贵州高等学校教学内容和课程体系改革项目.doc

贵州省高等学校教学内容和课程体系改革项目

申 请 书

项目名称：《近代物理实验》课程改革研究
申 请 人： 杨佚沿
学校名称： 贵州师范学院 （盖章）
合作企业名称： （盖章）
申请日期： 2016-7-28

填 表 说 明

一、请按表格填写各项内容，要实事求是，逐条认真填写，表述要明确、严谨。
二、申请书为A4复印纸，于左侧装订成册。
三、在学校、企业意见一栏中，应明确学校、企业在人员、时间、条件、政策等方面的保证措施和对配套经费的意见。
四、有关栏目空格不够时，可加页续填。

一、简况表
项
目
简
况
项目名称
《近代物理实验》课程改革研究
申请经费
6万元
配套经费
学校
6万元
起止
年月
2016年9月至
2018年 9月
企业
万元
项
目申请人
姓 名
杨佚沿
性别
男
民 族
汉
出生年月
1986-11
专业技术职务／行政职务
助理实验师／
最终学位／授予国家
硕士／中国
所在学校
学校名称
贵州师范学院
邮政编码
550018
通讯地址
贵阳市乌当区高新路115号
电 话
15285057198
主要教学
工作情况
（近五年）
时 间
课程名称
授课对象
学时
所在单位
2014-2015
《C程序设计》
13级物本
54
贵州师范学院
《现代教育技术》
13级物本
72*2
贵州师范学院
2015-2016
《近代物理实验》
12级物本
24*3
贵州师范学院
《电路基础》
15级电本
54
贵州师范学院
主要教学成果和科学研究情况
（近五年）
时 间
项 目 名 称
获奖情况
2014年
贵州省农村中小学教师物理实验骨干培训项目

2015年
贵州师范学院校级本科教学工程建设项目
二等奖
承担教改立项项目和发表教改论文情况
（近五年）

2015年7月 出版 《天文学基础知识》；吉林大学出版社

项
目
组
总人数
高级
中级
初级
博士后
博士
硕士
参加单位数
7
5

1
1
0
4
3
1
主要成员
不
含申请人
姓名
性别
出生
年月
专业技
术职务
工 作 单 位
项目中
的分工
签字
周筑文
男
1960.12
教授
贵州师范学院
项目策划、协调

