齐海燕 杨光敏 贺小光

长春师范大学物理学院 吉林长春 130032

面向科学教育专业的自然科学实验平台建设

齐海燕 杨光敏 贺小光

长春师范大学物理学院 吉林长春 130032

以科学教育专业的人才培养目标为出发点，建立了自然科学实验平台；通过优化整合资源，加强内涵建设，提高整体队伍素质，实现了资源利用的最大化，平台的可持续发展。

科学教育专业；实验平台；建设；实践

1 调配资源 整体优化 奠定坚实的平台硬件基础

根据教学实际，自然科学实验平台主要依托物理实验教学中心，整合物理、化学、生命科学、城市与环境科学4个学科的实验资源，在原有先进设备(扫描电镜、激光拉曼光谱仪、真空镀膜机、热重分析仪、紫外—可见吸收光谱仪等)的基础上，追加投入各级各类建设经费800万，购置更新仪器、扩大仪器套数。硬件条件改善为师生提供了良好的实验环境，既满足了综合设计性实验、创新性实验等现代化实验教学的需求，又能使学生了解前沿科技动态，培养学生良好的科学素养。

由物理学院牵头并统一管理，化学、生命科学、城市与环境科学3个学院协助共同建设自然科学实验平台。根据科学教育专业的特点，将其他3个学

院部分实验室资源优化共享，既提高了仪器设备的利用率，又与该专业培养复合应用型人才的培养目标相一致。

2 精选内容 变革方法 注重平台的内涵建设

自然科学实验平台建设之初，投入了大量资金用于实验室条件的改善，但平台的运行并不能单纯依靠硬件条件，必须辅以完善的软环境。以内涵建设为手段，加大对教学理念、教学内容、教学方法、管理机制的改革力度，使软环境得到提升，从而做到“以软带硬、软硬结合”[3]。

2.1 更新理念 精选内容

自然科学实验平台以科学教育专业的人才培养目标为出发点，本着强化实验基本技能、注重过程方法、提高科学素养为原则[4]，以培养实践和自主创新为提升，根据教学实际，精选物理、化学、生命科学、城市与环境科学4个学科的实验内容，构成4个梯度、5个模块、6个阶段的实验平台。4个梯度指预备实验、基础实验、综合实验、自主设计实验，由简单到复杂、单一到综合、循序渐进。5个模块指物理学模块、化学模块、生命科学模块、环境科学模块、地球和空间模块，覆盖了培养方案中要求掌握的基本技能、综合技能、现代实验技术。6个阶段指大学1～3年级所经历的6个自然学期，大学一年级上学期对应预备实验梯度，大学二年级对应基础实验梯度，大学三年级上学期对应综合实验梯度，下学期对应自主设计实验梯度。

在精选实验内容上，坚持保留经典，如长度、液体密度的测量等实验。注重交叉学科有机融合，如普通光学显微镜的结构及临时装片的制作结合了物理和生物2门学科的相关技能。引入新技术、新方法开阔视野，如流体导热系数的高精度测试引入了目前最先进的热线法。充分激发积极性，鼓励学生自主选题，如学生自主完成的基于IVO透明导电薄膜的有机电致发光器件。

1.2.2 免疫组化检测 切片常规脱蜡，水化，将切片浸于0.01 mol/L枸橼酸缓冲液(pH6.0)中95 ℃高压热修复，3%H2O2孵育10 min；滴加正常山羊血清封闭，室温孵育；滴加兔单克隆抗PLAGL2抗体(一抗，购自英国abcam公司，浓度1∶800)，4 ℃冰箱中过夜孵育；滴加DAKO ChemMate EnVision试剂(二抗，购自美国DAKO公司，浓度1∶800)，37 ℃恒温箱中孵育30 min；DAB显色，苏木精复染，梯度乙醇脱水，二甲苯透明，中性树胶封片，镜检。

2.2 变革方法 多元考核

2.2.1 增加实验室开放时段

传统的实验课教学，课前学生依靠讲义或教材预习、课上教师讲解指导、学生操作，模式单一，且效果不理想，有限学时内为完成实验，很多学生盲目测试数据。延长实验室开放时间和增加开放时段后，学生可自主选取时间实地预习，结合原理熟悉实验设备；也可以实验后，反复操作查找失败原因[5,6]。

2.2.2 突破实验室有限空间

在自主设计实验这个梯度，学生可以参与教师的助研项目、自己承担大学生创新创业项目以及各类学生竞赛项目，在教师指导下自主完成创新实验[7]。充分利用实验室的现有资源，打破课内课外空间局限，提高了学生的积极性，也增进了师生之间的交流互动。

2.2.3 多种考核评价方式相结合

在预备实验、基础实验梯度，采用平时成绩、实验操作、期末成绩各占一定比例的传统评价方式；在综合实验、自主设计实验梯度，采用提交实验论文、设计作品或实验改进方案等灵活的评价方式[8]。

2.3 强化管理 善抓落实

物理学院负责统筹安排自然科学实验平台的管理和运行，先后制订了《实验室安全管理制度》《仪器使用管理制度》《药品使用管理制度》《实验技术人员岗位职责》等制度守则。由物理实验教学中心主任兼任平台总负责人，联合其他实验室主任，对各实验室及专职人员考核监督，定期检查实验室安全、设备使用、教师出勤、学生反馈、环境卫生等环节。制度健全、严格执行、善抓落实，使自然科学实验平台的日常工作事半功倍、井然有序，获得了广大师生的一致认可。

