工科院校實施開放式實驗教學(xué)的研究與探索

摘要：開放式實驗教學(xué)在中國高校已經(jīng)推行多年并取得了顯著成效，但目前仍存在亟需改進之處。針對當(dāng)前高校實驗教學(xué)現(xiàn)狀，從實施開放式實驗的原則、關(guān)鍵環(huán)節(jié)等多個角度，就如何在工科院校進一步完善開放式實驗教學(xué)提出了自己的觀點。

關(guān)鍵詞：工科院校；開放式實驗教學(xué)；高校

作者簡介：魏安靜（1976-），女，安徽舒城人，安徽工程大學(xué)安徽省電氣傳動與控制重點實驗室，實驗師；鳳權(quán)（1975-），男，安徽舒城人，安徽工程大學(xué)紡織服裝學(xué)院，副教授。（安徽 蕪湖 241000）

基金項目：本文系安徽省教研基金項目（項目編號：2012jyxm289）、安徽高校省級自然科學(xué)研究項目（項目編號：KJ2012B014）的研究成果。

中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）34-0160-02

隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，社會對工科院校培養(yǎng)的人才有著更高的要求，是否具有很強的實踐能力和良好的綜合素質(zhì)是社會衡量工程技術(shù)類人才的重要標(biāo)準(zhǔn)，而這種能力的培養(yǎng)在很大程度上需要通過實踐教學(xué)來完成。開放式實驗教學(xué)改變了傳統(tǒng)的驗證性教學(xué)模式，讓學(xué)生相對獨立地完成實驗任務(wù)，具有研究性和創(chuàng)造性，其重在吸引學(xué)生主動參與實踐教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生探求知識的激情，彰顯學(xué)生的個性特點，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

一、工科院校實驗教學(xué)的現(xiàn)狀

自從教育部在《關(guān)于進一步加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》中提出：“積極推動研究性教學(xué)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力”以來，高等教育工作者在實踐教學(xué)方面進行了諸多探索，并取得了長足的進步和豐碩的成果。但目前依舊存在諸多不足，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：

1.設(shè)備更新快，但使用效率低

隨著國家加大對高校的投入，諸如高校發(fā)展“提升計劃”、“扶持計劃”的實施，實驗室建設(shè)的步伐也在加快，而這種建設(shè)主要體現(xiàn)在實驗設(shè)備的更新方面。購買的設(shè)備自動化程度越高，學(xué)生動手的機會就越少，有的設(shè)備是高度集成化，學(xué)生只看到精致的外表，根本不知道儀器的結(jié)構(gòu)、原理及運行過程。[1，2]有的實驗室為了防止設(shè)備在使用過程中的損壞，嚴(yán)格限制學(xué)生使用，甚至束之高閣，把買來的設(shè)備當(dāng)做了裝飾品。

2.在實驗時間上已經(jīng)開放，但缺乏有效的管理和指導(dǎo)

很多高校在實驗教學(xué)規(guī)定中都明確要求實驗室要有一定的開放次數(shù)和開放時間，卻沒有規(guī)定其使用效率和使用效果。偌大的實驗室，只有個別人在做實驗，或者有的學(xué)生去了實驗室但卻沒有目的性，沒有實驗前的精心準(zhǔn)備和教師有效指導(dǎo)，甚至有的學(xué)生只是為了獲得學(xué)分去做實驗，這都是在耗費資源。

3.沒有形成完整而相對獨立的體系，重視程度有待進一步提高

總體來說，目前實踐教學(xué)仍然依附于理論教學(xué)，處于從屬地位，這不利于獨立開展實驗和培養(yǎng)創(chuàng)新人才，使師生對實踐教學(xué)重要性的認(rèn)識不夠，同時影響了實驗教學(xué)人員的工作地位和個人發(fā)展，進而影響了實踐教學(xué)師資隊伍的培養(yǎng)。這些問題將阻礙高校實踐教學(xué)的進一步發(fā)展，影響教學(xué)質(zhì)量和辦學(xué)水平的提高。

二、實施開放式實驗教學(xué)的原則

1.確立實驗教學(xué)與理論教學(xué)同等重要的思想觀念

中國工程院院士左鐵鏞教授說：“實驗室是學(xué)校的半壁江山。”特別是工科院校的實驗室，在高校具有獨特的重要地位，它是學(xué)校教學(xué)、科學(xué)研究、生產(chǎn)試驗、技術(shù)開發(fā)的重要基地和載體。只有在觀念上足夠的重視實踐教學(xué)，才能最終使開放式實驗教學(xué)成為現(xiàn)實。

