点实验室的开放，培养学生的创新精神和科研素质，提高学生综合利用物理知识分析问题、解决问题的能力，满足精英教育和个性化培养的需求。通过不断深化教学改革，更新教学观念，完善教学体系，建设成为国内先进的实验教学中心。

3.实验教学改革思路、规划及方案

（1）实验教学改革思路

实验教学改革的关键是教学理念的更新。遵循教育教学规律，以不断创新的教育理念为先导，确保实验教学在学校人才培养和教学工作中的重要地位，根据高素质创新人才的培养目标，在保证物理知识的传授与基本技能培养的同时，进一步强化对学生科学思维方法、创新意识和综合实践能力训练。中心的改革思路是：以开放式教学为主要的教学形式，以形式多样、多层次、模块化物理实验为基础，以优良的实验室软、硬件条件、优质教学资源和高水平的教师队伍为支撑，构建以培养学生创新精神和工程实践能力为核心，满足多样化培养目标的实验教学新体系。

（2）实验教学改革规划及方案

① 在实验教学体系上，实行分层次、模块化教学。针对不同专业对学生的不同要求和学生不同的兴趣和能力情况，设置基础型实验、综合设计型实验、个性化实验、重点实验室向本科生开放项目等4个层次的实验模块。

② 在培养模式上，实行贯通式培养。以激发学生的兴趣为前提，适应学生多元化培养的需要，建立从大一到大四的时间贯通，从演示实验、预备实验、基础型实验、综合设计型实验到个性化实验项目、科研项目实验内容贯通，以及从基本能力、综合能力到工程实践和科研能力的能力贯通培养模式。

③ 在教学内容上，保证基础、加强近代、强调综合、突出能力。为满足学生对物理知识学习和实验技能的需求，在教学内容上，通过基础型实验，让学生掌握物理学的基本理论和基本技能。通过综合设计型实验、个性化实验项目，让学生了解近代物理的发展趋势和掌握新技术的应用，提高学生的科学素养和综合研究能力，激发学生的创新精神。

④ 在教学手段上，综合利用现代化技术，实现实验教学目标。利用现代化技术成果，建立虚拟实验平台；利用网络技术建立实验管理平台和学生自主学习平台；采用多媒体技术、电子教案、实验教学视频等现代化手段提高实验教学质量和教学效率，激发学生的学习兴趣。

⑤ 在考核方式上，针对不同的实验内容，采用多元化的考核方式。针对不同的实验课程类型，采用笔试、操作、论文、报告、软硬件作品等多种形式的考试，检验学生掌握物理基本知识和综合应用知识的能力。

⑥ 在队伍建设上，促进理论课和实验课教学队伍的融合，建立专、兼职教师队伍结合机制。为保障学生多元化教育和贯通式培养的有效实施，需要更多的教师参与实验教学活动，加快理论课教师和实验课教师的融合，鼓励非实验中心编制的教师承担实验教学任务，参与实验课程建设和实验室建设，建立专、兼职教师队伍结合机制。

三、实验教学体系与内容

1.实验教学体系建设

物理实验中心历经二十余年坚持不懈的改革创新，以先进的现代教育理念为先导，坚持“激发兴趣、夯实基础、强化综合、引导创新、突出能力”的原则，构建了“2+2的实验教学体系和贯通式培养的教学模式”。

“2+2”即面向大众化教育的基础型实验、综合设计型实验两个基本层次和面向部分优秀学生的个性化实验项目（研究创新项目、学生自拟项目、科研成果转化项目）、重点实验室向本科生开放项目（科研项目）两个提高层次。贯通式培养：时间贯通——实现实验教学从大学一年级到大学四年级的贯通；内容贯通——演示实验、预备实验、基础型实验、综合设计型实验到个性化实验、科学研究的贯通；能力贯通——基本能力、综合能力、科研和工程实践能力的贯通。

