高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新與保障

嚴(yán)利，嚴(yán)宏東，蔡紹

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新與保障

嚴(yán)利，嚴(yán)宏東，蔡紹

從分析應(yīng)用型本科院校的培養(yǎng)要求和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式入手，以重慶科技學(xué)院近幾年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐為依據(jù)，指出高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)利用先進(jìn)的信息化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)方式和管理手段，不斷提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，同時(shí)配合理論課教學(xué)提高學(xué)生的應(yīng)用型能力；提出運(yùn)用微縮實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膶?shí)驗(yàn)手段真實(shí)再現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，能提高教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)的競爭能力。

實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；微縮模型

一、高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)教學(xué)體系的重要組成部分，是實(shí)踐教學(xué)的核心組成部分，擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重任［1］。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的手段和目的必須為每個(gè)學(xué)校不同的培養(yǎng)方向和培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)，但是目前我國工科院校的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)手段基本雷同，具有較強(qiáng)的通用性，缺乏靈活性和適應(yīng)性。重慶科技學(xué)院的特色專業(yè)和主要就業(yè)市場為冶金和石油兩大行業(yè)。其他類專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)要求就有濃厚的行業(yè)背景，如電子信息學(xué)院就提出以市場導(dǎo)向?yàn)橹?，培養(yǎng)應(yīng)用型自動化人才。而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)手段離這個(gè)目標(biāo)存在一定差距，對此，信息學(xué)院對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的儀器和手段進(jìn)行了改革和創(chuàng)新。

二、教學(xué)手段與應(yīng)用型本科生培養(yǎng)要求的差距

（一）傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的問題

第一，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上，依附于課堂理論教學(xué)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，有利于學(xué)生創(chuàng)新性思維的研究性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少；孤立的單元知識實(shí)驗(yàn)多，綜合性實(shí)驗(yàn)少；經(jīng)典實(shí)驗(yàn)多，反映實(shí)踐性的實(shí)驗(yàn)少。

第二，教學(xué)方法單一呆板，教師在實(shí)驗(yàn)課上什么學(xué)生就做什么，學(xué)生是被動地、統(tǒng)一地按照已給操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

第三，從時(shí)間安排上來看，全班學(xué)生在同一時(shí)間段內(nèi)、同一地點(diǎn)進(jìn)行同樣內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，這對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生可能會有比較富余的時(shí)間，而對于基礎(chǔ)較薄弱或動手能力較差的學(xué)生就可能無法按時(shí)完成。

第四，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排來看，學(xué)生沒有自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的機(jī)會，基礎(chǔ)好、動手能力強(qiáng)的學(xué)生吃不飽，而基礎(chǔ)差的差的學(xué)生卻吃不了［2］。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備的技術(shù)和管理與市場導(dǎo)向需求的差距

第一，目前大多數(shù)高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器技術(shù)較先進(jìn)，可以滿足專業(yè)教學(xué)的需求，但是各種儀器設(shè)備相對孤立，缺乏有效的信息交流技術(shù)。

第二，應(yīng)用型本科院校大多有較強(qiáng)的行業(yè)背景，所以在教學(xué)環(huán)節(jié)中，專業(yè)課程安排了許多與行業(yè)相關(guān)的內(nèi)容，而高校的儀器設(shè)備一般只具有通用性，針對相關(guān)行業(yè)開發(fā)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備較少。

第三，各行業(yè)的設(shè)備儀器差別較大，特別是一些大型行業(yè)，諸如石油、冶金等，當(dāng)前的教學(xué)儀器設(shè)備在此方面無法真實(shí)的再現(xiàn)企業(yè)環(huán)境。這樣培養(yǎng)的學(xué)生與企業(yè)的要求有一定的距離，影響學(xué)生的市場競爭力。

