獨立學(xué)院實驗教學(xué)模式及其運行機制創(chuàng)新探索與實踐
——以南京郵電大學(xué)通達學(xué)院為例

李 鵬 沈 澍

南京郵電大學(xué)通達學(xué)院 江蘇揚州 225127

近年來,隨著高等教育的普及和社會不同領(lǐng)域的多元化快速發(fā)展,應(yīng)用型復(fù)合人才的培養(yǎng)成為高校尤其是獨立學(xué)院的重要目標(biāo)之一。教育部在2019年召開“新工科建設(shè)”專題交流會,探索建立“新工科建設(shè)”的新理念、新標(biāo)準(zhǔn)、新模式、新方法、新技術(shù)、新文化,要求各高校能夠加大實驗教學(xué)建設(shè)的投入力度。實驗教學(xué)作為理論教學(xué)不可缺少的重要補充,在培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新精神和科學(xué)素養(yǎng)等方面承擔(dān)了舉足輕重的作用,實驗室的教學(xué)管理水平和高校人才培養(yǎng)的質(zhì)量呈明顯的正相關(guān)。部分獨立學(xué)院過度依賴母校的師資及辦學(xué)設(shè)施,缺乏長遠(yuǎn)的建設(shè)規(guī)劃,同時也存在經(jīng)費等方面的限制,相比公立高等學(xué)校,在實驗教學(xué)的管理、內(nèi)容、設(shè)施、人才等方面均存在一定的差距。本文以南京郵電大學(xué)通達學(xué)院為例,分析獨立學(xué)院實驗教學(xué)現(xiàn)狀,闡明目前存在的問題,在優(yōu)化實驗教學(xué)管理體系、改進實驗教學(xué)形式內(nèi)容、提升實驗教學(xué)軟硬件設(shè)施、加強實驗教學(xué)師資隊伍建設(shè)等方面對獨立學(xué)院實驗教學(xué)模式及其運行機制進行創(chuàng)新探索與實踐。

1 獨立學(xué)院實驗教學(xué)現(xiàn)狀及問題

以通達學(xué)院為例,根據(jù)學(xué)院的專業(yè)設(shè)置和培養(yǎng)計劃,共設(shè)置六個實驗中心,分別為計算中心、物理與光電實驗中心、電工電子實驗中心、通信工程實驗中心、自動化實驗中心、金工實訓(xùn)中心,歸口二級行政部門教學(xué)保障處統(tǒng)一管理。目前,學(xué)院的實驗教學(xué)存在以下幾個方面的問題。

1.1 實驗教學(xué)管理體系有待優(yōu)化

學(xué)院的實驗教學(xué)任務(wù)尚未納入教務(wù)管理信息系統(tǒng),而是由教務(wù)處下發(fā)教學(xué)計劃至教學(xué)保障處,教保處各實驗中心以Excel表格的方式手工分配所有實驗教學(xué)班級的實驗地點、時間、教師,效率低下且容易出錯,調(diào)停課需協(xié)調(diào)實驗室、實驗教師、學(xué)生三方空閑時間,極為不便。同時,部分實驗安排相對集中,使得學(xué)生在做某一項實驗時,實驗設(shè)備緊張,受設(shè)備臺套數(shù)限制,存在多生共用一臺設(shè)備的情況,而某些時段設(shè)備則閑置較多,不同周次設(shè)備利用率高低差異明顯。學(xué)院雖建立了包括督導(dǎo)評價、學(xué)生評價、領(lǐng)導(dǎo)評價等一系列實驗教學(xué)管理評價體系,但因缺少明確的獎懲制度和持續(xù)改進的措施,實際的管理成效并不顯著,尤其是教師實驗教學(xué)的過程監(jiān)督和基于學(xué)生實驗課程成績的反饋調(diào)整等方面,仍需優(yōu)化。

