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摘 要：本文探讨了在师范学院物理专业中开设综合实验的必要性及其作用，从物理综合性实验教学目前普遍存在的问题出发，结合实验教学与管理实践，提出了优化综合性实验教学的基本条件及解决方案。
关键词：综合性实验；创新能力；开设条件；探索；实践
实验是高等学校物理专业的重要教学环节之一。当前，包括我校在内的一些地方性师范院校物理专业的实验教学环节较为薄弱，开设的实验以验证性实验项目为主，综合性实验项目不足，这成为严重制约高校教学质量进一步提高的因素。在教育部2005年1月7日下发的《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》明确要求高等学校“要切实加强实验、实习、社会实践、毕业设计(论文)等实践教学环节，保障各环节的时间和效果，不得降低要求；不断改革实验教学内容，改进实验教学方法；增加综合性与创新性实验，给大学生创造更多动手操作的机会，提高大学生的实践能力、创新能力和独立研究能力”。此外，2004年8月教育部下发的高等教育指导性文件《普通高等学校本科教学工作水平评估方案(试行)》也明确指出了综合性、设计性实验项目在高等学校理工类专业实验课程中的所占的具体比例及效果要求。
在近几年的实验教学及管理工作发现，许多任课教师和实验技术人员对开发综合性实验的热情很高，有关实验教学的教改项目、成果年年有，但正常开设和推广综合性实验却十分困难，一些综合性实验在纳入正常实验教学时会因出现各种问题的而搁置，如对开设综合性实验重要性认识不够，学生对综合性实验热情不高，实验持续时间过长，所需仪器设备不足等。因此，探讨制约物理专业综合性实验项目开设的因素及提出相应的解决对策，对于高等师范院校物理专业提高实验教学与管理工作的效率，培养学生的创新能力有重要意义。
1、师范院校物理专业(本科)开设综合实验的必要性
1．1 综合性实验
根据实验项目的内容和目的，当前高等学校开设的实验分综合性实验、设计性实验和验证性实验。其中综合性实验是以理论教学内容为基础，对所学的知识进行综合运用的实验。在教学过程中综合性实验不仅具有一般验证性实验所起的作用，还可以为学生综合运用课程基本理论开辟一个新领域，扩大学生视野，提高学生分析问题、解决问题的能力，进而使学生更全面、更深刻地掌握基本知识。所以，在培养学生独立动手能力和良好的科学素质方面，一般验证性实验是无法代替综合性实验的。
1．2 综合性实验的作用
综合实验并非多个实验内容的“大杂烩”，也不是知识的简单堆积，而是通过设计新的实验内容及过程组合，设计出一些能引导学生观察未知现象，认识未知事物，提供进一步开动脑筋的实验项目。综合性实验的内容选择既要考虑丰富学习的内涵，又要满足学生探索知识的兴趣。因此综合性实验是以学生设计、操作为主，教师指导为辅，给学生提供一个独立思考的机会，最大限度地发挥学生主观能动性的实验。在完成综合性实验过程中，不仅要求学生掌握理论知识，实验仪器的使用方法，更为重要的是让学生为了能达到实验目的，在教师指导下查阅大量相关资料，增强学生学习的主动性，经过对大量资料的收集，对比研究，扩大学生的知识面，培养学生的创造能力，消除学生学习的依赖和等靠思想。这一过程无疑是对能力最好的训练，创新意识或能力也往往在带有问题的研究式学习中得到最好的培养。
2、当前师范院校物理专业实验教学中存在的问题