3 提高素质 定期研讨 推动平台队伍的良性发展

平台整体人员素质的高低直接决定着实验教学质量的好坏。一支结构合理、高素质、高水平、相对稳定的实验教学队伍是自然科学实验平台赖以发展的关键[9]。

3.1 专业化的教师队伍

目前，自然科学实验平台现有专职人员33人，平均年龄40岁，是一支精力充沛、勇于创新的队伍。

其中教授4人、副教授7人、讲师11人，高级实验师3人；实验教师中具有博士学位的9人、硕士学位的11人(其中5名教师获得科学教育专业相关的学位)，在读博士5人。另外为了配合科学教育专业的人才培养方案，还聘请了校外专家5人。

3.2 严格的定时研讨例会

为了实现自然科学实验平台的有效管理，促进平台上下的沟通与合作，始终坚持每月两次的例会研讨[10]。汇总每月实验教学中存在的问题，追踪问题解决进度、交流实验教学的经验，并定期聘请科学教育专家及一线科学课程教师进行合作研讨。通过集思广益、互动互助，不断提出改进性的工作方案，提高平台工作效率。

3.3 灵活的教师进修与培训

配合平台的管理制度，充分调动专职人员的积极性，促进人员的良性流动，要求副高级职称及博士学位的平台工作人员具有半年以上的外地进修或访学经历。鼓励在职青年教师攻读博士学位，并给予额定工作量减半的宽松政策。分期分批组织平台工作人员参加各类设备交流培训，提高实验人员的专业素质。争取出国进修名额，每两年派遣1名专职人员赴欧美发达国家的研究机构或高校学习，提高实验人员的科研能力。

4 勇于探索 师生共创 确保平台的工作实效

自然科学实验平台运行至今，为中小学输送了大批科学教育本科师资，学生的实验技能得到大幅提升，更激发了学生参与创新实践的热情。近五年，由本专业学生独立申报的大学生创新创业项目达到了11项，其中国家级3项，省级5项；并独立发表了学术论文十余篇；获得吉林省“挑战杯”大学生课外学术科技作品二等奖1项，三等奖3项。

同时，平台的专职人员在教研、科研方面也取得了骄人的成绩。由平台专职人员主持的吉林省教育科学规划项目6项、各类省级教改项目10余项、国家青年基金3项、吉林省科技厅青年基金3项、吉林省教育厅社科项目1项、吉林省教育厅自然科学项目13项。通过教学与科研的相互促进，带动了整个平台的学术氛围，使日常实验教学贯穿了科研创新的理念，加速了人才科学素养的提高[11]。

5 结束语

科学教育专业虽已发展15年，但依然是一个新兴专业，关于这个专业的定位和课程设置仍有大量问题需要探索[12]。自然科学实验平台的建设正随着专业的发展逐步完善化、规范化；下一阶段，应建立网络化、信息化的实验管理系统，实现平台的智能化运行。

[1] 中华人民共和国教育部.基础教育课程改革纲要(试行)[EB/ OL].[2001-06-08].http://www.gov.cn/gongbao/content/2002/ content_61386.htm.

[2] 于继东.科学教育专业实验体系的构建[D].长春:长春师范大学,2010.

[3] 刁鸣,王松武.实验教学示范中心建设的体会:八个相结合[J].实验技术与管理,2006,23(9):4-6.

[4] 黄媛.科学教育专业“普通化学实验”设计[J].实验室研究与探索,2009,28(11):149-152.

[5] 饶震红,杜凤沛.从提高科技竞争力视角思考本科生实验教学内涵建设[J].实验技术与管理,2015,32(12):13-15.

[6] 盛力,刘涛,沈洪.挖掘内涵 提升形式 建设“混凝实验”精品项目[J].实验技术与管理,2015,32(5):28-30.

[7] 梁丽.构建分层次实验教学体系培养创新型人才[J].实验室研究与探索,2014,33(1):217-219.

[8] 高潭华,郑福昌,苏春燕.地方性应用型工科院校大学物理实验平台建设[J].实验技术与管理,2016,33(1):166-168.

[9] 钱大益,刘云,弓爱军.对自然科学基础实验中心建设的思考[J].实验技术与管理,2006,23(9):11-14.

[10] 肖利,张頔,刘茂军.地方高校国家级实验教学示范中心建设实践[J].实验技术与管理,2014,31(10):153-155.

[11] 齐海燕,陈敬艳,史俊杰.以科研促教学的拔尖人才培养模式探索[J].才智,2015(5):70.

[12] 王海燕.贵州省高师院校科学教育专业课程设置中的一些问题与探讨[D].贵阳:贵州师范大学,2007.

Construction of the Natural Science Experimental Platform for Science Education Major

Qi Haiyan, Yang Guangmin, He Xiaoguang
School of Physics, Changchun Normal University, Changchun, 130032, China

Based on the personnel training goal of science education major, Changchun Normal University has built the natural science experimental platform; through integrating resources, enhancing connotation construction, and improving the overall quality of the faculty, the university maximizes the resource utilization and ensures a sustainable development of the platform.

science education major; experimental platform; construction; practice

2016-05-10

齐海燕，硕士，讲师。杨光敏，博士，副教授。贺小光，硕士，教授，物理学院院长。

2015年度全国科学教育研究规划课题(编号：B2015-011-006)；2015年度吉林省高等教育学会高教科研课题(编号：JGJX2015D156)；2015年度长春师范大学教育教学研究课题《高校青年教师教学能力提升方式与途径研究》(编号：201512)；2016年度吉林省教育科学规划课题《科学教育师范生整合技术的学科教学知识(TPACK)发展研究》(编号：GH16451)；2016年度长春师范大学高等教育教学研究课题《TPACK视阈下科学教育师范生的发展现状与策略研究》。