Teaching Center of Experimental Physics

1. 清华大学实验物理教学示范中心 教学队伍建设 张留碗 清华大学实验物理教学示范中心 2013 -8 -5 Teaching Center of Experimental Physics Department of PhysicsTsinghua University

2. 一、实验教学示范中心的任务和要求

3. 教育部关于开展高等学校实验教学示范中心 建设和评审工作的通知 教高［2005］8号 实验教学示范中心的建设目标 • 树立以学生为本，知识传授、能力培养、素质提高协调发展的教育理念和以能力培养为核心的实验教学观念； • 建立有利于培养学生实践能力和创新能力的实验教学体系； • 建设满足现代实验教学需要的高素质实验教学队伍； • 建设仪器设备先进、资源共享、开放服务的实验教学环境； • 建立现代化的高效运行的管理机制； • 全面提高实验教学水平。为高等学校实验教学提供示范经验，带动高等学校实验室的建设和发展。

4. 建设内容 • 实验教学示范中心应以培养学生实践能力、创新能力和提高教学质量为宗旨； • 以实验教学改革为核心； • 以实验资源开放共享为基础； • 以高素质实验教学队伍和完备的实验条件为保障； • 创新管理机制，全面提高实验教学水平和实验室使用效益

5. 国家级实验教学示范中心主要特征 1．先进的教育理念和实验教学观念 2．先进的实验教学体系、内容和方法 3．先进的实验教学队伍建设模式和组织结构 4．先进的仪器设备配置思路和安全环境配置条件 5．先进的实验室建设模式和管理体制 6．先进的运行机制和管理方式 7．显著的实验教学效果 8．显明的特色

6. 教高司函[012]33号 专业实验教学示范中心 • 实验室资源有效整合 • 统筹各类实验资源，鼓励学科专业交叉， • 教学科研紧密结合 • 统筹教学科研实验室资源，促进科研支持实验教学、服务人才培养，把科研成果转化为实验教学内容，将科研方法融入实验教学活动，向学生传授科研理念、科研文化、科研价值，使学生了解科技最新发展和学术前沿动态，激发科研兴趣，启迪科研思维，培养科研道德，提升学生科学研究和科技创新的能力。 • 学校与科研院所、行业、企业密切联合

7. 教师 学生 实验 平台 技术 人员 实验物理教学示范中心的建设

8. 教学队伍是核心 实验平台是基础 教学理念是灵魂 运行体制是保障 生产力 生产关系 实验物理教学示范中心的建设 8

9. 理想的一流中心 • 坚强的师资队伍； • 科学的教学理念； • 先进的教学设施； • 持续发展的能力。 一流的国家级示范中心 • 培养实验物理人才的重要基地； • 实验物理教学的教学研究基地； • 学生科研实践、主动学习的乐园； • 有特色，本区域、国家示范辐射中心

10. 初始条件和边界条件

11. 二、清华大学实验物理教学示范中心的队伍建设二、清华大学实验物理教学示范中心的队伍建设

12. 普通物理实验室 • 所有理科、工科1-2年级本科生 • 近代物理实验室 • 理科、部分工科2-3年级本科生及部分研究生 • 高等物理实验室 • 物理系4年级本科生、研究生限选；全校研究生选修 • 物理演示实验室 • 三教 六教演示大厅 Teaching Center of Experimental Physics Teaching Center of Experimental Physics

13. 授课人数 （2012年为例） 春季学期 2485人 秋季学期 2516人 年均人时数 17万 课堂演示 春季有19个教学班，秋季有20个教学班， 准备实验仪器2189个 平均每天14个 大厅演示 实验探究课 480人； 日常 >3000人

14. 面临的形势 • 物理系从2003年开始实行Tenure-Track制度 科研-教学-服务 • 物理系学科发展的变化 理论为主-重点发展实验 • 清华大学从2013开始实行新的人事制度改革 分类管理 • 中学的实验物理教学环境的变化 • 职称和待遇 进修 • 减负的冲击

