物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實踐教學(xué)開展如何直接關(guān)系到學(xué)院本科人才培養(yǎng)的成效。我校物理學(xué)院尤其重視本科實踐教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，訓(xùn)練學(xué)生的科研思維。蔡志崗教授和沈韓副教授分別是中山大學(xué)物理實驗教學(xué)中心光信息科學(xué)與技術(shù)實驗室和基礎(chǔ)物理實驗室的負責(zé)人，多年來一直從事一線的實踐教學(xué)工作。日前，我們采訪了蔡志崗教授和沈韓副教授，請他們分享物理學(xué)院實踐教學(xué)的思路、舉措和成效。

       記：記者
       蔡：蔡志崗教授
       沈：沈韓副教授

       記：兩位老師好！物理學(xué)院的本科教學(xué)一直以來卓有成效，請談?wù)勎锢韺W(xué)院本科教學(xué)的總體開展情況？
       沈：在學(xué)校的整體培養(yǎng)目標和框架下，物理學(xué)院形成了以物理學(xué)一級學(xué)科為基礎(chǔ)和光電信息科學(xué)與工程為應(yīng)用的本科專業(yè)培養(yǎng)體系，結(jié)合學(xué)校十二字人才培養(yǎng)目標，以世界一流大學(xué)為標準，開展本科教學(xué)的人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新。
       物理學(xué)院在本科人才培養(yǎng)體系方面，形成了以理論課和實驗課相結(jié)合、低年級和高年級課程緊密銜接、本科教學(xué)和教研結(jié)合、課內(nèi)和課外培養(yǎng)結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)化本科人才培養(yǎng)體系。目前，學(xué)院每年有兩個本科專業(yè)，每年160名學(xué)生。在教學(xué)上，主要有以下幾點特色，第一，建立了完善的課程體系制度。物理學(xué)院實現(xiàn)了理論課教師和實驗課教師交叉融合，基礎(chǔ)課教師和專業(yè)課教師交叉融合，教授、副教授、講師等不同級別教師交叉融合的授課制度；第二，實驗課程系列化，由教授主導(dǎo)教學(xué)實驗室建設(shè)；第三，全面實現(xiàn)了從實驗課推廣至理論課的小班教學(xué)；第四，使用通用設(shè)備，特別是國際通用設(shè)備構(gòu)建實驗教學(xué)系統(tǒng)，與世界一流大學(xué)接軌。
       蔡：依托科研，面向行業(yè)。要培養(yǎng)一流的學(xué)生，我們要有高素質(zhì)的優(yōu)秀師資。

