基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的創(chuàng)新性實驗教學(xué)體系研究

熊 娟，文 樺，陳淑靜

（黃淮學(xué)院 電子科學(xué)與工程系，河南 駐馬店 463000）

實驗教學(xué)，是一種有別于灌輸式教學(xué)的實踐性教學(xué)方法和過程，是學(xué)生學(xué)習(xí)掌握問題處理方法和技巧的一個重要環(huán)節(jié)，因此實驗教學(xué)在高等教育中占有極其重要的位置。在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的信息時代，創(chuàng)新性實驗教學(xué)改革成為我國教育教學(xué)改革的一項迫切任務(wù)。黃淮學(xué)院于2013年2月被教育部確定為應(yīng)用技術(shù)大學(xué)改革戰(zhàn)略研究試點院校，為了全力推進教育部應(yīng)用技術(shù)大學(xué)改革試點工作，努力把學(xué)校建設(shè)成為國內(nèi)知名應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，黃淮學(xué)院制訂了一系列教學(xué)改革計劃，實驗教學(xué)改革是2015年教學(xué)改革的重點之一。實驗教學(xué)改革就是通過對實驗教學(xué)規(guī)律的探究，尋找符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和身心發(fā)展的教育教學(xué)方法，以增強學(xué)生的創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力為目標(biāo)，不斷提高實驗教學(xué)的質(zhì)量和效果。本文擬以黃淮學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例，通過對專業(yè)基礎(chǔ)課實驗教學(xué)存在問題的分析，探討基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的創(chuàng)新性實驗教學(xué)體系的設(shè)計原則和構(gòu)建思路。

一、電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)現(xiàn)狀

在改革之前，課題組通過對數(shù)字電子技術(shù)實驗、模擬電子技術(shù)實驗、電路分析實驗、單片機應(yīng)用技術(shù)實驗等課程教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)這些課程在實驗教學(xué)模式及實驗教學(xué)內(nèi)容上普遍存在以下問題：

(一)實驗教師思想觀念滯后

部分教師思想觀念還不能很好地適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，習(xí)慣按照以前熟悉的教學(xué)模式進行教學(xué)，不愿花費時間和精力去重構(gòu)實驗內(nèi)容和實踐項目，導(dǎo)致開設(shè)的實驗大部分仍然是比較簡單的驗證型實驗，內(nèi)容枯燥，方式單一，學(xué)生對此類實驗不感興趣。

(二)缺乏多功能綜合實驗平臺

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)原有的實驗室基本上是分課程設(shè)置的，實驗室依附于專業(yè)課程，其定位較低并且功能單一，導(dǎo)致實驗設(shè)備利用率不高。由于缺乏融教學(xué)與科研、基礎(chǔ)實驗與綜合實驗、驗證性實驗與設(shè)計性實驗于一體的多功能綜合實驗平臺，既不利于實驗教學(xué)質(zhì)量的提高，也不利于學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在一定程度上影響了應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。

(三)學(xué)生對實驗課不重視，缺乏學(xué)習(xí)主動性

不少學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，對實驗課重視程度不夠，缺乏主動性和探究意識。一些學(xué)生缺乏自信心、克服困難的意志和團隊協(xié)作精神，在遇到疑難時往往不是通過主動探索或團隊協(xié)作解決問題，而是直接求助教師，甚至掩蓋問題，知難而退。還有少數(shù)學(xué)生為掙學(xué)分而做實驗，實驗中虛以應(yīng)付，敷衍了事。

二、創(chuàng)新性實驗教學(xué)體系的建構(gòu)與實施

針對黃淮學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)體系中存在的問題，課題組通過認(rèn)真分析，在查閱相關(guān)技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，提出了構(gòu)建創(chuàng)新性實驗教學(xué)體系的原則和思路。

(一)創(chuàng)新性實驗教學(xué)體系的構(gòu)建原則

1. 堅持以專業(yè)培養(yǎng)方案為指導(dǎo)

專業(yè)培養(yǎng)方案是高等院校依照國家教育部專業(yè)設(shè)置條例，經(jīng)過市場調(diào)研、專家論證、畢業(yè)生問卷調(diào)查而形成的教學(xué)指導(dǎo)性文件。所以，實驗教學(xué)體系的構(gòu)建必須滿足專業(yè)培養(yǎng)方案的要求。另外，對于學(xué)生學(xué)習(xí)的評價，既要全面反映學(xué)生對課程教學(xué)內(nèi)容的掌握情況，又要反映學(xué)生的能力提高情況和人格提升情況。因此，應(yīng)圍繞專業(yè)培養(yǎng)方案，將實驗創(chuàng)新教育的培養(yǎng)目標(biāo)分為知識、能力、人格三個方面[1]。

