搭建實驗實踐一體化平臺 深化實驗實踐教學改革

梁 宏

（哈爾濱工業大學 實驗室管理與教學條件保障處，黑龍江 哈爾濱 150001）

國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）強調要提高學生的學習能力、實踐能力和創新能力［1］。高等學校的實驗、實踐教學對于激發學生的創新意識、拓展學生的創新思維、增長學生的實踐技能、涵養學生的創新品格方面的作用，是其他任何教學形式都不能替代的。黨的十八大指出，努力辦好人民滿意的教育，全面實施素質教育，要著力提高教育質量，培養學生創新精神［2］。高等學校的實踐教學體系從屬于高等學校人才培養的總目標，與課堂教學體系并存，并與之有機結合、密切相關。實驗教學管理和實驗室建設是不可分割的，實驗室建設應該貼近本科課堂教學、實驗實踐教學及項目學習的實際需求，保證實驗、實踐教學體系科學、合理、優化運作。

哈爾濱工業大學在加快創建世界一流大學的進程中，突出“規范嚴格，功夫到家”的教學傳統和工程實踐能力強的人才培養特色，始終把創新精神與實踐能力的培養貫穿于整個教學過程。借助教育部實施的“高等學校教學質量與教學改革工程”，強化本科實驗教學改革，以人才培養為主線，多措并舉，百花齊放，實現了本科實驗教學的跨越式發展。從辦學理念、課程體系、師資隊伍、教學環境、延伸效應等多維度為學生創造和搭建了有利于創新意識和實踐能力培養的實驗教學平臺體系，包括基礎實驗教學平臺、專業實驗教學平臺、項目學習創新平臺、儀器設備共享平臺、環境技術安全平臺、實驗隊伍建設平臺和教學條件保障平臺，全方位為學生成才服務［3－5］。

1 繼承傳統，凝練特色，建立以學生為本，知識、能力、素質協調發展的實驗教學理念

哈爾濱工業大學從學校誕生時起就一直是一所以工科為主的學校。這種工科大學的背景以及所經歷的“蘇式辦學”、“日式辦學”等特殊的歷史階段，使其在辦學理念和辦學傳統方面形成了自己的鮮明的特色。在教學上逐步形成了重視基本理論和基本概念、重視實踐教學和動手能力、重視理論與實踐結合、重視創新能力培養、重視規范嚴格管理等特點。早在建校之初的“蘇式辦學”階段的教學計劃中，實驗課的學時數就超過了講課學時數的1／3，而且教學計劃明確規定每天17：00—20：00為上實驗課的時間。2013年新一輪教學計劃修訂中，在課內理論學時壓縮的情況下，實驗學時比例卻從20%提升到30%，充分體現我校強化實驗教學在本科人才培養中的重要地位，突出以學生為本，促進知識、能力、素質的協調發展和全面提升實驗、實踐教學的辦學特色。

2 課內為主，課外為輔，構建有利于學生自主學習、培養創新意識和實踐能力的實驗教學體系

學校將實驗教學體系的構建作為實驗中心建設的靈魂和根本，注重弘揚多年的辦學傳統，彰顯服務國防、面向航天的工程實踐教育特色。依托重點學科，吸收科研成果，組織教學科研、科技開發等各方面的專家深入研討，將學科、專業、科研等各方面的辦學優勢統一匯集到實踐教學中來，構建具有鮮明學科特色和歷史積淀的實驗教學體系，努力推進創新性實驗項目的開發和建設。各實驗中心根據學科特點和實際情況，按照學生成長需求，建立分階段、分層次、模塊化的實驗教學體系，突出實踐性、個性化培養的開放式實踐教學模式。例如：

（1）機械工程實驗教學中心建立了分階段、分層次、模塊化的實驗教學體系，突出了個性化的培養模式。“分階段”是指根據學生不同學習階段的實際情況，將實驗教學分成工程訓練教學、機械基礎實驗教學和專業實驗教學等3個主要實驗教學平臺和1個大學生機械創新實踐基地，使學生從入學到畢業整個階段都能得到良好訓練。“分層次”是指實驗教學體系根據專業類型和學生的需求設置必修實驗（基本型實驗）、選修實驗（提高型實驗）和課外科技創新實踐活動（研究創新型實驗）。為便于組織實驗教學，每個實驗教學平臺的實驗課程又采用模塊化教學方法，各實驗模塊之間在教學上相互獨立，便于實施教學，在內容上相互關聯、相互補充，形成比較完整的知識體系。

