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物理实验中心

?? ? ? 一、基本情况

? ? ? 华南理工大学物理实验教学中心是广东省教学实验示范中心。中心承担全校各理工类专业近4200学生64学时的大学物理实验教学任务。作为校级基础课系列平台课程,我们的建设和改革得到学校领导和主管部门的高度重视和支持。中心始终认真贯彻执行华南理工大学“重人品、厚基础、 强能力、宽适应”的办学方针,密切配合各学科基础系列课程教学改革与实践,启迪学生的创新思维、开发创新潜能、培养创新能力、强化基础训练、提高学生运用现代科学技术解决工程实际问题的能力和实践动手能力,构建集教与学为一体、理论教学与实践教学为一体、课内与课外教学为一体的实验基地。
? ? ? ? 1、硬件条件
? ? ? ? 五山校区物理实验中心落址于学校23号楼,现有12间,计1100平方米的教学实验室;中心拥有仪器设备2572件/656.6万元。能保证实验学生一人一台/套完成实验。
? ? ? ? 2、师资力量
? ? ? ? 中心共有教师专职30人,兼职63人。教师们科研能力强,2006年以来累计5600万科研经费进账,受SCI、EI、ISTP收录论文290篇,专职实验队伍国内公开发表教研论文165篇,申请专利19项。中心在良好的科研氛围之下,不再满足于单纯的实验授课,而是以科研带动实验教学的创新,促进精英人才的培养。2006年以来,指导本科学生申报8项国家级和省级大学生创新研究计划、提供215项开放创新性课题供本科生选择、指导本科生参与各级竞赛274人次获奖、指导本科生公开发表论文9篇。
? ? ? ? 3、自行研究开发能力
中心2006年以来共研发仪器5种,其中1种已经大范围应用在实验教学中,1种正在对校外单位进行推广,3种正在研发试用阶段。
? ? ? ? 4、管理队伍
? ? ? ? 在实验中心建制上,实行主任负责制,主任由具有正高级技术职称的教授担任,结合学校“兴华人才工程”教学团队建设目标,建立了实验教学和实验技术两个团队,实行公开招聘、竞争上岗、定期考核。实行实验教学资源、实验室基本工作信息和仪器设备信息的计算机网络化动态管理与共享使用教学资源能够统筹调配,实验中心的资源得到最大可能的共享,仪器设备完好率达到97%以上,使其效益得到更好的发挥,实验室工作人员严格履行岗位职责,专职人员以及全职或工作量大于三分之二兼职的教师实行坐班制,各仪器实验实行统一编号、专人管理,确保了面向全校物理实验教学的顺利进行。
? ? ? ? 5、安全措施方面的完成情况
? ? ? ? 中心除严格执行国家有关主管部门及学校实验室相关设备维护、安全、保卫、防火以及档案管理制度以外,还修订并执行《物理实验中心实验室管理制度》、《物理实验中心开放实验室管理制度》、《物理实验中心安全卫生管理制度》、《物理实验中心学生实验制度》等7项有关管理制度,涉及实验室设备管理、安全、卫生、用户管理等方面。
? ? ? ? 中心建立安全目标责任人制度,设立安全员,安全制度与责任状上墙;中心严格执行消防安全管理规定:大楼消防、逃生标识完整,逃生通道保持通畅,所有房间配备灭火器材,定期接受消防、保卫部门检查;实验室供电线路的安装符合实验教学的需要和安全用电的有关规定,做到专人定期检查,出现故障及时维修;实验室有毒危险物品执行上级主管部门领用审批制度,并集中放置,由专人管理,对废弃药剂集中收集和处理;定期检查实验室的通风、照明、温度控制和湿度控制等设备完好,各项指标均达到设计规定的标准;电路、水、气管道布局以及对三废的处理等也达到行业标准;?
