物理实验教学中心发展规划

一、总 论

1．实验室建设概况

(1) 物理实验教学中心现状

物理实验室始建于1960年，是我校创建最早的实验室之一。自1985年独立设课以来，物理实验教学改革便走在学校前列。1999年，物理实验室以优秀的成绩通过“浙江省首批基础合格实验室”的评估，并得到省教育厅“基础物理实验设备购置》项目”建设经费（150万元）的支持。

2001年物理实验室搬到下沙新校区2500多平方米的新物理实验大楼内，得到学校基础物理实验建设经费200万元的支持，实验教学环境、仪器设备、实验项目以及教学软件等方面都得到较大提升。

2003年，为了适应面向21世纪物理实验教学改革的需要，在原物理实验室（基础物理实验室、近代物理实验室）的基础上，组建了“浙江理工大学物理实验教学中心”，实行校院两级管理体制和实验中心主任负责制。中心在以学生为本，以 “素质、能力、创新意识”培养为核心的教育理念指导下，通过整合、优化各实验室资源，对物理实验教学体系、内容、方法及运行机制等进行了全面的改革，取得了优异成绩，2004年被确定为校首批教学创新基地。2004年以后，随着物理学学科专业的建立，物理实验中心建立了光电实验室，包括：“激光原理与技术”、“光电检测技术”、“光信息处理”和“光电材料与器件”四个专题的光电子方向专业教学实验室。2007年获省财政专项《应用物理(光电方向)专业实验室建设》（150万元）和学校的《应用物理专业实验室专项建设》（560万元）等项目经费支持，物理实验中心的实验教学环境、仪器设备、实验项目以及教学软件等方面都得到极大提升，改善了实验条件，提升了实验教学的水平和档次。现在实验中心已拥有设备总资产1600余万元，实验室面积达2500平方米。有13个功能实验室，设备台件数1216，可开设各类物理实验113项。实验中心每年承担9个学院28个专业共2300余名本科生的实验教学工作以及应用化学、材料物理与化学专业部分研究生的科研基地，实验人时数达10万/年。

随着硬件建设的日渐完善，物理实验中心同时积极开展教学改革和实践探索。1998年我校对《大学物理实验》进行了重点建设，成为我校优秀课程，面对着时代的挑战，在2001年，实验室对大学物理实验课程体系、教学内容、方法和模式作了全面改革，深入开展《建立新世纪物理实验新体系》、《物理实验教学方法改革》等教改项目的研究打破了力、热、电、光、近代物理封闭的传统物理实验课程体系，注重物理实验的时代性与先进性，提出了与现代科技发展相适应的由基本性实验、综合性实验、设计性实验组成的新的物理实验课程体系，其改革成果《大学物理实验教学体系改革》在2004年获得浙江理工大学教学成果一等奖。在此基础上，物理实验中心从更高、更全面的角度来审视物理类课程的改革与发展，围绕“素质、能力、创新意识”的培养目标，深入开展《物理系列课程建设》、《大学物理综合性实验和设计性实验的研究与实践》等教改项目的研究，使物理实验教学中心开设的各类实验课程与物理理论课程形成一个有机的整体。《大学物理实验》2005年成为校级精品课程，2008年《大学物理实验》教材由浙江大学出版社出版发行。2006年获浙江省新世纪教改项目《新世纪高校基层教学组织体系改革的研究》支持，深入开展物理实验教学模式和管理机制研究，积极推行开放式教学管理，2010年又获浙江省新世纪教改项目《集成创新的大学物理实验教学改革与实践》支持，积极推行集成创新的分专业实验方案，

随着计算机网络技术的普及，物理实验中心开发基于校园网4A平台，实现了物理实验教学、管理的现代化。积极开发教学课件，已开发电子教案（PPT）26个，2009年获浙江理工大学多媒体课件比赛二等奖。

物理实验教学中心拥有一支实验教学与理论教学互通、实验教学与科学研究相结合、专职与兼职并重的实验教学队伍，32人，其中正高8人，副高9人，中级13人，初级2人。实验教学队伍中海归9人，博士20人，硕士5人。2009年“生物材料及生物传感器团队”入选浙江省高等学校创新团队，有2人入选“国家百千万人才计划”，1人入选中国科学院“百人计划”， 1人担任担任《大学物理》和《大学物理实验》两种大学物理教学类刊物的编委。

