發揮學科優勢,開設學科前沿實驗課,培養大學生創新實踐能力

摘 要:2008年，大連理工大學召開了歷時兩個多月的本科教育教學研討會，提出了以“一個目標、三種模式、一個體系”為重點的“131方案”。一個目標為:實施精英教育，培養精英人才;三種模式為:多元化的培養模式、研究型的教學模式、以學生為本的管理模式;一個體系-與國際知名的高水平研究型大學相適應的本科人才培養新體系。土木水利實驗教學中心以國家級實驗教學示范中心建設為契機，以土木工程和水利工程國家級優勢學科為支撐，積極推進實驗教學改革，面向一年級本科生在土建類國家級實驗教學示范中心中率先開設了“土木水利學科前沿實驗”實驗課程。本文對該課程的設置目的和意義、教學文件與教學形式、課程設計與教學內容、特點及教學實施效果進行了介紹。課程開設后，在學生中反響強烈、教學效果良好，極大促進了大學生參與創新性實踐的積極性。

關鍵詞:學科 創新實踐能力 大學生

中圖分類號:G434文獻標識碼:A文章編號:1673-9795(2012)08(a)-0022-02

質量是高等教育的生命線。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》[1]以及胡錦濤總書記在清華大學百年校慶上的講話[2]，都突出強調了這一主題。大連理工大學作為研究型全國重點大學，始終堅持育人為本，持續實施質量興校戰略。一方面做好頂層設計，按照精英人才培養目標，構建和完善了與研究型大學相適應的人才培養體系;另一方面，充分發揮研究型大學的學科和科研優勢，打造了10大育人平臺，為精英人才的培養夯實了基礎，提供了優質資源和良好環境。

在實踐教學方面，教育部為全面落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》，深入貫徹胡錦濤總書記等中央領導同志一系列重要指示精神，進一步加強新形勢下高校實踐育人工作，出臺教思政[2012]1號文件《教育部等部門關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》[3]指出:深化實踐教學方法改革，實踐教學方法改革是推動實踐教學改革和人才培養模式改革的關鍵。各高校要把加強實踐教學方法改革作為專業建設的重要內容，重點推行基于問題、基于項目、基于案例的教學方法和學習方法，加強綜合性實踐科目設計和應用。要加強大學生創新創業教育，支持學生開展研究性學習、創新性實驗、創業計劃和創業模擬活動。

2008年，學校召開了歷時兩個多月的本科教育教學研討會，圍繞“實施精英教育，構建研究型大學本科培養新體系”這一主題，提出了以“一個目標、三種模式、一個體系”為重點的“131方案”。一個目標為:實施精英教育，培養精英人才;三種模式為:多元化的培養模式、研究型的教學模式、以學生為本的管理模式;一個體系為:與國際知名的高水平研究型大學相適應的本科人才培養新體系。學校出臺專門文件《大連理工大學關于實施精英教育，培養精英人才的若干意見》，從人才培養模式、研究型教學模式、教學與科研相結合、主講教師隊伍建設、優質教學資源建設、教育教學管理模式、國際化培養、第二課堂建設等八個方面制定了36條具體的實施方案和舉措[4]。

大連理工大學土木水利實驗教學中心正式在學校“131方案”精神的指導下，銳意進取、勇于創新，經過多年的積淀，已經發展成為有利于創新型人才培養的實驗教學基地，是國家21世紀土木水利類復合型人才培養模式的創新實驗區，達到國內的一流水平，這樣做對全國同類高校實驗教學起到了良好的示范輻射作用。中心以科學發展觀為指導，以創新為靈魂，全面貫徹精英教育理念，進一步突出自身特色，發揮示范輻射作用，為培養適應21世紀發展需要的創新型人才做出重要貢獻。中心于2009年評為國家級實驗教學示范中心。