? ? ? ? 对重点防护实验室加装防盗门、防盗网;假期与长节期间,对不使用的实验室进行清理确保水、电、门窗关闭、安全无误后粘贴封条;实验室仪器设备整齐、布局合理。
实验室实行使用登记制度和日检制度,对故障仪器做到及时维护修复,对实验室环境进行整理,保障实验室的清爽与有序;
为进入实验室学习的学生进行有关电气和设备使用的安全教育。
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? ? ? ? ?二、实验课程体系设置
? ? ? ? 1.在实验课程体系设置上:
? ? ? ? 通过985II期和III期的投入和建设,普通物理实验项目已经增加到30台套/组,实现第一层次基础性实验一生一组设备的目标;根据《大学物理实验课程学生成绩评定标准》所有学生必需独立完成实验并撰写合格的实验报告才能获得20%的单项实验成绩。
? ? ? ? 在第二层次综合应用性实验内容方面,着重对现代科技和工程技术发展成果的引进和介绍,突出实验原理,着重锻炼学生数据处理能力。针对物理实验滞后于科技技术发展的现状,我们增加了15项使用现代科技的实验内容,如:激光技术、太阳能应用、传感器技术和电脑控制实时数据采集等。在实验数据处理方面,全部使用了不确定度处理方法代替原来的标准差数据表示法,以达到与国际公认的实验数据处理方法的接轨。
? ? ? ? 在第三层次以设计性、创新性实验为选题,要求学生选做其中12学时的内容。同时,通过完善设计性实验内容,体现创新理念,着力培养大学生的综合素质的初步的科研能力,选用设计性、创新性实验项目作为实验课程考核内容。
? ? ? ? 第四层次为对优秀学生的精英教育,体现在导师制的学生课外科研活动方面,目的使更多学生有机会在教师指导下参与课外科学研究与工程实践,从2006年至今指导本科学生申报8项国家级和省级大学生创新研究计划、274名本科学生参加各级竞赛获奖;有本科学生参与并公开发表代表性论文9篇;还有215项“学生研究计划(SRP)”项目提供学生开放选择。
? ? ? ? 在实验内容的规划和设计上,在对已有教学改革成果进行整合、集成和深化的基础上,在更大范围、更深层次的教学领域内开展改革研究与实践:
出版自编物理实验教材《大学物理实验》,主编:周晓明,华南理工大学出版社,广州,2012年2月;
建成的物理示范中心的工作量每年可达到33万人时数。实验中心社会服务开放工作量约占全年工作量的10%。新引入体现近/现代工业技术成果的提高性实验项目16项,更新实验项目14项,现共能开出《大学物理实验》课程项目60项;其中基础物理实验项目18项,占总体比例18%;提高性物理实验26项,占总体比例43%;设计性实验16项,占总体比例27%。更新《近代物理实验》项目4项,共开出近代物理实验项目14项/系列。
? ? ? ? 2014年新开设面向管理类、外语类本科生的全校性通选独立实验课一门《科学实验训练(电子测量)》。
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? ? ? ? ?2.在实验技术的运用方面的完成情况
? ? ? ? 在实验技术的运用方面,尽可能采用目前科学实验和工程技术常用的仪器设备;实验方法上,完全地参考国家质量标准所采用的技术指标规范;在实验教学手段方面,我们把传统的物理实验教学模式,改革为按基础性、综合提高性、研究创新性和开放型设计性四个层次循序渐进组织教学;在实验教学方法上(1)要求学生课前认真做好预习,写出预习报告(2)按时到实验室独立完成实验操作(3)按时完成实验报告。在实验教材方面,使用由本中心老师广泛参编的自编教材,并实现实验内容的定期更新。
? ? ? ? ?引进了pasco实验等先进实验设备,拓宽了实验内容,对不同专业的学生提供可选的实验内容,实现了实验教学内容的合理分流。在教学方法上。重视学生课前自习,教师检查学生预习报告,并通过提问考查学生的预习情况。新编了实验教材,对实验内容和方法进行了适时更新,新教材具有突出现代科技特色、适用性强、可延伸性好等优势,在教学中发挥了较好的作用。中心通过985三期建设,建成了10个多媒体投影实验教室,能够将一些难以观察的物理现象生动形象地显示出来,有效地提高了物理实验教学效果。
? ? ? ? 通过2006年学校对物理教学实验中心大楼的装修和后继的修缮,实现生均使用面积≥2.5平方米,实验房间高度≥2.5米,实验中心大楼展现良好面貌。
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? ? ? ? 三、实验教学队伍
? ? ? ? 在实验队伍建设方面,以继续推进“兴华人才工程”教学团队建设为主线,进一步优化教师队伍的年龄结构、学历结构、学缘结构、职称结构和学科专业结构,加速形成一支观念新、素质高、能力强,以中青年为主体的实验教学第一线骨干教师队伍。
中心专职成员,分别负责科研、教学、实验教学、实验管理和仪器维修,根据学校师资队伍建设规划,分别组建兴华人才工程学科团队、本科教学团队、研究生公共课教学团队、实验系列团队。
