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1、附件2： 浙江省新世纪高等教育教学改革研究项目申 请 书项目名称： 以创新能力培养为导向的大学物理 实验教学改革与实践 主持人： 陈 子 栋 主持单位： 绍兴文理学院 通讯地址： 浙江省绍兴市环城西路508号 邮政编码： 312000 联系电话： 0575-88348924 传 真： 0575-88341532 电子邮箱： sxczd 合作单位： 负责人： 负责人： 负责人： 负责人： 负责人： 浙 江 省 教 育 厅 二四年二月制一、简表项目简况项目名称以创新能力培养为导向的大学物理实验教学改革与实践项目类别B、专业大类是否招标项目否起止年月2008.102010.10项目主持人姓名陈子栋性
2、别男出生年月1955.10专业技术职务/行政职务副教授/物理实验教学中心主任最终学位/授予国家学士/中国所在学校学校名称绍兴文理学院邮政编码312000电话0575-88348924通讯地址浙江省绍兴市环城西路508号主要教学工作简历时间课程名称授课对象学时所在单位2008 大学物理及实验本科生282绍兴文理学院2007大学物理及实验本科生254绍兴文理学院2006大学物理、电磁学本科生242绍兴文理学院主要教学改革和科学研究工作简历时间项 目 名 称获奖情况2008.6-2010.6主持绍兴文理学院重大教改项目面向应用型人才的大学物理实验教学的改革与研究2003.5-2005.6主持绍兴文理
3、学院重点建设课程电路分析基础2005.8-2006.12主持浙江省教育厅科研项目积分变换在Schrdinger方程的应用(20050020)2007.10论文Hartmann势的Klein-Gordon方程束缚态解及递推关系浙江省自然科学优秀论文奖三等奖2006.6系列论文“Laplace变换在Schrdinger和Klein-Gordon方程的应用”绍兴文理学院科技进步奖三等奖项目主持单位总人数高级中级初级博士后博士硕士参加单位数963111主要成员不含主持人姓名性别出生年月职称工作单位分工签章叶伟国男1962.4副教授绍兴文理学院实验教研金国娟女1975.10实验师绍兴文理学院实验软件何云
4、尧男1974.12实验师绍兴文理学院实验开发宋向炯男1974.2实验师绍兴文理学院实验开发潘伟珍女1975.2高级实验师绍兴文理学院实验教研陈厚田男1952.11高级实验师绍兴文理学院实验教研钱贤民男1963.3教授绍兴文理学院实验教研楼智美女1965.3教授绍兴文理学院项目协调二、立项依据：（项目的意义、现状分析）一、项目的意义21世纪是科学技术迅猛发展，社会竞争更加激烈的知识经济时代，这种竞争的核心内容是人才的素质竞争。高校如何适应时代的发展和社会的需要，实施素质教育，培养具有创新意识和创新能力的应用型人才，是当前各高校需要解决的迫在眉睫的问题。高校的各类实验室是实施素质教育，培养创新意识
5、和创造能力的重要场所。而物理实验是高校理工类各专业必修的一门基础课程,是学生进入大学首先接触的一门实验课程，是培养学生独立分析和解决问题能力，动手能力、创新能力等应用型人才必需的素质，相对其它实验课程而言物理实验起着非常重要的作用。因此有必要改革现有的物理实验的教学模式，以培养创新意识和创新能力的应用型人才为目的，提高实验课程效率与效果，并以绍兴文理学院的大学物理实验课程作为实践。这一教学改革的经验与成果对同类高校的相关实验课程有借鉴和参考作用。二、目前我校大学物理实验教学的现状我校的大学物理实验的教学与大多数高等学校一样，目前是一门独立的课程，该课程是理工类各专业学生受到系统的实验思想方法、
