应用型大学物理实验教学体系的构建与实践

发布时间: 2022-03-17 11:29:14 浏览：次

摘要：本文分析了改革物理实验教学体系的必要性，改革物理实验教学体系，是提升大学生创业就业能力的现实需要，是提升大学生创业就业能力的紧迫课题，是提升大学生创业就业能力的有效路径，是提升大学生创业就业能力的重要支撑。从实验课程体系、实验教学平台、实验教学模式和校企联合实验室四方面入手构建虚实结合的应用型物理实验教学体系，以期培养具有专业特色的应用型人才。教学实践表明，受益于新实验教学体系下的毕业生实践能力和创新精神得到了显著提高，就业前景广阔。

关键词：物理实验；教学体系；实验教学中心；构建与实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）06-0129-03

一、引言

党的十八大提出，要“促进创业带动就业，做好以高校毕业生为重点的青年就业工作”。国家“十三五”规划中明确提出“推进教育现代化与人才强国、人力资源强国建设研究”，即用现代先进教育思想和科学技术武装人们，使教育思想观念，教育内容、方法与手段以及校舍与设备逐步提高到世界先进水平，培养出适应参与国际经济竞争和综合国力竞争的新型劳动者和高素质人才。这对于高校顺应新的形势和要求，有效提升大学生创业就业能力提出了新的更高要求[1-5]。“如何立足物理实验教学培养适应国家经济社会发展需要的勇于自主创业发展、能够胜任就业岗位的大学毕业生？”是摆在我们面前的一项紧迫的现实课题。为此，我们提出：利用先进的信息化技术，合理运用已有的优质科研教学资源，构建虚实结合的物理实验教学体系，着力培养社会需要的应用型人才，持续提高大学生的创业就业能力。这对于深入贯彻落实党的十八大精神，全面实施“十三五”规划，进一步深化物理实验教学体系改革，切实解决大学生“就业难”问题具有重大的现实意义。

二、改革物理实验教学体系的必要性

1.改革物理实验教学体系，是提升大学生创业就业能力的现实需要。高校毕业生是宝贵的人才资源和全面建设小康社会的生力军。近年来，随着高校学生数量的不断增加，面对严峻的创业就业形势，有效提升大学生创业就业能力已成为高校教育的重要任务。改革物理实验教学体系，就要以培养大学生出色的创业意识和就业能力为主线[6]，通过物理实验教学引导他们练就过硬的创业就业能力，为今后找到理想生存环境，提高家庭生活质量，进而达到服务社会和实现自我价值的统一，从而促进社会的和谐稳定。

2.改革物理实验教学体系，是提升大学生创业就业能力的紧迫课题。高校历来以培养全面的劳动者为己任。因此，提升大学生的创业就业能力应成为高校人才培养的重要方向和紧迫课题[7]。在激烈的招生竞争下，毕业生就业率的高低将直接影响学校的规模、质量和发展前景。大学生创业就业能力的高低不仅决定了个人的生存和发展，也决定了高校的生存和发展。通过改革物理实验教学体系，不断培养学生的创新精神和实践能力，进一步提高大学生的创业意识和就业技能，已经成为高校亟待解决的重要课题[8-10]。

3.改革物理实验教学体系，是提升大学生创业就业能力的有效路径。着眼辽宁省经济建设与社会发展对人才的内在需求，将物理与电子技术学院的29个教学实验室整合成物理实验教学中心（以下简称中心），全面聚集分散建设、分散管理的实验室和实验教学资源，统筹安排、调配、使用实验教学资源和相关教育资源，实现优质资源共享[11]。通过改革物理实验教学体系，打破陈旧固化壁垒，拓宽实验教学内涵，发挥教学资源效能，使之成为破解制约提高大学生创业就业能力的“瓶颈”的重要途径。

4.改革物理实验教学体系，是提升大学生创业就业能力的重要支撑。物理实验课程是为大学生开设的专业基础课，它涉及的物理知识面较广，具有较强的综合性和技术性。通过加大综合、设计、创新性实验的比例，进一步优化物理实验课程[12]；通过建立“分层次、模块化”的实验教学内容，进一步拓宽实验开放内涵；通过改革物理实验教学体系，提高学生的科学实验素质和创新能力，在物理实验教学中，不断提升大学生的创业就业能力，为他们尽快掌握职业技能、适应未来岗位提供重要保障。

