基于工程實際的系統化實驗教學探討

【摘 要】針對目前工科類本科生的培養現狀，本文提出了基于工程系統化的實驗教學模式。根據實際工程系統建設的思路，規劃設計綜合性的實驗方案，并對實驗教學方式以及管理模式進行了探討。

【關鍵詞】實驗教學；教學模式；系統化；開放

0.引言

隨著我國現代化建設的不斷推進與發展以及國際競爭的日益激烈，創新人才的培養已成為我國高等教育改革的重要目標，已上升到國家戰略的高度。目前，我國已經確立了人才強國的基本戰略。一系列關于教育改革的文件相繼出臺。2010年12月，國務院辦公廳下發的《關于開展國家教育體制改革試點的通知》，已成為我國教育領域各個層面的體制改革全面啟動的標志。教育部的“卓越工程師教育培養計劃”，拉開了我國由工程教育大國邁向工程教育強國的序幕。這些文件的出臺，為我國高等教育的改革指明了方向。盡管如此，如何對高等教育進行改革，實現高科技創新人才的培養的目標依然是當前高等教育工作者面臨的主要問題。現階段，盡管高等教育規模不斷擴大，教學設施和辦學條件已經有了明顯的改善。但是，教學質量還有待提高，離高質量創新人才培養的目標還有很大的距離。在許多高校中，即便是工科類專業，“重理論，輕實踐”的現象普遍存在，專業人才培養方案缺乏系統化。學生畢業之后一片茫然，不知道自己學了什么，能做什么樣的工作和解決什么樣的實際問題。這樣的人才培養滿足不了工程實際應用需求，這也是現在大學生就業難的原因之一。也正因為如此，各種就業培訓班紛紛涌現，吸引了大部分高校學生，使他們在進行畢業設計時花費很多精力來參加培訓，對本科教學工作帶來了很大的沖擊。所以，必須深化教育體制改革，建立促進創新性人才培養的教學理念，加強高等教育與工程實踐的結合，培養適應現代化建設的優秀人才。據此，本文將對高校實驗教學的改革進行探討，以期望對高等教育的改革和創新人才的培養能有所裨益。

1.系統化實驗方案的設計

現階段，理論教學在高等教育中占主導地位，而實驗教學在人才培養中起輔助作用。無論在課程內容設置還是在師資力量配置方面，實驗教學遠遠落后于理論教學，以致長期以來，實驗教學沒有顯著的成效。一方面，實驗課時少，內容大多為孤立的驗證性的實驗，缺乏以專業技術為導向系統性實驗，在教師的指導下，按部就班的就可以完成實驗，沒有獨立思考與分析的過程。另一方面，實驗教學缺乏必要的監管與考核，由于實驗教學通常是不參與考核的，因而在實驗教學過程中缺乏必要的監管，實驗過程中敷衍現象嚴重，沒有達到應有的效果。在畢業設計時，很多學生變得很茫然，不知道如何將自己所學的知識結合起來，系統地進行相關設計。因此，我們建議開設或設計一些與工程實際相結合的系統性的實驗。下面將探討實驗開設的具體方案。

首先，確定實驗內容與形式。由于實驗設置要與工程實際相結合，考慮到工程上遇到的各種問題，實驗內容要涉及盡可能多的專業知識，用以培養學生的綜合應用與協作能力。因此，在開設實驗時，教師只需要給定實驗題目及實驗要達到的目的，不提供實驗指導書，實驗方案由學生自己來設計并實現。對實驗中遇到的問題，應鼓勵學生自己去查閱文獻、分析和解決。這樣，沒有實驗指導書的束縛，學生可以充分發揮自己的創新潛力。例如，就通信專業的學生而言，可以開設水下通信系統設計等題材較寬泛的綜合型實驗，這類實驗要求學生考慮的實際問題比較多，而且系統的每一部分都需要學生自己設計，可以充分發揮他們的創造力。

