基于“一主三化”構(gòu)建實驗示范中心教學(xué)體系的探索

熊澤云 王洪林 祝 陽

（荊楚理工學(xué)院 湖北 荊門 448000）

隨著國家《關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見》[1]的頒布與實施，許多地方高校為加快培養(yǎng)適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級的應(yīng)用技術(shù)人才需求，正不斷探索實驗實踐教學(xué)示范中心的轉(zhuǎn)型發(fā)展。實驗教學(xué)作為實驗示范中心[2]的主要內(nèi)涵，擔(dān)當(dāng)著培養(yǎng)學(xué)生的重要使命，一直為教育者研究探索。我校作為荊門地方唯一的一所本科院校，其化學(xué)化工實驗示范中心為適應(yīng)社會需求、培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、開拓學(xué)生的創(chuàng)新意識，經(jīng)過多年的探索積累，提出了“一主三化”的實驗教學(xué)體系。

一、以應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)為主線

目前，我校化學(xué)化工實驗示范中心承擔(dān)著化學(xué)工程與工藝、制藥工程、生物工程、過程裝備與控制工程、復(fù)合材料科學(xué)與工程、食品科學(xué)與工程等多個專業(yè)的基礎(chǔ)與專業(yè)課實驗實踐教學(xué)任務(wù)。面對不同的專業(yè)、不同的培養(yǎng)側(cè)重點(diǎn)，為實現(xiàn)完整的育人功能，我們在教學(xué)體系的構(gòu)建時緊緊圍繞“培養(yǎng)具有一定理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的高素質(zhì)應(yīng)用型人才”為主線，進(jìn)行了積極探索。

首先在人才培養(yǎng)方案制訂時適度增加了實驗實踐教學(xué)的學(xué)時學(xué)分要求，強(qiáng)化學(xué)生的實際動手能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。其次以各專業(yè)人才培養(yǎng)方案的落實為出發(fā)點(diǎn)，整體優(yōu)化理論和實驗教學(xué)內(nèi)容。通過實驗內(nèi)容整合、實驗方法改革以及實驗考核方式的優(yōu)化等多途徑，強(qiáng)化工程應(yīng)用能力培養(yǎng)，實現(xiàn)專業(yè)知識驗證實驗為主向?qū)I(yè)綜合運(yùn)用與創(chuàng)新實踐方向轉(zhuǎn)化。依托實驗示范中心提供的貼近工程背景的實驗環(huán)境，強(qiáng)化行業(yè)背景的實驗實踐教學(xué)，實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生由單一專業(yè)技術(shù)訓(xùn)練向多方位綜合素質(zhì)培養(yǎng)的轉(zhuǎn)化，滿足社會對應(yīng)用型人才的需求[]。

二、以能力培養(yǎng)為重點(diǎn)，設(shè)置模塊化實驗教學(xué)

為實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，我們首先從源頭上探索實驗教學(xué)改革。結(jié)合本校實際，將課內(nèi)實驗超過16學(xué)時以上的從理論課中剝離出來，單獨(dú)設(shè)為實驗課程，獨(dú)立考核，從制度上強(qiáng)化能力培養(yǎng)。同時我們打破專業(yè)界限，將化學(xué)工程與工藝、制藥工程、生物工程、過程裝備與控制工程等專業(yè)的實驗實踐環(huán)節(jié)進(jìn)行整理。從能力培養(yǎng)的角度出發(fā)，根據(jù)實驗性質(zhì)，按照基本操作、技能訓(xùn)練、拓展提升等功能特點(diǎn)，將整個實驗體系分為四大模塊：基礎(chǔ)實驗?zāi)K、專業(yè)實驗?zāi)K、拓展訓(xùn)練模塊、畢業(yè)論文（設(shè)計）模塊。

基礎(chǔ)實驗?zāi)K主要通過實驗基本操作、常用儀器設(shè)備的使用、常用試劑的配制、物質(zhì)的分析檢測等基本實驗技能的訓(xùn)練與安全教育，規(guī)范學(xué)生實驗行為，并熟練掌握各項實驗基本技能。

專業(yè)實驗?zāi)K主要訓(xùn)練學(xué)生通過一些基本操作的有機(jī)組合，解釋和驗證實際工程問題，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)視野與工程觀念，增強(qiáng)專業(yè)知識的深入理解和實際運(yùn)用能力。

拓展訓(xùn)練模塊則是對前兩階段的提升，主要培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好，在教師的指導(dǎo)下自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新發(fā)展、團(tuán)隊協(xié)作，提高科學(xué)研究素養(yǎng)的綜合能力。

