新工科背景下自研設(shè)備對應(yīng)用型本科實驗教學(xué)促進(jìn)作用的探索
——以安徽三聯(lián)學(xué)院為例

李阿芳，鄭 嵐，張春光

（安徽三聯(lián)學(xué)院 電子電氣工程學(xué)院，安徽 合肥 230601）

1.引 言

從大多數(shù)應(yīng)用型本科高校培養(yǎng)工科類學(xué)生的整個培養(yǎng)方案來看，理論教學(xué)和實踐教學(xué)是工科類學(xué)生培養(yǎng)體系中的兩大最重要部分和環(huán)節(jié)，而其中實驗教學(xué)又是實踐方面教學(xué)的主體，縱觀全國各類工科類高校，都是通過實驗教學(xué)完成實踐教學(xué)這部分培養(yǎng)內(nèi)容的。通過較為客觀的實驗室實驗，不僅可以讓學(xué)生掌握基本的實驗技能、培養(yǎng)特定思維，還能夠使學(xué)生加深對理論知識的理解，將理論與實踐結(jié)合得更緊密。這是有利于社會生產(chǎn)發(fā)展的，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計和創(chuàng)新能力，使學(xué)生的實踐綜合素質(zhì)得到普遍提高。[1-2]先從專業(yè)技術(shù)方面來看，學(xué)生四年過后畢業(yè)達(dá)不到企業(yè)要求，有些人總是以理論知識不足為借口，而實際上很多學(xué)生的實踐能力也近乎等于零。大學(xué)課堂的理論內(nèi)容與實際需求嚴(yán)重脫節(jié)，老師只是單方面講理論，而忽略了與理論密切相關(guān)的實踐使用，只有通過親自動手的實際使用，才能真正掌握理論知識。從這個角度看，實驗教學(xué)對于學(xué)生的四年培養(yǎng)是重要的組成部分，不可或缺。再從提高學(xué)生實踐能力方面來看，無論是各個高校還是國家都為了解決實踐問題投入了大量的財力去建設(shè)工程中心、進(jìn)行校企聯(lián)合，但是都因為不同的原因效果不盡如人意。原因在哪里？我們結(jié)合近年來的工科教學(xué)發(fā)展來看，大多數(shù)的實踐項目、實習(xí)項目、畢業(yè)設(shè)計，課程設(shè)計一部分可能是無實際意義的紙上項目，這一部分只是思想上的東西并沒有真正去動手實踐，到最后基本都是紙上談兵，沒有任何較強的實際意義，也不會帶來較好的社會價值。只有把真正有用的實際項目和真正設(shè)計性、實踐性的實驗作為學(xué)生的實踐活動，才能充分鍛煉學(xué)生和檢驗學(xué)習(xí)效果，而且學(xué)生辛苦勞動的成果也可以產(chǎn)生真正的社會價值。很多老師感覺對于自妍實驗儀器的創(chuàng)新很難，對于一個具體的實驗設(shè)備無從下手尤其是專業(yè)相關(guān)項目，但是真正著手去做的話其實沒有那么難。安徽三聯(lián)學(xué)院電子電氣工程學(xué)院各專業(yè)均是工科專業(yè)，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才，學(xué)院積極開展校企產(chǎn)學(xué)合作，與惠而浦(中國）股份有限公司合作共建實驗室，與科大智能科技股份有限公司、美的集團(tuán)合肥公司等多家知名企業(yè)共建校企合作基地，同時學(xué)院重視學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動，組織學(xué)生多次參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、全國物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)大賽、安徽省“雙百”科技競賽、安徽省機(jī)器人競賽等賽事，將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為實際比賽中解決問題的能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維及實際動手能力。本文根據(jù)目前社會發(fā)展要求、高校實驗教學(xué)現(xiàn)狀與發(fā)展以及高等教育改革與高等教育質(zhì)量工程建設(shè)要求，簡要論述通過自主研制實驗設(shè)備來探索對應(yīng)用型本科實驗教學(xué)促進(jìn)作用。