其次，確定實驗對象開設方式。由于綜合性實驗涉及到的專業知識比較多，考慮到學生的知識儲備，實驗開設對象以大三、大四學生為主。此外，由于實驗的工作量較大，每個實驗參與的人數應適當增加，以5～7個為宜，一方面能集思廣益，另一方面可以培養學生的協作能力。與一般的課程實驗和課程設計相比，這類綜合性實驗的綜合性更強，對學生的自主設計能力要求更高，應以獨立設課的形式來進行。因此，實驗教學的模式應進行相應的調整，實驗的開設以開放實驗的形式來進行，給學生更大的思考和設計空間，促進學生自主創新能力的發揮。

最后，加強對實驗成績的考核。實驗成績的考核不僅有利于促進學生提高實驗技能，也是檢驗學生實驗效果的一個重要手段。為了促進學生創新能力的提高，實驗考核應以設計創新主，以實驗結果為輔。對于考核成績比較優秀的學生，可提供相應的獎勵，以此來激勵他們更好地發揮其創造潛力和吸引更多的學生來參加實驗。

2.實驗管理模式

作為開放性質的基于工程實際的系統化綜合性實驗，在管理上應提供相應的服務。目前，盡管有些高校開設了開放實驗。但在管理上存在著很多問題，使得開放實驗難以收到應有的效果。主要表現在以下幾個方面：

（1）實驗內容與課程實驗基本相同。在實驗內容設置上，大多數開放實驗是基于某一門課程設置的實驗。這樣，給學生的感覺是增加學習負擔，沒有吸引力。

（2）實驗內容的宣傳力度不夠。對開放實驗的公布，僅僅顯示實驗的名稱及適用對象。與課程實驗不同，開放實驗是學生自愿參加的實驗。如果缺乏對實驗的詳細介紹及意義，學生是沒有興趣參加這類實驗的。

（3）實驗審批手續繁瑣。與一般課程實驗不同，開放實驗相對獨立，未列入教學大綱。因此，開放實驗的安排顯得比較繁瑣。在部分高校，學生如果要做開放實驗，首先需要聯系指導教師，然后預習相關的資料并填寫預習報告，經過學院層層審批之后，再到實驗室預約，預約成功之后才能做實驗。這樣繁瑣的過程，使得學生望而卻步。于是他們，抱著多一事不如少一事的思想放棄做實驗。

（4）實驗設施較缺乏。在很多高校，對實驗室資金的投入是相當有限的。隨著學校辦學規模的擴大，在很多高校中，實驗設備已經陳舊不堪，設備完好率低，維修得不到保障。

為了更好地開展系統化綜合實驗，首先要在實驗內容上精心設計與安排，其次，要加強實驗的宣傳工作，例如，定期舉辦開放實驗的演示與講解，介紹開放實驗與工程實際的聯系，張貼開放實驗效果圖等等，通過宣傳與講解，激發學生的興趣，引導他們積極參與實驗。此外，要適當的削減審批手續，建立網上申請預約機制，原則上只要符合條件的申請者，進行預約后即可進行相關實驗的安排。最后，適當增加對實驗室的資金投入，一方面采購較為先進的實驗設備，另一方面要加強實驗設備的維護工作，為實驗提供良好的硬件基礎。

3.結束語

實踐教學是理論教學與工程實際結合的重要紐帶，而基于工程實際的系統化實驗的開設，有利于促進學生創新思維能力、綜合能力、協作能力的培養，提高學生解決工程實際問題的能力，為他們從事相關工作打下良好的基礎。

【參考文獻】

[1]袁興國.基于人才強國戰略的高校人才培養模式改革探析[A].黑龍江高教研究，2011，12.

[2]王曉榮，唐新來，李健軍.“卓越工程師計劃”對應用本科人才培養的啟示[A].中國成人教育，2011，24.

[3]李旭玫.變革實驗教學方式，培養大學生綜合創新能力[A].高教探索，2004，1.

[4]牛力超，趙梓含，袁玉捷.我國高等教育體制的發展與改革[A].經營管理者，2011，24.