目前国内各师范院校对落后的实验教学观念和传统的实验教学内容、方法改革的呼声很高，但切实整改并将整改结果纳入正常实验教学的较少。究其原因，主要是不能从学生在本学科实验教学中应获得能力结构的高度考虑开设实验项目，另外没有充分考虑开设综合性实验项目的许多具体要求，或对开设综合性实验项目的意义理解不够深刻，以及实验教学学时不允许、综合性实验项目教学低值易耗费过高、实验设备和管理跟不上等等。即使开发成功后纳入正常实验教学的综合性实验项目，面对各种问题，往往使得转入正常开设十分困难，以至于仍多沿袭原来的教学方式。
由于制约综合性实验项目开发和开设的因素很多，基于我校教学管理的现状，要求从校领导到院、系领导，物理系各专业学术带头人都必须足够重视制约综合性实验项目的开发和开设。要从学校、学科、专业的教学改革全局通盘考虑，从通过实验教学增强大学生的实践能力、创新能力、独立研究能力和提高教学质量的高度来认识开发和开设综合性实验项目的重要性。学院各职能部门要配合各系对综合性实验研究项目的立项、论证、实施、检查、验收等进行精心组织与管理，并从项目可行性论证、资金设备投入、教学评估、新专业建设、实验技术开发等方面加强协调。
3 优化高等师范院校物理专业综合性实验教学的基本措施
3．1 加强师资队伍建设
高层次的师资队伍是开设综合性设实验的前提条件，他们应具备较高的教学、实验、科研综合经验，并能站在本学科的高度来通盘考虑。这就要求在从事实验教学管理工作时一是要转变观念，引进高层次专业技术人员到实验室工作；二是要注意培养提高现有实验技术人员的整体素质；三是要调动和吸引高层次人员积极参与综合性实验项目的设计和开发工作。只有通过多渠道、多措施的并举，才能满足综合性实验对高水平师资条件的要求。
3．2 配备综合性实验教学所需仪器、设备
由于综合性实验的内容、组织形式和实施过程与常规的验证性实验项目不同，所需要的实验设备在台、套数和性能、规格等方面也与传统的验证性实验项目相比要求较高。所以要深化综合性实验的教学，必须要加强教学实验室的建设，提高实验设备的共享程度和使用效率，创造更好的实验教学条件，给大学生创造更多动手操作的机会。由于综合性实验所用仪器、设备的性能规格会随着实验内容的增加和延伸而提高，这就要求在经费投入和设备论证采购等方面的工作不断完善。
3．3 开放实验室，加强实验室日常管理
实施综合性实验项目教学时，由于学生自主选课或预约实验、自愿结合，实验过程长、使用的仪器、设备多，所以要求开放实验室完成综合性实验项目的教学。开放实验室要具体落实实验室使用时间、使用范围、实验内容、实验内容的覆盖面等方面，以我院物理系普通物理实验室(电磁学)为例，把电磁学实验课程体系由“大循环”式教学改革为“台阶式”教学，即把整个实验教学过程按难易程度分为3个阶段：基础实验阶段(必做7个)、综合与应用实验阶段(8选5)、设计性实验阶段(4选2)(表1)。新的实验课程体系的建立，要求全面开放实验室。我们开发了《物理专业综合实验平台》，面向全系学生从自主选实验项目、预约实验时间，到实验预习、实验操作、实验报告、实 验成绩等全面开放，并利用校园网实行计算机网络技术支持。开放实验室管理组织工作复杂，需要在待遇方面有所体现。我校在制定有关分配政策时进行分配政策倾斜，在实验课入时数计算时对开放实验室在原课程类别基础上增加相应系数。
3．4 增加实验教学学时
开设综合性实验项目，由于实验内容的增加和延伸，特别是学生自行设计实验方案，自愿结合并自主试验，增加了实验所需时间的不确定性。为了能够适应这些特点，必须增加综合性实验、设计性实验的教学学时。由于各个学校对各个专业总学时数的限制，使得综合性实验的学时难以增加到实际所需学时。这也是综合性实验教学实施中普遍存在的难题。我们的做法是，综合性实验实际所需学时由适当增加实验学时计划和实验室开放相结合。