1.2 實驗教學(xué)模式及內(nèi)容有待改進

學(xué)院的實驗課程長期以來一直沿用計劃性的實驗教學(xué)模式,實驗項目、實驗時間、實驗方法、實驗過程、實驗報告等都由教學(xué)計劃統(tǒng)一安排,內(nèi)容單一,學(xué)生處于一種相對被動的學(xué)習(xí)狀態(tài),主動權(quán)掌握在學(xué)院和實驗教師手中[1]。實驗教學(xué)模式相對單一、內(nèi)容陳舊,學(xué)生缺乏實驗學(xué)習(xí)的熱情和主動性;實驗過程缺乏創(chuàng)造性思維;對于實驗儀器、儀表能否有類似的替代品、是否可以改變實驗步驟、改進實驗方案,學(xué)生無需考慮,絕大部分的實驗只需按部就班地完成任務(wù)[2]。大多數(shù)情況下學(xué)生只是被動地做實驗,做完實驗后,通常不太清楚實驗的意義所在,對于技能的培養(yǎng)和實踐能力的提升達不到預(yù)期的效果。

1.3 實驗教學(xué)軟硬件設(shè)施有待改善

學(xué)院部分實驗設(shè)備陳舊、故障率高,許多設(shè)備已經(jīng)停產(chǎn),甚至無法購買零部件維修,導(dǎo)致學(xué)院師生不能與時俱進,無法學(xué)習(xí)了解最新的儀器、儀表等設(shè)備。虛擬仿真實驗具有內(nèi)容精彩、操作規(guī)范、技術(shù)先進等諸多特點,與高層次院校相比,我院各門實驗課程具備虛擬仿真軟件的項目較少,制約了我院實驗教學(xué)的智能化、個性化發(fā)展。

1.4 實驗教學(xué)師資隊伍建設(shè)有待加強

學(xué)院各實驗中心教師不僅承擔(dān)一定課時量的基礎(chǔ)和專業(yè)課程的實驗教學(xué)任務(wù),還需要完成實驗課程排課、實驗室日常管理、儀器設(shè)備維修維護、實驗室安全管理等工作,這些任務(wù)一定程度上壓縮了實驗教師對實驗教學(xué)以及實驗科研方面投入的精力。

此外,實驗教學(xué)隊伍在項目申請、榮譽獲取、職稱評定、晉升空間等方面與理論教師相比,受重視程度存在一定差距,從而制約了實驗教學(xué)隊伍整體向上發(fā)展的空間,影響了實驗教學(xué)人才的培養(yǎng)。

2 獨立學(xué)院實驗教學(xué)改進及優(yōu)化建議

通過對學(xué)院實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析總結(jié)后,對優(yōu)化學(xué)院實驗教學(xué)管理體系、改進實驗教學(xué)實行內(nèi)容、改善實驗教學(xué)硬件設(shè)施、加強實驗教學(xué)人才培養(yǎng)等四個方面進行探索與實踐,從而形成一套適用于獨立學(xué)院的實驗教學(xué)體系,提高實驗教學(xué)質(zhì)量和效率,加強應(yīng)用型、實踐型復(fù)合人才的培養(yǎng)[3]。

2.1 建立良好的實驗教學(xué)管理體系

2.1.1 實現(xiàn)信息系統(tǒng)內(nèi)調(diào)排實驗課

針對學(xué)院目前人工排課的情況,將實驗室分類、課程、實驗室門牌、計算機臺套數(shù)、設(shè)備臺套數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)一納入教務(wù)管理信息系統(tǒng),由教務(wù)系統(tǒng)總管理員分配各實驗室管理員賬號,統(tǒng)一負(fù)責(zé)排課及調(diào)課審核,同時下發(fā)實驗授課教師賬號的調(diào)課申請子權(quán)限。各級用戶均可查看、導(dǎo)出和打印當(dāng)前實驗課表。系統(tǒng)采用圖表可視化所有時間段內(nèi)各實驗室排課情況、實驗教師課表、學(xué)生課表,避免手工排課、調(diào)課花費大量時間精力,提高各周次實驗室的平均利用率。此項功能根據(jù)學(xué)院實驗室情況定制開發(fā),并隨著實驗室建設(shè)發(fā)展動態(tài)調(diào)整,目前已初步完成,2022—2023學(xué)年第二學(xué)期進入試用階段。

