貫徹“質量工程”，開展創(chuàng)新性實驗成效分析

孫秀娟，趙洪亮，王傳江，馬　進

(山東科技大學　電氣與自動化工程學院，山東　青島　266590)

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貫徹“質量工程”，開展創(chuàng)新性實驗成效分析

孫秀娟，趙洪亮，王傳江，馬進

(山東科技大學電氣與自動化工程學院，山東青島266590)

為了加強教育部“質量工程”建設項目的引領和示范作用，做有針對性的改進和提高，該文以我校國家級電工電子實驗教學中心的創(chuàng)新性實驗教學為例，對近年來的實施過程及效果采用分類、數據統(tǒng)計及比較等方法進行了分析，得出通過合理設置實驗教學體系、引入競賽培養(yǎng)機制，可以對學生進行工程素質培養(yǎng)，取得突出成效。此外，對實際教學中存在的問題及不足進行了闡述，并提出了具體的改進對策，對促進創(chuàng)新性實驗教學改革具有重要的參考價值和借鑒意義。

質量工程；創(chuàng)新性實驗；實踐教學；成效分析

2007年，教育部啟動了有9個分項目的“高等學校本科生教學質量與教學改革工程”[1](簡稱“質量工程”)。 創(chuàng)新性實驗計劃是“質量工程”的重要內容之一，旨在培養(yǎng)大學生對科學研究和探索未知的興趣，激發(fā)大學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，鍛煉大學生思考問題、解決問題的能力，培養(yǎng)其從事科學研究和創(chuàng)造發(fā)明的素質[2]。

1　開設創(chuàng)新性實驗成效分析的必要性

創(chuàng)新性實驗本身也是對實驗教學的一種創(chuàng)新，經過幾年的探討建設，具體實施的效果，對教學質量的提高有哪些推動和促進作用，抑或有哪些不足之處，則需要認真總結、分析，便于進一步做有針對性的改進和完善，以期真正實現(xiàn)“質量工程”項目所具有的引領、示范和反哺作用。因此，對此類問題做實際調查和深入研究很有必要。

從目前查閱文獻來看，關于創(chuàng)新性實驗，重點在于介紹如何實施或設計實驗內容，或者如何建立及管理創(chuàng)新性實驗室等，對具體創(chuàng)新性實驗實施效果做詳細分析、研究針對性的改進策略的文獻較少[3-10]。

教學效果的反饋對教學質量的進一步提高有著十分重要的意義，本文除介紹山東科技大學的創(chuàng)新性實驗外，還跟蹤整理近6年來創(chuàng)新性實驗的實施情況，重點研究了實施效果的成功與不足之處，提出了具體的改進和建設方向。

2　我校創(chuàng)新性實驗開設的理念和目標

山東科技大學結合質量工程建設，在唯真求新理念的引導下，成功申報了國家、省、校3級近160項質量工程項目，涵蓋了7個分項目，其中包括2007年申報的國家級電工電子實驗教學中心，2013年該中心順利通過驗收。

文獻[11]中對山東科技大學電工電子中心的建設以及開設的實驗項目做了總體介紹。文獻[12]中具體介紹了創(chuàng)新性實驗實施、組織與管理等情況。綜合來說，山東科技大學的創(chuàng)新性實驗，以“研究、自主、開放”三性合一的創(chuàng)新性實驗教學理念為指導，以培養(yǎng)學生主動性、創(chuàng)造性以及獨立運用所學知識分析解決問題的能力為目標，按照“選題—調試制作—撰寫報告—結題考核”的步驟來完成。具體實施時，分“基礎—新技術—綜合”3個層次開展項目的建設和實施工作。實驗中心有2個固定創(chuàng)新實驗室和1個臨時實驗室，可同時提供50多個公共機位，在不影響正常實驗室教學的情況下，學生也可在專業(yè)實驗室申請機位做創(chuàng)新性實驗。以學生自治和教師管理相結合，教師在整個過程中主要起指導、監(jiān)督和考核的作用。選題等信息則在中心網站上實時更新。