“2+2的实验教学体系和贯通式培养的教学模式”实现了学生多元化培养的目标，保证学生大面积成才，强化优生培养，促进拔尖生脱颖而出。

在实验教学内容改革方面，不仅开设了“大学物理实验课程教学基本要求”所规定的全部实验，而且开设了以虚拟和仿真为代表的现代设计技术实验，以传感器和控制技术为代表的现代传感技术实验，以光、电、计算机技术为代表的现代检测技术实验。体现了“4个结合”，即理论教学与实验教学相结合，大众教育与个性化培养相结合，课内实验与工程实践、科研项目相结合，课堂教学与课外科技创新活动相结合。保证了学生能力、素质的全面培养。

（1）理论教学与实验教学相结合：首先通过建立了理论课教学队伍与实验课教学队伍合一的机制，有力地促进理论课和实验课教学的结合，其次通过在实验中心建立理论课与实验课一体化的学生学习中心，促进学生理论学习与实验训练的紧密结合。通过开设的演示实验和在实验中心实验室进行理论课教学，使学生与实验室零距离接触，进一步激发了学生学习的兴趣，为后续实验打下基础。

（2）大众教育与个性化培养相结合：实验教学体系中的前两个层次面向全体学生进行基础物理实验知识、技能和综合知识应用能力的培养；后两个层次面向优秀学生和有兴趣爱好学生进行创新精神、工程实践能力、科研素质和能力的培养。2+2的实验教学体系体现了大众教育与个性化培养的有机结合。目前已开展了5期个性化实验项目、重点实验室开放项目，建立了4个个性化实验室，有50余个个性化实验项目、重点实验室开放项目，近1800名学生参加，完成毕业设计200人，发表论文30余篇，通过个性化实验项目，有20余名学生获得各类大赛奖，学生参加这类实验的热情很高，创新能力得到了提高。

（3）课内实验与工程实践、科研项目相结合：作为一个有明显学科特色和工科优势的学校，中心依托学校强有力的学科优势，及时注意把最新科研成果转化到实验教学中，及时更新实验教学内容，将重点实验室向本科生开放，让学生尽早接触科研，培养学生的科研素质和创新精神。

（4）课堂教学与课外科技创新活动相结合：为了进一步激发学生的兴趣，吸引更多学生参与物理实验课外活动，满足全校不同专业学生对物理知识的需求，拓宽知识、开阔视野，培养学生的创新精神和工程实践能力，中心在完成实验教学计划的基础上，开展了丰富多样的课外科技活动，目前开展的活动有：

① 举办实验室开放周活动。实验中心举办定期开放周活动。一种形式是每年9月新生入学期间，向新生和家长开放全校的重点实验室，零距离接触实验。另一种形式是每年第二学期开学的第二周，通过网上发布信息，向全校学生开放实验室。

② 举办物理系列讲座。实验中心每年向全校学生举办“物理与工程”、“物理与生活”、“物理与艺术”、“物理前沿”、“改变人类文明的物理实验”、“科学定理和科学发现启示”、“科学家与创新”等专题系列讲座，使学生及时了解物理学发展的最新动态，了解物理学的应用，以拓展学生的知识面，激发学生的学习热情和求知欲。

③ 举办大学生物理实验竞赛。大学生物理实验竞赛由物理实验中心和企业联合举办，每年一次，目前已举办二届。每届参加物理学竞赛的学生人数在500人左右，每届有50多人获奖。同时中心还积极组织学生参加全国各类大学生竞赛，大大激发了学生学习物理实验的积极性。

④ 举办物理实验小论文活动。结合物理实验中心开出的课程，举办物理实验小论文征文活动，对征文活动中优秀的论文编印成册，发布在中心网站上，该活动既锻炼了学生的研究能力，论文写作能力，又促进了同学之间的交流。

⑤ 大学生物理与艺术创作。实验中心为文科、艺术类学生开设“物理学概论”与“文科物理实验”两门课程，在此基础上组织学生开展以“我的艺术，物理元素”为主题的艺术创作大赛活动，极大的激发了文科、艺术类学生学习物理知识的兴趣，提高了他们的科学素质。

⑥ 大学生科研训练计划（SRTP）。物理实验中心开展了大学生科研训练计划（简称SRTP），以培养大学生严谨的科学态度、创新意识、团队合作精神，提高学校学生的研究能力、创新能力、综合实践能力。2006年由学校批准物理实验中心的大学生科研训练计划有30项。

