農業(yè)院校物理實(shí)驗室的建設與管理論文
摘要：結合普通農科院校的教學(xué)實(shí)踐，就充分利用現有實(shí)驗室資源，對物理實(shí)驗室的建設，如儀器設備的購置、開(kāi)放式實(shí)驗室和探究型實(shí)驗室的建設等問(wèn)題進(jìn)行探討，對實(shí)驗室的管理等諸方面進(jìn)行了討論。
關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗室；配置；管理
實(shí)施創(chuàng )新教育，培養創(chuàng )新型人才是我國21世紀教育的重要使命。實(shí)驗教學(xué)是培養學(xué)生獨立思考能力、動(dòng)手能力、激發(fā)創(chuàng )造熱情、訓練創(chuàng )新思維、開(kāi)發(fā)智力和非智力因素及提高實(shí)踐創(chuàng )新能力的過(guò)程。實(shí)驗室是實(shí)驗教學(xué)的場(chǎng)所，而實(shí)驗室的建設和管理直接影響到實(shí)驗教學(xué)的效果。因此，各高校都非常重視實(shí)驗室的建設和管理。隨著(zhù)教育改革的不斷深化，我院物理實(shí)驗室的建設和物理實(shí)驗教學(xué)改革也取得了一定的成績(jì)，實(shí)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(shí)驗室的建設和管理進(jìn)行一些討論。
合理配置物理實(shí)驗室
仲愷農業(yè)技術(shù)學(xué)院于1987升格為本科院校，當時(shí)只有一間100平方米的基礎物理實(shí)驗室。經(jīng)過(guò)20多年的建設，已經(jīng)由原來(lái)的1間擴建成現在的7間，由原來(lái)的實(shí)驗體系設置一般化發(fā)展成現在包括具有較先進(jìn)實(shí)驗體系的基礎物理實(shí)驗室、電工電子實(shí)驗室的綜合性較強的物理學(xué)科實(shí)驗中心，承擔著(zhù)校內20多個(gè)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗教學(xué)。由于我院規模不大，在實(shí)驗場(chǎng)地和資金有限的情況下，合理配置物理實(shí)驗室尤為重要。
（一）配置合理先進(jìn)的實(shí)驗設備儀器
在有限的資金范圍內，為了達到教育部的評估標準，同時(shí)體現實(shí)驗項目的先進(jìn)性和實(shí)用性，在院系的安排下，我們專(zhuān)程走訪(fǎng)了中山大學(xué)、華南理工大學(xué)、華南農業(yè)大學(xué)等省內名校的物理實(shí)驗室和南京激光、浙江天煌等知名教儀廠(chǎng)家，在廣泛、深入調查研究的基礎上，對實(shí)驗項目的選擇和儀器設備的配置作了較為詳盡的計劃。
首先，物理實(shí)驗室是進(jìn)行實(shí)驗課程的載體，所開(kāi)設的實(shí)驗項目是完成教學(xué)工作的前提和保障。按照大綱的要求，應能開(kāi)出力、熱、電、光和近代物理等五個(gè)方面的實(shí)驗，如此方能根據教學(xué)計劃的學(xué)時(shí)數，并結合各專(zhuān)業(yè)班的特點(diǎn)進(jìn)行合理的組合搭配，高效地發(fā)揮該門(mén)課程的作用，故實(shí)驗室應根據經(jīng)費的情況及現有的條件，逐步地完善整個(gè)實(shí)驗項目體系。
其次，在擬訂采購清單時(shí)注意選擇具有先進(jìn)性的儀器，當今科學(xué)技術(shù)日新月異，儀器更新速度很快，適當地選購一些先進(jìn)的`儀器，比如盡可能地使用光電自動(dòng)計時(shí)而避免使用秒表，盡可能安排一些光、機、電、計算機一體化的實(shí)驗如電子和場(chǎng)實(shí)驗儀、霍耳效應實(shí)驗儀等，這樣既可以提高實(shí)驗室的檔次，又可使學(xué)生開(kāi)闊眼界。通過(guò)親手實(shí)驗使他們不再感到科學(xué)的神秘，這對培養高素質(zhì)的人才非常有益。當然先進(jìn)的儀器比較昂貴，容易與經(jīng)費的相對緊張相矛盾，這就存在著(zhù)合理配置實(shí)驗項目和儀器數量的問(wèn)題。一般高檔先進(jìn)的儀器可少購幾套，花錢(qián)較少的項目則可多購幾套。這樣可以保證實(shí)驗項目的改進(jìn)和儀器的更新?lián)Q代，使實(shí)驗教學(xué)跨上一個(gè)新的臺階。在具體的實(shí)驗安排中，可以采用大循環(huán)套小循環(huán)的方式進(jìn)行實(shí)驗，進(jìn)而彌補儀器套數少的弊端。