1 實驗教學與學科發展高度融合，構建高水平的適應土木水利工程人才培養的實驗教學新體系

處于全國前列的大連理工大學的水利工程學科、土木工程學科。是目前“211”和“985”工程重點的建設學科，它不僅擁有雄厚的師資隊伍和一流的學術水平，還承擔了大量的國家級、省部級科研項目，以及重大工程的科研課題。在實踐中，我們將我校的優秀科研骨干教師參與實驗當中，利用科研項目的實驗模型和環境，開展實驗教學，讓學生能夠跟名師一起參與其中，感受熏陶，這樣不僅能感受到前沿的科技，還能夠通過最新最高的境界學習和思維。

大連理工大學土木水利實驗教學中心是由學院原專業實驗中心和基礎實驗中心、創新實踐基地整合而成，它包含10個實驗室和1個創新實踐基地，依托海岸與近海工程、工業裝備結構分析兩個國家重點實驗室。10個實驗室包括工程水力學、港口航道與海岸工程、橋梁工程實、道路工程、測量與空間信息、土木工程結構、建筑材料、巖土工程、建筑環境與設備工程和基礎力學實驗室。中心面向土木工程、水利水電工程、港口航道與海岸工程、建筑環境與設備工程、工程管理、交通工程等17個專業的本科學生。

依照精英教育理念，結合土木水利工程學科專業的特點，大連理工大學土木水利實驗教學中心構建了多平臺、多層次的立體化實驗教學體系，在創新實踐教育方面教學效果顯著[5～6]。

2 國內率先開設“土木水利學科前沿實驗”課程[7]

土木水利工程是最古老的學科，當前，一方面與電子、信息、通訊等高新學科相結合;另一方面面臨海洋、地下、甚至太空等新的挑戰，土木水利工程也在不斷進步和創新。大連理工大學在土木和水利工程這兩個研究領域中都處于國內的領先水平，為了要培養出土木水利專業的精英人才，這就必須通過開展水利工程和土木工程的學科前沿探究性實驗，開拓本科生視野，了解學科發展方向，激發學生創新意識。

(1)課程設計。

課程名稱為“土木水利學科前沿實驗”，主要是面向一年級本科生介紹大連理工大學土木工程學院和水利工程學院各專業所涉及領域的國際前沿問題，展示采用模型實驗、數值模擬實驗、原型觀測實驗等方法進行研究的理論和成果。

土木工程學院在土木工程領域中的結構工程、防災減災工程及防護工程、巖土工程、市政工程、建筑環境與設備工程、橋梁與隧道工程;水利工程學院在水利工程領域中的港口、海岸及近海工程、水工結構工程、水文學及水資源、水力學及河流動力學、水利水電工程等研究方向上擁有一批國內外先進的儀器設備，并在上述領域開展創新性研究工作，已取得了國際或國內領先的研究成果。本課程就是展示和講解各研究方向采用先進設備對學科熱點問題進行科學實驗研究的基本理論和方法。

課程為必修課，24學時，1學分。授課對象為一年級本科生，授課時間為每教學年的第三學期。本課程以專題作為教學單元，每個專題為3個學時，學生從全部專題中必須至少選擇8個教學單元，并全部修完。

(2)課程目的。

在土木工程學院和水利工程學院的土木工程和水利工程兩個一級學科中均具有國內領先科研水平的優勢，把“土木水利學科前沿實驗”課程建設作為載體，并把科學研究與本科教學做到有機融合，達到通識教育和專業教育的雙重目的，實現培養土木水利工程專業高素質創新型精英人才的目標。

(3)教學形式與教學文件。

教學形式以授課和實驗相結合的方法進行。具體每個專題的環節包括:實驗理論和內容講解;研究意義與前景;實驗設備的講解和參觀;實驗演示;實驗討論。

而教學文件所采用的是我校自編的《土木水利學科前沿實驗學習日志》，本日志包括了:課程名稱、授課目的、課程類別、學分設置、考核方式等課程說明;以及各專題的實驗名稱、授課教師和授課地點、實驗內容簡介、先進實驗設備簡介等;還包括考核記錄表、撰寫各專題學習心得的大綱等。