三、虚实结合应用型物理实验教学体系的构建

1.构建分专业、虚实结合的大学物理实验课程体系。实验教学体系创新实践是实验教学改革与发展的核心。中心以提升大学生创业精神与就业能力为目标，从培养具有宽厚知识基础、较高专业素养、强烈创新精神和较强实践能力的高素质复合型人才入手，以培养学生应用能力为主线，将大学物理实验分成基础型、综合型、研究设计型三个层次，整合成普通物理、物理教法、电信专业、电科专业、近代物理五个模块，构建“一条主线、三个层次、五个模块”的大学物理实驗教学体系[13]，使教学内容分类清晰，难度逐步提高，以此更好地满足我院物理学、电科和电信专业不同就业方向能力需求。同时，分模块逐步增加虚拟仿真实验项目，虚实结合建立培养学生自主学习能力的课程体系。目前，利用虚拟仿真开设的实验教学课程已有普通物理实验、近代物理实验、物理教学法实验、电路的计算机辅助设计、电子技术实验、可编程控制器应用、MATLAB、数字与逻辑电路课程设计、嵌入式系统原理与应用实验部分、数字与逻辑电路（数字部分）、单片计算机原理与应用实验部分、Visual Basic编程技术、EDA、光电子技术等14门实验课程，涉及基础型、综合型实验题目数分别为72个和46个，占全部实验题目总数的40%以上。

围绕应用型人才培养目标，为突出教学内容的应用性，中心依托学院物理学一级学科建设，实行专业实验室与教学实验室共建，并向学生开放学院与企业建立的校企联合实验室，密切实验教学与科研的关系，将学科建设及校企联合实验室开发项目中的部分科研成果移植为研究设计型实验，并进行视频录制和编辑工作，由教师和学生共同制作虚拟仿真演示软件。目前已完成的有超声喷雾热解法制备薄膜、匀胶机及烤胶机的使用、化学沉积装置的使用、射频磁控溅射装置的使用、微纳半导体器件电学特性测试、紫外-可见透射光谱测试、低温条件半导体光致发光谱测试、电能质量综合分析仪的使用等8个。用虚拟仿真与实际测试相结合的思路，加强学生的动手能力与实践能力培养，以提升大学生的创业就业能力。

2.搭建网络化虚拟仿真实验教学平台。中心在北京达盛科技发展有限公司及安徽省科大奥锐科技有限公司的支持下，建设了一个内含125个CPU的曙光机群服务器及中心所有计算机、路由器、Zigbee38v交流器、监控头、电源及门禁卡组成的计算机网络，服务器具有固定IP地址，其上安装了北京达盛科技发展有限公司开发的教学管理系统平台、安徽省科大奥锐科技有限公司开发的大学物理实验虚拟仿真教学软件及我中心开发的中心管理网页，该系统包括教学管理及选排课系统、实验室的门禁考勤管理系统、实验教学交互系统、实验报告自动评阅系统、实验考试与试卷评判系统、中心门户网站及各种虚拟仿真教学资源，可完成物理学、电信、电科等专业各种实验课程的虚拟仿真实验教学及管理工作。同时，对所有实验室进行网络化监控及教学管理硬件设备的建设改造，所有实验室都加装视频监控探头，门禁卡、电源远程管理和网络监控管理体系，学生和教师可利用服务器上的管理软件系统共享网络教学资源和进行教学答疑，可在服务器上对学生的学习成绩、考勤情况、中心实验室仪器设备管理使用情况进行科学化管理和记录，从而提升中心的教学质量和管理水平。