6、实验数据处理和实验技能训练的开端，也是学习各专业理论和实验的基础，因此它在培养学生的良好的科学素质、综合应用能力等方面有着不可替代的作用。近些年来，尽管我校的大学物理实验的教学内容与实验仪器设备在不断充实和更新，师资水平在不断提高，但仍存在诸多问题。1. 大学物理实验课教学仍传统三部曲为主教师的授课方式多数仍采用传统的以教师为中心的教学模式，只是有的从黑板搬到屏幕，进行实验教学的三部曲（介绍实验原理和方法、实验仪器的操作和数据的记录与处理、然后陪伴学生进行实验）。2. 学生缺乏自主学习的积极性在传统的实验教学方式下，学生则进行物理实验的四冲程（预习及写预习报告、听指导教师上课、按要求测数据、写
7、实验报告）。这种机械式的实验教学和学习方式，使学生缺乏自主学习的积极性，缺少主动探索的精神，创造性思维发展的空间很小，学生活跃的思维创新潜能也得不到充分的调动和体现。3. 物理实验内容和项目的设置问题目前我校大学物理开设的实验项目是根据传统物理教学情况设置的，是按力、热、电、光各部分来设置的，而学生一般是不能自主选择实验项目，只能按教师预设的进行，包括设计性实验也是整班学生做一个内容。同样与许多数高校一样，我校也存在大学物理实验内容与项目更新慢，不能体现出现代物理的特点，缺少创新性实验的内容，调动不起学生对物理实验的兴趣。这样的实验教学模式在当今创新教育比接受教育、能力教育比知识教育、方法教育
8、比结果教育更重要的时代，是难以达到培养具有创新精神和创造能力应用型人才的目的。三、项目实施方案及实施计划1.具体改革内容、改革目标和拟解决的关键问题一、大学物理实验教学的改革内容1. 以培养科学素质、创新意识为目的，构建大学物理实验课程教学新体系改革现有物理实验课程结构，重组按照力学、热学、电学、光学、近物实验原有的分类方法，将物理实验分为基本实验、综合性实验、设计性实验、创新与研究等实验类别。按实验层次，形成从低到高，从基础到综合，从知识的学习到培养综合能力，逐级提高的大学物理实验教学的新体系。2. 实行模块化的实验教学将大学物理实验教学内容分成若干个模块，根据专业需求选择模块进行实验教学，
9、而每个实验模块中都包括基本实验、综合性实验、设计性实验、研究创新性实验，各模块之间将融会贯通。设计性实验、研究创新性实验将由学生自主选择。3. 以改革实验教学内容为突破口，注重物理实验与现代科学实用技术融合大学物理实验必须与现代科学实用技术融合才能使现代科技进步的成果渗透到传统的经典课程内容之中，也才能激发学生的学习主动性。如在实验内容涉及到传感器技术、光纤技术、光学信息处理技术、光谱技术等。这些项目体现了现代物理实验的设计思想、物理实验方法、仪器的设计原理，能拓宽与加深学生的知识面，培养他们的综合实验能力和创新能力。4. 用网络环境进行实验教学与管理结合建设省级物理实验教学示范中心，营造应用
10、型人才培养的多元化实验教学的网络环境，实验教学网络化管理手段的建立，为在实验教学中实现高效的模块化、层次化、个性化的实验教学创造了灵活的管理方式。结合我校的特点，主要用二个网络实验管理系统，一是学生实验项目选择管理系统，该系统可使指导教师掌握实验的主动权，有效地合理调配实验室的使用；二是实验仪器使用的管理系统，该系统可合理、高效地利用实验仪器设备。这二系统相互结合，就可以合理、高效地利用实验必需的二大要素，实验场地和仪器设备。二、大学物理实验教学改革的目标1. 实验教学的改革目标首先基础实验阶段的教学，宜采取集中辅导式教学方式。选择难度相对小一些，有利于基本知识的学习和基本技能训练的实验项目。
11、通过教师的正确引导，使学生掌握物理实验基本知识和技能，这一阶段教学应强调教师的主导作用，把学生引入物理实验。其次学生在完成基础实验后，应以综合应用性实验为主，学生通过阅读实验讲义、教材以及相关的技术资料，配合网上虚拟实验室，自行熟悉仪器，独立完成指定的综合实验项目，实验指导教师只起辅助作用。充分利用实验室条件和仪器设备资源，学生自主完成学习和训练过程，强调以学生为主体，教师进行相应的指导和组织工作。学生在自主学习和训练过程中可以检验自己的能力，展示个性才华，使综合实验能力得到提高。设计性实验是培养学生综合应用物理原理、方法和现代测试技术的阶段。在经过基础和综合实验两个阶段的基本训练后，很多学生