（二）構建多樣化的物理實(shí)驗室
充分利用現有儀器設備，建設開(kāi)放式實(shí)驗室為了提升學(xué)生的實(shí)驗技能，我們將一些基礎實(shí)驗，如基本量度、萬(wàn)用表的使用、示波器的使用等改為開(kāi)放性實(shí)驗，讓學(xué)生自由到實(shí)驗室選做。并增補了一些能夠更好地綜合訓練學(xué)生的實(shí)驗思維和動(dòng)手能力的實(shí)驗項目，如電表的改裝、浮水硬幣實(shí)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(shí)驗。
開(kāi)放實(shí)驗室給學(xué)生提供必要的場(chǎng)所、儀器設備和輔導應使學(xué)生能夠自己完成感興趣的設計性實(shí)驗。設計性實(shí)驗需要學(xué)生結合并運用所學(xué)的理論知識和實(shí)驗技能去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，對提高學(xué)生的實(shí)驗積極性，活躍學(xué)生的實(shí)驗思維，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性和創(chuàng )造性非常有利，能夠使學(xué)生的創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力得到很好的啟發(fā)和鍛煉。農學(xué)院有三分之二的學(xué)生高考時(shí)選擇非物理學(xué)科，因此，學(xué)生的物理理論和實(shí)驗基礎比較薄弱，然而只要我們選題和引導得當，學(xué)生同樣有能力去完成一些簡(jiǎn)單的設計性實(shí)驗。結合我院學(xué)生的具體情況及現有的儀器，我們編寫(xiě)了“伏安法測電阻及誤差分析”、“電表的改裝”、“用電位差計測電動(dòng)勢”、“靜電感應及其應用”等簡(jiǎn)單的設計性實(shí)驗的指導書(shū)。在實(shí)驗指導書(shū)中，教師只寫(xiě)實(shí)驗的目的（要求）、參考儀器、原理及注意事項。在實(shí)驗前，教師進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹，然后由學(xué)生通過(guò)查閱文獻資料來(lái)設計實(shí)驗步驟和實(shí)驗電路圖等。設計方案在得到指導教師的同意后學(xué)生才可開(kāi)展實(shí)驗。實(shí)踐證明，學(xué)生的實(shí)驗熱情高了，設計實(shí)驗的能力有了很大的提高，取得了良好的教學(xué)效果。
充分利用閑置或報廢的儀器，建立探究型實(shí)驗室我校由于建校歷史長(cháng)，有大量報廢儀器和一些因課程改革而閑置的儀器。這些淘汰下來(lái)的儀器，棄之可惜，又占用儀器室。因此，可以挑選部分儀器建立探究型實(shí)驗室，展示其內部結構，給學(xué)生以感性上的認識。例如，將報廢的顯微鏡剖開(kāi)，了解其光學(xué)結構；將上世紀70年代的電子管示波器拆開(kāi)，觀(guān)察示波器的內部結構，了解其工作原理；拆卸報廢的各類(lèi)電表、表頭、各種測試儀的機箱等，讓學(xué)生更清楚地了解其工作原理和內部結構等。實(shí)踐顯示，學(xué)生對整個(gè)過(guò)程充滿(mǎn)新鮮感，單調的物理實(shí)驗變得富有趣味性，學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng )新思維能力得到明顯提高。
充分利用現代化技術(shù)，建立網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室我們在傳統物理實(shí)驗室的基礎上，利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)、多媒體技術(shù)、加工處理傳播技術(shù)等，將現實(shí)物理實(shí)驗室中的各種實(shí)驗資源進(jìn)行處理后建立起網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室。網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室的優(yōu)點(diǎn)主要表現在以下兩個(gè)方面：