2.確立以學(xué)生為實驗主體，以教師為輔導(dǎo)的師生關(guān)系

開放式實驗是學(xué)生提高自身綜合素質(zhì)的實踐性環(huán)節(jié)，為更好地發(fā)揮開放式實驗室大平臺的作用，在開放式實驗教學(xué)中要處理好師生之間的關(guān)系。要確保學(xué)生始終處于主體位置，而實驗教師則處于為實驗教學(xué)服務(wù)的主導(dǎo)位置。

3.確立培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用思維，訓(xùn)練實際動手能力的實驗?zāi)繕?biāo)

作為工科院校要著重培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用思維和實際動手能力。通過實驗內(nèi)容的合理設(shè)計，使學(xué)生能在實踐中鞏固和深入理解理論知識，提高工程應(yīng)用能力，為成為水平卓越的工程師打下基礎(chǔ)。[3，4]

三、實施開放式實驗教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

1.構(gòu)建多級實驗體系，對研究性實驗采用靈活合理的考核方式

實行開放式教學(xué)不能一味地強調(diào)創(chuàng)新和研究，還要遵循本科教學(xué)規(guī)律，要從基礎(chǔ)開始，逐步提高，構(gòu)建多級的實驗教學(xué)新系。

首先，以傳統(tǒng)講授為主的基礎(chǔ)性實驗。作為專業(yè)基礎(chǔ)課程的實驗教學(xué)部分，大多具有驗證性，通過實驗去進一步了解和掌握基礎(chǔ)知識，以講解、演示、模仿為主。

其次，綜合性實驗。綜合性實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生運用多種方法和實驗技能來分析、處理問題，達(dá)到對知識、儀器與技能的綜合運用，培養(yǎng)綜合考慮問題的思維方式。綜合性實驗室是進入設(shè)計性實驗的準(zhǔn)備階段。

再次，設(shè)計性實驗。設(shè)計性實驗可以由指導(dǎo)教師提出一些有利于啟發(fā)思維、有應(yīng)用價值的實驗課題，讓學(xué)生自主設(shè)計實驗方案并最終完成實驗。讓學(xué)生從實驗方法、實驗設(shè)備、測試條件等多方面進行系統(tǒng)訓(xùn)練，初步具備獨立開展實驗的能力。

最后，研究性實驗。研究性實驗可以從多渠道獲得課題，內(nèi)容具有創(chuàng)造性，這就要求學(xué)生對課題進行系統(tǒng)分析，拿出合理的研究方案，并開展嘗試性的實驗，根據(jù)實驗結(jié)果再反饋到方案中，對其進行再調(diào)整，最終得出研究結(jié)論。[5]

需要注意的是，對研究性實驗需要有合理的考核方式。研究并非實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)就是取得成功，因為研究性實驗客觀上存在著短時間解決不了問題的可能性。在認(rèn)真細(xì)致地開展實驗以后，即使沒有得到預(yù)期成果，只要對實驗結(jié)果進行合理分析，得出有價值的結(jié)論即可。萬不可為“實現(xiàn)”預(yù)期目標(biāo)而弄虛作假，這樣不利于養(yǎng)成認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)。

2.多渠道設(shè)立課題，全方位融入實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

開放式實驗課題可以通過多種形式來設(shè)立，結(jié)合當(dāng)前大學(xué)生科研活動的現(xiàn)狀，可以將以下幾個方面作為設(shè)立課題的重點渠道。

（1）各類專業(yè)科技競賽活動。如今，針對大學(xué)生的各項科技活動開展的頗為豐富，校園里也因此組建了很多科研興趣小組，他們需要利用開放式實驗室去參加各項科研活動或科技比賽，如全國大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目、全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽、數(shù)學(xué)建模仿真大賽等。學(xué)生根據(jù)科技活動的要求，自行擬定課題，結(jié)合實驗室的現(xiàn)有條件，聯(lián)系相應(yīng)實驗室和指導(dǎo)教師開展實驗活動。

（2）實驗室開放課題。這種課題可以是重點實驗室開放基金的形式，或者是教師的科研項目派生的子課題形式。通過實驗中心定期公布研究課題，有針對性地吸收部分學(xué)生進入實驗室參與教師的科學(xué)研究活動。通過這種形式，也可以部分解決科研活動中的經(jīng)費需求。

