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中心概况

南开物理学系始创于1919年。从物理系创始人饶毓泰先生开始,南开大学物理学人就牢固地树立了“物理学教育一定要重视实验教学”的坚强信念。历史悠久的南开大学物理实验传承着一个好传统,造就了一支好队伍,涌现出一批好成果。经过几代人的努力,形成了“自制、自拟、自组、开放”的实验室建设方针和“重基础、重素质、重能力、重创新”的实验教学体系。物理实验中心的建设取得了引人瞩目的成绩,形成了自己的特色和风格。
    近年来,物理实验中心获得了国家、天津市和学校的各类奖项40余项,其中国家教学成果一等奖1项;天津市教学成果一等奖1项;天津市教学成果二等奖3项。 
    1986年,“斯特恩-盖拉赫实验装置”、“气垫转盘”、“声光调制和光速测量装置”等获国家教委优秀教学仪器奖; 
    1989年,“艰苦奋斗十年,全面改革实验教学,建成‘自组式’实验教学体系”获国家教委优秀教学成果一等奖; 
    1997年,“充实和更新普物实验教学体系,试建面向二十一世纪教改新构架”获天津市优秀教学成果二等奖; 
    2001年,“努力进行‘基地’、‘211工程’建设,建立近代物理实验新体系”获天津市优秀教学成果二等奖; 
    2004年“以学科建设为支撑,搭建近代物理实验教学新平台”,获天津市教学成果二等奖。
    2006年,基础物理实验教学中心评为国家级实验教学示范中心
    2007年,《大学物理实验》评为国家级精品课程。 
    2007年,基础物理实验教学中心荣获天津市五一劳动奖状

