专用于开放物理实验室建设的管理与研究.pdf

管理观察 Management Observer 总第 555 期 第 28 期 2014 年 10 月 上旬出版 164 目前，一般大学物理实验室的开放是在正常教学 之外的空余时间，实验室既作教学用，也兼作开放用， 这种形式的开放确实提高了实验室设备的利用率，也 提高了学生的动手能力和创新能力。但也存在以下问 题； 第一，由于首先要满足教学的需要，所以时间上不 能完全开放，只有在教学任务完成以后的空余时间才能 对学生开放，不能满足所有学生的需要。 第二，设备共享率不高，一般实验室在同一时间只 能放置一套设备，做单一的实验，很难在不同实验中实 现一机多用式的共享。 第三，由于综合性、设计性实验往往需要多种设备 的组合使用，实现多种功能，在普通实验室设备单一， 无法实现。 第四，管理困难。由于设备单一，开放单个实验室 不能满足所有学生的要求，一般都要放开放几个或十几 个不同的实验室，在管理人员和指导教师不足的情况下 对学生以及设备的管理将带来困难。 为了克服以上不足，我们作了如下的尝试：将每 个实验室的两套备用设备整合在一个实验室，组成一 个由多种不同设备组成的综合实验室，将此实验室从 教学中脱离出来专用于对学生开放。这些设备中包括 力学、电学、热学、光学等多种设备。同时，我们为 了让学生能更好地做设计性实验，我们还整合了两套 用于做物理仿真实验的计算机， 安装了物理仿真软件、 多媒设计软件以及 DEA 电子设计软件。结果，很大程 度上解决了以上的问题。于是，我们提出了构建一个 专用于开放物理实验室建设的管理与研究 鲁尝君 （浙江农林大学天目学院，浙江 诸暨 311800） 专用于做开放物理实验的实验室的初步设想，以供同 行们参考。 1. 专用于开放的物理实验室的构建 1.1 硬件 1.1.1 基础物理实验设备。基础物理实验室的设 备包括力学、电学、热学、光学等多种设备，由于这 是专用于开放，不用于上课，所以每种设备不必太多， 一般以两套为宜。按每学期开 15 个实验计算，专用实 验室需放置 30 套的各类设备，正好组成一个实验室。 学生在做实验时有许多设备可共享，所以还可少配一 些，象直流电源，只要电压范围符合要求一般可通用。 1.1.2 设计性物理实验设备。主要是用于运行物 理仿真软件、EDA 电子设计软件、flash 多媒体设计 的计算机以及电学部分用到的示波器、信号发生器、 稳压电源、九孔板、面包板、万用表等。如果经济条 件许可，可配两套数模电实验箱，供能力较强的学生 使用。当然要配备许多零配件，象测试线、焊锡、电 铬铁、线夹、元器件等。 1.2 软件 1.2.1 物理仿真软件。这主要是在做基础物理实 验前在计算机上通过软件进行演示，以提前掌握操作 过程中所出现的各种情况，避免真正做实验时走弯 路，或者对一些在实验操作中不易完成的实验，象高 压电实验、不易观察的快速运动实验，象弹性碰撞过 程以及宏观的万有引力实验和微观的电磁场实验等进 摘要：将物理实验室开放，为学生提供良好的实验环境，提高设备利用率已成为高等院校的普遍做 法， 也是高校物理实验教学改革的主要方向。 但如何提高开放效率是目前各物理实验室关心的主要问题。 本文论述了浙江农林大学天目学院在这方面的一些尝试。 关键词：实验室开放 专用于开放的实验室 设备共享 综合能力 作者简介：鲁尝君（1981-），男，民族：汉，籍贯：杭州临安，学历：本科，职称：助理实验师，研究方向：实验室管理、 计算机网络技术的应用。 10上黑白.indd 1642014-9-28 15:50:59 教育管理 165 行仿真模拟。我们使用的仿真软件包括 Pro-E、VC 、 Matlab、UG 以及王晓蒲、霍建青设计的大学物理仿 真实验2.0 版。 