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一、形成三层次的物理实验教学体系

知识不仅可以划分为各种学科, 还可以划分为不同类型，知道怎么做( know how ) 的知识, 即关于技能和诀窍方面的知识。根据卓越计划对工程应用型人才素质和能力要求，在物理实验课程体系中，我们按照内容由简单到复杂，能力由弱到强的思路，将物理实验分为三个层次：基础实验、综合实验、设计与创新实验。三层次实验的内涵如下。

1、基础实验

基础实验为适应各专业的普及性实验。通过基础实验使学生理解和巩固实验基础理论知识(如误差与不确定度及数据处理的理论与方法等)，掌握基本物理实验仪器(游标、计时器、天平、示波器、电桥等)的使用，学会基本实验技能和基本测量方法(放大法、平衡法、转换法等)，进行基本物理量(如长度、质量、时间、温度、电阻、电压、波长等)的测量。从夯实基础的要求出发，这类实验约占总实验学时的40%左右。

2、综合实验

指在同一个实验中涉及到力学、热学、电磁学、光学、近代物理等多个知识领域，综合应用多种方法和技术的实验，如声速测量、应变式传感器、霍尔效应等。综合实验注重培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，这类实验一方面巩固实验基础，同时开拓综合实践能力，综合实验占总实验学时的40%左右。

3、设计实验或研究性实验

设计实验是根据给定的实验题目、要求和实验条件，由学生自行设计方案并基本独立完成全过程的实验。研究性实验是教学与科研相结合的有目的、有意识的探索与研究活动。一般组织若干个围绕基础物理实验的课题，由学生以个体或团队的形式，以科研方式进行实验，通常在课外完成。目的在于激发学生的创新欲望、培养学生的科学研究兴趣和研究创新能力。这类实验在低年级约占总实验学时的20%左右。对物理要求高的专业可在三、四年级适度增加项目和时间。

在基础实验阶段并非综合实验和设计研究性实验比重大就好，只有在学生经过系统的基础实验的理论、方法、技能等训练后，才有可能在更高层次上得到实践能力的提升。

二、采用三结合的课程组织形式

与三层次实验教学内容相适应，安排不同的实验项目，按照由易到难、由简单到复杂、循序渐进地组织教学。在教学实施中注意三个结合。

1、课内与课外相结合

俗话说熟能生巧，对实践类课程，仅凭一次实验课不可能掌握该实验的全部内涵，因此物理实验课程特别需要课外时间预习实验内容、整理实验结果、撰写实验报告和实验总结。

对基础实验和综合实验，实验课前学生可利用仿真实验软件进行预习并获得辅导，实验课后通过建立的实验教学资源网站回顾实验过程、撰写合格的实验报告。

对设计性和研究性实验实行实验时间、空间和内容的全面开放，教师与学生预约时间进行指导。另外开展多种形式的课外科技活动如创新实验、各种科技竞赛和社团活动等拓展第二课堂。

2、实验项目与专业适度结合

将物理实验项目根据所属知识领域分成几大模块：力热模块、电磁学模块、光学模块、综合与现代模块等。结合相近专业的特点，组合成实验套餐面向各类专业开设。

例如：建筑、材料、化学类各专业如土木、冶金、材料、无机、稀土、环境等专业加强力学热学模块的综合与设计性实验项目;机电类相关专业如机械、自动化、电气、测控、交通、电信、电科等专业侧重在电磁学模块和光学模块多开设综合性和设计性实验等。

3、实验教育与素质培养相结合

通过科学实验能培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真的工作态度，遵守纪律、团结协作和爱护公物的优良品德。实验最重视以事实为依据，决不容为凑实验结果编造实验数据的现象，在实验教学中需要反复强调科学记录数据、尊重实验结果。这些工程中所要求的基本素质通过实验全过程逐步养成。

三、精心组织实验内容

在基本保持物理实验课程体系的系统性和完整性的同时，融入工程教育的理念，在各个层次的实验内容中嵌入一定的工程思想，不仅使学生受到物理实验基本训练，同时也要为后续的工程类课程建立科学的实验基础。因此，物理实验内容设计中适当加强了这方面的培训。

物理实验中采用的实验仪器、实验方法和实验技术在工程上可能有多方面的应用，这些应用可作为综合性实验或设计性实验的内容。为充分挖掘实验仪器的功能，进一步应用各种实验方法和技术，对各个实验项目进行了系列拓展。实验拓展的基本思路包括：改变待测量的范围，改变实验方法、改变实验技术、改变数据处理方法等，通过多种形式的实验拓展项目，可激发学生的创新思维。如在基础实验项目拉伸法测量杨氏模量中，将工程材料的杨氏模量测量方法动态法和静态法进行简要介绍，启发学生思考实验的工程应用。又如在综合实验 迈克尔孙干涉仪项目的拓展部分我们参照复旦大学的设计性物理实验教程，作了五个设计性内容：定域干涉与非定域干涉现象探讨、测定透明薄片的折射率. 空气折射率测量、汞灯经不同滤色片的相干长度测量、光源的时间相干性和相干长度测量、钠黄光双谱线的波长差的测量等。四、加强教学条件建设实验课程的教学建设离不开软、硬件条件的建设，在构建适应现代工程教育要求的基础物理实验教学体系后，配套的实验教学资源建设也相应展开，包括实验教学软件、网络教学课件、教材编写和丰富多样的课外科技实验活动。

1、积极引入高质量教学软件进行教学

中国科技大学的计算机仿真物理实验软件、复旦大学的设计性实验教程等全国优秀实验教学软件用于大学物理实验教学多年，大大提高了我校实验教学的水平，扩充了实验教学项目，延伸了实验教学的时间和空间。

2、根据实验硬件条件自主开发网络教学课件

现代教育技术的发展，使学生能借助网络环境进行自主学习，网络环境下的自主学习是学生利用网络环境提供的学习支持服务系统，主动的、有主见的探索性学习。由本课程组老师集体编制了大学物理实验电子课件、电子实验教材、电子教案、实验仪器库等。在基础物理实验中引入现代化教学手段和充分利用网络教学资源，如在实验中配置了CCD摄像及显示系统，采用多媒体CAI课件辅助实验讲解与演示，开放网上实验预习、网上仿真实验等。

3、加强教材建设，丰富教学内容

在实验教材编写时，按照物理实验基础理论、基本物理实验方法、物理实验常用技术、基本物理量测量等多个知识单元结构和基础、综合、设计三层次实验教学体系编排教材。

4、丰富学生课外科技活动

通过开展全校物理实验竞赛和参加全省大学生物理创新竞赛等课外活动，提高学生对基础实验的兴趣。通过指导学生进行大学生创新计划，自行开发设计性实验项目培养学生综合实验能力。学生申报的科技创新基金项目，为设计性物理实验课题拓展出新的内容。实验室自行研制的新型磁滞回线测定仪在实验教学中广泛应用;在物理实验课程建设中逐步开展开放式教学和研究式学习。尽可能地引入与时代发展和现代科技密切相关的实验教学仪器和教学实验软件，充分利用计算机、网络和多媒体教学形式，开放实验教学资源，开放时间和空间。例如开放仿真实验室和教学软件供学生预习，开放科研实验室进行创新实验等取得了一系列成果：获批三项教育部大学生创新创业计划、指导本科生发表论文多篇，其中一篇在SCI刊物发表。

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