? ? ? ? 由部分中心专职成员组建了学校兴华人才工程“实验教学团队”,团队成员13人,全部取得博士学历及中级以上职称,平均年龄41岁,其中正高1人(7.7%)、副高5人(38.5%)、中级7人(53.8%)。团队工作目标为:完善实验教学规章制度,提高师资队伍素质,全面提升教学水平和综合实力;合理安排基础性实验、提高性实验和设计创新性实验比例,充分利用多媒体网络化教学手段,实行开放式、分层次教学;积极申报教学、科研项目,注重将科研成果转化为教学实验,力争取得一批国家、省(市)级实验教学改革、科研成果奖。
? ? ? ? 由部分中心专职成员组建了学校兴华人才工程“实验系列团队”,团队成员7人,全部获得中级以上职称,平均年龄42岁,其中副高2人(28.5%)、中级5人(71.5%)。团队工作目标:保障实验教学工作正常开展,同时分别管理中心日常工作的管理任务,包括考勤、设备保障、资产管理、维护维修等工作;在有余力的基础上,完成一定量的仪器设备自制或改造工作。从团队成员的学历、资格构成来看,已经形成合理的梯队。
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? ? ? ? 四、教学成果
? ? ? ? 1)本中心年平均为国家级、省级、校级各类学生课外科技创新竞赛开放实验环境和实验资源达到34000人时数,约占全年工作量10%,历年取得丰硕学生竞赛成果:2005年11月至今274名本科学生参加各级竞赛获奖; 学生公开发表9篇代表性论文;提供给学生参加了215项“学生研究计划(SRP)”项目。
2014年新开设面向管理类、外语类本科生的全校性通选独立实验课一门《科学实验训练(电子测量)》。
? ? ? ? 2) 本中心完成“全息干涉微结构实时显示系统”、“数字灵敏式检流计”、“数字信号发生器”等一批自主物理实验项目、实验仪器的验收与运作。
? ? ? ? 3)建成具有本中心特色的实验网络辅助教学系统。教学团队根据实验教学要求设置不同的栏目公布实验信息并为学生提供学习资源。学生通过校园网进入物理实验教学网站后,可在信息发布栏中看到教师发布的有关实验信息;在实验规则栏中查阅实验的有关要求、时间安排及预习报告与实验报告怎样撰写等;还可以通过网络对实验进行研究、探讨,发布自己出的问题以及对改进实验提出的建议与意见;实验结束后,学生还可以查询实验成绩。该实验网络辅助教学系统克服了传统的实验教学模式中学生被动接受的缺点,发挥了学生的主观能动性和现代教育技术的优势,为对传统实验教学方法的优化与有益补充。
? ? ? ? 4)本中心年平均为成人教育系列专升本电子类、通信类专业学生(约50人)提供3840人时数的培训开放服务,具体包含《电子测量技术》32学时、《微机原理》16学时、《嵌入式系统开发与应用》16学时;同时为继续教育学生提供毕业设计指导工作。
5)从2006年以来,我们的教师承担了31项各级科研项目,发表了165篇科研论文;申请了19项发明专利。
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? ? ? ? 五、物理教学实验中心特色
? ? ? ? ?在实验室特色方面做到教学内容体现物理原理与工程技术的结合;拥有自主开发的物理实验教学网站;学生积极参与科研与教学。
? ? ? ?(1) 坐享中心教工的科研成果,对实验课程进行教学内容改革,体现了物理原理与工程技术的结合。增加了激光技术、传感器技术、太阳能电池、电脑实时数据采集等贴近现代科技前沿的实验项目,鼓励老师们将自己的研究领域内的最新成果渗透到实验教学中来。
? ? ? ?(2) 中心已拥有自主开发的物理实验教学网站,面向全校师生开放。网站提供了所有开设实验的网络课件,方便学生在网上进行预习,通过网上选课、排课,做到了实验教学的自动化管理,大大提高了实验教学的有序性。该实验网络辅助教学系统克服了传统的实验教学模式中学生被动接受的缺点,发挥了学生的主观能动性和现代教育技术的优势,对传统实验教学方法的有益补充。?
? ? ? ?(3) 近年来加大了创新性实验室建设力度,引进了一批与现代科技结合紧密的实验项目,包括pasco电脑控制弦音计、晶体的电光、声光、磁光调制实验、安捷伦矢量网络分析仪、太阳能电池基本特性测定仪等,这些设备的引入,提高了实验设备的档次,在培养学生创新实践能力,以及各种实验竞赛中发挥了积极的作用。中心每年承办广东省物理实验设计竞赛校内选拔赛,通过筛选、指导和推荐优秀队伍参加省级比赛,历年均获得好名次,学校在省内高校中的地位相符。
? ? ? ?(4) 积极为学生参与各类科技竞赛提供充分的条件,年平均为国家级、省级、校级各类学生课外科技创新竞赛开放实验环境和实验资源达到34000人时数,约占全年工作量10%,历年取得丰硕学生竞赛成果(补充材料汇编)。?
? ? ? ?(5) 中心教师积极参与实验教学研究,完成了“数字灵敏式检流计”、“全息干涉微结构实时显示系统”、“JD型数字信号发生器”等一批自主物理实验项目、实验仪器的验收与运作。
? ? ? ?(6) 中心教师除了承担繁重的实验教学指导任务外,积极参与科研,2006年以来承担科学研究项目223项,省部级以上科研项目103项,善于将自身的科研方法和成果渗透到相关的实验教学实践中,如在太阳能电池、激光应用、超声波技术、电磁场与电磁波等方面取得了满意的教学效果。