2.1.2 實施內(nèi)外雙線結(jié)合的實驗教學(xué)評價體系

采用校內(nèi)、校外雙線交叉的實驗教學(xué)評價管理體系,對實驗教學(xué)工作的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)過程進行監(jiān)督指導(dǎo),做到分工合作,協(xié)調(diào)有序。校內(nèi)線由分管教學(xué)副校長、教務(wù)處處長、教保處處長、各二級學(xué)院主管教學(xué)副院長、各實驗中心主任等校內(nèi)教學(xué)管理隊伍組成。校內(nèi)線熟悉本校的實驗教學(xué)培養(yǎng)計劃和方案,了解實驗教學(xué)教師隊伍和各專業(yè)學(xué)生的情況,在組織常態(tài)化實驗教學(xué)巡視、檢查的同時,重點關(guān)注實驗課程成績較差的班級和教師,發(fā)現(xiàn)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中的問題,并基于實驗課程成績的反饋及時調(diào)整。校外線由外聘其他院校的督導(dǎo)隊伍組成,校外督導(dǎo)熟悉各自學(xué)校的實驗教學(xué)情況,可以提出其他高校實驗教學(xué)管理中值得借鑒的意見和建議,一定程度上避免了學(xué)院實驗教學(xué)管理過程中出現(xiàn)燈下黑的情況。

2.1.3 制定合理科學(xué)的考核激勵制度

對于實驗教學(xué)授課競賽、精品實驗課程建設(shè)、輔導(dǎo)學(xué)生實驗競賽、實驗教改科研等方面有突出成績的實驗教師,在工資獎金、績效考核、職稱評定、崗位晉升時給予一定的正向關(guān)聯(lián),充分調(diào)動實驗教學(xué)隊伍的積極性和主動性。

2.2 改進實驗教學(xué)模式、優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容

2.2.1 改進實驗教學(xué)模式

線下實驗課程開課前,實驗教師要求學(xué)生線上完成實驗教學(xué)平臺內(nèi)相關(guān)課程的預(yù)習(xí)工作,包含實驗視頻的觀看、實驗課程指導(dǎo)書的下載打印、實驗參數(shù)的計算,預(yù)習(xí)報告的填寫等,未完成者不得進行線下實驗。預(yù)習(xí)后,實驗課內(nèi)教師無須花費大量時間講解實驗詳細(xì)過程,只需對實驗關(guān)鍵步驟的注意事項做出提醒,實時關(guān)注各組學(xué)生的實驗進度并及時指導(dǎo)學(xué)生解決實驗過程中遇到的問題。課后,學(xué)生撰寫實驗報告的同時,可在實驗教學(xué)平臺上對實驗進行討論和提問,鞏固實驗知識,加深實驗理解。該模式下,實驗教學(xué)平臺的各實驗視頻錄制時需采取規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)操作,對于實驗中的難點,學(xué)生可利用碎片時間反復(fù)觀看,使學(xué)生由傳統(tǒng)的被動式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃邮綄W(xué)習(xí)。同時,學(xué)生的線上預(yù)習(xí)情況將按一定比例納入實驗課程考核,如實驗視頻的觀看進度、觀看時長,預(yù)習(xí)報告中的實驗參數(shù)準(zhǔn)確與否等,實驗教師通過實驗教學(xué)平臺的后臺量化數(shù)據(jù)統(tǒng)計進行評分。采取新型實驗教學(xué)模式不僅極大提高了學(xué)生的實驗課程學(xué)習(xí)主動性,也提升了實驗教學(xué)的課堂效率、可適當(dāng)減少課內(nèi)實驗的課時數(shù),同時緩解了實驗室排課緊張、學(xué)生課內(nèi)實驗時間不夠、看不清實驗操作過程等一系列問題。