物理实验教学中心承担各级别教学研究课题27项，发表教学研究论文18篇，获教学成果奖3项，出版实验教材2本，自编实验讲义5本。实验教学覆盖面广，教学效果良好，实验开出率高，学生实验兴趣浓厚。能够与《普通物理》理论课教学大纲相配备，并结合不同的专业培养目标，开出不同的实验“套餐”。学生在SCI/EI刊物上正式发表论文3篇、获省“挑战杯”课外科技作品竞赛三等奖2项、省“挑战杯”大学生创业计划竞赛三等奖1项、省新苗计划3项、创新科研项目3项。经由物理实验中心作为实验教学平台培养出来的09届应用物理学专业本科毕业设计(论文) 在全省24所高校72个专业毕业设计（论文）抽查中排名第一。

物理实验教学中心开放运行，注重交流，并产生了较为广泛的辐射作用。来访兄弟院校达13所，仪器设备使用率高，来我中心做实验的院校、中学和企业达23所。实验教学队伍培养培训制度健全落实，富有成效，近三年来，共选派13人次到国内外相关物理实验机构学习、进修和交流。我中心作为浙江省大学生物理实验技能竞赛培训基地达3次。

为适应学校逐步从单一的教学型大学转变为教学科研型大学，物理实验中心目前以承担基础实验教学为主，实验中心利用近年来实验室建设的投入，仪器设备条件的不断改善，在完成实验教学任务的前提下，尽力为教师的科研课题提供条件，承接的纵向和横向课题也逐年增多，5年来承担课题70余项，其中863和国家基金等国家级项目19项、省创新团队和省基金等省部级项目18项，总经费500多万元。获各级科研成果奖10项、国家专利9项。已在Science、Nature和Phys. Rev. B等国际刊物上发表学术论文300余篇，其中SCI收录论文约200篇。教师积极参加国内外学术会议以及参与面向企业的技术咨询等社会服务工作。把科研资源引入实验教学，把科研成果及时固化为实验教学内容，从而对物理实验中心的实验教学起到极大的的促进、支撑和保障作用。

但是，随着科技的进步和专业的发展，已有的部分实验仪器和设备已经显得落后，部分已进入高维修期，特别是示范中心建设的需要，急需更新充实一些先进的实验设备（见附表《实验室建设项目支出预算表》）。

(2) “十二五”规划期间计划更新完善的实验室

以示范中心建设为主线，结合学科发展、专业建设和教学大纲要求，物理实验教学中心“十二五”期间计划更新完善的实验室见表1。

表1 “十二五”规划期间计划更新完善的实验室

2．总投资

总投资311.3万元，其中主要设备购置费293.4万元, 实验室设施及改造费17.9万元。 资金来源为申请中央财政专项资金90万元、地方财政专项资金137.1万元，学校自筹84.2万元。各实验室需要的投资见表1。

3．预期效果

按照“把实践能力培养作为创新型高素质人才培养的着力点,把实验教学作为培养学生基本理论知识、基本方法技能和基本综合素质的主渠道之一,把实验室开放管理，方便学生、教师进入实验室，促进其精力投入实验教与学，作为实验教学管理改革的关键,把精品实验项目、条件装备、环境营造、网络助学与管理、创新性实验教学环节质量标准建设等作为实验教学建设的重点”的实验室建设思路建设实验室。

（1）在原有的基础上进一步建设探索精神培养实验教学平台:通过增设“激光监听”等8个演示实验项目。进一步营造实验室物理环境，提高学生科学人文素质，为启迪学生的探索精神，开启他们的智力，提供了一个开放式平台。

（2）渗透学科前沿，合理的设置实验项目:精选一些物理基本概念、实验方法突出的典型实验项目(如“磁阻效应”、“传感器应用与设计”、“金属线膨胀系数、变温粘滞系数测量”等)，充实、改进原有实验项目，淘汰一些操作简单，内容陈旧的实验项目，确保实验项目的先进性。

（3）引入新技术和现代化实验手段，拓展实验教学内容，增加物理实验的内涵，拓展学生的视野：引入 “溅射镀膜等离子装置”、“直流辉光放电、LED冷阴极荧光管装置”、“激光拉曼光谱仪”等设备，开设等离子体在微电子加工、光学薄膜系制备和等离子体在工业废气、废水处理中的应用实验，将最新的科技成果和应用技术引入实验教学，以培养学生的社会适应性。