12、具备了完成相关设计实验的能力。要求每位学生都应至少完成一个设计性实验，实验内容可以由实验指导教师提供，也可由学生自行选择，不规定课时，对学生开放实验室。而创新性和研究性实验是针对部分对物理实验有浓厚兴趣的学生，以课余时间为主，在开放实验室进行，学生完成的实验项目以论文的形式结题或提交实验报告。2. 物理实验教学模块化教学改革目标大学物理实验教学初步设想设置四个教学模块，各模块之间可相互贯通。第二步学生可在网上实验内容的基础上，除规定学生必修部份的实验内容外，可由学生自主选择实验内容和实验时间，充分调动和激发学生学习的积极性。大学物理实验教学体系基本实验综合性实验设计性实验研究创新性实验模块一(
13、电信、微电子、自动化、计算机等)模块二(数学、生物、化学、科教等理科类)模块三(生化、药学、环科、纺织等轻工类)模块四(机械、土木等工程类)全校各专业3. 用实验仪器教学管理系统进行实验项目管理实验课程是一门较为特殊的课程，除了要有教师、学生和教材，还必需有实验场地及仪器设备，尤其是物理实验，所涉及的仪器设备种类多而繁，几乎每个实验项目都要学新仪器、新方法。另外对我们地方高校而言，购置实验仪器设备的资金比较紧张，在面对大量的学生（我校每年2200多人）要进行物理实验，建立实验仪器的动态管理系统是非常必要的，可跟踪仪器在哪里，使用状态。建立较为完善仪器管理系统同样也为学生进行实验预习、设计实验提
14、供了方便，该系统中对各种仪器设备的原理、使用等在该系统中都要有介绍与说明。同时发动教师和学生自行研制实验仪器设备，并可开发出新的实验内容和项目。4. 实验教学和实验场地进行循环管理的改革对我校而言除实验设备外，还存在着实验场地普遍偏小的情况。实验教学可在学生预习的基础上在教室中介绍实验原理、实验注意事项等。实验室也打破类别界线，以仪器设备的归属使用实验室，称为双循环（教室与实验室双循环使用）。三、物理实验教学改革中拟解决的关键问题1. 统一认识，明确实验改革的重要性和必要性首先各实验指导教师和实验技术人员自身要明确实验教学改革的紧迫性、必要性，统一认识，积极参与物理实验教学改革。要清楚的认识到
15、提高物理实验的教学质量不是单纯的增加课时可解决的，做到在有限的实验学时内达到大学物理实验教学的基本要求，使学生动手能力，分析问题及解决问题的综合能力和创新意识有所提高，必须进行实验教学改革。2. 物理实验内容和项目的设计与创新 要在充分调查研究的基础上制定出既符合各专业培养应用性人才需要，又在大学物理实验教学总体框架内的各实验教学模块，正确合理分隔各实验教学层次。各实验指导教师要加强学习研究，设计出既符合我校培养创新应用型人才的实际情况，又遵守教育规律，也适合学生的各层次的实验内容与项目。3. 开发出完善的网上实验选课与仪器设备管理系统在现有的实验教学方式中，经常碰到与其它课程抢时间及实验时间
16、得不到保证的情况。大学物理开课是在第2、3学期，这恰是学生课程最多的学期，因此要彻底改变这种状况，就要开发出完善网上实验选课与仪器设备管理系统，学生可根据自身的课程，选择实验的时间。这样可使物理实验有固定时间开实验课。同样也确定的时间开放实验实验，进行创新性和研究性的实验。4. 投入必需的更新实验仪器设备费用 物理实验内容和项目的更新，必需要增加资金的投入，目前我校的物理实验教学中心已被确定为省级物理教学示范中心建设单位，可以肯定在省级物理教学示范中心建设过程中，该大学物理实验教学改革的项目将从中受益。2.实施方案、实施方法、具体实施计划（含年度进展情况）及可行性分析一、实施方案和方法树立以学