1.2.2 EDA 软件。这是电子设计自动化软件。用于 培养学生运用现代化 EDA 工具完成各种电子电路及系统 设计。加强应用新技术、新方法、新器件的训练，强化 工程能力和创新能力的培养。 1.2.3 多媒体软件。为了鼓励师生积极参与设计 性实验， 我们在计算机上安装了多种多媒体设计软件， 让师生能在做实物前进行多媒体软件的设计实验，提 高实物设计的成功率。达到少走弯路，节省成本的目 的。 1.3 设备的来源 1.3.1 全新购置。 如果经济条许可， 此种方法较好， 一次性购置全新设备，让参与开放的师生有一种设备 精良的感觉，同时也突出学校对开放实验的重视。从 而提高师生参与的积极性，必竟会有多一分投入多一 分产出。 1.3.2 闲置设备利用。专用开放的物理实验室成本 不高，一般学校的物理实验室在配置设务备时，都会考 虑多配两套以备用。象我们学校一般每班学生人数为 30 人，最多 32 人，按 2 人一组计算，配 16 套设备已够用， 但一般会配置 18 或 20 套，以备损坏时备用，那两套设 备平时闲置着，可先“供出”。一般不会影响正常教学， 如有急需，临时可搬回。 1.3.3 旧设备可利用。在设备报费时，一般不会每 组设备都不能使用，整套设备有一半不能使用时已不能 用于正常教学，只要有足够年限就申请报费了，另外一 半正常设备也随着进入了储藏室。这些正常设备完全可 再回实验室与其它正常设备一起放在专用的开放实验室 里发挥“余热”。 2. 专用开放物理实验室的管理 从其构建的内容看，专用于开放的物理实验室与普 通的物理实验室不同，设备的种类由原来的单一设备变 成了热、力、电、光等各类设备样样齐全。再加上仿真 设备以及各种设计软件，使得实验室的管理难度大大增 加，为确保实验室开放工作的顺利进行，必须有相应的 配套措施。 2.1 完善管理制度 实验室要根据具体情况制定相应的管理制度，确 保实验室从时间上、管理人员的数量上以及设备的完 好率上都能达到正常开放要求。因为专用开放实验室 不担负教学任务，可以全天候开放，要求上午、下午、 晚上甚至周末都要安排人员值班。这样，实验室管理 人员的上班时间延长了，会给他们的生活带来不便， 需要有相应的制度来保障正常休息，不然会影响实验 室的管理效率，一般可采用轮班制来解决。另外，由 于设备种类多，学生可能通过多种设备的组合来完成 一个综合性或设计性的实验，在不同设备的相互连接 方面很容易出现问题，设备的损坏率会增加，这需要 制定出一个完善的设备维修制度来确保各种设备都能 正常使用。 2.2 提高管理人员及指导教师的综合素质 一般实验室的开放是每个实验室仅开放单套设备， 管理相对容易，但现在情况不同了，管理员要在一个实 验室内管理好几种或十几种设备，甚至还要悉计算机的 操作及多种软件的应用，有时学生提出的是各种各样的 问题，特别是设计性实验，都是一些平时没有接触到的 新问题。 对管理人员和指导教师来说都是一个极大的战。 管理人员和指导教师需要参加各种培训或请其他学科教 师帮带才能适应此类工作。 3. 注意事项 3.1 增加维护力量和经费 专用开放实验室确实给学生带来了方便，因为全天 候开放，设备种类又多，学生可根据需要自由选择时间、 自由组合设备进行做多种实验，且许多设备可共享，也 提高了设备的利用率。但这会带来一个问题，学生对设 备的频繁搬动和连接，难免会不同程度地造成设备的损 坏，增加设备的维护费用和工作量，学校需研究对策加 以解决。 3.2 加强对学生的指导力 在专用实验室内学生同时参与多种实验，涉及到的 内容广，对指导教师也提出了更高的要求。普通实验室 开放，内容单一，相对较容易指导。但现在多种设备集 中在起，不同的学生会提出不同的问题，而且内容多变。 