物理學是一門以實驗為基礎的學科，實踐教學開展如何直接關系到學院本科人才培養的成效。我校物理學院尤其重視本科實踐教學，注重培養學生的動手能力，訓練學生的科研思維。蔡志崗教授和沈韓副教授分別是中山大學物理實驗教學中心光信息科學與技術實驗室和基礎物理實驗室的負責人，多年來一直從事一線的實踐教學工作。日前，我們采訪了蔡志崗教授和沈韓副教授，請他們分享物理學院實踐教學的思路、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！物理學院的本科教學一直以來卓有成效，請談談物理學院本科教學的總體開展情況？
       沈：在學校的整體培養目標和框架下，物理學院形成了以物理學一級學科為基礎和光電信息科學與工程為應用的本科專業培養體系，結合學校十二字人才培養目標，以世界一流大學為標準，開展本科教學的人才培養模式創新。
       物理學院在本科人才培養體系方面，形成了以理論課和實驗課相結合、低年級和高年級課程緊密銜接、本科教學和教研結合、課內和課外培養結合的網絡化本科人才培養體系。目前，學院每年有兩個本科專業，每年160名學生。在教學上，主要有以下幾點特色，第一，建立了完善的課程體系制度。物理學院實現了理論課教師和實驗課教師交叉融合，基礎課教師和專業課教師交叉融合，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，由教授主導教學實驗室建設；第三，全面實現了從實驗課推廣至理論課的小班教學；第四，使用通用設備，特別是國際通用設備構建實驗教學系統，與世界一流大學接軌。
       蔡：依托科研，面向行業。要培養一流的學生，我們要有高素質的優秀師資。

       記：請談談實踐教學在物理學院本科教學中的地位，分析一下學院開展實踐教學的思路和舉措？
       沈：物理學是一個實驗性很強的學科，實踐教學和理論教學同等重要，相互融合，互相促進。目前，專業必修課中實驗課和理論課的學時比約為1:2。本科階段從一年級到四年級實驗課程的所有教學內容由物理實驗教學中心統一制定。
       物理實踐教學的總體綱領性思路是讓學生在解決問題中學習，在實踐中提高學生各方面的能力。2003年我們提出了“N+1”的創新教學模式并開始實施。“N+1”，即將課堂從課內延伸到課外，讓學生在課外多做一點，能力就能夠提高一點。
       蔡：在“N+1”的教學過程中，教師需要付出大量的時間，和學生反復討論方案。我們提倡，過程比結果更重要，我們是允許失敗的，有些實驗甚至最后是沒做出來，但只要學生想去嘗試，我們充分鼓勵。學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生的整體素質。
       沈：實踐教學的具體思路總結成以下幾點：依托科研、注意引導、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生自主報題，課題的質量得不到保障，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，指導老師對于學生科研能力的提高作用非常重要。第二是注意教師引導，在實驗過程中定期的討論和例會等都要老師科學引導。第三是科學管理，物理學院專門設有本科生科研訓練項目，學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，實現科學和規范化管理。第四是長期積累。長期的實驗項目一定需要積累，這一批學生做不完，要保留好實驗數據讓后來人繼續接手，長期的積累才能做出好的實驗。
       實踐教學包括很多個方面。物理學院形成了實驗課、實驗競賽、學術社團、國際交流、生產實習相互補充，共同促進的實踐教學模式。
在實驗課方面，學院設置了基礎、電子線路、近代、光信息專業、物理學專業等實驗課系列化教學，并設置了本科生科研訓練專項基金；在實驗競賽方面，學生積極參與國內國際認可的競賽，如廣東省物理實驗設計大賽、CUPT（全國物理學術競賽）、全國（示范中心）大學生物理實驗大賽、數模大賽等；在學生社團方面，以學生為主導的學術型社團在物理學院十分活躍。如CUPT、波音俱樂部、LabVIEW俱樂部等；在國際交流方面，學生依托大科學項目，到世界各地去進行國際化交流實踐；在生產實習方面，高年級學生需要前往生產一線進行實踐，既在實際操作中發現不足，也通過學以致用提高實踐能力。

       蔡：物理的實驗教學主要有兩個特點。第一點是學院重視，學院一直很重視實驗教學和實驗室建設，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實驗室的規劃，這在國內都十分少見。2003年實驗室正式開始使用，成為國內光信息領域的示范單位。
       第二點是多年來形成了一批愛崗敬業，勤勤懇懇做專業實驗的老師和科研人員，一支得力的實驗教學師資隊伍。2005年物理實驗教學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。
       專業實驗室在實驗教學中非常重要，現在一些高校已經開始重視專業教學實驗室建設。在人才培養方面，專業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，實驗教學中心從以前三層次的“基礎-近代-專業”向四層次的“基礎實驗-近代實驗-專業實驗-專業實踐”過渡。
       為什么要發展成四層次？我們認為，學生加入到科研團隊是好事，但中間往往缺了一環，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，我們在人才培養中加入了從專業實驗到專業實踐的過程。太早進入實驗室對大部分學生來說未必是好事，學習需要循序漸進，二年級之后再進實驗室是比較理想的。學院層面的重視，使我們在整個本科實驗教學規劃上會做的比較深入和具體。

