六级实验体系浑然天成
陈锟是中国科大物理学院的研究生,他以第一作者身份在国际物理学顶尖期刊《物理评论快报》上发表了3篇论文。
陈锟本科期间上了《大学物理实验》一至五级。“我以前极端推崇理论的重要性,但一系列的实验课使我意识到理论联系实际是一件多么重要和有趣的事情,这对我来说是一种思维模式上的重建。”陈锟说,这种转变决定了他后来在研究过程中偏爱使用计算机模拟。此外,“实验课和理论课的进度很贴近,课堂上学到的抽象概念很快与物理实验联系起来,非常有利于培养物理直觉。”
据该校物理学院分党委副书记、物理实验教学中心负责人张增明教授介绍,作为首批国家级物理实验教学示范中心和国家级精品资源共享课程,该校《大学物理实验》是所有本科生的必修课,每年选课学生6000多人(在校本科生总数7400多人),实验人时数每年达38万,对全校学生的创新能力培养发挥了重要作用。
该校针对不同年级、不同专业的学生,按照难易程度构建起多层次、研究型的六级物理实验教学体系,即“基础实验——设计性实验—现代物理实验技术—研究性实验—专业基础实验—专业实验”。低年级的实验课以激发学生学习兴趣和训练基本实验技能为目的;高年级课程则以全方位的科研素养训练和自主实验为主,激发学生的创造力,提升他们的综合素质。
其中,研究性实验(四级)是培养本科生科研能力的重要课程。从查阅文献、提出课题、实验条件准备、实验方案设计,到实验操作、论文写作、答辩等,都由学生自主完成,实验室提供相关的实验仪器和指导教师。每年全校大约有600名学生参加,选题是完全开放的,95%的学生的选题都与往年不同,这对指导老师也是很大的挑战。
实验教学中心还及时将最新前沿科研成果、研究方法转化为教学实验,实验内容每年更新约20%。例如,该校的量子通信相关实验研究一直处于国际领先地位,潘建伟院士的研究团队通过提炼,将他们在量子纠缠和量子编码等方面的研究成果转化为面上实验,使高年级本科生能够接触到国际上最先进的实验方法,自己动手实验观察了解深奥的量子现象。
此外,他们在调研摸底的基础上将新生分类,开设基础性开放性实验,并改革基础(一级)物理实验教学,将每个实验细化分解成基础、进阶、提高性实验内容三部分,对不同基础的学生作不同要求。而高年级的专业实验课与研究生实验课打通,实现了中学——大学——研究生物理实验教学的无缝对接。
“物理实验教学是我校实验教学改革的一个缩影。实验教学中心的有些设备已达到科研级水平,学生掌握了这些手段就能很快进入科研。”教务处副处长汤家骏说,有些研究性实验如果实验教学中心做不了,就到学校集中力量打造的理化科学实验中心等6大公共实验中心去做。
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