2.2.2 優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容

以模擬電子技術(shù)實驗課程為例,大部分實驗均以驗證性為主,學(xué)生的主要實驗內(nèi)容就是按教材要求完成電路搭建和參數(shù)測量,極少遇到如何設(shè)計電路并完成該電路的搭建、參數(shù)調(diào)試,最后根據(jù)反饋來修改電路設(shè)計。理論基礎(chǔ)扎實、動手能力較強的學(xué)生實驗課上很快就能完成驗證性實驗,導(dǎo)致課堂內(nèi)的時間被浪費,抑制了這部分學(xué)生的實驗創(chuàng)造性和積極性。在實驗教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化方面,應(yīng)減少一些簡單的驗證性實驗,保留部分優(yōu)質(zhì)的、綜合性較強的實驗。同時,利用線上實驗教學(xué)平臺的資源,增加一些設(shè)計性實驗,允許學(xué)有余力的同學(xué)在課堂內(nèi)完成必做實驗的前提下,選做部分設(shè)計性實驗,實現(xiàn)層次化、差異化教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力,調(diào)動學(xué)生實驗的積極性,進一步貫徹落實因材施教的實踐型人才培養(yǎng)目標(biāo)。

2.3 提升實驗教學(xué)軟硬件設(shè)施

2.3.1 打造樣板實驗室,逐步改進實驗室硬件設(shè)施

獨立學(xué)院每年的實驗室建設(shè)經(jīng)費有限,采用樣板實驗室逐步改造的方式,不僅能夠緩解實驗室建設(shè)經(jīng)費壓力,還可以對樣板實驗室采用的新儀器、新設(shè)備進行效果驗證,根據(jù)驗證情況來決定實驗室后續(xù)建設(shè)是否可以大范圍、大規(guī)模地使用樣板實驗室的新儀器、新設(shè)備。2022年初,學(xué)院教學(xué)保障處制定了樣板實驗室建設(shè)規(guī)劃,擬采用小范圍、小規(guī)模的方式,逐步改進實驗室環(huán)境和設(shè)施,2022年底,各中心樣板實驗室建設(shè)已有初步成效。以電工電子實驗中心為例,該中心采購了一批體積小巧、功能強大的“口袋實驗箱”,學(xué)生可將口袋實驗箱借出實驗室,利用課外時間完成實驗課程的部分實踐教學(xué)和練習(xí)內(nèi)容,培養(yǎng)了學(xué)生自我探索的學(xué)習(xí)習(xí)慣,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動了學(xué)習(xí)積極性,提升了學(xué)習(xí)效果。通過樣板實驗室的打造,開拓了各實驗中心教師的視野,提高了實驗教師的實踐和設(shè)計水平。此外,新的儀器設(shè)備能更好地適配企業(yè)生產(chǎn)實踐的市場需求,有效地提高學(xué)生的實踐經(jīng)驗,增強學(xué)生的專業(yè)技能和未來就業(yè)的自信心。

2.3.2 虛實結(jié)合,推廣虛擬仿真軟件的使用

真實實驗的設(shè)備維護量大,成本偏高,容易受學(xué)生人數(shù)多、設(shè)備臺套數(shù)少、場地空間小、課堂時間短等諸多不利因素的制約。很多高校尤其是獨立學(xué)院,通常只能開設(shè)一些簡單的驗證類實驗,創(chuàng)新類、設(shè)計類、綜合類的實驗項目開課率普遍較低。虛擬仿真環(huán)境的維護量小、成本較低,利用虛擬仿真軟件組建虛擬實驗環(huán)境,可以一定程度上解決獨立學(xué)院經(jīng)費有限和資源不足的問題。學(xué)生利用仿真軟件即可在計算機上組建出不同實驗的虛擬環(huán)境,將抽象的實驗原理通過可視化圖形交互界面更直觀、更生動地呈現(xiàn)出來,有利于理解實驗原理和理論知識。虛擬仿真實驗一定程度上能提高實驗教學(xué)的深度和廣度,將創(chuàng)新類、設(shè)計類、綜合類的實驗項目納入虛擬仿真軟件,學(xué)生可保存當(dāng)前實驗操作進度,待以后調(diào)出繼續(xù)實驗。雖然真實實驗存在一些缺點,但在實踐教學(xué)中是不能由虛擬仿真實驗完全替代的。真實實驗和虛擬仿真實驗應(yīng)當(dāng)相輔相成,將部分驗證性實驗項目納入虛擬仿真實驗范疇,結(jié)合線上實驗教學(xué)平臺資源,由學(xué)生課后自行完成;優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容,保留優(yōu)質(zhì)的綜合性實體實驗項目,為增加創(chuàng)新類、設(shè)計類、綜合類虛擬仿真實驗項目留出學(xué)時空間。結(jié)合“口袋實驗箱”,學(xué)生可以隨時隨地嘗試不同層次的各類實驗項目,從而提升學(xué)生在實驗教學(xué)中分析問題、解決問題的綜合素質(zhì)與能力。