2. 堅持教學(xué)內(nèi)容的交叉性、相關(guān)性和更新性原則

隨著社會的進步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，學(xué)科間的交叉融合使得專業(yè)之間的界限越來越模糊。因此，無論是培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的制訂，還是教學(xué)體系的構(gòu)建，都應(yīng)該考慮學(xué)科之間的交叉性和相關(guān)性。以前，黃淮學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實驗課都是與理論課相對應(yīng)而開設(shè)的，一門課程對應(yīng)一個實驗室，盡管實驗室和實驗課程改革不間斷地進行了多年，但注意力往往集中在狹義的實驗課程改革與完善上，忽略了學(xué)科的交叉性和相關(guān)性，忽略了學(xué)科知識的更新?lián)Q代。這導(dǎo)致同樣的實驗教學(xué)內(nèi)容可能同時出現(xiàn)在不同的課程實驗中，既影響了實驗教學(xué)的效率，也在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，對于電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的實驗教學(xué)，應(yīng)結(jié)合教學(xué)計劃把所有實驗課程作為一個整體進行統(tǒng)籌規(guī)劃，并根據(jù)課程之間的聯(lián)系與學(xué)科前沿進展不斷更新實驗內(nèi)容和實驗設(shè)備。

3. 堅持教學(xué)模式多樣化原則

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)幾乎都是依附于理論教學(xué)，即學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識后再去實驗室做驗證性實驗，實驗中教師先進行講解和演示，然后學(xué)生按規(guī)定的操作步驟和教師的演示被動地做實驗。這種模式下培養(yǎng)的學(xué)生，善于機械性模仿，但解決問題的能力和創(chuàng)新能力較差。因此，我們必須摒棄這種單一的教學(xué)模式，將科學(xué)研究與實驗教學(xué)結(jié)合起來，通過開放實驗室等措施使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動探究，通過引入計算機仿真軟件提高學(xué)生創(chuàng)新的興趣，結(jié)合學(xué)科發(fā)展和學(xué)生需求建立符合專業(yè)培養(yǎng)要求的多樣化教學(xué)模式[2]。

4. 堅持自評與互評相結(jié)合原則

為了提高促進學(xué)生的實驗積極性和創(chuàng)新性，增強實驗教學(xué)效果，新的實驗教學(xué)體系必須有科學(xué)的評價體系做保障。完善實驗教學(xué)評價體系，應(yīng)將學(xué)生自評、小組互評和教師評價相結(jié)合。在學(xué)生自評方面，可要求學(xué)生在實驗報告中對本次實驗予以總結(jié)和評價。小組互評實質(zhì)上是小組成員通過交流相互提高的過程，可在撰寫實驗報告時進行，互評結(jié)果也應(yīng)反映在實驗報告中。教師評價應(yīng)綜合反映學(xué)生在實驗中的表現(xiàn)、實驗方案的可行性、實驗結(jié)果的科學(xué)性、實驗報告的完整性等。這種自評、互評和教師評價相結(jié)合的實驗教學(xué)評價體系，不僅有利于促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新開拓精神，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識[3]。

(二)創(chuàng)新性實驗教學(xué)體系的構(gòu)建思路

根據(jù)實驗教學(xué)體系構(gòu)建的原則，實驗教學(xué)體系的創(chuàng)新，應(yīng)以能力培養(yǎng)和素質(zhì)提升為目標(biāo)。課題組成員認(rèn)為，電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)搭建課程實驗教學(xué)和電子科技創(chuàng)新兩個系統(tǒng)，分基礎(chǔ)訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練和設(shè)計性實驗三個模塊，并將課程實驗與科研、電子類設(shè)計競賽活動、畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合。基于以上原則和思路，課題組構(gòu)思出如圖1所示的創(chuàng)新性實驗教學(xué)體系。

圖1 創(chuàng)新性實驗教學(xué)體系結(jié)構(gòu)圖

(三)創(chuàng)新性實驗教學(xué)體系的配套措施

1. 外引內(nèi)培，加強實驗師資隊伍建設(shè)

加強實驗師資隊伍建設(shè)，應(yīng)從以下幾方面努力：第一，引導(dǎo)實驗教師轉(zhuǎn)變觀念，樹立創(chuàng)新意識和服務(wù)意識，不斷提高業(yè)務(wù)能力，勇于改革，不能因循守舊；第二，通過在職攻讀學(xué)位、外出進修、到企業(yè)掛職鍛煉等措施，提高現(xiàn)有教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)，同時注意有針對性地從企業(yè)引進實踐經(jīng)驗豐富、創(chuàng)新能力強的人才，從其他高校引進高學(xué)歷人才，以提高實驗師資隊伍的整體素質(zhì)。

2. 將教師科研項目、企業(yè)工程案例引入實驗教學(xué)，提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力

針對實驗教學(xué)中存在的實驗項目單一以及綜合性、設(shè)計性項目開出率較低的問題，應(yīng)根據(jù)課程特點和教學(xué)大綱的要求，將教師的一些科研項目和企業(yè)的一些工程案例引入實驗教學(xué)，并鼓勵學(xué)生自主開發(fā)創(chuàng)新性實驗，著力提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐創(chuàng)新能力。同時，要與時俱進，根據(jù)學(xué)科發(fā)展動向和企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的升級及時更新教學(xué)內(nèi)容。