3　融合創(chuàng)新性實驗的教學體系

電工電子實驗教學中心秉承“以培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新精神為目標，以高水平學科平臺為依托，夯實基礎，強化綜合，倡導創(chuàng)新”的實驗教學理念，采取“科學定位、系統(tǒng)規(guī)劃、逐次推進、不斷完善”的建設思路，以學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線，把創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)貫穿于實驗教學各個環(huán)節(jié)，構建了三層次、九模塊的電工電子實驗教學體系。該體系包括“基礎—新技術—綜合”3個層次，每個層次均包含驗證性實驗、綜合/設計性實驗、創(chuàng)新性實驗3大模塊。形成了“研究、自主、開放”三性合一的創(chuàng)新性實驗教學模式，建設了一大批創(chuàng)新性實驗項目，把創(chuàng)新性實驗納入正常實驗教學，使創(chuàng)新活動及早開展并連貫化，由原來面向少數學生的精英教育變?yōu)槊嫦虼蟛糠謱W生的大眾教育，擴大了學生受益面，形成了完整、獨具特色且教學效果良好的實驗教學體系，如圖1所示。

圖1　融合創(chuàng)新性實驗的實驗教學體系

4　創(chuàng)新性實驗的成效

對近幾年創(chuàng)新性實驗的實施效果進行分析，發(fā)現(xiàn)以下3個方面特點顯著。

4.1參與學生的覆蓋面廣

學院允許學生從二年級下半學期開始修創(chuàng)新性實驗學分，涉及的專業(yè)有自動化、電氣工程、通信工程、電子信息和生物醫(yī)學等。由于每個學期所學課程不同，創(chuàng)新性實驗的側重點也不同，因此分3個等級來進行。第一級偏重于基本電路的搭接，在修完電路、數字電路和模擬電路等基礎課程后可以進行；第二級偏重計算機應用系統(tǒng)，學完單片機、微機原理、嵌入式系統(tǒng)等課程之后進行；第三級偏重于專業(yè)課知識，學完EDA、數字信號處理、自動控制原理、電機拖動等專業(yè)課程后進行，此部分因專業(yè)性強且分散，需按專業(yè)另行分析。為做統(tǒng)計，對3年來所有專業(yè)參加一級、二級創(chuàng)新性實驗的學生人數進行計算，情況如表1所示，圖2是與其相對應的統(tǒng)計比例圖。

表1　創(chuàng)新性實驗參加人數統(tǒng)計

圖2　創(chuàng)新性實驗參加人數統(tǒng)計圖

4.2促成了良好的競賽培養(yǎng)機制

近幾年，在創(chuàng)新性實驗平臺基礎上，學生的動手能力和創(chuàng)新精神確實有所提高，在各類科技競賽活動中屢獲佳績。主要參與的競賽有：全國電子專業(yè)人才設計與技能大賽、“飛思卡爾”杯智能汽車競賽、 “西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽、信息技術應用水平大賽、山東省機器人大賽、“挑戰(zhàn)杯”大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽、“博創(chuàng)杯”全國大學生嵌入式物聯(lián)網設計大賽、全國大學生數學競賽(非數學類)等。近5年來，學生參與全國、省級大學生科技競賽獲國家級、省部級獎勵200余項。圖3是近3年學院學生參與科技創(chuàng)新競賽的統(tǒng)計情況圖。

圖3　學生參與科技創(chuàng)新競賽情況統(tǒng)計表

從圖3中可以看出，學生參與的競賽種類數、競賽的獲獎次數、獲獎學生數以及參與指導的教師數目均呈逐年上升的趨勢。另外，近年來學生獲得專利47項，其中發(fā)明專利3項。

在電工電子實驗教學中心夯實的創(chuàng)新性實驗基礎上，在各種競賽項目推進下，我校于2014年成立了大學生創(chuàng)新實踐聯(lián)盟，進一步加大力度促進校園創(chuàng)新文化項目建設。在創(chuàng)新性實驗穩(wěn)步推進的基礎上，會更容易取得成果。