       記：請談?wù)剬嵺`教學(xué)在物理學(xué)院本科教學(xué)中的地位，分析一下學(xué)院開展實踐教學(xué)的思路和舉措？
       沈：物理學(xué)是一個實驗性很強的學(xué)科，實踐教學(xué)和理論教學(xué)同等重要，相互融合，互相促進。目前，專業(yè)必修課中實驗課和理論課的學(xué)時比約為1:2。本科階段從一年級到四年級實驗課程的所有教學(xué)內(nèi)容由物理實驗教學(xué)中心統(tǒng)一制定。
       物理實踐教學(xué)的總體綱領(lǐng)性思路是讓學(xué)生在解決問題中學(xué)習(xí)，在實踐中提高學(xué)生各方面的能力。2003年我們提出了“N+1”的創(chuàng)新教學(xué)模式并開始實施?！癗+1”，即將課堂從課內(nèi)延伸到課外，讓學(xué)生在課外多做一點，能力就能夠提高一點。
       蔡：在“N+1”的教學(xué)過程中，教師需要付出大量的時間，和學(xué)生反復(fù)討論方案。我們提倡，過程比結(jié)果更重要，我們是允許失敗的，有些實驗甚至最后是沒做出來，但只要學(xué)生想去嘗試，我們充分鼓勵。學(xué)生在自主實驗的過程中，會遇到方方面面的問題，在解決問題中鍛煉學(xué)生的整體素質(zhì)。
       沈：實踐教學(xué)的具體思路總結(jié)成以下幾點：依托科研、注意引導(dǎo)、作好管理、注意積累。
       首先是依托科研，如果實驗課題完全由學(xué)生自主報題，課題的質(zhì)量得不到保障，就無法提高其科研能力。因此在報題和定題過程中不能放任自由，老師一定要參與并給出指導(dǎo)，指導(dǎo)老師對于學(xué)生科研能力的提高作用非常重要。第二是注意教師引導(dǎo)，在實驗過程中定期的討論和例會等都要老師科學(xué)引導(dǎo)。第三是科學(xué)管理，物理學(xué)院專門設(shè)有本科生科研訓(xùn)練項目，學(xué)生可以自主組建團隊并申請項目，立項之后按照科研項目的流程來管理，實現(xiàn)科學(xué)和規(guī)范化管理。第四是長期積累。長期的實驗項目一定需要積累，這一批學(xué)生做不完，要保留好實驗數(shù)據(jù)讓后來人繼續(xù)接手，長期的積累才能做出好的實驗。
       實踐教學(xué)包括很多個方面。物理學(xué)院形成了實驗課、實驗競賽、學(xué)術(shù)社團、國際交流、生產(chǎn)實習(xí)相互補充，共同促進的實踐教學(xué)模式。
在實驗課方面，學(xué)院設(shè)置了基礎(chǔ)、電子線路、近代、光信息專業(yè)、物理學(xué)專業(yè)等實驗課系列化教學(xué)，并設(shè)置了本科生科研訓(xùn)練專項基金；在實驗競賽方面，學(xué)生積極參與國內(nèi)國際認可的競賽，如廣東省物理實驗設(shè)計大賽、CUPT（全國物理學(xué)術(shù)競賽）、全國（示范中心）大學(xué)生物理實驗大賽、數(shù)模大賽等；在學(xué)生社團方面，以學(xué)生為主導(dǎo)的學(xué)術(shù)型社團在物理學(xué)院十分活躍。如CUPT、波音俱樂部、LabVIEW俱樂部等；在國際交流方面，學(xué)生依托大科學(xué)項目，到世界各地去進行國際化交流實踐；在生產(chǎn)實習(xí)方面，高年級學(xué)生需要前往生產(chǎn)一線進行實踐，既在實際操作中發(fā)現(xiàn)不足，也通過學(xué)以致用提高實踐能力。

       蔡：物理的實驗教學(xué)主要有兩個特點。第一點是學(xué)院重視，學(xué)院一直很重視實驗教學(xué)和實驗室建設(shè)，2001年我們申報了光信息實驗室，第二年就開始做光信息專業(yè)實驗室的規(guī)劃，這在國內(nèi)都十分少見。2003年實驗室正式開始使用，成為國內(nèi)光信息領(lǐng)域的示范單位。
       第二點是多年來形成了一批愛崗敬業(yè)，勤勤懇懇做專業(yè)實驗的老師和科研人員，一支得力的實驗教學(xué)師資隊伍。2005年物理實驗教學(xué)中心成為省級示范中心，07年獲得國家級示范中心稱號，都離不開這些老師的辛勤努力和默默付出。
       專業(yè)實驗室在實驗教學(xué)中非常重要，現(xiàn)在一些高校已經(jīng)開始重視專業(yè)教學(xué)實驗室建設(shè)。在人才培養(yǎng)方面，專業(yè)實驗室起到了提升和承前啟后的作用，我們有很多嘗試和積累。因此，實驗教學(xué)中心從以前三層次的“基礎(chǔ)-近代-專業(yè)”向四層次的“基礎(chǔ)實驗-近代實驗-專業(yè)實驗-專業(yè)實踐”過渡。
       為什么要發(fā)展成四層次？我們認為，學(xué)生加入到科研團隊是好事，但中間往往缺了一環(huán)，本科階段課時有限，實驗技能、方法和思維都沒有到位。一旦進入大的科研團隊，很難融入，效果反而不好。
       對此，我們在人才培養(yǎng)中加入了從專業(yè)實驗到專業(yè)實踐的過程。太早進入實驗室對大部分學(xué)生來說未必是好事，學(xué)習(xí)需要循序漸進，二年級之后再進實驗室是比較理想的。學(xué)院層面的重視，使我們在整個本科實驗教學(xué)規(guī)劃上會做的比較深入和具體。