陈德良
男
1980.11
副教授
贵州师范学院
项目实施、执行

孙丽萍
女
1982.09
讲师
贵州师范学院
项目策划、协调

孔博
男
1978.05
副教授
贵州师范学院
项目策划、协调

王学文
男
1977.05
副教授
贵州师范学院
项目调研

冀慎统
男
1985.05
副教授
贵州师范学院
项目调研

二、项目内容
1、项目研究内容及相关分析：
（一）项目研究内容
(1)、整合近代物理实验教学内容，构建新的实验教学体系
近代物理实验是一门综合性、技术性、极强的，集近代物理思想、理论和实验技术于一体的实验。近代物理实验教学内容是一个富有很强时代性的、多学科结合的、开放的动态系统，且其所涉及的理论大都深奥难懂，实验操作复杂，数据获取和处理分析难度大，仪器设备的购买、运行和维护成本高，由于这些原因导致近代物理实验教学现状、教学效果不尽人意。
通过借鉴和参观其他高等师范院校近代物理实验教学，再结合我院自身的发展现状。在教学方法上得到较大改善：第一，“层次化”将近代物理实验项目分为“设计性、综合性、研究性”三个层次，建成“经典与现代、理论与应用、知识与能力、实践与创新”的多元结合的“层次化、模块化、多元化”近代物理实验新体系。层次化教学可使学生充分了解和掌握每个实验项目的基本原理，有助于其整理综合所学过的分立理论知识和实验技能，紧密理论和实验的联系，从而提高解决实际问题的能力，为多元化的创新人才培养奠定坚实基础。第二，开放式体系；近代物理实验内容更新速度快。一定要注意运用现代化技术、计算机信息技术，对已有近代物理实验项目进行改造升级，提高实验精度和效率。这种开放式的近代物理实验教学体系为有宽广视野、富有创新意识和创新能力的人才培养提供保障。第三，完善考核制度；鉴于近代物理实验综合性高、技术性强、涉及知识面广的特点，传统教学一般采用先讲理论再做实验的方式，最终由实验报告和期末考试定成绩的考核方法，部分高等师范院校的教师把学生进行实验的完成情况也作为成绩的评定依据之一。我院在近代物理实验的教学过程中，教师基本都要求学生课前预习（主要针对实验的原理以及仪器的使用方法）、小组实验（基本上是2人一组）以及实验报告（大致包含数据处理、作图、误差分析）等环节。将上述三个主要教学环节纳入考核范围。此外，还新增了对本实验的关键问题分析、对实验的改进意见及建议、对实验的自我评价等项目，旨在引导学生对实验过程进行系统地总结，分析让自己困惑的主要问题，并进一步了解、探讨该实验项目涉及的知识点及相关实验技术的应用情况。第四；网上模拟实验。对于极其昂贵，实验操作要求极高，目前我校没有购置的实验设备，同时对于物理学的发展有着重要意义的近代实验。教师须引导学生利用网络资源，建立相应的网络虚拟实验室进行自主学习，这样既拓展了实验室的应用时间和空间，也为大学物理专业的高年级本科生步入社会后在没有指导教师的情况下自行学习打下一个坚实的基础。
（2）、加强近代物理实验教师队伍建设
实验教师队伍的建设与管理是高校教学、科研乃至学科建设的重要保障。要建设一流高校，必须努力建设一支素质优良、结构合理、专兼结合、相对稳定的实验教师队伍。高素质的实验教师队伍既是实验室建设和发展的主力军，也是教学和科研的中坚力量，也是高校改革和发展不可或缺的重要人才。教师在教学活动中主要扮演参与者和引领者的角色；是实验教学中平等参与学生的学习和成长，引领学生参与讨论、参与实验、参与学术争论，共同探索。比较高中物理乃至大学物理前期开设的力、热、电、光等基础实验，近代物理实验在内容、深度和广度都有提升，教师和实验人员必须要有扎实的基础知识和实践技能才能在知识讲解上得心应手、在实验操作中游刃有余。
我院在近代物理实验教学上，聚集有一支结构优化、专业特色鲜明、恪守尽职的师资队伍：有正教授1人，副教授8人，讲师2人，实验员1人（主要负责近代物理实验开展的准备工作）；所占博士8人，硕士3人，研究生以上学历达到100%。所学专业包含物理课程与教学论、光学、材料物理、理论物理、光电子信息、凝聚态物理等。教师队伍理论基础扎实、教学能力强劲、综合素质高，师范教育经验丰富。采用多样化、个性化的培养模式培养学生具有宽厚扎实的物理学理论基础和实验技能。目前，正是这样一支职称、学历结构合理的高素质的实验教师队伍，通过对近代物理实验室的整合及建设，加速了教师队伍的知识更新，整个教师队伍业务素质和理论水平得到明显提高，促进了实验室建设，增强了教学活力。
（3）、完善近代物理实验的管理制度
随着科学的进步和实验室管理水平的不断提高，对实验室建设的功能性和规范化提出了更高的要求。为便于科学合理的开展实验教学，全面完成教学大纲规定的教学任务，培养学生实验能力，开展丰富多彩的课外活动，全面提高教学质量，使实验室发挥其应有的作用。我院制定了相应的实验教学管理制度、仪器管理制度、实验室开放制度。
实验教学管理制度具体安排如下；首先，在学校教务处的统一安排下，按大纲规则制订教学计划。计划包括准备开设的实验项目、实验开展的具体时间以及计划循环小组数及每组人数。其次，实验室应根据教学大纲、实验教学计划，制订本学期实验室工作计划。工作计划包括实验室使用安排，仪器和实验耗材的购进、置备，仪器的定期检查和维护等。最后，实验教学的组织与实施管理制度，实验教师按照所授实验要求，在规定的时间内检查所用仪器和器材的准备情况，新授课的教师必须按照要求完成试做实验并做好相关记录。开课之前，积极准备实验，保证仪器处于完好状态，备足仪器和易耗材料。　　
在仪器管理制度方面；仪器要分类存放，做到定室、定位。相应的实验管理人员每月初检查防盗、防火、防潮等安全设施，做好通风、防尘和保洁工作。并定期联系授课教师，为近代物理实验仪器设备通电检查，每次检查必须详细做好检查记录。做好仪器明细账、清册和报表，定期核对，做到帐、册、物相符。实验管理人员检查实验室后应做好相应的记录情况，保证下次实验能顺利进行，实验完毕及时将仪器完好的归还仪器室，如有损坏或缺失应及时登记、查找并报告，做好善后处理工作。仪器用后应进行保养归位，并根据仪器特点定期联系提供商进行保养和维修工作。每学期至少保证清点一次仪器，核对帐物。
实验室开放制度，实验室工作必须为实验教学服务，提高仪器设备使用率，分层次、按步骤、有规划的稳步推进各实验室的开放。我院一般将等离子气体放电实验以及没纳入本年度教学的实验项目作为开放性实验，目的是既保证近代物理实验室的高效利用，又不影响实验室正常课程教学，保证实验室的正常运行，避免造成日常教学科研工作的混乱。
（二）项目相关分析
1、项目提出背景
高校近代物理实验教学是培养大学生实践已知的能力、探索未知的能力及创新能力的基地，同时是体现学校教学科研水平、展示学校办学实力的重要标志 。近代物理实验教学旨在培养学生掌握基本的实验技能和科学研究方法，通过实验教学提高学生的科学素养，培养学生的创新意识、创新精神、创新思维和创新能力，是培养学生创新意识和实践能力的重要环节，在高校创新人才培养中起着基础性的关键作用，有十分重要的地位。近年来，实验教学的研究与改革成为许多院校和教师的关注热点，整合实验教学内容，优化实验教学安排以及实验内容创新已成为高等教育的人才培养的重要内容之一。教学师资队伍的建设和实验设备的添置，提高了教学水准；开放式实验教学模式和教学体系的建立，激活了教学对象；教学管理平台的搭建和管理手段的完善，保障了实验开放性。
目前近代物理实验的开设还不足10年，教学和管理经验欠缺。结合贵州师范学院实验室技术队伍建设与管理的现状，提出加强实验室技术队伍建设的举措，从实验教学和实验室管理制度方面，加强地方型本科院校应通过探索和改革，制定符合自身发展的实验室规划，不断创新实验教学内容和教学方式，通过借鉴发达地区高等院校开展近代物理实验的先进理念来指导地方型高校有序、有效推进整体教学质量的提高，促进学生创新实践能力的培养。
2、项目研究现状
贵州师范学院物理与电子科学学院截止到目前实验室的使用面积已经超过5000平方米（光电子信息专业统计在内），教学科研仪器设备总值达到1000万元以上，其中，近代物理实验建设的总开销最大。近代物理实验包含于专业性质的实验室，一共11间，分别开设了氢光谱及光谱分析，富兰克－赫兹实验，微波测试系统的调试与微波基本测量，锁相放大器的使用，等离子体气体放电，激光全息实验，塞曼效应，密立根油滴实验，核磁共振，电子自旋共振，光速测定。我院开设近代物理实验的主要目的是让学生掌握发生在近代物理领域的一些先进理念的实验技能和操作方法。包括正确地使用比较精密、复杂的大型实验仪器；加深对力、热、电、光等基础实验的认识；掌握精度较高的测量技能等。更加牢固地理解近代物理概念和发展规律，为学生掌握、应用新技术打好坚实的物理实验基础。有助于提高学生从事实验工作的能力，其中包括阅读参考资料、拟定实验步骤、使用基本仪器、准确进行测量、分析实验结果等方面的能力。加之，通过近代物理实验的教学能培养学生切实地养成严肃、认真的科学实验态度和实事求是的科学作风，在实验素质与创新能力方面也起到重要作用。