2.自主研制實驗教學(xué)儀器面臨的問題

一是專業(yè)實驗特征。由于各應(yīng)用型本科實驗教學(xué)具有較強的特色性和易變性，即使是某一地區(qū)的相同專業(yè)，各高校也會根據(jù)自己的教學(xué)培養(yǎng)方案突出自己的教學(xué)特色，這使得實驗儀器生產(chǎn)廠家難以找到和把握這方面一致的、規(guī)模較大的和相對穩(wěn)定的需求；所以對于此類儀器一般只適合開設(shè)通識實驗，在學(xué)校專業(yè)特色培養(yǎng)過程中意義并不明顯。[3-4]隨著社會的發(fā)展，與專業(yè)理論課程教學(xué)內(nèi)容一樣，專業(yè)實驗教學(xué)也必須緊隨社會發(fā)展做出相應(yīng)改革。二是難以買到滿足學(xué)校特色的專業(yè)實驗教學(xué)儀器設(shè)備。具有較強特色的專業(yè)實驗教學(xué)儀器設(shè)備一般需要定制，有的是價格高昂，對于普通應(yīng)用型高校在有限的資金下無法采購，或采購數(shù)量少。另一方面，就全國范圍內(nèi)的應(yīng)用型本科高校發(fā)展來看，各自制定的教學(xué)培養(yǎng)方案對應(yīng)在專業(yè)實驗教學(xué)上是各具特色的或是能夠較好滿足自己本校需求的教學(xué)實驗儀器，對實驗儀器生產(chǎn)廠家較難對此形成規(guī)模較大的和相對穩(wěn)定的需求，因而開發(fā)相應(yīng)的實驗儀器設(shè)備產(chǎn)品效益難以保證。所以，現(xiàn)階段的大部分生產(chǎn)廠家很少在此方面投入較多的資金，要么開發(fā)出的產(chǎn)品由于技術(shù)較先進(jìn)，投資相對較大，專用性強，社會需求量小，往往這部分設(shè)備價格較貴。所以很難在市場上尋找到滿足各自特色的專業(yè)實驗教學(xué)需求的產(chǎn)品設(shè)備。[3-4]三是不利于售后及二次開發(fā)。近年來，眾多高校抓住新一輪教育改革機(jī)遇，各省政府積極響應(yīng)號召，大力推進(jìn)本省教育建設(shè)工作進(jìn)展，出現(xiàn)了儀器采購新一輪風(fēng)潮。但對于應(yīng)用型本科高校，部分專業(yè)具有自身特色，在儀器采購中相關(guān)產(chǎn)品并不能很好滿足需求。而且特色專業(yè)需求量較小，具有專業(yè)特色培養(yǎng)的儀器設(shè)備往往會后期維護(hù)維修不及時，且因為廠家對自己的儀器設(shè)備有技術(shù)保密，使用的教師和學(xué)生很難進(jìn)行二次開發(fā)，從長遠(yuǎn)來看，并不利于教師的教學(xué)和對學(xué)生的創(chuàng)新培養(yǎng)。

3.自制實驗設(shè)備是促進(jìn)應(yīng)用型本科實驗教學(xué)的重要手段

一是自制實驗設(shè)備能提高實驗教學(xué)效率。在實驗室的建設(shè)與管理工作中，加強儀器設(shè)備的管理，提高其完好率，延長其使用壽命顯得十分重要。一方面我們可以對實驗室的設(shè)備建立儀器設(shè)備維修檔案，定期維護(hù)保證其正常運行；當(dāng)儀器設(shè)備出現(xiàn)故障時應(yīng)進(jìn)行登記，記錄故障的原因和維修情況等情況。另一方面，我們要加強教師對相關(guān)儀器設(shè)備的了解，可以通過培訓(xùn)或者是進(jìn)修相關(guān)知識。[5]這部分工作不僅給儀器建立起了完整的技術(shù)資料，還可以總結(jié)設(shè)備的維修技術(shù)經(jīng)驗。二是自制實驗設(shè)備能提高實驗室儀器設(shè)備使用率，保證實驗教學(xué)質(zhì)量 。隨著眾多高校都在試圖抓住新一輪教育改革機(jī)遇，另一方面為了各省政府積極響應(yīng)號召，大力推進(jìn)本省教育建設(shè)工作進(jìn)展，全國眾多高校相繼出現(xiàn)了儀器采購一輪又一輪風(fēng)潮。高校實驗室投資力度的加大，實驗室儀器設(shè)備的總值也在迅速增加，加強實驗室儀器設(shè)備的科學(xué)化、規(guī)范化管理、提高實驗室儀器設(shè)備的使用效率，同時保證實驗教學(xué)質(zhì)量，已成為高等學(xué)校特別是工科類院校實驗室儀器設(shè)備管理的一項重要任務(wù)，這對我們教師隊伍提出了更高的要求。為了提高儀器設(shè)備的利用率，各實驗室在滿足本學(xué)院學(xué)生實驗教學(xué)、科研任務(wù)的前提下，應(yīng)增加一些增強學(xué)生之間合作的綜合性和創(chuàng)新型實驗，學(xué)生也可以根據(jù)自己的興趣選擇實驗題目，也培養(yǎng)了學(xué)生的分工合作能力；在老師的指導(dǎo)下自主完成整個實驗的全過程，學(xué)生在實驗中通過對數(shù)據(jù)和現(xiàn)象的分析，進(jìn)行理論知識的開拓和應(yīng)用。除此之外還可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生建立對實際問題之后分析、解決的一系列的思維，提高對所學(xué)知識的應(yīng)用能力。并在此基礎(chǔ)上，拓展學(xué)生的創(chuàng)新能力。[1-6]這里所說的創(chuàng)新能力是可以創(chuàng)新性地解決生活、工作、學(xué)習(xí)的各種問題，結(jié)合專業(yè)的創(chuàng)新需要扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)，更需要新技術(shù)和新方法，這正是高等教育最希望的目標(biāo)。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)是一項非常有意義的事情，我們在教導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的同時、讓學(xué)生了解創(chuàng)新的本質(zhì)、讓學(xué)生在完善自己的同時，我們的教師隊伍也要提高對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的認(rèn)識程度，所以自研實驗教學(xué)設(shè)備另一方面還可以提高學(xué)院的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍。