（2）電工電子實驗教學中心建立了全開放、自主學習式實驗課教學模式。全開放模式包括實驗時間和空間開放、實驗元器件開放、實驗內容開放等，不同年級、不同專業的學生，可以根據教學進度和個人實際情況，合理選擇實驗時間和實驗地點，實現不同專業、年級的學生能夠在相同的實驗教學平臺進行實驗。這種全開放模式，一方面拓寬了實驗的時空概念，能夠最大限度地利用實驗室資源，體現了以學生為本、給學生以最大的自由空間，有助于學生個性化發展，有利于培養創新實踐能力強的高素質人才，為科技精英型的拔尖人才培養提供條件和空間，在“開放式”的基礎上向“研究性”過渡。自主學習式模式要求學生自己了解和理解實驗內容，讓學生獨立思考、解決問題，獨立完成實驗，培養學生獨立分析和解決問題的能力。提倡學生之間進行交流，教師盡量做到少講多做，由指導變為引導，由講授變為啟發，從“以教為主”向“以學為主”觀念的轉變。這種學習模式提高了學生自主、主動學習和獲取知識的能力，其特點是強調學生自主學習、協作學習，為研究性、探究性學習模式打下良好基礎。

圍繞這些各具特色的實驗教學體系，將培養方案中的實驗、實踐教學內容進行了整合，開展兩條主線的培養：一條是完成培養計劃內的基礎性、設計綜合性、研究創新性實驗訓練和課程設計、畢業設計等實踐環節；另外一條是培養計劃外的，以突出自主創新和個性培養的各類創新實踐項目，在運行中結合人才培養的要求日臻完善，成為人才培養方案中實踐環節的重要支撐，在學生實踐能力和創新能力的培養中發揮了重要的核心引領作用。

3 名師掛帥，團隊引領，打造一支專兼結合、滿足現代實驗教學需要的高素質實驗教學隊伍

實驗教學隊伍作為實驗室建設與管理的核心要素，決定了實驗教學水平的高低，進而影響到人才培養的質量［6－8］。我校在實驗教學隊伍建設中，十分重視模式和機制的創新，逐步建立起一支以名師負責和牽頭，實行專、兼職結合，實驗教學與理論教學互通相融，適應開放式教學的需要，理念先進、勇于創新的實驗教學隊伍。實驗中心主任在實驗教學隊伍建設中具有舉足輕重的作用。我校選聘教學上成績卓越，且熱愛實驗教學的教授、名師擔任中心主任，把實驗教學隊伍帶頭人的培養和遴選作為隊伍建設的重點內容。注重發揮帶頭人在團隊中的核心、引領作用，以名師大家引領實驗教學隊伍全面、科學、合理發展。如：電工電子實驗教學中心就先后由國家級教學名師蔡惟錚教授和吳建強教授任主任；機械工程實驗教學中心由國家級教學名師鄧宗全教授擔任主任；力學實驗教學中心由國家級教學名師孫毅教授擔任主任；材料科學與工程實驗教學中心主任由周玉院士擔任。

在這些名師大家的感召下，打造了一支結構合理、勇于創新、務實樂教的實驗教學隊伍，成為開展各類實驗教學的堅實保障，目前學校實驗室系統中有國家級教學名師5人；省級教學名師10人；校級教學名師14人；教學帶頭人18人。實驗室建設還通過名實驗、名課程、名教材、名團隊建設來促進實驗教學隊伍能力水平的提升，采取短期培訓、進修學習、會議交流等方式，開展多層次、多渠道、多形式的業務知識、先進技術和專業技能等方面的培訓活動來加強實驗教學隊伍建設。

4 注重教材，培育精品，整合內容，鼓勵實驗獨立設課

實踐是檢驗真理的唯一標準，實踐也是理論的試金石，而實踐又不依附于理論而存在［9－10］。因此，學校根據實踐教學的特點，一方面狠抓實驗教材建設，提出建設10個名實驗；另一方面加強了實驗獨立設課，建設精品實驗課。周玉副校長曾經不止一次強調，實驗不要總是依附于理論課，理論課沒講到的，實驗不一定不能做，教學要大膽進行改革，要勇于改變實驗課依附于理論課的情況。近些年來的實踐教學改革，已經有127門實驗課獨立設課，占總實驗課程的20%左右。實驗課的獨立設課，極大地提高了實驗教學的質量。在獨立設課的實驗課中，既有多個實驗構成的循序漸進的一體化實驗教材，也有按學科門類設置的多學時的綜合性、設計性實驗，實驗課程設置更加科學、更加靈活、更加有針對性、更加加強了動手能力與實踐能力培養。近些年來不僅建設了127門獨立設課的實驗課程，而且還涌現出一批校級優秀課程、省級精品課程和國家級精品課程。

5 教研相長，協同創新，推進科研成果轉化為教學資源

實驗教學緊密結合科學研究成果，利用學科、專業多年積累的科研實踐反哺實驗教學，來源于實際科研課題的實驗教學項目不勝枚舉，凝聚了教師多年科研經驗和心得的實驗教學內容在實驗教學中收到了良好的效果。這些取材于學科前沿方向的實驗項目對提高實驗教學水平、促進實驗教學改革相當重要，深受學生的歡迎。學校倡導把科研成果、科研過程要貫穿和滲透到本科教育教學中，努力實現科研資源與本科教學的共享，科研水平在本科教學中有所體現。