（3）畢業(yè)設(shè)計。作為工科院校，畢業(yè)設(shè)計的選題要以結(jié)合生產(chǎn)實際為主，輔以科研任務(wù)。設(shè)計內(nèi)容要有足夠的深度，使學(xué)生達(dá)到本專業(yè)基本功的訓(xùn)練。以安徽工程大學(xué)自動化專業(yè)為例，畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容主要分為設(shè)計型和論文型兩種。設(shè)計型的畢業(yè)設(shè)計一般結(jié)合生產(chǎn)實際，針對某電氣設(shè)備進行控制電路和控制程序的設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容主要包括設(shè)計思想、程序流程、電路圖和實驗結(jié)果等，要具有一定的創(chuàng)新性，并提交設(shè)計的電路圖或電路板。論文型的選題主要針對即將攻讀碩士研究生的畢業(yè)生，為他們的再深造奠定一定的科研基礎(chǔ)。[6]

3.采取切實有效的措施，加強實驗師資隊伍建設(shè)

除了良好的實驗設(shè)備條件和科學(xué)的實驗管理外，還要配備一支穩(wěn)定而優(yōu)秀的實驗教學(xué)師資隊伍，只有這樣才能保障開放式實驗教學(xué)的順利進行。當(dāng)前有些學(xué)校把實驗教師列為教輔人員，并且在崗位上稱之為“實驗員”，根本沒有體現(xiàn)出“半壁江山”的重要性。在人才引進、在職培養(yǎng)、待遇分配、職稱評定等多方面都或多或少沒有得到應(yīng)有的對待。最終導(dǎo)致人才流失，師資缺乏。[7]

開放式實驗室的實驗內(nèi)容繁多，涉及的領(lǐng)域廣，對實驗指導(dǎo)教師的素質(zhì)和水平提出了更高的要求。除了自身努力外，學(xué)校還需要采取外出進修和短期培訓(xùn)的方式，加強對實驗教師的培訓(xùn)。在人員編制上，要考慮開放式實驗室的工作量的大幅增加，還可以在固定人員編制基礎(chǔ)上聘請兼職導(dǎo)師；同時確立實驗教師應(yīng)有的地位及相應(yīng)的經(jīng)濟待遇，吸引高水平的人員到實驗工作崗位上。

當(dāng)然，在實驗教師的職稱評定方面也存在不合理之處。例如，實驗系列的教師最高只能評為高級實驗師，其級別及待遇相當(dāng)于副教授。職稱晉升是關(guān)系到每個人切身利益的大事，是實驗隊伍建設(shè)的一個重要方面。眾所周知，實驗室很多工作都是基礎(chǔ)性、重復(fù)性的，他們付出的很多，但相對專職的科研或教學(xué)崗位來說獨立申請課題的機會較少，發(fā)表高水平論文的數(shù)量少，增加了提職晉升的難度。為此，可以考慮將實驗教師在開放式實驗室建設(shè)中所取得的成效列入職稱考核指標(biāo)，并設(shè)立實驗系列的正高級崗位（相當(dāng)于正教授崗位），使得他們通過努力享受正教授待遇成為可能。

四、結(jié)束語

在工科院校實行開放式實驗教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用思維和實際動手能力。但開放式實驗教學(xué)是一項長期而系統(tǒng)的工程，需要在諸多方面進行不斷探索，只有這樣才能最終形成一種科學(xué)、合理、有效的開放式實驗教學(xué)新模式，進而使先進的實驗設(shè)備、密集的智力優(yōu)勢得到充分的發(fā)揮，從而培養(yǎng)具有較強的開創(chuàng)精神和良好的實踐能力，適應(yīng)社會發(fā)展需要的優(yōu)秀的工科畢業(yè)生。另外，今后的開放還可以進一步拓展，逐步面向校外開放，滿足社會需要，為經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李宏才，閆清東，王偉達(dá).高校實驗室建設(shè)與卓越工程人才培養(yǎng)[J].技術(shù)與創(chuàng)新管理，2012，（2）：210-214.

[3]竇新華，謝鴻，王華麗.開放式實驗室的建設(shè)與發(fā)展[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2010，（1）：121-123.

[4]章新友.關(guān)于高校創(chuàng)新性實驗教學(xué)的思考[J].中國教育，2004，（6）：30-31.

[5]張?zhí)炀?高校實驗室全面開放的探討[J].太原理工大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2001，（2）：67-69.

[6]劉洋.開放式實驗教學(xué)模式的探索與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2012，（7）：82-84.

[7]錢波.基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的工科開放實驗教學(xué)體系的構(gòu)建[J].實驗技術(shù)與管理，2010，（7）：136-138.

（責(zé)任編輯：孫晴）