2.实验课程、实验项目名称

中心开设了“演示实验”、“大学物理实验I”、“大学物理实验II”、“文科物理实验”、“现代技术物理实验”、“个性化实验项目”、“重点实验室开放项目”、“光电专业基础实验”8门实验课程，内容涵盖了物理学的力、热、光、电和综合五大部分，涉及土木、电气、信息科学、交通运输、材料工程、机械工程、光电工程等学科，面向学校所有专业学生。目前，实验中心开设实验项目数152个，其中基础物理实验33个，占项目总数的21.7%；综合设计性实验42个，占27.6%；个性化实验56个，占36.8%；重点实验室开放项目21个，占13.8%。演示实验5个门类（力、电、光、热及其他）共188个。

3.与科研、工程和社会实践结合

（1）实验中心教师致力于把实验教学内容与科研相结合，形成了注重实践的教学体系，营造了促进学生个性化发展的育人环境。

例如，实验中心利用科研项目中建立的交通运输模型，改造并开发形成了具有学校学科与专业特色的个性化创新型光电显示实验项目。

（2）实验中心注重自主研发实验设备，结合工程开发实用性强的实验项目。

例如，中心教师研制的“红外传输实验仪”、“地磁场测量实验仪”、“机器人物理基础实验仪”等具有自主知识产权的系列实验装置，销往国内10多所院校；一部分教师长期从事面向铁路交通、土木、机械等检测方面的科研项目，利用该资源形成了“应用型工程技术”系列实验项目。

四、中心特色

（1）以先进的现代教育理念为先导，坚持“夯实基础、强化综合、引导创新、突出能力”的原则，构建了“2+2的实验教学体系和贯通式培养的教学模式”。

“2+2”的实验教学体系由两个基础层次和两个提高层次的实验项目构成，保证了分层次、模块化的教学；贯通式的培养模式，实现了时间、内容和能力的贯通。这一体系和模式既满足了大众教育下多元化培养的需要，又保证了学生个性化的发展。实验内容体现了“4个结合”，即理论教学与实验教学相结合，大众教育与个性化培养相结合，课内实验与工程实践、科研项目相结合，课堂教学与课外科技创新活动相结合，保证了对学生的知识、能力、素质的全面培养。

（2）以创新为动力，建立个性化实验室，满足大众化教育背景下精英教育的需要，为优秀学生的培养提供有力的支撑和保证。

按照学校提出的建设个性化实验室的理念（营造环境，张扬个性，教师引导，自我发展）、内涵和指导思想，物理实验教学中心于2004年率先在全校建立了个性化实验室。到目前为止，共有5期，1800多名学生参加了个性化实验，使优秀学生脱颖而出。个性化实验室的建设，做到了项目有指南，运行有保障（项目基金、运行费），管理有措施（学生修学分，教师计算工作量），学生有兴趣（要求进行个性化培养的人气很旺）。在此基础上，为使更多的学生得到更多的锻炼和培养，依托物理学科建设的省级重点实验室向本科生开放，使一批优秀学生得到了科研素质、团队精神和科研能力的培养，使其综合素质和工程实践能力明显提高。个性化实验室和重点实验室向本科生开放已成为适应学生个性化发展、培养优秀人才的重要支撑和保证。

（3）建立了理论课教师与实验课教师互融，专职教师和兼职教师互通的实验教学队伍建设机制，一支稳定、务实、高水平的实验教学队伍引领着实验中心的建设、管理和发展。

激发学生的学习兴趣，培养学生的创新精神和能力，教师是根本。为使更多的教师参加到实验教学中来，从2005年起，实验中心实现了与大学物理教研室的合并，使理论课教师和实验课教师做到“课程独立，教学合一”，实现了真正的融合。并在中心建设了理论课和实验课共享的学习中心，该中心集预习、开放、网络化教学、管理一体。实现了大学物理教学与大学物理实验教学的有机结合。在此基础上，又建立了专、兼职教师相结合的机制，促进了实验教学教师、项目教师的有机结合。一支稳定、务实、高水平的实验教学团队已经形成，成为实验中心的建设、发展和管理的重要依靠力量。