三、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的方式

（一）開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是相對于傳統(tǒng)的封閉式實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言的，它是將實(shí)驗(yàn)室全方位地對學(xué)生開放的一種教學(xué)模式。這種開放，不僅是對實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)、學(xué)生畢業(yè)論義、學(xué)生科研、教師科研開放，而且還對學(xué)生自選研究課題、科技活動等開放。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(實(shí)驗(yàn)內(nèi)容)、管理方式、指導(dǎo)過程(教學(xué)方法和手段)、服務(wù)對象上都是開放的［3］。

建立開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，首先要建立起科學(xué)、高效的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系。筆者所在的電子信息工程學(xué)院為確保開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果，建立了電工電子實(shí)驗(yàn)中心和現(xiàn)代電子實(shí)驗(yàn)中心，同時(shí)建立了一系列的管理制度確保開放實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量和效果。

在實(shí)驗(yàn)設(shè)施上，電工電子實(shí)驗(yàn)中心和現(xiàn)代電子實(shí)驗(yàn)中心利用網(wǎng)絡(luò)化、信息化的技術(shù)對舊設(shè)備進(jìn)行改造，同時(shí)引進(jìn)新實(shí)驗(yàn)儀器?，F(xiàn)在，中心的儀器設(shè)備在功能上可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生網(wǎng)上預(yù)約、教師在線指導(dǎo)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、成績網(wǎng)上評定和最終學(xué)分自動歸入教務(wù)認(rèn)定等功能，從而保證了對學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)的開放，確保實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，極大地促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)的設(shè)置和安排上，該中心依托實(shí)驗(yàn)室的開放，也進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革：

其一，改變小班定時(shí)統(tǒng)一的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，?shí)現(xiàn)開放預(yù)約，學(xué)生按學(xué)號密碼登錄，在網(wǎng)上寫實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，并完成相應(yīng)的基礎(chǔ)知識測試；成績合格者方可成功獲得實(shí)驗(yàn)預(yù)約。實(shí)驗(yàn)的單獨(dú)預(yù)約可以保證學(xué)生在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而避免準(zhǔn)備不足就實(shí)驗(yàn)等問題。

其二，開放式實(shí)驗(yàn)可以有效確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性，從而避免了同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)帶來的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的相互影響。中心的實(shí)驗(yàn)設(shè)備都依托信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動采集，并且，智能化的實(shí)驗(yàn)儀器在實(shí)驗(yàn)過程中也有錯(cuò)誤提示和分析功能，為學(xué)生提供參考。

其三，由于儀器設(shè)備的先進(jìn)和實(shí)驗(yàn)教師的努力，電工電子實(shí)驗(yàn)中心和現(xiàn)代電子實(shí)驗(yàn)中心已經(jīng)基本建立起全部的實(shí)驗(yàn)參考指示平臺和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)平臺，所以學(xué)生預(yù)約實(shí)驗(yàn)可以自主地調(diào)出教師的指導(dǎo)錄像和相應(yīng)的參考指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容極大增強(qiáng)。學(xué)生根據(jù)自身?xiàng)l件，可以在一定條件下選擇合適的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

其四，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的成功建立為實(shí)驗(yàn)的設(shè)置和改革提供了很大的空間，因?yàn)樾碌膶?shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ娇梢约骖櫜煌瑢W(xué)習(xí)情況的學(xué)生，所以我們新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中大量增加了設(shè)計(jì)性和綜合性的內(nèi)容，大量的功能性實(shí)驗(yàn)為學(xué)生的就業(yè)提供了良好的模擬環(huán)境。

（二）微縮模型的仿真實(shí)驗(yàn)

我校作為一所依托石油和冶金行業(yè)的應(yīng)用型本科院校，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置上有很多是與其行業(yè)相關(guān)的項(xiàng)目。由于資金其他限制，石油和冶金行業(yè)的設(shè)備在院校幾乎不可能復(fù)制現(xiàn)場工業(yè)環(huán)境也無法為學(xué)生提供可靠的安全保障?，F(xiàn)在，大多數(shù)院校的解決方案是使用仿真軟件對過程進(jìn)行模擬。仿真技術(shù)在當(dāng)前的條件下是一種有效的實(shí)驗(yàn)手段，但其缺點(diǎn)也顯而易見，如學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中缺乏操作的真實(shí)感和過程控制的有效動作變化。