通过本次建设使物理实验数量增加27个，其中综合性、设计性、研究性实验数量增加16个。丰富了实验内容，提高了综合性、设计性、开放性实验的深度和广度，为因材施教提供了的实验条件，以满足新材料、微电子、环境、能源、生物等新专业对物理实验教学的需要。

本规划考虑了9个学院28个专业（纺织工程、机械设计制造、电子信息工程、应用物理学、生物技术等）2300余名学生的实验教学，涉及实验课程5门(实验项目数62个）、实验总人时数10余万/年，效益显著。

二、建设的必要性和可行性

1. 项目背景及实施项目的必要性

物理学是一门基础学科，其发展的历史是以创造性和应用性为特征，以实验研究为基本手段。近现代史表明，物理的发展及其与其它学科的交叉融合，都会带来科技的重大创新与突破，都会极大地提高社会生产力，乃至改变社会生产方式和人类的生活方式，进而推动了人类社会的进步和发展。如19世纪初电磁感应现象的发现，麦克斯韦方程组的建立，成为电气革命的知识基础，电机电器相继发明，进而发展出电力电气等新兴产业，人类进入电气时代；20世纪初，量子力学的建立，半导体物理和材料的进展，现代计算机理论模型的提出等，成为电子信息技术的科学基础，发展出电子信息、计算机等新兴产业，人类进入电子信息时代。展望未来，以能源、材料、信息与生物为核心的新科技革命，将引领人类进入绿色、智能和可持续发展的新时代，为生产力发展打开新的空间，催生战略性新兴产业，推动全球产业结构的新变革。而物理学研究的每一次重大突破依赖于实验手段的进步，因此，实验装备的创新和进步，无论对物理学科本身的发展，还是对创新型人才的培养都是至关重要的。

进入21世纪后，高等学校的教学开始由传统的致力于传授知识向传授知识与发展能力并重转变，以利于培养具有开拓精神和创造能力的专门人才。把知识、能力和素质的培养结合起来,注重创新意识和创新能力的培养已成为各高校教学改革追求的目标。物理实验教学由于其独特的性质受到了人们更多的关注，在高素质人才培养过程中，越来越显示出它的重要作用。物理实验课作为理工科大学生必修的公共基础课,涉及的学生面相当广、是学校最重要的实验课程。因此，建立高层次的基础物理教学体系，对全面培养和提升大学生的创新精神和创新能力具重要作用，对建设创新型省份、科教强省、提升自主创新能力、高新技术产业的可持续发展具重要意义。

2．建设的可行性

物理实验教学中心始建于1960年，是我校创建最早的实验室之一。自1985年独立设课以来，物理实验教学改革便走在学校前列。1999年，物理实验室以优秀的成绩通过“浙江省首批基础合格实验室”的评估。2001年物理实验室搬到下沙新校区2500多平方米的新物理实验大楼内。实验教学环境、仪器设备、实验项目以及教学软件等方面都得到较大提升。2003年，为了适应面向21世纪物理实验教学改革的需要，在原物理实验室的基础上，组建了“浙江理工大学物理实验教学中心”，实行校院两级管理体制和实验中心主任负责制。中心在以学生为本，以 “素质、能力、创新意识”培养为核心的教育理念指导下，通过整合、优化各实验室资源，对物理实验教学体系、内容、方法及运行机制等进行了全面的改革，取得了优异成绩，2004年被确定为校首批教学创新基地。2004年以后，随着物理学学科专业的建立，物理实验中心分别建立了包括：“激光原理与技术”、“光电检测技术”、“光信息处理”和“光电材料与器件”四个专题的光电子方向专业教学实验室。现在实验中心已拥有设备总资产1600余万元，实验室面积达2500平方米。可开设各类物理实验113项。2010年已被批准为省级示范中心建设点。实验教学中心每年承担9个学院28个专业共2300余名本科生的实验教学工作以及应用化学、材料物理与化学专业部分研究生的科研基地，实验人时数达10万余/年。