1.使實(shí)驗教學(xué)內容得到了擴充，給實(shí)驗教學(xué)本身以更大的自由度。網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室建立了物理實(shí)驗課件和課件庫，安裝了仿真物理實(shí)驗室，與現代遠程物理實(shí)驗網(wǎng)站、物理園等鏈接，使實(shí)驗教學(xué)內容得到了擴充，實(shí)驗教學(xué)本身的自由度更大了。
2.在網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗室上發(fā)布實(shí)驗指導材料和儀器設備信息，提高實(shí)驗教學(xué)效果。例如，將實(shí)驗錄像、掛圖、文字材料等指導性資料上傳到網(wǎng)上，使學(xué)生在做實(shí)驗之前就對實(shí)驗儀器和內容有所了解，尤其是設計性和探究型實(shí)驗信息的發(fā)布更有利于學(xué)生選擇自己感興趣的實(shí)驗，并做相關(guān)的調研，為實(shí)驗的開(kāi)展奠定基礎，從而取得良好的教學(xué)效果。發(fā)布儀器設備的信息、實(shí)現網(wǎng)上實(shí)驗預約，使學(xué)生了解實(shí)驗室現有的儀器設備及各個(gè)實(shí)驗室的使用情況（時(shí)間安排等），可以給學(xué)生更大的學(xué)習空間，同時(shí)也為教師的實(shí)驗教學(xué)帶來(lái)方便。
不斷提高物理實(shí)驗室的管理水平
物理實(shí)驗室是進(jìn)行物理學(xué)教學(xué)、研究、實(shí)驗的重要場(chǎng)所。搞好實(shí)驗室建設的同時(shí)還要提高實(shí)驗室管理水平，這樣才能充分發(fā)揮其實(shí)驗教學(xué)的作用。因此，實(shí)驗室管理不容忽視。
結合具體情況進(jìn)行師資體制改革多年來(lái)，很多高校為了體現實(shí)驗教學(xué)的重要性，把實(shí)驗教學(xué)環(huán)節與理論教學(xué)分開(kāi)，獨立開(kāi)設一門(mén)課程，這一措施的確對實(shí)驗教學(xué)水平的提高起到了一定的促進(jìn)作用。然而在像我們這樣的普通農科院校里，教師數量少，目前尚無(wú)專(zhuān)職的物理實(shí)驗教師，如果再把實(shí)驗教學(xué)和理論截然分開(kāi)，各行其道而不顧及兩者的內在聯(lián)系，只會(huì )使得兩種教學(xué)在進(jìn)度上的配合和反饋難以實(shí)現。我們借鑒了銅陵學(xué)院的師資改革方案，將物理實(shí)驗室與物理教研室改制為一套班子，共同承擔物理實(shí)驗和大學(xué)物理兩門(mén)課程的教學(xué)任務(wù)。如此可以解決兩種教學(xué)的配合和反饋等難題，也有利于課程內容體系的改革和創(chuàng )新，同時(shí)也可以壯大和提高實(shí)驗教師隊伍及其業(yè)務(wù)素質(zhì)，從根本上解決長(cháng)期存在的實(shí)驗課與理論課不便協(xié)調的矛盾。同時(shí)我院在實(shí)驗教學(xué)工作量統計方面也做出了改革，課程基本系數由原來(lái)的0.8提高到1.0，使得相同時(shí)間的實(shí)驗教學(xué)與理論教學(xué)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(shí)驗的現象。為了更好地提高教師的工作積極性和業(yè)務(wù)水平，學(xué)校還設立了實(shí)驗技術(shù)優(yōu)秀成果獎，并不斷地創(chuàng )造條件分期分批培養師資，不斷提高教師實(shí)驗技能，以適應高校的發(fā)展。