15. 实验物理教学指导委员会 运行架构 中心主任 中心工作组 实验室主任 课程召集人 实验室主任 课程召集人 物理演示实验室 基础物理实验室 近代物理实验室 高等物理实验室 会议纪要 《简报》 15 Teaching Center of Experimental Physics Department of PhysicsTsinghua University

16. 教 师 规 模 2002年 • 全职教师 15人，教授5人，副教授 6人，讲师4人 • 实验技术人员17人，高工5人，工程师12人 2012年 • 参与授课教师 24位, 其中退休返聘4人，全职6人，一线教师14人， 博士生助教60人 教授10人，副教授13人，助理教授1人 • 实验技术人员 17+1位

17. 教研结合 • 参与授课教师 24位, 一线教师14人， 凝聚态物理 4人，原子分子和光学 8人，核物理2人 教授10人，副教授13人，助理教授1人 • 中心全职教师 6人，博士4人，硕士2人 4人参与科研 • 实验技术人员参与科研实验室建设，18人中 博士（后）1人，硕士5人，本科7人 直接参与科研7人

18. 基础理论课与实验课结合 • 开设了“基础物理学原理与实验” • 实验教师 24人 基础课+实验课 教师10人 • 实验技术人员 18人 • 承担一定的实验教学任务的 16人 • 演示实验室是理论教学团队和实验中心共建 • 引入合同制实验技术人员

19. 校内资源的共享 • 校内其它教学单位 • 与科研课题组 • 重大科学工程

20. 典型1-量子纠缠源及应用综合实验 09年7月建成，秋季学期向学生开放 依托清华科研成果转化为教学实验 20

21. 开设的实验题目有9个 • 基础实验 • 非线性光学元件参数测量与标定； • 纠缠光子补偿系统设计与实现； • 双光子纠缠态的制备与测量； • Bell不等式的实验验证 即（量子力学完备性验证） • 提高实验 • 纠缠源部件效率测试； • 纠缠源效率提高方案设计； • 四光子纠缠源搭建； 研究型课题 • 量子密钥分发方案实验； • 纠缠纯化的实验探索等.

22. 典型2-外腔式半导体激光器设计与激光性能测试实验 （普物） laser diode Diode collimator Grating Alignment base and adaptor Laser power supply 公用实验工具 实验主要元器件 22

23. 实验内容 • 从元器件开始搭建ECDL (包括激光二级管功率测量;光束准直;偏振调节;光路调节) • 激光输出频率品质测量 (包括 多模光纤耦合; F-P干涉仪调节;稳定单模实现与线宽测量) • 激光单模扫描 (包括光栅调节;波长计或光谱仪使用) 特色 • 基础性 • 应用性 • 综合、扩展性 • 光学的系统训练

24. 典型3--耦合重力摆实验（普物） 色散关系以及研究在截止频率以外系统的振动行为 24

25. 基础实验内容 • 观察双耦合摆、三耦合摆的耦合运动现象； • 测量耦合摆链的色散关系，观察在截止频率以外耦合链中波的传播现象 提高实验内容 • 测量耦合摆链在受迫振动时的幅频特性曲线； • 引进单个弹簧“缺陷”后的色散行为 特色 • 基础性 • 丰富的物理内涵 • 设计简洁，易于推广

26. 典型4-碳纳米管柔性扬声器（演示） (Nano letters 8 (2008) 4539)，Nature, Physics Today, Chemical Engineering News 等众多科学媒体报道。入选Nature杂志 “Research Highlights 2008”专栏介绍。 26

27. 最后语 • 清华有重视教学，重视实验教学的传统 • 稳定的教学队伍，但不一定是固定的 • 教研结合、基础实验结合是趋势 • 各校有自己的特色 • 专职教师的来源和角色 组织教学和教学研究

28. 教学研究 研究有利于创新型实验物理人才培养的新理念、新方法和新平台。 主动学习 互动教学 强调理解 培养兴趣 科研带动教学 与中学、基础、与国内外的衔接与比较 实验平台的新建、开发与完善； 设立教学研究基金，奖励教学研究论文；奖励有特色的新的平台建设和现有仪器的功能开发

29. The End