要帮他们解决这些问题，远比讲解、辅导一、二门课的 工作量要大得多，这就要求指导教师的知识面广，知识 更新更快，既要有扎实的理论基础，又要有丰富的实验 经验。原来仅指导一、二门课的实验教师或刚参加工作 的缺乏经验的教师难以胜任此类开放实验的要求。 另外， 实验时间的延长也显的指导力不足，这也是必需解决的 问题。 10上黑白.indd 1652014-9-28 15:50:59 教育管理 166 4. 效果比较 对比原先一个实验室开放一套设备的做法，专用于 开放的实验室有明显的优点： 4.1 设备的利用率明显搞高了 我院物实验室课的开设对象是理工类专业的班级， 并非全院的所有专业，所以在课外对学生开放时，参加 开放实验的学生人数相对有限，而且不同的学生要会要 求使用不同的实验室。在这样情况下，实验室管理人员 不得不把所有的实验室都同时开放，这样，学生较分散。 对于每个实验室来说，参加开放实验的学生总数占设备 总数的比率较低；现在不同专业、不同爱好、不同程度 的学生可集中在一个专用实验室使用设备，学生人数占 本实验设备的比率大大提高了。 4.2 综合运用多种设备 由于方便多种设备组合使用，程度高的学生可以开 展一些综合性、设计性实验，可根据自己的设计要求综 合运用多种设备，完成特定的设计要求，真正达到一机 多用的目的。这样的实验室不只是简单的把多种设备放 在一起而已，它可达到 1+1 2 的目的。其次，专用开 放实验室没有正常教学任务，可实行全天开放，对于不 同专业、不同班级的学生来说都没有时间限限制，只要 有空余时间就可参与开放实验，并仔细研究，有效消化。 4.3 管理效率提升 原来有多少个实验就需开多少个实验室，现在只要 开放专用实验室就可以了，不仅节省了人力，而且管理 效果得到改善。因为管理人员能直接监控本实验室所有 设备的情况，也可现场指导学生如何使用设备，减少了 设备的损坏率。 4.4 提高自身水平 管理人员的水平得到了提高，由解决问题的需要， 管理人员必需通过多种途径来提高自己的综合水平。 5. 结束语 以上组建的专用实验室优势是明显的。整体设备来 看，它包含了力学、电学、热学、光学等各种设备，这 种一体化的性质决定了实验的可拓展性，原来只可做单 一实验的设备，现在经过多种设备的不同组合就能实现 不同的功能，实验的范围大大拓展了，从而能进行的实 验数量也增加了，这是最直接的经济效益。另外，从软 件设计，实验过程的演示，到真正进行实物实验是一条 龙进行，学生所学到的知识会更全面，由于软件演示可 重复进行，学生可反复观察现象，加深理解，掌握的知 识更牢固。 这样， 对设备的不同组合增加了实验的综合性， 对课堂上的单一实验进行深化和创新；从软件到硬件整 个过程的延长，增加了实验的步骤，使学生的动手能力 得到了充分的段炼，这正是目前各高等院校所追求的目 标。 参考文献： 1 刘军 , 徐朋 , 张萍 , 姜丽平全方位开放实验教学模式 的探索与实验 J2003（3）. 2 沈元华 . 设计性研究性物理实验教程 M. 复旦大学出版 社 ,2004. 3 邱宗荫 . 高等学校实验室工作实现跨越式发展的几点思 考J. 实验室研究与探索 ,2003,22(2):1-3 4 吴邵方 . 开放式实验室教学与管理J. 实验室研究与 探索 ,2001,20(1):1 5 曾锐 , 徐朝军 . 开放实验室管理理念及实现J. 实验 室研究与探索 ,2002，21（3）108 但这只是理论上的探讨，在体育教学过程中还需要根据 实践条件的变化与要求不断的改进。 参考文献： 1 王学萌，张继忠，王荣，灰色系统分析及实用计算机程 序 . 武汉：华中科技大学出版社，2001. 2 邓聚龙 . 灰色系统教程 M. 武汉 : 华中理工大学出版 社 ,1990.25-26. 3 李方 . 课程与教学基本理论 M. 广