對此，現(xiàn)代電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心采取微縮模型模擬仿真的教學(xué)模式，研發(fā)和試制了一些模擬和仿真石油和冶金行業(yè)大型設(shè)備的工程控制微縮模型。這些實(shí)驗(yàn)儀器可以真實(shí)的模擬工業(yè)現(xiàn)場的工作環(huán)境，學(xué)生在微縮模型上進(jìn)行操作，通過仿真軟件進(jìn)行計(jì)算和控制，最終的結(jié)果通過微縮裝置動作和儀器儀表上顯示。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生可以真實(shí)地感受行業(yè)現(xiàn)場的控制方式，從而熟悉行業(yè)的操作流程，對學(xué)生今后走上工作崗位有極大的幫助。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的效果明顯好于一般的計(jì)算機(jī)仿真。

四、教學(xué)保障的管理手段

高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，不僅僅是實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的更新、教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變這么簡單，最重要的，還是要建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系。這些基礎(chǔ)性的工作包括：

實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備管理體系的建設(shè)。要理順儀器設(shè)備的管理制度，以現(xiàn)代化手段健全實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息管理系統(tǒng)，使每一臺儀器設(shè)備不再是單一的實(shí)驗(yàn)設(shè)施；只有實(shí)現(xiàn)整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)的資訊共享，才可能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動中充分利用和整合各項(xiàng)資源。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍的建設(shè)。當(dāng)前高校普遍存在的問題是實(shí)驗(yàn)管理隊(duì)伍建設(shè)的相對滯后，大多數(shù)的高校雖然重視人才的引進(jìn)與培養(yǎng)，但是其目標(biāo)主要是科研和教學(xué)，而忽視了實(shí)驗(yàn)室隊(duì)的建設(shè)。特別是隨著先進(jìn)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、微縮模擬設(shè)備的大量投入，實(shí)驗(yàn)人員的素質(zhì)滯后益發(fā)明顯，且大多實(shí)驗(yàn)室人員缺乏管理意識，對企業(yè)環(huán)境不熟悉，極大地制約了儀器設(shè)備的效益發(fā)揮。所以，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)教改中還應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室工作人員的培訓(xùn)，使其熟悉專業(yè)、了解相關(guān)企業(yè)［4］。

五、總結(jié)

實(shí)踐教學(xué)教改課題的研究必須在實(shí)踐過程中不斷提高和改善，因?yàn)樗艿街T多因素的制約和影響，總體而言，它需依托先進(jìn)的現(xiàn)代技術(shù)、完善的設(shè)備功能來不斷進(jìn)行完善。學(xué)校應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新管理理念，使學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)過程中提高自身的綜合素質(zhì)，從而增強(qiáng)他們的就業(yè)競爭力。

要以就業(yè)為導(dǎo)向，細(xì)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的內(nèi)容。只有從體系的管理、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)方式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段、成績的評等各個(gè)環(huán)節(jié)扎扎實(shí)實(shí)做好工作，才能形成良好的實(shí)驗(yàn)機(jī)制，真正使學(xué)生受益于實(shí)驗(yàn)的改革，達(dá)到教育改革的目的，培養(yǎng)更多具有行業(yè)背景的優(yōu)秀工程技術(shù)人員。

[1]孫義彬.開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006(2).

[2]韓宗先，等.開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐與探索[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2009（8）.

[3]工麗娟，劉林德.探索開放式生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)合格師范生[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2007(3).

G642.4

A

1673-1999（2010）02-0170-02

嚴(yán)利（1978-），女，碩士，重慶科技學(xué)院電子信息工程學(xué)院講師，研究方向?yàn)殡姍C(jī)控制。

2009-09-07