图1 2012年—2016年间近代物理实验项目开设情况，实验1- 11分别代表上述对应实验项目
根据最新制 定的人才培养计划方案，近代物理实验在第八学期前十周开设完成，2013级物理本科班提前到第六学期开设。2012年开始（2009级）到2015年（2013级），近代物理实验室总共接纳15个教学班级，学生达842人。在图1中，我们简单列出了最近五年近代物理实验的开出情况，2009级到2011级皆开出8个实验，实验开出率为100%。由于学院最近几年加大对实验室的管理力度，定期检查和维修近代物理实验仪器，2012级和2013级开出了9个实验项目，实验开出为100%。值得注意的是：最近两年，由于师资力量、实验室管理、仪器维修等原因，仍有部分实验不具备开出条件。
近代物理实验的管理、教学和基础实验室存在区别。要充分认识到近代物理实验室的特殊性，加强日常管理，调动建设各参与主体的积极性，不断总结规划设计经验教训，改善设计细节，切实提高高校实验室建设的管理水平。创新和改革是地方型本科院校的实验室建设和管理的新动力，是配合学院贯彻全面实施素质教育方针的趋势所在，是学院实现教育水平迈上新台阶并可持续发展宏伟蓝图的必然要求。总的来说，我们应该加大投资，循序渐进，在发展中寻求改革，努力探索和开凿出适合自身发展的道路。