       物理實驗中心發(fā)展到目前，開放實驗和本科生科研訓(xùn)練已成為物理實驗教學(xué)過程的一個常態(tài)，整個學(xué)院每年幾十個個項目開展?；仡櫼幌?，最早在2003年開始做“N+1”的光信息開放實驗，當時也沒有什么經(jīng)費支持，就在實驗室里想辦法，拆廢舊儀器。2005年之后學(xué)院理科基地開始立項，在全院開展科研訓(xùn)練，2007年開始有校級的項目，中大的學(xué)生都可以申報，2008年國家提供資金支持，2009年廣東省也參與支持。09年之后，形成了學(xué)院學(xué)校省級國家級聯(lián)動支持的局面，后來慢慢變?yōu)楝F(xiàn)在大家熟知的“大創(chuàng)項目”（大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃）。目前，學(xué)院超過80%的學(xué)生在校期間都自愿參加了科研訓(xùn)練項目。
       除了上述的立項的項目，每年還有學(xué)生學(xué)術(shù)社團的實驗技術(shù)活動都在中心開展，另外還有一部分的開放實驗項目。

       記：本科生參與科研對專業(yè)學(xué)習(xí)的促進和提高、綜合性創(chuàng)新人才的培養(yǎng)大有裨益。請問物理學(xué)院本科生參與科研工作特別是一些重大科研項目的情況？
       沈：有很多，例如由王貽芳院士主導(dǎo)的深圳大亞灣中微子項目，該項目獲得了2015年基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎。中山大學(xué)作為合作單位之一參與建設(shè)和后續(xù)工作。物理學(xué)院已有學(xué)生從本科二年級開始參與項目，在實驗室組建初期，很多預(yù)演的實驗裝置研制都由本科生來做，其中，有機玻璃融合自動化控制系統(tǒng)、液體閃爍體液位監(jiān)控系統(tǒng)，都有本科生的深度參與，也體現(xiàn)了中心成員在現(xiàn)代測量技術(shù)的能力。
蔡：對于本科生參與科研項目，我認為要因材施教，能力足夠的學(xué)生，我們鼓勵他參加重大科研項目。其他學(xué)生可以先在專業(yè)實驗室進行系統(tǒng)訓(xùn)練，加強實驗技術(shù)、實驗方法和實驗思想（科學(xué)思維）的培養(yǎng)和鍛煉，先打好基礎(chǔ)。成熟的科研大團隊已經(jīng)有專業(yè)系統(tǒng)的研究計劃，很難給普通本科生提供嘗試和鍛煉積累經(jīng)驗的機會，因此不能盲目追求本科生參與科研大項目的數(shù)量。
       針對有志于科研但能力尚需提高的學(xué)生，物理實驗教學(xué)中心有專門的專業(yè)實驗室，本科生可以自主設(shè)計、大膽嘗試，搭建不同研究方案的實驗裝置，教師引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生進行原創(chuàng)項目的科研實驗。
       2013年，我們開始了新一輪稱為“內(nèi)容改革”的教學(xué)改革，試圖把各層次的實驗課程在內(nèi)容上貫穿起來，目的是讓學(xué)生能夠逐步的掌握實驗技術(shù)和熟悉實驗儀器，讓學(xué)生在低年級學(xué)到的東西在后續(xù)還用到并逐步重復(fù)加深。中心需要重新規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，用現(xiàn)代測量技術(shù)研制相應(yīng)的實驗裝置。為此，我們要培養(yǎng)起一批屬于自己的優(yōu)秀師資力量。