3．5 增加实验运行费投入
我院实验运行费包括实验低值消耗费和教学设备维修费。综合性实验或是内容涉及多学科的综合知识，或是多种实验技能的综合，所用低值易耗品品种多、消耗量大，加之所用设备要求高、实验过程复杂且长、实验室需要开放，这些都涉及到提高实验运行费，否则必然影响实验效果。在制定实验运行费管理政策时，要充分考虑这些特点，进行分配政策倾斜，利用调整补贴来满足综合性实验运行费。这是综合性实验正常开设和保证效果好的基本保障。
3．6 提高实验指导人员的补贴
由于综合性实验容量大、环节多，准备实验任务重，组织工作复杂，指导难度大，且所需实验设备台套数多、性能规格高。与普通实验相比，其准备和指导实验所付出的精力和时间要大得多，加之又要调动和吸引高层次人员积极参与综合性实验教学工作，所以必须提高指导实验的技术人员的补贴。这一问题如不能合理解决，将会在一定程度上挫伤实验指导教师和实验室技术人员的积极性，从而影响综合性实验的正常开设和实验教学的效果。我们的做法是，在制定有关分配政策时充分考虑综合性实验这些特点，进行分配政策引导。这样一方面尊重教师和实验技术人员做好开设综合性实验的工作；另一方面，在政策上形成一种良性导向，鼓励广大教师和实验技术人员积极投入到开发综合性实验中去。
4、结论与讨论
与传统的实验教学相比，综合性实验要求的知识面更广，要求学生对所学知识有较全面的掌握；在实验技术方面涉及到多种实验技能，可以从不同的角度提高学生的实际动手能力。总体上看，在物理专业本科实验教学环节中增加综合性实验项目，能够开阔学生的视野，对培养学生的实验技能和创新能力有积极作用。同时，综合性实验项目的开发、开设也是教学过程中的一项复杂系统工程，需要学校各级领导、职能部门和广大教师和实验技术人员在观念上形成共识，在实验教学实施过程中要以学生和教师为本，采取多种措施，充分调动各方面的积极性，不断探索和实践，使综合性实验在提高教学质量和培养学生能力方面起更大的作用。
关键词：综合性实验；创新能力；开设条件；探索；实践
实验是高等学校物理专业的重要教学环节之一。当前，包括我校在内的一些地方性师范院校物理专业的实验教学环节较为薄弱，开设的实验以验证性实验项目为主，综合性实验项目不足，这成为严重制约高校教学质量进一步提高的因素。在教育部2005年1月7日下发的《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》明确要求高等学校“要切实加强实验、实习、社会实践、毕业设计(论文)等实践教学环节，保障各环节的时间和效果，不得降低要求；不断改革实验教学内容，改进实验教学方法；增加综合性与创新性实验，给大学生创造更多动手操作的机会，提高大学生的实践能力、创新能力和独立研究能力”。此外，2004年8月教育部下发的高等教育指导性文件《普通高等学校本科教学工作水平评估方案(试行)》也明确指出了综合性、设计性实验项目在高等学校理工类专业实验课程中的所占的具体比例及效果要求。
在近几年的实验教学及管理工作发现，许多任课教师和实验技术人员对开发综合性实验的热情很高，有关实验教学的教改项目、成果年年有，但正常开设和推广综合性实验却十分困难，一些综合性实验在纳入正常实验教学时会因出现各种问题的而搁置，如对开设综合性实验重要性认识不够，学生对综合性实验热情不高，实验持续时间过长，所需仪器设备不足等。因此，探讨制约物理专业综合性实验项目开设的因素及提出相应的解决对策，对于高等师范院校物理专业提高实验教学与管理工作的效率，培养学生的创新能力有重要意义。
1、师范院校物理专业(本科)开设综合实验的必要性