2.4 加強實驗教師的隊伍建設(shè)

2.4.1 減少實驗教師的事務(wù)性工作

學(xué)院可招聘部分實驗室專職行政管理崗,將實驗教學(xué)隊伍從實驗排課、日常管理、設(shè)備維護、安全管理等事務(wù)性工作中解放出來,全身心地投入實驗教學(xué)和科研上。

2.4.2 加強實驗教師的團隊建設(shè)

各實驗中心以每門實驗課為單位,成立實驗教學(xué)課程組,選擇責(zé)任心強、經(jīng)驗豐富的實驗教師為組長,周期性地組織集體備課,互相學(xué)習(xí),取長補短,對新入職的實驗教師做好崗前培訓(xùn),提升實驗隊伍的整體教學(xué)水平,為學(xué)院打造出一支優(yōu)秀的實驗教學(xué)團隊。

2.4.3 擴大實驗教師的視野

學(xué)院鼓勵實驗教學(xué)隊伍“走出去”,多參加高校實驗室設(shè)備展會、國際科學(xué)儀器及實驗室裝備展等大型活動,了解高等院校所需最新的實驗室設(shè)備、儀器、軟件、耗材等;多去國內(nèi)外高等院校學(xué)習(xí)交流,掌握國際、國內(nèi)實驗教學(xué)的發(fā)展趨勢,學(xué)習(xí)先進的實驗教學(xué)理念、模式、方式和經(jīng)驗,并融入學(xué)院的實驗教學(xué)課程中。

2.4.4 鼓勵實驗教師承擔(dān)實踐類教改項目

學(xué)院在實驗教學(xué)隊伍人才培養(yǎng)方面給予大力支持,設(shè)立實驗室專項基金,設(shè)立實驗室專項教改項目。實驗隊伍不僅要在教學(xué)上有所作為,還要積極提升自我,教學(xué)、科研兩手都要抓,兩手都要硬。通過項目和基金的支持,提升實驗教學(xué)和科研水平,并將科研成果轉(zhuǎn)化到優(yōu)質(zhì)的實驗教學(xué)課程中。

2.4.5 鼓勵實驗教師獲取標(biāo)志性成果

學(xué)院鼓勵實驗教師參與各類實驗教學(xué)比賽,發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文,申報相關(guān)專利,考取相關(guān)資格證書;鼓勵實驗教師指導(dǎo)學(xué)生參加各類學(xué)科競賽,如“江蘇省高校大學(xué)生物理及實驗科技作品創(chuàng)新競賽”“全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽”等。對獲取此類標(biāo)志性成果的實驗教師,學(xué)院應(yīng)給予充分肯定和獎勵,并在職稱評定和崗位晉升時有所體現(xiàn)。

結(jié)語

在國內(nèi)高校積極推進“新工科建設(shè)”的大背景下,獨立學(xué)院應(yīng)當(dāng)深入調(diào)研自身的實驗教學(xué)現(xiàn)狀,結(jié)合學(xué)院的專業(yè)特色和行業(yè)的發(fā)展需求,努力探索出一套符合學(xué)院實際情況的實驗教學(xué)模式和運行機制,打造出一支高水平的實驗教學(xué)隊伍,為學(xué)院實驗教學(xué)的創(chuàng)新和發(fā)展提供強有力的支撐,為國家培養(yǎng)實踐型、創(chuàng)新型、應(yīng)用型高質(zhì)量畢業(yè)生打好堅實的基礎(chǔ)。