3. 完善實驗教學(xué)管理模式，健全實驗考評方案

為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，應(yīng)進一步完善實驗教學(xué)管理模式和實驗考評方案。第一，應(yīng)加大實驗室開放的程度，并完善開放實驗室管理制度。開放實驗室，能夠使學(xué)生在興趣的驅(qū)使下主動、自主地進行科學(xué)探究，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。對于電子類專業(yè)來說，實驗室開放包含著電子元器件使用的開放，但絕不是元器件的隨意取用，應(yīng)通過建立元器件管理制度，盡量避免出現(xiàn)元器件浪費現(xiàn)象。第二，要結(jié)合學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的定位，改革并完善實驗考核方式方法。應(yīng)強調(diào)學(xué)生自評、小組互評和教師評價密切結(jié)合，結(jié)果評價與過程評價密切結(jié)合，知識掌握與能力提高密切結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，增強自主學(xué)習(xí)意識，在實驗中不斷提升自己的能力。

(四)創(chuàng)新性實驗教學(xué)體系實施運行效果

目前，新的實驗教學(xué)體系在黃淮學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)已經(jīng)運行了一年多時間，并取得了明顯的成效，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，更加注重應(yīng)用性和綜合性實驗室建設(shè)。一是在加強電子、電工等實驗實訓(xùn)室建設(shè)的同時，特別注重綜合性、生產(chǎn)性和仿真實訓(xùn)室的建設(shè)；二是將理論教學(xué)與實踐教學(xué)真正融為一體，實現(xiàn)了“教、學(xué)、做”合一，同時，為了更好地支持學(xué)生參加電子設(shè)計競賽，更好地配合畢業(yè)設(shè)計工作，還計劃增設(shè)創(chuàng)新設(shè)計實驗室。

第二，實驗教學(xué)效果得到了提高。新的實驗教學(xué)體系運行以后，學(xué)生普遍以主動學(xué)習(xí)代替了被動接受。實驗中遇到問題時，學(xué)生一般先分析原因，然后探求解決問題的方法。學(xué)生與教師的探討性交流也明顯增多，學(xué)生不再像過去那樣一旦遇到問題就直接向教師“尋求幫助”，這種互動性實驗教學(xué)環(huán)境有利于學(xué)生激發(fā)實驗興趣，增強主動探究意識、團隊合作意識和創(chuàng)新意識。在項目化綜合設(shè)計性實驗教學(xué)中，多數(shù)學(xué)生能夠自主地進行項目需求分析、軟硬件設(shè)計和電路調(diào)試，從中提高了電路板焊接、儀器調(diào)試、軟件開發(fā)與調(diào)試等方面的能力，并且這種以實際工作過程為導(dǎo)向的綜合設(shè)計性實驗，也增強了學(xué)生對所學(xué)理論知識實用性的認(rèn)識，進而對專業(yè)理論課學(xué)習(xí)提高了興趣。

第三，學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力得到了提高。創(chuàng)新性實驗教學(xué)體系的運行以來，明顯增強了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。一年多來，電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生積極參加各類電子設(shè)計大賽和創(chuàng)新創(chuàng)意大賽，并取得了較好的成績，例如，在2013年全國電子大賽中獲得二等獎、三等獎各一項，在2014年學(xué)校組織的創(chuàng)業(yè)規(guī)劃大賽中多個項目獲得立項。

第四，教師自覺提升專業(yè)水平的積極性顯著提高。新構(gòu)建的實驗教學(xué)體系十分重視綜合設(shè)計性實驗，這類實驗的開設(shè)對實驗教師的綜合能力提出了更高的要求，也為他們自覺提高業(yè)務(wù)能力和參與實驗教學(xué)改革提供了動力。例如，一年多來，他們主動學(xué)習(xí)相關(guān)知識、到企業(yè)掛職鍛煉、開發(fā)實驗教具、撰寫教改論文的積極性顯著提高。

[1] 段磊，王文科．創(chuàng)新型實驗教學(xué)體系構(gòu)建的思路與實效[J]．中國校外教育，2010(10)：68―69．

[2] 周登榮．加強教學(xué)改革，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，突出應(yīng)用型人才培養(yǎng)[J]．攀枝花學(xué)院學(xué)報，2010(3)：113―116．

[3] 高麗紅．淺談高校實驗教學(xué)改革[J]．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2007(3)：256―257．

[4] 孫麗霞，徐瓊燕．改革實驗教學(xué) 加強創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J]．職業(yè)教育研究，2006(4)：125―126．

[5] 梅延玲．高等工科實驗教學(xué)改革的實踐與認(rèn)識[J]．湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)報，2006(1)：115―117．