1．1 综合性实验
根据实验项目的内容和目的，当前高等学校开设的实验分综合性实验、设计性实验和验证性实验。其中综合性实验是以理论教学内容为基础，对所学的知识进行综合运用的实验。在教学过程中综合性实验不仅具有一般验证性实验所起的作用，还可以为学生综合运用课程基本理论开辟一个新领域，扩大学生视野，提高学生分析问题、解决问题的能力，进而使学生更全面、更深刻地掌握基本知识。所以，在培养学生独立动手能力和良好的科学素质方面，一般验证性实验是无法代替综合性实验的。
1．2 综合性实验的作用
综合实验并非多个实验内容的“大杂烩”，也不是知识的简单堆积，而是通过设计新的实验内容及过程组合，设计出一些能引导学生观察未知现象，认识未知事物，提供进一步开动脑筋的实验项目。综合性实验的内容选择既要考虑丰富学习的内涵，又要满足学生探索知识的兴趣。因此综合性实验是以学生设计、操作为主，教师指导为辅，给学生提供一个独立思考的机会，最大限度地发挥学生主观能动性的实验。在完成综合性实验过程中，不仅要求学生掌握理论知识，实验仪器的使用方法，更为重要的是让学生为了能达到实验目的，在教师指导下查阅大量相关资料，增强学生学习的主动性，经过对大量资料的收集，对比研究，扩大学生的知识面，培养学生的创造能力，消除学生学习的依赖和等靠思想。这一过程无疑是对能力最好的训练，创新意识或能力也往往在带有问题的研究式学习中得到最好的培养。
2、当前师范院校物理专业实验教学中存在的问题
目前国内各师范院校对落后的实验教学观念和传统的实验教学内容、方法改革的呼声很高，但切实整改并将整改结果纳入正常实验教学的较少。究其原因，主要是不能从学生在本学科实验教学中应获得能力结构的高度考虑开设实验项目，另外没有充分考虑开设综合性实验项目的许多具体要求，或对开设综合性实验项目的意义理解不够深刻，以及实验教学学时不允许、综合性实验项目教学低值易耗费过高、实验设备和管理跟不上等等。即使开发成功后纳入正常实验教学的综合性实验项目，面对各种问题，往往使得转入正常开设十分困难，以至于仍多沿袭原来的教学方式。
由于制约综合性实验项目开发和开设的因素很多，基于我校教学管理的现状，要求从校领导到院、系领导，物理系各专业学术带头人都必须足够重视制约综合性实验项目的开发和开设。要从学校、学科、专业的教学改革全局通盘考虑，从通过实验教学增强大学生的实践能力、创新能力、独立研究能力和提高教学质量的高度来认识开发和开设综合性实验项目的重要性。学院各职能部门要配合各系对综合性实验研究项目的立项、论证、实施、检查、验收等进行精心组织与管理，并从项目可行性论证、资金设备投入、教学评估、新专业建设、实验技术开发等方面加强协调。
3 优化高等师范院校物理专业综合性实验教学的基本措施
3．1 加强师资队伍建设
高层次的师资队伍是开设综合性设实验的前提条件，他们应具备较高的教学、实验、科研综合经验，并能站在本学科的高度来通盘考虑。这就要求在从事实验教学管理工作时一是要转变观念，引进高层次专业技术人员到实验室工作；二是要注意培养提高现有实验技术人员的整体素质；三是要调动和吸引高层次人员积极参与综合性实验项目的设计和开发工作。只有通过多渠道、多措施的并举，才能满足综合性实验对高水平师资条件的要求。
3．2 配备综合性实验教学所需仪器、设备
由于综合性实验的内容、组织形式和实施过程与常规的验证性实验项目不同，所需要的实验设备在台、套数和性能、规格等方面也与传统的验证性实验项目相比要求较高。所以要深化综合性实验的教学，必须要加强教学实验室的建设，提高实验设备的共享程度和使用效率，创造更好的实验教学条件，给大学生创造更多动手操作的机会。由于综合性实验所用仪器、设备的性能规格会随着实验内容的增加和延伸而提高，这就要求在经费投入和设备论证采购等方面的工作不断完善。
