基于開放實驗室的大學生創新與實踐能力培養研究

王銀杰 王 林 （鹽城工學院電氣學院）

隨著科技的發展及學科間融合的加深，相關行業及企業對于應屆畢業生基本的要求由基本的本專業理論知識的掌握上升到具有一定的實踐動手能力及綜合知識的運用能力。作為傳統的工科學科，電氣工程也是一門復合型的學科專業，該學科教育的目標是培養具備復合、高素質的技術型綜合應用人才，因此學生需要掌握的知識不僅有基礎的電類知識如電路、電力電子技術等，還包括控制技術、電工技術以及計算機技術等相應控制類科目，同時也融合了多種相關學科的基本知識。其多數的課程需要在掌握基本理論知識的基礎上進行實踐創新能力的培養。因此，為迎合目前企業的基本需要，加大高校在實踐教學方面的力度，以及提升在校大學生的實踐創新能力愈發的重要。高校的實驗教學中心是培養學生實踐與創新能力的主要場所，是學生將理論基礎知識綜合運用及培養實踐創新與動手能力的重要途徑，同時也是課堂教學的延伸與重要組成環節。

目前，受傳統應試教育及實驗設備數目及課時安排的影響，在學生實踐創新能力的培養過程中，大多數高校的實驗教學模式仍然是相對封閉的教學模式，學生只能按照學校的安排在相應的時間點到實驗室進行規定實驗項目的操作。同時。由于實驗設備數目的限制，目前的實驗教學一般采用3～4人分組的形式進行，不能保證在規定的時間內每一位同學都可進行相應實驗的操作，限制了學生學習積極性和主動性的發揮，不利于培養學生的實踐創新能力。考慮到傳統的實驗室教學模式在調動學生的學習積極性方面存在一些局限性以及對學生實踐創新能力的培養的制約。本文結合鹽城工學院電氣類相關專業的特點，以電氣學院省級電氣與新能源綜合實驗教學示范中心為平臺以校級開放實驗室項目為依托，介紹一種培養學生實踐與創新能力的全開放實驗室模式。可有效調動學生的學習積極性，增強學生的實踐創新能力。

一 開放實驗室的基本流程

實驗室的開放系統可分為課程內實驗開放和自主教科研實驗開放。在為正常的實驗教學進行開放式服務的同時也實現學生的自主實驗預約。在基本理論課的實驗教學過程中，老師可根據理論課程的進度安排相應的實驗內容及實驗時間，同時，學生可根據自身情況合理選擇相應的時間進行課程實驗。學生提交實驗報告和教師批改均可在線進行。對于自主教科研實驗項目，學生可根據對理論知識的掌握情況，在自己空閑的時間范圍內進行實驗室預約。同時，在實驗過程中產生的問題可在線與指導老師進行溝通交流。在相對寬松與自由的條件下，不僅可保證實驗設備與學生人數的最優化分配，也可以極大的激發每位學生的學習自主性和積極性。開放式實驗系統的刷卡制度保證了考勤的記錄，

此外，每個實驗室均安裝有網絡攝像頭，實驗室管理人員可以在值班室對各個實驗室進行有效監視，從而保證了實驗的安全性。

二 開放實驗室的內容

1 教學計劃內實驗課程和實驗項目的開放

必修課、選修課教學計劃內實驗通過網上實驗教學開放管理系統，由老師與學生自主選擇實驗時間，根據理論課程進度選擇實驗項目。實現實驗教學時間、空間和內容上的完全開放教學。對于實驗課程完全開放式教學有難度的，考慮部分實驗項目的開放式教學。在增加實驗項目選修比例的基礎上，設計部分綜合性、設計性、創新性實驗項目，統一在網站上發布，供學生選擇，必須完成該先修實驗項目才能取得實驗課程的學分，從而真正提高學生的實踐能力和創新能力。

2 學生參與科研科技活動的開放

主要有參加教師科研項目、畢業設計（論文）、大學生實踐創新訓練計劃項目、學科競賽等。實驗中心根據老師科研項目內容及實驗室基本儀器配備進行相應開放實驗的操作，也可根據大學生實踐創新項目以及學科競賽需要提出一些綜合性、設計性實驗項目，報實驗中心審批后，可向學院內相應年級各專業學生發布，通過學生報名和教師與學生的雙向選擇機制進行學生的篩選。學生需要在老師的指導下獨立完成從課題的方案設計、實驗裝置的安裝與調試、實驗數據的采集及實驗報告的撰寫全部內容。

3 學生自選課題型的實驗項目開放

依托實驗室開放基金課題，鼓勵學生個人或團隊，自行設計、選擇實驗研究課題，并結合實驗室自身條件與配置，聯系相應實驗室和指導教師，在開放實驗室中獨立完成課題的相應內容，并完成課題研究及實驗報告的撰寫。

三 開放實驗室對學生培養的優越性的表現

1 充分發揮學生的主體作用

實驗室的開放給學生提供了一個相對自主的學習空間與條件，學生可合理地安排實驗的時間與內容。讓學生在實驗過程中處于主體地位，通過主動思考、主動設計，充分發揮學生的能動性。

2 對學生動手能力及創新能力的培養

開放實驗室在時間與內容的充分靈活性可降低實驗設備不足的基本缺點，通過對時間的合理安排與選擇，可保證每位同學都切身地參與到實驗的操作過程中，可有效避免傳統實驗操作四五位同學一組，“渾水摸魚”情況的出現。同時，針對學生自選課題型實驗項目，通過自行設計實驗方案，電路板焊接、程序編寫和系統調試等環節可培養學生的動手能力、創新能力和實踐能力。通過學生主動查閱文獻資料分析并解決實驗中出現的問題，可進一步鞏固所學理論知識，激發學生的學習興趣。

3 對學生科研能力和團隊精神的培養

除了傳統實驗的開放，學生也可參與到相應學科競賽以及教師的教科研課項目中。學生以項目組的形式進入實驗室，在開放實驗室中以團隊的形式進行分工協作、相互配合相互交流，可有效地培養學生的創新能力和團隊合作精神。同時，在學到知識的同時逐漸會掌握科研的方法，而這往往是研究生階段才需要具備的基本能力。

四 基本效果

本次探究以鹽城工學院開放項目：基于風光互補的監控電源系統設計，為基本切入點，選取建筑電氣與智能化及新能源科學工程專業共四名同學為一個項目組。通過本次實驗，不同專業間同學相互配合，利用空閑時間共同完成本次設計工作，同時不同專業間同學在進行設計的過程中可了解與熟悉不同專業間的知識，促進了不同專業間的融合，同時也擴展了學生的知識面，加深了學生對于專業的興趣及動手與創新能力的培養。

通過總體的效果來看，參與學生可獨立按照相應實驗要求完成基本的實驗操作并分析。對于不同專業間的知識點，能夠主動查閱相應的文獻資料。加深了不同專業間的聯系與了解，對電氣類基本的專業課進行了加深與鞏固。同時，學生在相應實驗室可依據實驗室的基本資源進行相應方案的設計，在鍛煉科研能力的同時有培養了學生的創新與團隊合作能力。

五 結束語

開放實驗室可提高學生參與實驗的積極性，在此基礎上可有效提高學生的實踐創新能力、綜合分析能力及團隊合作精神。目前，開放實驗室依然處于初始探索階段，在實驗室的開放和管理過程中依然還要相應的問題需要改進與處理，同時，這種模式也存在巨大的改進與提升空間，其符合創新型人才培養的發展方向，在未來的高校實驗室管理中將具有廣闊的應用前景。