4.自制實驗設(shè)備能挖掘?qū)嶒炇椰F(xiàn)有資源的潛力

一是開發(fā)實驗室輔助設(shè)備。根據(jù)各專業(yè)課程內(nèi)容更加靈活地安排實驗環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容；選取部分有實踐經(jīng)驗的老師帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計單個實驗室更貼近應(yīng)用的實驗設(shè)備。例如單片機(jī)實驗室，基于目前或市場通用的單片機(jī)進(jìn)行開發(fā)一套輔助設(shè)備。二是根據(jù)專業(yè)側(cè)重點更改輔助設(shè)備。根據(jù)各專業(yè)特色及方向更加合理地安排實踐教學(xué)側(cè)重點；例如單片機(jī)實驗，目前我院幾個專業(yè)大綱及項目是相同的，進(jìn)行自研設(shè)備教學(xué)時，就完全可以根據(jù)各專業(yè)側(cè)重點進(jìn)行項目更改及外部輔助設(shè)備更改。電氣專業(yè)側(cè)重執(zhí)行部分控制，電信專業(yè)側(cè)重檢測應(yīng)用，通信專業(yè)側(cè)重信號轉(zhuǎn)換，自動化專業(yè)可以側(cè)重控制部分。三是銜接各課程之間的聯(lián)系。自制實驗設(shè)備可以對各實驗課程之間進(jìn)行有效銜接，還可以通過一條知識鏈條串起對各課程的掌握，讓學(xué)生對所學(xué)知識總體有宏觀的認(rèn)識，加深學(xué)生對系統(tǒng)知識的把握。例如我安徽三聯(lián)學(xué)院就將電子技術(shù)課程設(shè)計、電子線路CAD課程設(shè)計、單片機(jī)和傳感器等若干個實驗課程打造成完整的一個體系課程，讓學(xué)生體會各課程之間的聯(lián)系，這樣也更有利于自研設(shè)備的二次開發(fā)及深度開發(fā)。四是提高教師的實驗?zāi)芰?。打造“學(xué)科競賽平臺+師生指導(dǎo)團(tuán)隊+協(xié)會社團(tuán)”的新型實踐教學(xué)模式。在實踐教學(xué)當(dāng)中把“學(xué)科競賽平臺+師生指導(dǎo)團(tuán)隊+協(xié)會社團(tuán)”相結(jié)合的“三位一體”實踐教學(xué)模式，一方面充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，調(diào)動學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，另一方面充分展現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用，為學(xué)生提供切實可行的指導(dǎo)，并在我校的創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面取得了顯著成效。學(xué)習(xí)和借鑒其他高校的可用經(jīng)驗，讓學(xué)生進(jìn)得了實驗室、開展得了實驗項目、參加得了相關(guān)競賽活動。在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地解決生活、工作、學(xué)習(xí)的各種問題，結(jié)合專業(yè)的創(chuàng)新需要扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)，更需要新技術(shù)和新方法，這正是高等教育最希望的目標(biāo)。

依托安徽省質(zhì)量工程項目經(jīng)費和我們學(xué)校的相關(guān)經(jīng)費支持下，積極尋求高校間或者是高校與企業(yè)間合作，實驗室建設(shè)取得明顯成效。目前所有的大學(xué)里都在搞創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，國家非常重視，設(shè)置了國家級，省級獎項。要將這些真正創(chuàng)新創(chuàng)造出實際意義，能夠成為社會生產(chǎn)力，為社會帶來價值，國家和學(xué)校必須把握好創(chuàng)新活動的導(dǎo)向。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)是一項非常有意義的事情，我們在教導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的同時、讓學(xué)生了解創(chuàng)新的本質(zhì)、讓學(xué)生在完善自己的同時，我們的教師隊伍也要提高對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的認(rèn)識程度，樹立強烈的責(zé)任感。

5.結(jié)語

在新時代工科背景下的應(yīng)用型本科實驗教學(xué)現(xiàn)狀與特點的基礎(chǔ)上，通過分析安徽三聯(lián)學(xué)院的實驗教學(xué)改革實例，來分析如何充分調(diào)動教學(xué)、科研、大學(xué)生科技活動對實驗教學(xué)的有利影響，提升高校對設(shè)備的開發(fā)能力，提高教師的教學(xué)效率和質(zhì)量。進(jìn)而得出通過自研設(shè)備提升實驗教學(xué)水平是促進(jìn)應(yīng)用型本科實驗教學(xué)的重要手段。通過自主研制實驗設(shè)備提升實驗教學(xué)水平是高校教育深化改革必須要邁出的一步，當(dāng)今社會快速發(fā)展，生產(chǎn)力和制造水平日益提升，這也為高校自行開發(fā)研制可滿足自身特色的實驗設(shè)備提供了可能，也是促進(jìn)應(yīng)用型本科實驗教學(xué)提升的重要手段，注重專業(yè)實驗教學(xué)設(shè)備的自主研制改革和管理是促進(jìn)應(yīng)用型本科實驗教學(xué)及其持續(xù)發(fā)展的重要保證。