17、生为本，传授基本的实验思想、实验方法，加强学生实验技能的训练和素质的提高。树立协调发展的教育理念和以实验能力、实验创新能力为核心的实验教学理念。我校的物理实验教学中心既是学校低年级本科生三基本训练的实验基地，又是全校本科生实验创新能力培养的学习基地。具体方案和方法：1. 在校内外进行广泛的调查研究，探索出适合我校应用性教学特点并独具特色的大学物理实验教学体系。2. 对我校开设大学物理实验课程的各专业的实验内容进行必要的整合，制定出详细的分层次物理实验项目。初步打算分四个层次，基本实验、综合性实验、设计性实验和研究创新性实验。其中基本实验、综合性实验、设计性实验为必做实验，而研究创新性实验是对物
18、理实验有兴趣又学有余力的学生开放。3. 物理实验中心组织指导教师和实验技术人员，对各专业的培养计划和实际需要进行调研，制定出详细的各专业实验模块具体实验项目。每个模块都包含有三个层次（创新与研究层次是不分专业），供各专业的学生选择。4. 对制定出的分层次、分模块的实验内容进行试点教学，在实际的教学过程中不断完善实验教学的改革。5. 组织实验指导教师与实验技术人员和系统软件编写人员一起开发、完善实验网上选课系统，实验仪器设备管理系统等软件。6. 对开发的实验网上选课系统和实验仪器设备管理系统进行实际运行，在实践中不断改进，适应学生的实际情况，符合我校实验室及仪器设备的实情。二、实验计划进度 20
19、08.82008.12，调研和制定方案阶段，系统软件编写 2009.12009.6，制定层次化、模块化实验内容项目，制定双循环实验教学的方案阶段； 2009.72009.8，研究和开发新的实验内容和项目；，系统软件调试； 2009.92009.12，应用新的实验教学模式进行实验教学改革； 2010.12010.6，总结、改进、完善实验教学改革经验； 2010.72010.10，总结阶段，准备项目验收。三、可行性分析1. 符合教育部和省教育厅要求当前国家教育部和省教育厅都相继出台了有关文件，非常重视大学生教学质量的提高，而实验教学在大学生的教学中占有重要的地位，因此改革大学物理实验教学对提高学生
20、教学质量，培养合格人才有着重要作用。尤其对我们地方高校而言培养学生的目标是应用型、创新型人才，开展本项目的研究与实践符合我校及同类高校人才培养需要。2. 物理实验教学中心有雄厚的师资力量项目依托绍兴文理学院的物理实验教学中心有着悠久办学历史，结累了丰富的实验教学经验。实验指导教师与实验技术人员稳定且素质高，本项目组有经验丰富实验指导教师和实验技术人员组成，而物理中心所依托的数理信息学院在师资、教学、科研等方面都是绍兴文理学院的最强院系之一。3.物理实验教学中心是省级物理实验教学示范中心建设单位在2007年10月经省教育厅批准我校的物理实验教学中心为物理实验教学示范中心建设单位。目前物理实验教学
21、中心位于绍兴文理学院南山校区的综合实验楼中，中心建筑面积为2900平米，仪器设备（800元以上）的固定资产500多万元。这些都为本项目的实施提供了很好的物质基础。3.项目预期的成果和效果（包括成果形式、实施范围、受益学生数等）一、本项目预期的成果形式1. 建立一整套适应本校创新应用型人才培养的大学物理实验教学体系，包括对各专业的大学物理实验教学模块，对学生而言是各层次大学物理实验教学方法。最主要的预期成果是在现有的实验课时中达到高效率实验的目的，使学生在实验方法、实验技能、创新能力等素质有较大的提高。2. 完成网上选课系统和实验设备管理系统软件制作并能实际运行，提高学生实验的效率，增强实验的实
22、际效果。3. 结合本项目发表相关的教学教改论文，供学习和参考。4. 该项目完成后，若达到了预期效果，对同类高校具有借鉴和参考作用。总结后可申报教学成果奖。5. 本项目的实施是促进省级物理实验教学示范中心更好、更快、高效的建设。二、本项目成果的实施范围和受益学生 本项目直接受益为绍兴文理学院理工类20个专业和独立学院共50多个进行物理实验的班级。目前受益学生每年约2200多人。本项目的经验与方法可推广到全省、全国同类学校，也可给其它学校在实验教学方面起到示范和借鉴作用。4.本项目的特色与创新之处1. 打破传统的实验分类，实行按实验设备类别管理实验项目本项目重组了传统的按“力、热、电、光、近”来进