随着硬件建设的日渐完善，物理实验教学中心同时积极开展教学改革和实践探索。1998年我校对《大学物理实验》进行了重点建设，成为我校优秀课程，面对时代的挑战，在2001年实验中心对大学物理实验课程体系、教学内容、方法和模式作了全面改革，深入开展《建立新世纪物理实验新体系》、《物理实验教学方法改革》等教改项目的研究，打破了力、热、电、光、近代物理等封闭传统的物理实验课程体系，注重物理实验的时代性与先进性，提出了与现代科技发展相适应的由基本性实验、综合性实验、设计性实验组成的新的物理实验课程体系，其改革成果《大学物理实验教学体系改革》于2004年获得浙江理工大学教学成果一等奖。在此基础上，物理实验中心从更高、更全面的角度来审视物理类课程的改革与发展，围绕“素质、能力、创新意识”的培养目标，深入开展《物理系列课程建设》、《大学物理综合性实验和设计性实验的研究与实践》等教改项目的研究，使物理实验教学中心开设的各类实验课程与物理理论课程形成一个有机的整体。《大学物理实验》2005年成为校级精品课程，《大学物理实验》教材2008年由浙江大学出版社出版发行。2006年获浙江省新世纪教改项目《新世纪高校基层教学组织体系改革的研究》支持，深入开展物理实验教学模式和管理机制研究，积极推行开放式教学管理。

随着计算机网络技术的普及，物理实验中心开发基于校园网4A平台，实现了物理实验教学、管理的现代化。积极开发教学课件，已开发电子教案（PPT）26个，2009年获浙江理工大学多媒体课件比赛二等奖。

物理实验教学中心拥有一支实验教学与理论教学互通、实验教学与科学研究相结合、专职与兼职并重的实验教学队伍，共32人，其中正高8人，副高9人，中级13人，初级2人。实验教学队伍中海归9人，博士20人，硕士5人。2009年“生物材料及生物传感器团队”入选浙江省高等学校创新团队，有2人入选“国家百千万人才计划”，1人入选中国科学院“百人计划”，1人被聘为浙江省高等学校特聘教授以及浙江省高等学校“钱江高级人才”，1人担任《大学物理实验》编委，另有“钱江人才”资助计划1人，浙江省高等学校中青年学科带头人1人。

物理实验教学中心承担各级别教学研究课题27项，发表教学研究论文18篇，获教学成果奖3项，出版实验教材2本，自编实验讲义5本。实验教学覆盖面广，教学效果良好，实验开出率高，学生实验兴趣浓厚。能够与《普通物理》理论课教学大纲相配备。学生在SCI/EI刊物上正式发表论文3篇、获省新苗计划3项、创新科研项目3项。经由物理实验中心作为实验教学平台培养出来的09届应用物理学专业本科毕业设计(论文) 在全省24所高校72个专业毕业设计（论文）抽查中排名第一。

物理实验教学中心开放运行，注重交流，并产生了较为广泛的辐射作用。来访兄弟院校达13所，仪器设备使用率高，来我中心做实验的院校、中学和企业达23所。实验教学队伍培养培训制度健全落实，富有成效，近三年来，共选派13人次到国内外相关物理实验机构学习、进修和交流。我中心作为浙江省大学生物理实验技能竞赛培训基地达2次。

为适应学校逐步从单一的教学型大学转变为教学科研型大学，物理实验中心目前以承担基础实验教学为主，实验中心利用近年来实验室建设的投入，仪器设备条件的不断改善，在完成实验教学任务的前提下，尽力为教师的科研课题提供条件，承接的纵向和横向课题也逐年增多，5年来承担课题70余项，其中863和国家基金等国家级项目19项、省创新团队和省基金等省部级项目18项，总经费500多万元。获各级科研成果奖10项、国家专利9项。已在Science、Nature和Phys. Rev. B等国际刊物上发表学术论文300余篇，其中SCI收录论文约200篇。教师积极参加国内外学术会议以及参与面向企业的技术咨询等社会服务工作。把科研资源引入实验教学，把科研成果及时固化为实验教学内容，从而对物理实验中心的实验教学起到极大的的促进、支撑和保障作用。

项目调研充分、设计合理、人员队伍工作基础好、具备项目实施的硬件和软件条件，有能力达到预期目标。

三、建设内容及主要建设目标

1．主要工作内容

继续推进物理实验教学中心的建设进程，着重从内涵上下功夫，通过购置一批仪器设备，提高开放型实验、综合性实验、设计性实验的比例。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　

(1)进一步建设“探索精神培养”实验教学平台。在示范中心建设项目的基础上，通过购置激光监听实验等演示实验，进一步营造实验室物理环境，提高学生科学人文素质，为启迪学生的探索精神、开启他们的智力提供一个开放式平台。