每一個模塊以夠用為度，實施分層次教學(xué)。為滿足不同專業(yè)、不同年級學(xué)生在不同階段的學(xué)習(xí)需要，在每個模塊中根據(jù)實驗內(nèi)容和學(xué)生能力培養(yǎng)的要求，設(shè)置了基礎(chǔ)驗證、技能訓(xùn)練、創(chuàng)新拓展與綜合設(shè)計四個層次，不同專業(yè)的學(xué)生在大綱的指導(dǎo)下依據(jù)自己的水平和發(fā)展需求實施個性化選擇。比如化工原理的精餾實驗（屬專業(yè)實驗?zāi)K），我們將精餾的全回流操作和某一定回流比下的精餾操作作為技能訓(xùn)練要求，必做。而將不同進(jìn)料狀況、不同操作壓力以及不同回流比對精餾的影響設(shè)為拓展和綜合設(shè)計層次，選做。選做并不是可選可不選，不同專業(yè)有不同要求?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)要選擇其中2～3項探究，過程裝備與控制工程專業(yè)可選擇其中1～2項完成。至于選什么，選擇權(quán)在學(xué)生，實驗的方案也由學(xué)生自己設(shè)計，以此來提高學(xué)生主觀能動性，激發(fā)自主探究的潛能。

三、以素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)，實施多元化實驗教學(xué)

作為基礎(chǔ)與工程相互融合的實驗中心，實施教學(xué)方法和手段的多元化、提高教學(xué)質(zhì)量是我們一直以來努力的目標(biāo)。我們按照“合理定位、突出特色”的思路，堅持以生為本，樹立知識傳授與能力培養(yǎng)相結(jié)合，素質(zhì)提高與特長發(fā)展相促進(jìn)的實驗教學(xué)原則，根據(jù)實驗課程的特點(diǎn)，依托網(wǎng)絡(luò)、實驗室、科研中心等三級平臺，積極探索“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)模式，提高了實驗技能訓(xùn)練的教學(xué)效果，促進(jìn)了學(xué)生綜合素質(zhì)養(yǎng)成。

1.充分利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

充分利用仿真實驗。實驗示范中心的大部分實驗課程都配備有仿真實驗，學(xué)生在進(jìn)實驗室前可以在中心網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行仿真實驗預(yù)習(xí)訓(xùn)練，達(dá)到提高實驗效果的目的。如基礎(chǔ)性實驗，通過仿真實驗的的模擬訓(xùn)練，學(xué)生對實驗原理及操作過程已經(jīng)了解清楚，然后自己再做實驗，實驗的錯誤率明顯下降。而對一些大型儀器設(shè)備，通過仿真模擬，熟練其操作過程，可提高實驗的成功率，同時還能保證儀器設(shè)備的良好運(yùn)行。

學(xué)校建有教師課程中心，學(xué)生在任何地方都可以通過課程中心進(jìn)入到相關(guān)實驗課程教師網(wǎng)站，利用文檔、視頻、練習(xí)和答疑完成實驗課程的前期學(xué)習(xí)，也可為后期撰寫報告、復(fù)習(xí)用。由于具有很強(qiáng)的針對性，很受學(xué)生歡迎。

利用虛擬工廠。發(fā)揮地方院校的優(yōu)勢，聯(lián)合相關(guān)企業(yè)共建虛擬實驗室。如與湖北三寧化工股份有限公司合作，共建了虛擬工廠，使學(xué)生在營造的真實工廠環(huán)境中接受安全意識、企業(yè)文化意識、實際操作等方面的培養(yǎng)，打破實驗教學(xué)在教室和實驗室進(jìn)行的常規(guī)，實現(xiàn)課堂內(nèi)外相互滲透融合，提高學(xué)生實驗實訓(xùn)興趣。

2.加強(qiáng)綜合設(shè)計型實驗研究型教學(xué)

研究型教學(xué)是在教學(xué)過程中，創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情景和途徑，讓學(xué)生在獨(dú)立的主動探索、思考與實踐過程中，學(xué)習(xí)知識、應(yīng)用知識，分析問題并解決問題，從而提高學(xué)生的多方位素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的一種教學(xué)方式[3]。

基礎(chǔ)實驗?zāi)K的教學(xué)以基本的實驗技能訓(xùn)練為前提，而專業(yè)實驗、拓展訓(xùn)練等模塊更多注重綜合技術(shù)能力的養(yǎng)成，因此滲透以研究型教學(xué)，加強(qiáng)科學(xué)引導(dǎo)是必要的。

在專業(yè)實驗、拓展訓(xùn)練等模塊中有較多的項目屬于綜合設(shè)計型實驗，這些實驗我們允許學(xué)生自由組合，但每組不超過四人。要求由學(xué)生查閱文獻(xiàn)、自主設(shè)計方案，再經(jīng)過指導(dǎo)教師嚴(yán)格的審查和論證后進(jìn)行實驗。在這個過程中，教師的任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生按照科學(xué)研究的流程進(jìn)行實驗，仔細(xì)觀察學(xué)生的每一個環(huán)節(jié)：實驗前的準(zhǔn)備、實驗中的操作、實驗中問題的處理以及實驗結(jié)果的分析與判斷等，并進(jìn)行必要的指導(dǎo)和詳細(xì)點(diǎn)評，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自主探究、嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的實驗態(tài)度和團(tuán)隊協(xié)作精神。

3.實施開放式實驗教學(xué)