       記：學(xué)校提出了“德才兼?zhèn)洹㈩I(lǐng)袖氣質(zhì)、家國情懷”十二字人才培養(yǎng)目標，請問本科實踐教學(xué)與學(xué)校十二字人才培養(yǎng)目標的關(guān)系？
       蔡：近年來物理學(xué)院在教學(xué)上提出了一個新舉措：即要加強專業(yè)實驗室建設(shè)，特別是增加專業(yè)實踐的環(huán)節(jié)。學(xué)院于2014年正式成立了芙蘭創(chuàng)新實踐中心，我們提出“面向科研、面向行業(yè)”的發(fā)展目標。
       物理學(xué)院在實驗教學(xué)的“N+1”教學(xué)模式多年的實踐證明，通過做項目可提高學(xué)生綜合素質(zhì)和學(xué)術(shù)水平；通過學(xué)生團體活動能培養(yǎng)領(lǐng)導(dǎo)氣質(zhì)；通過具體的項目工作，讓學(xué)生在解決困難的過程中磨練，堅定信念，學(xué)會寬容，懂得怎么獲得幫助，與老師和研究生建立聯(lián)系，分享實驗研究的感受和心得，開闊胸懷。

       記：通識教育貫穿人才培養(yǎng)全過程這一理念已基本形成共識，請問物理學(xué)院在這一方面有何舉措？
       沈：物理教學(xué)實驗中心倡導(dǎo) “學(xué)術(shù)共同體”的概念，把學(xué)生也納入共同體的組成部分，老師和學(xué)生一同研討問題。這是我們實驗中心探索的方向，普及通用實驗技術(shù)的應(yīng)用，是契合學(xué)校通識教育的培養(yǎng)方向的。
       通識教育與學(xué)院辦學(xué)的“厚基礎(chǔ)、寬口徑”指導(dǎo)思想契合，可以促進多學(xué)科的融合發(fā)展。受學(xué)時限制，通識課程學(xué)時所占比例有待進一步提升。物理學(xué)院重視通用技術(shù)的發(fā)展，不斷結(jié)合多學(xué)科通用的專業(yè)軟件和技術(shù)開展教學(xué)。

       記：請問貴院在實踐教學(xué)方面還有何不足和改進的空間？下一步的主要著力點應(yīng)放在哪？
       沈：我個人的意見，第一，為提升實踐教學(xué)在國內(nèi)的影響力，編寫高水平特色化實驗教材并推廣到全國使用，加強物理學(xué)專業(yè)實驗室建設(shè)。第二，重視本科與研究生銜接課程，全面落實實驗課程的助教制度。第三，提高英語授課課程的比例，特別是爭取專業(yè)主干課程實現(xiàn)英文授課。第四，進一步減少實驗課標準班人數(shù)，對實踐教學(xué)過程進行精細化管理。進一步提升實驗課教師的整體學(xué)術(shù)水平，深化實驗教學(xué)內(nèi)容的改革。第五，注重積累，積極申報實驗教學(xué)成果獎。
       蔡：目前，實驗課是由教師直接面對學(xué)生，老師的工作量非常大，可以參考國外大學(xué)的研究生擔(dān)任助教制度，課程負責(zé)教師有幾位研究生助教協(xié)助，1位助教輔導(dǎo)6-8位學(xué)生（10個以內(nèi)），既能及時解決學(xué)生在實驗過程中遇到的問題，也能鞏固研究生的知識體系，還有利于教師對整個班級學(xué)生情況的把控，利用典型的問題引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)，也便于進一步優(yōu)化和調(diào)整教學(xué)計劃。