23、行实验教学模式，将实验项目按不同专业分成四个模块进行实验教学，每个大学物理实验模块中分为基本实验、综合性实验、设计性实验三级必修实验和创新与研究选修共四个实验教学层次。同时这四个层次实行按实验仪器设备类别来管理实验项目。即使用同类实验仪器的实验项目放在一起进行。这在我校是一个创新，也是本项目特色之一。2. 创造性地改革了现有的实验教学方法 目前我校大学物理实验的教学方法是首先学生在课外预习实验，然后教师在每次实验课的前面几十分钟，分组讲解实验原理、实验方法和仪器使用等知识。这种教学方法对我们地方性院校而言，实验教学效果不太理想。一房面我们课时紧张，一般物理实验是二个实验一起完成，而讲解的内容学
24、生根本无法消化，马上接着进行实验，因此只能被动地做实验。另一方面由于我们实验仪器套数有限，因而需分批进行，教师在每批实验前都要讲授近1小时时间，这样使学生有效的实验时间减少，实验就较为匆忙，因此实验教学效率低。我们将采用“双循环”教学方法，即利用网上的实验仪器管理系统，学生先进行有效的、有目的预习实验，预习中包括了对实验设备的学习。教师则根据学生网上选课情况，进行实验室与实验仪器设备进行双循环，变被动为主动，这样可以提高实验课的效率，尤其对我们地方高校在实验室用房和实验设备较为欠缺的情况下，不失为一种好方法，可提高学生实际做实验的时间，从而达到培养创新应用人才所要求多动手、多实践的目的。3.
25、为实验服务的实验仪器设备管理系统 建立一个为实验服务的实验仪器设备管理系统，该系统的建立可提高实验仪器设备的利用率。充分发挥人的主观能动性，从该系统中可查到实验设备当前谁在使用，在什么位置，需用到什么时候，使人人管理、监督、使用仪器设备。四、教学改革基础1.与本项目有关的教学改革工作积累和已取得的教学改革工作成绩与项目相关的大学物理和实验的教学改革学校的支持下，在各位教师和实验技术人员的努力下已取得了丰硕成果。并在2007年10月我校的物理实验教学中心被列为省级实验教学示范中心建设项目（浙教高教2007172）。其它相关的教改成绩如下：1. 2008-2010，陈子栋主持绍兴文理学院重大教改项
26、目面向应用型人才的大学物理实验教学的改革与研究；2. 2007-2009，叶伟国主持绍兴文理学院重点课程建设项目电磁学；3. 2007-2009，叶伟国主持绍兴文理学院教改项目大学物理考试改革；4. 2008-2009，楼智美（绍兴文理学院主持）全国高校物理教指委第二批教研项目浙江工业大学与我校合作长江三角地区高校物理基础课教学情况调查研究；5. 2008-2010，楼智美主持绍兴市精品课程建设项目力学；6. 2005-2007，陈厚田主持绍兴文理学院重点课程建设项目大学物理实验；7. 2005-2007，钱贤民主持绍兴文理学院教改项目构建本校大学物理实验的演示系统；8. 2006-2008，
27、钱贤民主持绍兴文理学院双语教学重点建设课程光学；9. 2005-2007，楼智美主持绍兴文理学院教改项目开放实验教学的研究与实践；10. 2004-2006，龚恒翔主持绍兴文理学院教改项目材料物理开放实验；11. 2003-2007，楼智美主持绍兴文理学院教改项目大学物理课程体系的改革；12. 2003-2007，楼智美主持绍兴文理学院重点课程和精品课程建设项目力学；2.学校已具备的教学改革基础和环境，学校对项目的支持情况（含有关政策、经费及其使用管理机制、保障条件等，可附有关文件），尚缺少的条件和拟解决的途径学校一贯重视教学改革，先后制定绍兴文理学院关于实施教学质量和教学改革工程的意见、绍兴