4.3促使學生形成良好的工程素養(yǎng)

培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)，就是使他們能獨立思考各種工程問題，能抓住復雜多變的實際問題的主要矛盾，具備工程簡化能力，建立合理、經濟、簡便的解決實際工程的能力以及結合實踐自我學習自我完善的能力，使他們成為合格的工程技術人員[13]。

以往的實驗教學以驗證性實驗為主，硬件設施也多是模塊化的實驗箱或設備，學生被動地按指導書步驟連接模塊導線即可，往往不了解模塊內部原理，不會自主設計新的系統(tǒng)，自主性、創(chuàng)造性被抑制。融入創(chuàng)新性實驗的實踐教學改革，通過引入仿真軟件、可靈活設計硬件的創(chuàng)新實驗基板等，克服了舊實驗教學模式的弊端，不再局限于硬件器件選擇和設計好的系統(tǒng)框架，使學生的動手能力、自主創(chuàng)新能力、獨立分析和解決問題的能力顯著增強，對提高學生的工程技能、培養(yǎng)學生的工程思維、形成工程意識具有重要作用[14]。

5　問題及改進建議

從實施創(chuàng)新型實驗反饋的意見來看， 尚存在一些問題制約實踐教學質量的提升。

5.1實驗教學管理系統(tǒng)有待完善

學生成績錄入的管理系統(tǒng)與現(xiàn)有的教務系統(tǒng)不銜接，成績整理浪費大量人力，使教師對教學指導的投入精力大打折扣，因此亟待建立與時俱進的符合實際情況的創(chuàng)新實驗管理系統(tǒng)。

5.2實驗室開放程度不夠

學生在器件選擇、設備借用、時間利用上還受一定限制。目前能做到在工作日，不影響正常實驗教學的情況下開放。但是在非工作日，如晚上、周末、節(jié)假日等，在沒有實驗老師管理的情況下難以實現(xiàn)對外開放。而這些時間，恰恰也是學生最好利用的時間。這個矛盾，還需尋求更合理的方式解決。

5.3教學時間段安排不盡合理

創(chuàng)新性實驗往往排在每學期的期末，集中一周或兩周的時間來完成。時間、地點的選擇太集中，使得學生在相同的時間選做實驗，師資力量明顯不足。教師要集中指導大批學生，往往力不從心，輔導不及時，教學質量下降。學生因為時間緊迫，可能會匆忙結題，缺乏深入研究。

建議從學期初就布置創(chuàng)新性實驗，允許學生在整個學期里安排時間完成?？己松峡山梃b復旦大學“大學生創(chuàng)新性實驗計劃”推出的彈性化工作周制度[15]，每年6個工作周中，任何一個工作周里學生都可以提交申請報告、申請中期匯報、提交結題

報告。這種方式可以較好地緩解集中實施實驗的各種弊端。

5.4網絡交流平臺不完善

現(xiàn)有實驗信息管理網絡系統(tǒng)雖然內容全面，但基本上以單向的信息發(fā)布為主，網絡功能較弱，不能進行實時互動。例如，網上選題版塊更新不及時則會造成進一步的混亂；缺少論壇交流版塊，不能實時就創(chuàng)新性實驗的相關問題進行討論、答疑等。網絡建設可以借鑒其他高校的方案，如常州大學的實踐教學質量管理平臺設計方案[16]，再根據實際情況做進一步的改進。

6　結束語

對山東科技大學國家級電工電子中心的創(chuàng)新性實驗實際開展情況和實施效果進行分析總結，重點討論了取得的突出成效，指出了實際存在的問題和不足，并提供了一些具體的改進對策與建議，為類似院校的相關教學方面提供了參考，希望能起到借鑒和促進作用，縮短創(chuàng)新性實驗的建設過程，進一步提高教學質量，取得更大的成績。

[1]教育部，財政部.關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見(教高[2007]1號)[Z].2007.