    南开大学基础物理教学实验中心成立于1999年,在原来实验物理教研室的基础上组建而成。中心下属三个实验室:基础物理实验室,近代物理实验室,物理演示实验室。实验中心共有教职工20人,其中专职实验教师8人,7人具有博士学位;教授2人;专职技术人员12人,具有高级职称的4人。此外还有兼职任课教师27人,兼职实验教师实行流动制。中心实验室宽敞优美,面积2500平米,面向全校23个专业的2000余名学生开设实验课,有160多个实验项目可供学生选做,年均教学工作量为18万人时数。
    物理实验中心围绕着“自制、自拟、自组、开放”的方针进行实验室建设和实验教学。 
自制就是自行设计、制造实验仪器,改变实验仪器单一化模式或把实验仪器做成自动化操作的“黑匣子”倾向。物理实验中心自制的仪器设备达到200余套件。例如“斯特恩-盖拉赫实验装置” 填补了国内空白,获得国家优秀教学仪器一等奖。“光速测量”、“气垫转盘”、“粘滞系数的测定”、“循环水装置”等,他们曾分别获得国家级优秀教学仪器奖和国家专利。 
自拟是指由学生自行拟定实验方案和实验步骤,它是锻炼学生分析、综合、归纳能力的一种自主式的实验教学方式。如物理实验中心对实验预习有严格的规定,要求预习和实验时间的比例达到2:1,学生实验前要查阅相关的文献资料,自拟好实验方案和步骤经任课教师检查合格后方能进行实验。 
自组式的实验教学能够充分发挥学生的个性。以学生为本,使学生成为实验教学的主体是物理实验中心在实验教学中非常关注的问题。实验中心特别重视调动学生在实验教学中的主观能动作用,要求教师采用启发式开放性的实验教学方法,让学生们独立自主地完成实验,培养他们独立的工作能力。 
开放性实验是提高学生各种能力的重要方式。开放实验应该有两个含义:一是时间和空间的开放,即实验室的开放;二是实验内容的开放。80年代初期,物理实验中心根据美国麻省理工学院的模式在全国率先提出“自拟、开放”的实验教学思想,以“光学自组实验”、“微波电子顺磁共振实验”等为典型教例,实行开放性的实验教学。中国物理学会举办“物理学2000年”学术年会,大会特邀南开大学物理实验中心作“开放性实验教学尝试”的专题报告,得到与会代表的关注。 
实验中心的基础物理实验分为三个层次进行教学:
    第一层次,大学物理预备实验。该层次的教学重点有三个:1)测量不确定度及数据处理;2)基本物理量的测量;3)常规仪器的使用。 
    第二层次,大学物理实验1,大学物理实验2。 该层次的教学重点是力、热、光、电的基本实验。 
    第三层次,综合设计实验。 
    物理实验中心在实验室建设中,根据“淘汰落后、改进技术、充实现代”的原则对基础物理实验进行调整和整合,进一步优化了基础物理实验的选题,既保持了基础实验的基础性和物理内涵,同时又加强了设计性研究性综合性实验方面的选题,保证了实验的先进性。例如,淘汰了“墙式检流计”、“棱镜摄谱仪”等内容明显陈旧落后的传统实验;用先进的实验技术重新设计了“金属线胀系数的测定”等实验;充实了“用微机控制的单色仪实验”等;此外,把表征现代测量技术的“虚拟仪器”引入到综合实验中,从美国NI公司引进了15套物理虚拟仪器和软件,将它们开发成为设计性综合性实验。 
    物理类学生的基础物理实验课为194学时,完成45个实验选题,计5.5学分;非物理类学生的基础物理实验课为64学时,完成16个实验选题,计2学分。
    近代物理实验改革的总体思想是:以学科带动实验教学,教学与科研互动,将科研成果移植转化为实验教学,实现资源共享。在这一思想的指导下,近代物理实验分为两个层次进行教学。 
第一层次,基本的近代物理实验项目,物理类的每个学生必做,目前有28个项目可供选择。实验课时为96学时,每人完成16个实验选题,计3学分; 
    第二层次,高等物理实验项目,物理基地班学生必选,目前有16个项目可供选择。实验课时为48学时,每人完成8个实验选题,计1.5学分。 
    物理演示实验除配合课堂理论课(力学、热学、电磁学、光学等四门基础课)教学外,还为全校开设了“物理演示实验公选课”,该课程采用开放式的教学方法,学生“自选、自学、自做”,教学内容丰富,寓教于乐,激发学生的兴趣,调动他们对物理世界进行探索的积极性。目前开设的演示实验项目近70余项。
    实验中心坚持教学与科研并举,以学科建设带动实验教学。实验中心设有测试计量技术及仪器学科,以实验室作为培养研究生的基地,目前已经培养了几十名硕士生,真正地做到了教研相辅,教学相长。 
    实验教学质量是物理实验中心建设的核心和生命线,这是物理实验教学定位、规划、改革的基石。物理实验中心建立了“实验教学质量保证体系”,它由八个字组成:规范、指导、评教、督导。即在“南开大学本科生实验教学规范”的统领下,由学院和中心组成的教学指导组对实验中心各项工作进行指导,发动广大学生参加对实验教师的评教活动,由学院教学督导组对实验教学进行不定期评估。这种相互制约的体系明显提高了实验教学质量。 
    近年来,物理实验中心经历了“国家理科基础科学研究与教学人才培养基地”建设、“211工程”建设、世行贷款“高等教育发展项目”及最近的“985二期”建设项目,在这些较大的建设项目中,物理实验中心本着以人为本,为培养学生的知识、能力、素质全面发展的教学目标出发,对实验中心的建设进行规划和定位。 
    物理实验中心经过多年的教学实践和改革,建立了一个较为系统适合国情的实验教学体系,它具有较为先进的教学内容、实验技术和仪器设备,并能使系统良好运转的开放性教学模式。物理实验中心形成了自己的特色: 
    特色之一:有明确的实验室建设方针--自制、自拟、自组、开放。 
    特色之二:实验中心有学科点。 
    特色之三:以学科建设为支撑,构建了近代物理实验教学新平台。

    物理实验教学中心一系列的教学改革在国内高校中有较大的影响,为全国培训了90多名物理实验专业教师;实验中心建成的“自组式”实验教学体系曾获国家级教学成果奖;由实验中心提出的将科研成果移植转化为实验的教学改革思想等在全国高校中产生了较为广泛的影响,起到了明显的示范和辐射作用。