(2)进一步建设“科学素质提升”实验教学平台。全面审视原有实验项目和内容，合理的设置实验项目。淘汰一些操作简单、内容陈旧的实验项目以及在现代科研和生产中已过时的内容、方法和设备，补充一些物理基本概念、实验方法突出的典型实验项目和一些学校新设专业学生实验教学需要的实验项目，如“磁阻效应”、 “金属线膨胀系数、变温粘滞系数测量”等，确保实验项目的先进性，以培养学生掌握物理实验基本知识、基本方法和基本技能，提高发现、分析和解决问题的能力。

(3)渗透学科前沿，引入新技术和现代化实验手段，纳入一些具有时代气息的、与生产实践或科研密切相关的实验，如引入 “溅射镀膜等离子装置”、“直流辉光放电、LED冷阴极荧光管装置”、“激光拉曼光谱仪”等设备，开设等离子体在微电子加工、光学薄膜系制备和等离子体在工业废气、废水处理中的应用实验，以拓展学生的视野。增加学生自主设计的实验内容，给学生留有较大想象与拓展空间，如增加“光学设计实验”和“传感器应用与设计”等设计性实验项目，提高综合性、设计性、研究性实验的比例。

通过本次建设将增加实验项目27个，其中综合性、设计性、研究性实验数量增加16个，丰富了实验内容，提高了综合性、设计性、开放性实验的深度和广度，为因材施教提供了条件，以满足应用物理专业和新材料、微电子、环境、能源、生物等新专业对物理实验教学的需要。

2．预期总目标

按照“把实践能力培养作为创新型高素质人才培养的着力点；把实验教学作为培养学生基本理论知识、基本方法技能和基本综合素质的主渠道之一；把实验室开放管理，方便学生、教师进入实验室，促进其精力投入实验教与学，作为实验教学管理改革的关键；把精品实验项目、条件装备、环境营造、网络助学与管理、创新性实验教学环节质量标准建设等作为实验教学建设的重点”的实验室建设思路进行建设。通过加强“探索精神培养实验教学平台”、“科学素质培养实验教学平台”、“创新意识激发与创新能力培养实践教学平台”三大平台，深化基础课程教学研究与教学模式改革，波浪式提升学生的综合素质、创新能力。把物理实验教学中心建设成为国内先进，省内一流的物理实验课程教学研究与教学改革的实验基地和示范中心，为全省高校物理实验教学改革提供示范经验，带动高校实验室建设和发展。

3．阶段性目标

(1)通过购置激光监听实验仪等，增加演示实验项目8个。进一步营造实验室物理环境，提高学生科学人文素质，为启迪学生的探索精神，开启他们的智力，提供了一个开放式平台。拟增加的物理演示实验项目见表2。

表2 拟增加的物理演示实验项目

(2)渗透学科前沿，合理的设置实验项目，进一步建设科学素质提升实验教学平台，培养学生掌握物理实验基本知识、基本方法和基本技能，提高发现、分析和解决问题的能力。精选一些“磁阻效应”、“金属线膨胀系数、变温粘滞系数测量”等物理基本概念、实验方法突出的典型实验项目，充实、改进原有实验项目，淘汰一些操作简单，内容陈旧的实验项目，确保实验项目的先进性。引入新技术和现代化实验手段，拓展实验教学内容，增加物理实验的内涵，拓展学生的视野。如：引入“溅射镀膜等离子装置”、“直流辉光放电、LED冷阴极荧光管装置”、“激光拉曼光谱仪”等设备，开设等离子体在微电子加工、光学薄膜系制备和等离子体在工业废气、废水处理中的应用实验。增加学生自主设计性的实验内容，给学生留有较大想象与拓展空间，如增加“光学设计实验”和“传感器应用与设计”等设计性实验项目，提高综合性、设计性、研究性实验的比例。通过建设使物理实验数量增加27个，其中综合性、设计性、研究性实验数量增加16个。拟增加和更新的基础物理实验项目见表3，拟增加的综合性、设计性、研究性实验项目见表4。

表3 拟增加和更新的基础物理实验项目

表4 拟增加的综合性、设计性、研究性实验项目

通过本规划的实施建设，争取至2014年底新增实验项目27项（其中增加综合性、设计性、研究性实验16个），充实、更新实验项目2个。编写完成实验指导书，开出计划实验项目，最大限度地向学生开放，促进优秀生的培养、提高学生的创新能力、提升毕业设计的质量，促进学校教学整体水平的提高。

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