6 制定目標，完善體系，改革實驗教學方法和模式

按學科、分專業制定課內實驗、課程設計、綜合實驗、創新項目、認識實習、生產實習、畢業設計等多元化的實驗、實踐教學目標，使各種形式的實驗、實踐環節相互配合，強化彼此的內在聯系，各有側重，相互補充。合理設計實驗課程體系，統籌安排實驗內容，精選實驗項目，注重與課堂教學的有機銜接，構成由淺入深、循序漸進、具有內在聯系的有機整體。完善基礎實驗、綜合實驗、研究實驗、創新實驗、項目學習、生產實習、課程設計、社會實踐、畢業設計等公共實驗、實踐教學體系。

著重改革實驗課教學內容的結構和層次，減少重復性的驗證實驗，增加應用性、綜合性、創新性實驗和基于項目學習內容、針對學生整個培養周期的知識體系和結構，形成不同階段設置不同的實驗、實踐內容，適應拔尖創新人才培養目標的實驗、實踐教學體系。

推進啟發式、互動式和探究式教學方法在實踐教學中的應用改革，將啟發、信息搜集、資助學習、討論、設計、探究、實驗、質疑、答辯等教學形式靈活組合貫穿于實驗教學過程中，引導學生從注重分數向注重能力轉變，全面提高實踐教學質量［11］。建設實驗內容多元化、實驗項目層次化、實驗過程自主化、實驗資源開放化、實驗方法多樣化、實驗考核科學化、教學管理信息化的實驗教學模式，為學生提供更多的獨立思考、獨立實驗、獨立解決問題的機會。

7 規劃引導，提升內涵，推動實驗、實踐教學改革上水平

我校的“十二五”本科教育改革與發展規劃綱要中明確指出：“實驗室建設是提高本科教育水平的重要基礎和條件，將加大實驗室建設投入，優化實驗、實踐教學管理平臺體系建設。”實驗、實踐一體化平臺的搭建，理順了管理機制、促進了教學資源共享，按需求分層次，滿足學生個性化成長方案，以軟帶硬，全面服務實踐教學。新時期、新形勢下，依據各學科、各專業的優勢和傳統，凝勢聚力，把學科優勢、專業優勢、師資優勢、科研優勢、產學研合作優勢、國際合作優勢等各種辦學優勢自覺地、主動地、優先地匯集統一到培養創新人才的實驗、實踐教學的能力培養上來，推動實驗、實踐教學上新水平［12］。

8 結束語

我校在發揚重視實踐教學、加強能力培養的光榮傳統的基礎上，通過10多年來的進行的各項教學改革，辦學思路和教學思想有了很大的提升，尤其是通過實施“211工程”、“985工程”和“2011計劃”等，使我校實驗室建設有了很大的發展，實驗、實踐教學條件明顯改善，實驗、實踐教學水平大幅度提高，在培養創新人才中取得了優秀的成績。但是，隨著科學技術的迅速發展，國家對人才質量要求越來越高，我校又面臨加速實施“創建世界一流大學”的建設規劃，培養創新人才的任務越來越重。我們將更加努力，繼續深化實驗、實踐教學改革，為培養出更多面向未來的工程領軍人才和拔尖創新人才做出更大的貢獻。

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［1］國務院.國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）［EB／OL］.（2010－07－29）.［2013－03－20］.www.gov.cn

［2］胡錦濤.中國共產黨第十八次代表大會報告［EB／OL］.（2012－11－20）.［2013－03－20］.news.china.con.cn

［3］吳建強，李琰，齊鳳艷.全開放、自主學習模式下實驗教學考核方式的探索［J］.中國大學教學，2011（4）：70－72.

［4］許家瑞，周勤，陳步云，等.構建創新實驗體系的探索與實踐［J］.實驗技術與管理，2009，26（5）：1－4.

［5］鄭家茂.構建“做學研”相結合的創新實驗平臺，促進學生“做中學、學中研、研中創”［J］.實驗技術與管理，2010，27（1）：1－4.

［6］嚴薇，袁云松.加強實驗室開放為培養創新人才提供良好支撐［J］.實驗室研究與探索，2009，28（5）：16－17.

［7］陳斌，張曉華.開放式實驗教學的實踐［J］.實驗室研究與探索，2005，24（11）：110－113.

［8］王興邦.認真總結，提升理念，凝練成果，突出特色，迎接國家級實驗教學示范中心驗收［J］.實驗技術與管理，2010，27（4）：1－5.

［9］沈小雄，韓理安.以實驗教學內容體系改革為龍頭，全面提高實驗教學質量［J］.中國高教研究，2001（3）：78－79.

［10］李瑛.高校機械類實驗教學獨立設課的可行性研究［J］.中州大學學報，2004（1）：90－91.

［11］黃甫全.開發實驗課程與教學：教師教育改革的新路向［J］.教育發展研究，2009（18）：49－53.

［12］曾文婕，黃甫全.課程與教學論實驗的構想與實踐［J］.課程·教材·教法，2009（2）：8－12.