2、项目研究思路及要解决主要问题：
（一）项目研究思路
1、查阅教育部有关政策性文件、国内外有关本课题的研究现状、专业状态数据信息系统构建的相关理论和技术，以确定本课题研究的政策依据和理论依据，保证本课题研究应具的需要性、先进性、科学性。
2、多次召开项目组成员会议，及时解决阶段性问题；征求相关专家意见，并根据项目组的任务安排，研讨制定项目研究实施方案。
3、研究制定专业教学动态监控标准，包括专业建设规划、人才培养方案、师资队伍、仪器设备、图书资料、实践基地、教学经费、教学大纲、教学进度计划、课堂教学、课程考试等质量标准。
4、项目组成员和任课教师配合网络资源建设，做好近代物理实验教学资源的材料，如实验道具、实验讲义和实验教学视频等。
（二）要解决的主要问题
1、实验教师队伍的建设与管理是高校教学、科研乃至学科建设的重要保障。必须努力建设一支素质优良、结构合理、专兼结合、相对稳定的实验教师队伍。
2、实验教学内容改革，在近代物理实验中，除了教师队伍的建设，教学内容也是相当重要的，由于不同地区，不同高校的发展水平不一致，仪器设备的购进也稍有出入，开展的近代物理实验随之不同，在教材的选用上也难于吻合。所以，制定出符合自己的条件的教材是切实可行的。
3、开展网上模拟实验。对于极其昂贵，实验操作要求极高，目前我校没有购置的实验设备，同时对于物理学的发展有着重要意义的近代实验。教师须引导学生利用网络资源，建立相应的网络虚拟实验室进行自主学习，这样既拓展了实验室的应用时间和空间，也为大学物理专业的高年级本科生步入社会后在没有指导教师的情况下自行学习打下一个坚实的基础。
4、在教学方法上得到较大改善：第一，“层次化”将近代物理实验项目分为“设计性、综合性、研究性”三个层次，建成“经典与现代、理论与应用、知识与能力、实践与创新”的多元结合的“层次化、模块化、多元化”近代物理实验新体系。层次化教学可使学生充分了解和掌握每个实验项目的基本原理，有助于其整理综合所学过的分立理论知识和实验技能，紧密理论和实验的联系，从而提高解决实际问题的能力，为多元化的创新人才培养奠定坚实基础
5、开放式体系；近代物理实验内容更新速度快。一定要注意运用现代化技术、计算机信息技术，对已有近代物理实验项目进行改造升级，提高实验精度和效率。这种开放式的近代物理实验教学体系为有宽广视野、富有创新意识和创新能力的人才培养提供保障。

3、项目研究计划及预期成果：
（一）项目研究计划
第一阶段：2016年9月—2016年12月，现状调查、收集相关资料，明确任务分工；
第二阶段：2017年1月—2017年7月，结合高等教育人才培养的方案与目标，在贵州省部分高校理科试验基础上，比较与分析国内外一流大学实验课程体系，探索建立整合实验教学内容，构建新的实验教学体系。总结成果，发表论文；
第三阶段：2017年8月—2018年6月结合整合实验教学内容，并运用于实践中，加强创新型实验内容的研究，培养学生的创新能力。总结成果，发表论文和著作；
第三阶段：2018年7月—2018年9月，撰写项目报告、结题。
课题执行期间拟参加1-2次国际国内有关研究课题方面的学术讲座，与国内外同行专家进行相关课题的学术交流，进一步改进我们的研究方法和研究内容。
（二） 预期成果
1、建立《近代物理实验》学习网站，录制4-5个网络课程。
2、完成3篇相关学术论文（其中至少2篇为国家核心期刊）。
3、出版适合我校发展情况的《近代物理实验》自编教材。
4、提交完整的项目结题报告。

三、经费预算
序
号
支出科目
(含配套经费)
金额
(元)
计算根据及理由
1
图书资料、印刷费
5000
复印、打印相关资料
2
版面费
40000
著作论文发表
3
调研、考察费
12000
外出学习、调研。
4
设备购置费和使用费

28000

计划购买一台电脑、一部打印机、一部摄像机。资料录入费、资料查询费、上网费和软件费等费用
5
会议费
15000
项目开题、中期检查、项目结题等小型会议费用
6
专家费
8000
专家接待等相关费用
7
实践教学
7000
对成果进行实验
8
其它
5000
不可预见因素造成的其他费用
合 计
120000

学院意见

学院（盖章）
院长（签字）
年 月 日
学校意见（含学校支持情况）：

主管校长签字： 单位公章：
年 月 日
企业意见（含企业支持情况）：

法人签字： 单位公章：
年 月 日
省教育厅意见：

公章：
年 月 日