(4)教學內容。

2009-2010學年共設置了16個專題，2010-2011學年共設置了20個專題具。

(5)課程特點。

第一，教學專題的動態設置。動態設置為每個教學年的專題數目、專題內容、授課教師，各個研究所、研究團隊結合國家級大項目、省部級大獎、國家發生的突發事件或重大戰略需求，設置每年的教學專題，在保證專題數量穩定的前提下，調整每個教學年的專題內容，保證授課內容代表了各個研究領域的最新研究成果。

第二，學生可自由選課。每一個學生都可以根據自己的個人愛好，以及希望所選的專業情況，選擇8個專題。這樣做尊重了學生的自主權，并發揮了其自身的個性，提供了靈活多樣的課程內容，在保證學生學習的興趣下，從而激發出學生更多自主探索的精神。

第三，團隊教學的授課模式。各個專題的講授，采用教授及其團隊相結合的授課方式。由教授確定專題名稱、授課內容，并與該教授團隊的年輕教師共同備課。保證教授能夠講授1/3次數的該專題，通過教授的傳幫帶，保證青年教師的授課質量、提高青年教師的授課水平。

第四，教師和學生隨時進行實時互動。為了保證有效的教學效果，我們將采用小班的上課方式，每個專題每次最多采用10～15名學生的方式，這樣做雖然增加了教學的工作量，但是可以保證每個專題講授11次。這樣做的表現為，在授課時師生的交流更加方便，讓每個學生都有參加的機會，體會近距離觀察實驗和做實驗的過程，將師生間的互動發揮的淋漓盡致，保證了學生更好的理解教學內容。

第五，豐富的教學手段。由于各個單元的內容均具有科學研究的前沿性，而一年級本科生僅經過基礎理論課的學習，為了能夠讓學生真正理解教學內容，在教學內容的組織上強調深入淺出，用通俗的語言，講解深奧的科學知識;同時采用物模實驗錄像、數模實驗錄像、實際實驗觀察，使學生看得見、摸得著，建立直觀和感性認識。通過豐富的教學手段，保證學生能夠學到先進的知識。

此項成果在2010年10月北京召開國家級實驗教學示范中心建設成果展示交流會及第三屆全國高等學校實驗室工作論上進行了交流，受到廣泛關注。我校土木水利實驗教學中心展示了圖文展板以及自制設備，我中心制作的“土木水利學科前沿實驗”課程介紹視頻在學科組展位的屏幕上第一個播放，充分展示了我中心的建設成果及特色，受到與會者好評，認為由教授團隊為本科生授實驗課特色突出、效果明顯、值得肯定。

3 教學實施效果及存在的問題

2009-2010學年，對年級全年級學生開設了土木水利學科前沿實驗課程，學生參與積極性很高。長江學者特聘教授滕斌教授、國務院學科評議組成員周晶教授等十幾位知名教授積極配合為本科生授實驗課，學生和青年教師深受鼓舞。讓學生在實驗教學中感受理論知識的產生和發展過程，不僅促進了理論課程的學習熱情，發揮他們自主學習和利用各種資源獲取知識的能力，而且培養了科學研究的素養和創新思維的能力，為優秀學生脫穎而出提供有利的環境。讓學生真切感受到學科發展的現狀及方向，也有利于大類招生的學生將來按照不同學科興趣選擇專業。

教學實施中主要出現的問題是，教學單元顯得不足，每個單元開設過多的次數。應加大措施設置更多的教學新單元，為學生提供更多的高效教學資源。

參考文獻

[1]中華人民共和國國務院.國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)[Z].2010.

[2]胡錦濤總書記在清華大學百年校慶上的講話[Z].2011.

[3]教育部.教思政[2012]1號文件《教育部等部門關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見[Z].2012.

[4]大連理工大學關于實施精英教育，培養精英人才的若干意見[Z].大工校發[2008]8號文，2008.

[5]基于精英教育理念的土建類實驗教學中心立體化實驗教學體系的構建[C].第三屆全國高等學校實驗室工作論壇論文集.2010:908-913.

[6]李新樂，竇慧娟，孫建剛.土建類專業實驗教學體系建設探討[J].高等建筑教育，2010，19(1):32-35.

[7]大連理工大學土木水利實驗教學中心.土木水利學科前沿實驗學習日志[Z]. 2010.