不斷深化實(shí)驗課程改革實(shí)驗設備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(gè)復雜的系統工程，應該根據大學(xué)物理課程的特點(diǎn)進(jìn)行全面規劃。首先是改革教學(xué)內容，我院大學(xué)物理實(shí)驗課程是農學(xué)系部的一門(mén)公共基礎課程，基礎性的核心，應該體現在動(dòng)手能力和創(chuàng )新意識兩方面的培養上：第一是選用重點(diǎn)教材，結合實(shí)驗室條件和教學(xué)實(shí)際，以常規實(shí)驗為主，結合學(xué)生的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，適當擴充綜合設計性實(shí)驗和探究性實(shí)驗，編寫(xiě)適當的實(shí)驗指導書(shū)。如對于農學(xué)專(zhuān)業(yè)和植物保護專(zhuān)業(yè)的學(xué)生可以開(kāi)設“浮水硬幣實(shí)驗——表面張力研究”、“靜電感應及其應用”等設計性實(shí)驗。第二是進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)方法的改革，落實(shí)學(xué)生在實(shí)驗教學(xué)中的主體地位。給學(xué)生提供獨立自主、自由發(fā)揮的機會(huì )，實(shí)驗時(shí)每人一組，這對調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性，提高學(xué)習興趣大有裨益。第三是提高實(shí)驗考核綜合化水平，按照學(xué)生掌握知識技能的規律付諸相應的考核手段，實(shí)驗教師在對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗考核時(shí)，應當把學(xué)生的平時(shí)成績(jì)及期末的實(shí)驗成績(jì)考核作加權求和，并逐步提高綜合設計性實(shí)驗和探究性實(shí)驗的權重，鼓勵學(xué)生多選擇該方面的實(shí)驗進(jìn)行設計和探究，進(jìn)而提高學(xué)生的科學(xué)研究能力。實(shí)踐證明，提高實(shí)驗過(guò)程成績(jì)在總成績(jì)中的比重，綜合評定學(xué)生的實(shí)驗成績(jì)這些舉措可以使學(xué)生在平時(shí)的實(shí)驗中充分發(fā)揮其主觀(guān)能動(dòng)性。
建立配套制度，強化管理力度規章制度是行動(dòng)的規范，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(huì )出現工作管理混亂，工作的盲目性增多，積極性、主動(dòng)性不強，辦事效率低下等問(wèn)題。我們在高校實(shí)驗室管理章程的指導下，完善和制定了《儀器設備管理制度》、《實(shí)驗室安全制度》、《學(xué)生實(shí)驗守則》、《設備損壞丟失賠償制度》等多項管理制度并公布上墻，其中對于設計性和探究型這類(lèi)自主性較強的實(shí)驗，在《實(shí)驗室安全制度》中進(jìn)行詳細說(shuō)明，特別提醒。同時(shí)還制定了《實(shí)驗室技術(shù)檔案管理制度》，對技術(shù)資料的收集、歸檔和管理職責等作出具體的規定。搞好實(shí)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(wèn)題，尋求解決問(wèn)題的方法。充分做好設備維修檔案、設備使用時(shí)數、學(xué)生實(shí)驗后續投入設備的登記造冊等基本信息收集整理工作，可以更好地為實(shí)驗室教學(xué)和管理服務(wù)。
基于以上工作，今后努力的方向是逐步完善傳統實(shí)驗室的管理方法，應用網(wǎng)絡(luò )技術(shù)建立物理實(shí)驗信息管理平臺，該平臺主要是集網(wǎng)上實(shí)驗室教務(wù)管理、實(shí)驗室儀器設備管理、實(shí)驗室資料管理、實(shí)驗室開(kāi)放管理等于一體的實(shí)驗室管理系統。引進(jìn)現代化的管理手段，可以使實(shí)驗室達到自動(dòng)化運行，對于提高工作效率、降低運行成本將起到重要的作用。物理實(shí)驗室的建設與管理作為一項實(shí)踐活動(dòng)，要求廣大物理教育工作者進(jìn)行長(cháng)期的學(xué)習、交流、實(shí)踐及創(chuàng )造性地開(kāi)發(fā)多種資源渠道，從而把物理實(shí)驗室建成培養創(chuàng )新人才的搖籃。
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