我校以科研平臺和實驗示范中心為依托，以應(yīng)用能力為導(dǎo)向，實施的是一種半開放式實驗教學(xué)。即在保證正常教學(xué)秩序的前提下，利用教學(xué)實驗室非計劃的時間為師生服務(wù)。開放實驗實行預(yù)約制，而開放項目的來源主要有以下幾個方面：教師結(jié)合教學(xué)需要和科研項目情況提供一定數(shù)量開放實驗項目；大學(xué)生科技創(chuàng)新實驗或?qū)嵺`項目，此項目由學(xué)生提出研究課題，經(jīng)過學(xué)校審批成功（有一定費(fèi)用支持）后，在教師指導(dǎo)下開展研究；收集企業(yè)、工廠實際中的疑難問題，經(jīng)過中心拆分處理后供學(xué)生選擇；畢業(yè)論文選題。主要為學(xué)生參與科研平臺子項目或企業(yè)工廠服務(wù)項目。

經(jīng)過開放實驗教學(xué)，可實現(xiàn)實驗的必修與選修、課內(nèi)與課外的相互補(bǔ)充。在為學(xué)生營造自主實驗、自主探索、協(xié)同創(chuàng)新實驗環(huán)境的同時，將實驗教學(xué)融進(jìn)基礎(chǔ)實驗驗證、綜合實驗指導(dǎo)以及科研項目之中，即培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握基本實驗過程（預(yù)習(xí)、實驗、數(shù)據(jù)處理與分析等），又訓(xùn)練學(xué)生熟悉項目申報流程（申報、答辯、實施、結(jié)題等），從而達(dá)到提高工程素養(yǎng)的能力。

四、以質(zhì)量提升為根本，開展科學(xué)化實驗教學(xué)考核

實驗教學(xué)質(zhì)量是示范中心建設(shè)的關(guān)鍵，而教師是實驗教學(xué)質(zhì)量提高的核心，因此這里的考核評價主要包括教師和學(xué)生兩個方面。

1.教師的業(yè)務(wù)能力考核

四個實驗?zāi)K都配有一定數(shù)量的實驗教師，根據(jù)工作崗位職責(zé)進(jìn)行業(yè)務(wù)能力考核。考核主要包括實驗教學(xué)工作業(yè)績和教學(xué)、科學(xué)研究業(yè)績等。其中教學(xué)工作主要是實驗中心的工作環(huán)境與工作質(zhì)量考核。包括實驗準(zhǔn)備、儀器設(shè)備管理、實驗教案、實驗教學(xué)與輔導(dǎo)、實驗報告批閱以及實驗室日常管理等多方面的測評，占70%；而教學(xué)與科學(xué)研究主要是參與或主持教科研項目、實驗室建設(shè)項目、學(xué)科建設(shè)、專業(yè)建設(shè)等方面的測評，占30%。

考核采用個人自評與同行測評、領(lǐng)導(dǎo)測評、教學(xué)督導(dǎo)測評、學(xué)生測評多方位考核，然后按一定權(quán)重綜合評定。評定結(jié)果公示無異議后計入教師年度考核中，并與年終績效掛鉤。較以前單一的學(xué)生評教或同行評教增加了自我評價、督導(dǎo)評價等成分，更加合理、科學(xué)，同時也有利于促進(jìn)實驗教師隊伍積極進(jìn)取，不斷提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。

2.學(xué)生的成績考核

為了使學(xué)生的實驗成績能夠更客觀真實地反映實驗教學(xué)的效果和學(xué)生努力的結(jié)果，我們主要考查學(xué)生的實驗預(yù)習(xí)（20%）、實驗操作技能（30%）與實驗報告（50%）。其中實驗預(yù)習(xí)包括預(yù)習(xí)報告的編制以及預(yù)習(xí)提問；實驗操作技能包括現(xiàn)場操作的規(guī)范性、正確性，實驗操作中的隨機(jī)提問以及故障處理，實驗紀(jì)律與實驗態(tài)度等；實驗報告包括報告各部分的準(zhǔn)確性、客觀性、規(guī)范性，重點(diǎn)考查實驗結(jié)果的處理、實驗結(jié)論的得出與分析。對一些綜合設(shè)計性實驗，如果學(xué)生實驗結(jié)果不理想，只要學(xué)生能分析找到合理的解決方案，且可行，依然可以得到不錯的成績。

在整個考核過程中，我們更加注重學(xué)生科學(xué)實驗的態(tài)度。通過學(xué)生的實驗態(tài)度與實驗結(jié)果相結(jié)合、基本能力與創(chuàng)新能力相結(jié)合，多方位考查學(xué)生動手能力以及分析問題、解決問題的能力[4]，更好地促進(jìn)學(xué)生工程素養(yǎng)的提升和綜合應(yīng)用能力的提高。

五、結(jié)語

實驗教學(xué)體系的構(gòu)建是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，既要充分考慮學(xué)生培養(yǎng)的系統(tǒng)性，又要考慮教師教學(xué)改革的前瞻性與系統(tǒng)性。我校化學(xué)化工實驗示范中心不斷努力實踐，形成的多模塊、分層次相互關(guān)聯(lián)的“一主三化”實驗教學(xué)體系，使我們的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)落到了實處，它對人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升起到了積極推動作用。但還需繼續(xù)探索和完善。