[2]趙毅鑫，張韻一，董良.以素質教育為導向的大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目實施[J].中國校外教育，2012(12)：53-76.

[3]付慶玖，韓振.高等教育創(chuàng)新性實驗教學體系的探討[J].實驗室研究與探索，2009，28(6)：14-16，33.

[4]白廣梅，王小逸.創(chuàng)新性實驗教學的思考[J].實驗技術與管理，2008，25(2)：128-129，156.

[5]溫喜寶.大學生創(chuàng)新性實驗計劃的開展與研究[J].實驗室研究與探索，2009，28(4)：5-7，117.

[6]李旦，趙希文，吳菊花.以過程為導向的大學生創(chuàng)新性實驗計劃評價體系研究[J].高等工程教育研究，2010(1)：102-105.

[7]沈俊媛.大學生創(chuàng)新性實驗實踐活動影響因素實證研究[J].物流工程與管理，2014，36(2)：173-176，124.

[8]范君柳，羅宏，樊斌，等.創(chuàng)新研究型實驗的探索和實踐[J].實驗室研究與探索，2010，29(10)：77-80.

[9]李衛(wèi)兵，杜玉杰，王彩鳳.開放式創(chuàng)新實驗室建設的探索與實踐[J].實驗科學與技術，2009，7(12)：86-88.

[10]李舜酩，王亞彤.抓好創(chuàng)新基地建設促進大學生創(chuàng)新能力提高[J].實驗室研究與探索，2010，29(12)：73-75，98.

[11]趙洪亮.電工電子實驗教學中心的建設和運行管理模式探索[C]//全國高等學校電子技術研究會論文集.河北：《北華航天工業(yè)學院學報》編輯部，2007：108-109.

[12]尹唱唱，趙洪亮.電工電子中心平臺下的創(chuàng)新性實驗探索[J].高校實驗室工作研究，2012(3)：48-49.

[13]武小梅，王星華，劉藝，等.基于實訓教學的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].中國電力教育，2010(30)：133-134.

[14] 孫秀娟，劉法勝，黃鶴松，等.工科留學生“單片機”課程的項目式教學[J].電氣電子教學學報，2014，36(1)：63-65.

[15]喬連全.我國研究型大學“大學生創(chuàng)新性實驗計劃”的現(xiàn)狀與反思[J].高等教育研究，2011，32(3)：81-87.

[16]張菊芳，沈秀，楊殷偉.高校實踐教學質量管理平臺的構建與實踐[J].實驗技術與管理，2014，32(2)：172-175.

Carry out Quality Project and Develop Effective Analysis of Innovative Experiment

SUN Xiujuan，ZHAO Hongliang，WANG Chuanjiang，MA Jin

(CollegeofElectricalEngineeringandAutomation，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266590，China)

Inordertoreinforcetheguideanddemonstrationeffectof“QualityProject”，wecarriedoutapointedimprovement.Wetaketheinnovativeexperimentteachingofnationallevelexperimentteachingcenterofourschoolasexample，maketheanalysisabouttheimplementationprocessandeffectsbyadoptingclassification，datastatisticsandcomparemethods，anddrawtheconclusionthatthestudents’engineeringqualitytraininggetoutstandingachievementsthroughreasonablydesigntheexperimentteachingsystemandintroducecompetitioncultivationmechanism.Moreover，theproblemsanddeficienciesinthepracticalteachingwereelaborated，andtheimprovingmeasureswereputforward，whichhasimportantreferencevaluetopromotetheinnovativeexperimentteachingreform.

qualityproject；innovativeexperiment；practiceteaching；effectanalysis

2015-04-18；修改日期: 2016-06-21

煤炭高等教育實驗室工作研究會建設項目(00201507)；山東科技大學優(yōu)秀教學團隊建設項目(2016)。

孫秀娟(1974-)，女，碩士，副教授，主要從事單片機與嵌入式系統(tǒng)、檢測技術與傳感器方面的研究工作。

G642

Adoi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.04.036