28、文理学院关于校级及以上教改项目经费使用的规定等文件，这些文件保证教改项目的正常实施，并对国家、省部、厅市下达的经费实行配套制度。因此本项目如获批，学校将给予1：1的经费配套。本项目依托在绍兴文理学院物理实验教学中心实施，本中心目前拥有实验室建筑面积2900多平米，固定资产500多万元。本项目已具备的教学改革基础是在2007.6年完成学校大学物理实验重点课程建设，而物理实验教学中心在2007年10月被省教育厅批准为省级实验教学示范中心建设单位，届时省教育厅和学校必将投入大量的资金作为建设示范中心的保证，同时学校和学院必将在人员、设备和场地环境等提供支持，这些有利条件将是本项目实施的最有力保障。本
29、项目组成员在教学改革研究中以取得众多成绩，承担校内外多项教改项目（见上条），同样在科学研究方面也取得了很好的成绩，同时也发表了许多与本项目相关的教学改革方面的论文，这些同样是本项目顺利实施的最有力的保证。项目组成员发表的与本项目相关的教学改革的论文： 1. 叶伟国，有电介质时平行板电容器电容计算问题的讨论，物理与工程，2008, 31. 宋向炯，同异反物理实验思想及启示，实验技术与管理，2007,4；2. 宋向炯，基于联系数的空气比热容比实验不确定度近似算法改进，大学物理实验，2006,12；3. 楼智美，刚体平面平行运动瞬时加速度中心的确定方法，力学与实践，2004,5；4. 潘伟珍等，静电
30、场描绘实验的探讨，物理教师，2001,8；5. 潘伟珍等，均匀带电球面产生的场强的求解，安庆师范学院学报(自科版)，2004,116. 宋向炯，基于“CN”高校物理实验能力综合评定方法，绍兴文理学院学报，2005,67. 金国娟，一种基于SPA的物理实验成绩评价方法，绍兴文理学院学报，2003,9；8. 何云尧，学生型电位差计实验的系统分析，绍兴文理学院学报，2001,3 3.申请者和项目组成员所承担的教学改革和科研项目情况一、申请者所承担的教改和科研项目1. 2007-2010，负责省级物理实验教学示范中心建设2. 2008-2010，主持绍兴文理学院重点教改项目面向应用型人才的大学物理实验
31、教学的改革与研究；3. 2003-2005，主持绍兴文理学院重点课程建设项目电路分析基础；4. 2005-2007，主持省教育厅科研项目积分变换在Schrdinger方程的应用；5. 2007-2010，以第二参与光子作用下玻色-爱因斯坦凝体的集体量子动力学研究国家自然基金项目。二、项目组成员所承担的教改和科研项目1. 2005-2007，陈厚田主持大学物理实验校级重点课程建设；2. 2007-2009，叶伟国主持电磁学校级重点课程建设3. 2008-2010，楼智美主持力学绍兴市精品课程建设项目；4. 2005-2007，楼智美主持开放实验教学的研究与实践校级教改项目；5. 2005-200
32、7，钱贤民主持构建本校大学物理实验的演示系统校级教改项目；6. 2008-2009，楼智美（绍兴文理学院主持）长江三角地区高校物理基础课教学情况调查研究全国高校物理教指委第二批教研项目浙江工业大学与我校合作；7. 2003-2007，楼智美主持大学物理课程体系的改革校级教改项目；8. 2007-2009，叶伟国主持大学物理考试改革校级教改项目；9. 2005-2007，楼智美主持力学试题库校级教学改革研究课题；10. 2004-2006， 钱贤民主持离散可积模型及其对称性研究省教育厅科研项目；11. 2006-2008，楼智美主持典型力学系统对称性与守恒量的研究省教育厅科研项目五、经费预算支出科目（含配套经费）金额（元）计算根据及理由合 计60000直接成本：1调研费及教改交流费27000按每人每年1次1500元计 2软件制作费12000设备管理及网上选课系统等 3专家咨询费6000邀请专家来校费用 4协作开发实验费5000与校内外协作费用 5评审费及资料费5000项目建设资料等费用其它： 8不可预见费5000六、主持人所在学校意见 公 章 学校领导签字 年 月 日七、教育厅专家组评审意见 负责人（签字） 年月日八、教育厅审批意见 （盖章） 主管部门领导签字：年 月 日