3．3 开放实验室，加强实验室日常管理
实施综合性实验项目教学时，由于学生自主选课或预约实验、自愿结合，实验过程长、使用的仪器、设备多，所以要求开放实验室完成综合性实验项目的教学。开放实验室要具体落实实验室使用时间、使用范围、实验内容、实验内容的覆盖面等方面，以我院物理系普通物理实验室(电磁学)为例，把电磁学实验课程体系由“大循环”式教学改革为“台阶式”教学，即把整个实验教学过程按难易程度分为3个阶段：基础实验阶段(必做7个)、综合与应用实验阶段(8选5)、设计性实验阶段(4选2)(表1)。新的实验课程体系的建立，要求全面开放实验室。我们开发了《物理专业综合实验平台》，面向全系学生从自主选实验项目、预约实验时间，到实验预习、实验操作、实验报告、实 验成绩等全面开放，并利用校园网实行计算机网络技术支持。开放实验室管理组织工作复杂，需要在待遇方面有所体现。我校在制定有关分配政策时进行分配政策倾斜，在实验课入时数计算时对开放实验室在原课程类别基础上增加相应系数。
3．4 增加实验教学学时
开设综合性实验项目，由于实验内容的增加和延伸，特别是学生自行设计实验方案，自愿结合并自主试验，增加了实验所需时间的不确定性。为了能够适应这些特点，必须增加综合性实验、设计性实验的教学学时。由于各个学校对各个专业总学时数的限制，使得综合性实验的学时难以增加到实际所需学时。这也是综合性实验教学实施中普遍存在的难题。我们的做法是，综合性实验实际所需学时由适当增加实验学时计划和实验室开放相结合。
3．5 增加实验运行费投入
我院实验运行费包括实验低值消耗费和教学设备维修费。综合性实验或是内容涉及多学科的综合知识，或是多种实验技能的综合，所用低值易耗品品种多、消耗量大，加之所用设备要求高、实验过程复杂且长、实验室需要开放，这些都涉及到提高实验运行费，否则必然影响实验效果。在制定实验运行费管理政策时，要充分考虑这些特点，进行分配政策倾斜，利用调整补贴来满足综合性实验运行费。这是综合性实验正常开设和保证效果好的基本保障。
3．6 提高实验指导人员的补贴
由于综合性实验容量大、环节多，准备实验任务重，组织工作复杂，指导难度大，且所需实验设备台套数多、性能规格高。与普通实验相比，其准备和指导实验所付出的精力和时间要大得多，加之又要调动和吸引高层次人员积极参与综合性实验教学工作，所以必须提高指导实验的技术人员的补贴。这一问题如不能合理解决，将会在一定程度上挫伤实验指导教师和实验室技术人员的积极性，从而影响综合性实验的正常开设和实验教学的效果。我们的做法是，在制定有关分配政策时充分考虑综合性实验这些特点，进行分配政策引导。这样一方面尊重教师和实验技术人员做好开设综合性实验的工作；另一方面，在政策上形成一种良性导向，鼓励广大教师和实验技术人员积极投入到开发综合性实验中去。
4、结论与讨论
与传统的实验教学相比，综合性实验要求的知识面更广，要求学生对所学知识有较全面的掌握；在实验技术方面涉及到多种实验技能，可以从不同的角度提高学生的实际动手能力。总体上看，在物理专业本科实验教学环节中增加综合性实验项目，能够开阔学生的视野，对培养学生的实验技能和创新能力有积极作用。同时，综合性实验项目的开发、开设也是教学过程中的一项复杂系统工程，需要学校各级领导、职能部门和广大教师和实验技术人员在观念上形成共识，在实验教学实施过程中要以学生和教师为本，采取多种措施，充分调动各方面的积极性，不断探索和实践，使综合性实验在提高教学质量和培养学生能力方面起更大的作用。