3.创建全面开放的高校物理实验教学模式。建立以学生为中心的开放式的实验教学模式，针对不同专业、不同年级的学生，将必修课程与选修课程相结合，课程内必做实验项目与选做实验项目相结合，根据实验课程体系各模块的教学目标，建立了电信实验和电科实验教学模块的“完全开放”、物理教法实验、普物和近代物理实验教学模块的“选择开放”等开放式实验教学形式。加强实验室基础建设（包括完善网络教学管理和辅助教学系统）和实验室管理制度建设，努力建设全天候开放实验室。利用多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等教学技术优势，构建高度仿真的虚拟实验环境和共享资源平台，使学生方便快捷地在虚拟网络环境中开展各类实验，推进实验教学改革的开展，促进物理学、电信及电科专业实验课程体系的深度融合，积极培养学生的创新精神和实践能力。鼓励中心教师积极开展虚拟实验技术及软件制作相关科研创新工作，组成虚拟教学创新研究团队，申报各种虚拟仿真教学实践改革项目，以此为契机，积极推进学生使用虚拟仿真实验教学资源，提升实验教学效果，进而把实验室变成创业和就业的孵化器，为培养大学生创业就业能力打下坚实的基础。

4.共建科技创新与服务社会双赢的校企联合实验室。为培养学生的科技创新能力和专业动手能力，中心根据电信及电科专业的应用特点，先后与多家企业签订校企共建联合实验室合作协议，已成功建立节能产品开发和有线电视网络电子产品开发校企联合实验室，并且正在建设变频器技术开发校企联合实验室。目前已开展多项校企联合开发应用项目，主要有：大连轮胎厂节能降耗改造项目、大连电缆厂节电改造项目、日资大连金刚造船厂电焊机空载节电及防触电改造项目、盘锦油田抽油机变频器优化控制节电项目、城市居民小区有线电视网络高可靠保障电源控制柜开发应用及楼宇有源补偿降压节电控制器研发项目、大连长城饭店照明节电改造项目等。在此平台下，中心充分利用这些实践机会，分别将一些项目与电信和电科模块的研究设计型实验教学相结合、与本科毕业论文设计相结合、与电信、电科专业见习和实习相结合，让学生参与到这些实用性开发项目中，并开展送学生进合作企业进行专业见习和实习、将毕业设计融入最新校企课题、推荐毕业生进合作单位等活动。这些活动极大地调动了学生开展科技创新活动的积极性，并促进了学生就业。

四、培养具有专业特色的应用型人才

中心突出物理学专业的教师教育和电信专业、电科专业的实践性特色，使实验教学与中学课程改革相适应，与教师科研、社会实践、社会服务紧密结合。针对师范类专业的特点和需求，着重提升师范生适应中学物理新课程的能力，加强对师范生自制教具的指导，使之具有较强的制作教具的创新能力。针对电信专业、电科专业的特点和需求，我们在电信专业实践教学中主导学生积极申请本课题组教师开设的嵌入式系统开发、单片机设计技术、电子线路计算机辅助设计等与社会企业联系紧密的课程，让学生学到用人单位急需的知识，提高学生就业机会；我们在电科专业中倡导学生积极选修激光器原理、小型机器人系统设计、集成电路设计开发等与大连市及辽宁省企业发展密切相关的课程，让学生将基础知识与社会用人单位的需求结合起来，学到真正的实用技术，提升自己的实践能力。中心积极组织学生参加联合实验室项目、专业实习、毕业设计和各种科技創新及竞赛活动，使学生在学校学习期间接受科技创新思想的教育和熏陶，接受科技创新能力的训练和实践，练就创业与就业所需的实践能力。

五、结束语

中心培养的学生广泛分布在辽宁省及周边省市地区，有很多已经成为中学物理的骨干教师、高新技术企业的科研、生产的骨干人员。2012年以来，我院连续被学校评为“考研先进单位”和“就业工作先进集体”称号，考研率和就业率都名列前茅，且在全省大学生就业形势不太乐观的情形下，就业率连年提升。由此可见，受益于新实验教学体系下的毕业生实践能力和创新精神得到了显著提高，就业前景广阔，用人单位反映良好。

随着学科建设的蓬勃发展，依靠各项经费投入力度的加大，将会有更多的虚拟仿真实验项目丰富大学物理实验教学内容，虚实结合的大学物理实验教学体系将会更加完善，大学生创业就业能力将会持续提升。

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