       物理實驗中心發展到目前，開放實驗和本科生科研訓練已成為物理實驗教學過程的一個常態，整個學院每年幾十個個項目開展。回顧一下，最早在2003年開始做“N+1”的光信息開放實驗，當時也沒有什么經費支持，就在實驗室里想辦法，拆廢舊儀器。2005年之后學院理科基地開始立項，在全院開展科研訓練，2007年開始有校級的項目，中大的學生都可以申報，2008年國家提供資金支持，2009年廣東省也參與支持。09年之后，形成了學院學校省級國家級聯動支持的局面，后來慢慢變為現在大家熟知的“大創項目”（大學生創新訓練計劃）。目前，學院超過80%的學生在校期間都自愿參加了科研訓練項目。
       除了上述的立項的項目，每年還有學生學術社團的實驗技術活動都在中心開展，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學習的促進和提高、綜合性創新人才的培養大有裨益。請問物理學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的深圳大亞灣中微子項目，該項目獲得了2015年基礎物理學突破獎。中山大學作為合作單位之一參與建設和后續工作。物理學院已有學生從本科二年級開始參與項目，在實驗室組建初期，很多預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、液體閃爍體液位監控系統，都有本科生的深度參與，也體現了中心成員在現代測量技術的能力。
蔡：對于本科生參與科研項目，我認為要因材施教，能力足夠的學生，我們鼓勵他參加重大科研項目。其他學生可以先在專業實驗室進行系統訓練，加強實驗技術、實驗方法和實驗思想（科學思維）的培養和鍛煉，先打好基礎。成熟的科研大團隊已經有專業系統的研究計劃，很難給普通本科生提供嘗試和鍛煉積累經驗的機會，因此不能盲目追求本科生參與科研大項目的數量。
       針對有志于科研但能力尚需提高的學生，物理實驗教學中心有專門的專業實驗室，本科生可以自主設計、大膽嘗試，搭建不同研究方案的實驗裝置，教師引導和鼓勵學生進行原創項目的科研實驗。
       2013年，我們開始了新一輪稱為“內容改革”的教學改革，試圖把各層次的實驗課程在內容上貫穿起來，目的是讓學生能夠逐步的掌握實驗技術和熟悉實驗儀器，讓學生在低年級學到的東西在后續還用到并逐步重復加深。中心需要重新規劃教學內容，用現代測量技術研制相應的實驗裝置。為此，我們要培養起一批屬于自己的優秀師資力量。



       記：學校提出了“德才兼備、領袖氣質、家國情懷”十二字人才培養目標，請問本科實踐教學與學校十二字人才培養目標的關系？
       蔡：近年來物理學院在教學上提出了一個新舉措：即要加強專業實驗室建設，特別是增加專業實踐的環節。學院于2014年正式成立了芙蘭創新實踐中心，我們提出“面向科研、面向行業”的發展目標。
       物理學院在實驗教學的“N+1”教學模式多年的實踐證明，通過做項目可提高學生綜合素質和學術水平；通過學生團體活動能培養領導氣質；通過具體的項目工作，讓學生在解決困難的過程中磨練，堅定信念，學會寬容，懂得怎么獲得幫助，與老師和研究生建立聯系，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全過程這一理念已基本形成共識，請問物理學院在這一方面有何舉措？
       沈：物理教學實驗中心倡導 “學術共同體”的概念，把學生也納入共同體的組成部分，老師和學生一同研討問題。這是我們實驗中心探索的方向，普及通用實驗技術的應用，是契合學校通識教育的培養方向的。
       通識教育與學院辦學的“厚基礎、寬口徑”指導思想契合，可以促進多學科的融合發展。受學時限制，通識課程學時所占比例有待進一步提升。物理學院重視通用技術的發展，不斷結合多學科通用的專業軟件和技術開展教學。

       記：請問貴院在實踐教學方面還有何不足和改進的空間？下一步的主要著力點應放在哪？
       沈：我個人的意見，第一，為提升實踐教學在國內的影響力，編寫高水平特色化實驗教材并推廣到全國使用，加強物理學專業實驗室建設。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，特別是爭取專業主干課程實現英文授課。第四，進一步減少實驗課標準班人數，對實踐教學過程進行精細化管理。進一步提升實驗課教師的整體學術水平，深化實驗教學內容的改革。第五，注重積累，積極申報實驗教學成果獎。
       蔡：目前，實驗課是由教師直接面對學生，老師的工作量非常大，可以參考國外大學的研究生擔任助教制度，課程負責教師有幾位研究生助教協助，1位助教輔導6-8位學生（10個以內），既能及時解決學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生情況的把控，利用典型的問題引導學生深入學習，也便于進一步優化和調整教學計劃。