公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建與實(shí)踐

聶 麗，姚有峰，趙江東，趙敏福，汪明珠，鄭 蕾

（皖西學(xué)院 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心，安徽 六安237012）

實(shí)踐教學(xué)作為高等學(xué)校教學(xué)體系重要組成部分，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造能力等方面都有著不可替代的作用［1］，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課程教學(xué)的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有重要影響［2］。充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課在人才培養(yǎng)中的作用，不僅是實(shí)踐教學(xué)改革的要求，更是教育創(chuàng)新時(shí)代發(fā)展的必然要求［3］。

高等學(xué)校進(jìn)入大眾化教育發(fā)展階段中，新升格的應(yīng)用型本科院校紛紛應(yīng)運(yùn)而生，這些學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)基本上是：培養(yǎng)面向基層、服務(wù)一線、德智體美全面發(fā)展；地方用得上、留得住，知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展；具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型高級(jí)專門人才［4，5］。顯然，這些院校要在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、綜合能力培養(yǎng)上要下大功夫。然而，這類學(xué)校一方面過去對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重要性認(rèn)識(shí)不夠，實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)設(shè)施本來就非常薄弱；二是剛剛升本，需要用錢的地方很多，實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)緊張不言而喻。如何更好地利用實(shí)驗(yàn)資源，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，除了加大經(jīng)費(fèi)投入外，整合、優(yōu)化配置實(shí)驗(yàn)資源對(duì)于新建院校尤為重要。以皖西學(xué)院為例，2000年升本以來，經(jīng)過4年的基礎(chǔ)建設(shè)與投入，2006年全面啟動(dòng)“實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)”工程，把4年的實(shí)踐教學(xué)分為4大模塊，即基礎(chǔ)實(shí)踐模塊、學(xué)科專業(yè)實(shí)踐模塊、專業(yè)特色模塊、素質(zhì)拓展及創(chuàng)新實(shí)踐模塊［6］。其中將量大、面廣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行剝離并重新整合，成立校級(jí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。以實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)為平臺(tái)，以教研改革為抓手，以大類培養(yǎng)為原則，以提高學(xué)生實(shí)踐能力為目的，把開放式實(shí)踐教學(xué)模式與實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力相結(jié)合。經(jīng)過幾年的探索與實(shí)踐，形成了分層、分級(jí)實(shí)踐教學(xué)體系，與之相適應(yīng)的開放式教學(xué)、管理模式，為新建本科院校公共基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建提供了新的途徑。

1 重組實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，建立教學(xué)新體系

皖西學(xué)院基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心主要開設(shè)《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》、《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《基礎(chǔ)電子實(shí)驗(yàn)》和《電子工藝實(shí)習(xí)》4大基礎(chǔ)實(shí)踐課程?！洞髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)》和《電子工藝實(shí)習(xí)》面向全校所有理工科專業(yè)開設(shè)；《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》面向化學(xué)類、制藥工程、生物科學(xué)、生物工程、食品質(zhì)量與安全、環(huán)境專業(yè)、地理科學(xué)、土木工程、給排水工程等13個(gè)專業(yè)開設(shè)；《基礎(chǔ)電子實(shí)驗(yàn)》面向電信、計(jì)算機(jī)、物理、機(jī)械等10個(gè)專業(yè)開設(shè)。我們從人才培養(yǎng)方案入手，根據(jù)不同專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)需要，對(duì)各實(shí)踐課程教學(xué)體系進(jìn)行整合，改變過去傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)依賴于理論的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，進(jìn)行獨(dú)立設(shè)課與教學(xué)。

1.1 分級(jí)教學(xué)，因材施教

根據(jù)通識(shí)教育、大類培養(yǎng)原則，我們對(duì)《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》、《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《基礎(chǔ)電子實(shí)驗(yàn)》和《電子工藝實(shí)習(xí)》進(jìn)行獨(dú)立設(shè)課，分級(jí)教學(xué)。根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)以及該專業(yè)后續(xù)課程的需要，每級(jí)設(shè)有必修和選修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，供不同層次、不同專業(yè)的學(xué)生選擇。

1.2 制訂分層、分級(jí)教學(xué)大綱，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在大綱制訂中，打破原有的相關(guān)課程之間的條塊分割，將課內(nèi)、課程實(shí)驗(yàn)整合為獨(dú)立實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程?！痘A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》（1，2，3級(jí)）是由無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行整合而成；《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》（1，2，3，4級(jí)）是將力、熱、光、電、近代物理5部分實(shí)驗(yàn)整合而成；《基礎(chǔ)電子實(shí)驗(yàn)》（1，2，3級(jí)）是由《電路分析》、《電工與電子技術(shù)》、《電工學(xué)》、《模擬電子線路》、《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》等幾門課內(nèi)實(shí)驗(yàn)整合而成；《電子工藝實(shí)習(xí)》（1，2級(jí)）是由基本元器件識(shí)別與測(cè)量、工具使用、收音機(jī)組裝、電路板設(shè)計(jì)制作、單片機(jī)組裝調(diào)試等構(gòu)成。

各實(shí)驗(yàn)課程是將原課程或課內(nèi)實(shí)驗(yàn)中的基本原理、基本技能、基本方法經(jīng)過提煉，并根據(jù)教學(xué)要求和學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，充實(shí)在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，使教學(xué)內(nèi)容更符合學(xué)生的實(shí)際和各專業(yè)后續(xù)課程學(xué)習(xí)需要，制訂出分層、分級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，供各專業(yè)使用。

在項(xiàng)目設(shè)置上力求將培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能與趣味性、應(yīng)用性和實(shí)用性相結(jié)合。如《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》的演示實(shí)驗(yàn)——高壓帶電作業(yè)、掃描成像、超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象等項(xiàng)目，趣味性濃厚，學(xué)生興趣很高；《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》開設(shè)“食用白醋中醋酸的含量測(cè)定”、“番茄發(fā)電”、“菠菜中有機(jī)色素提取及分離”等項(xiàng)目，體現(xiàn)了化學(xué)應(yīng)用性；《基礎(chǔ)電子實(shí)驗(yàn)》開設(shè)“集成運(yùn)放應(yīng)用”、“組合邏輯電路設(shè)計(jì)”、“555電路設(shè)計(jì)”等項(xiàng)目，體現(xiàn)了綜合性、實(shí)用性。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置與專業(yè)需要聯(lián)系起來。如為食品、地理環(huán)境類專業(yè)開設(shè) “六安片茶中咖啡堿的提取及含量測(cè)定”、“淠河鐵礦中全鐵含量的測(cè)定”等基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；為電類專業(yè)開設(shè)安裝單片機(jī)最小系統(tǒng)，為其他理工科專業(yè)開設(shè)安裝收音機(jī)等訓(xùn)練項(xiàng)目，根據(jù)不同專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，充分體現(xiàn)了因材施教的特點(diǎn)。

在項(xiàng)目?jī)?nèi)容中按照基本技能、技能應(yīng)用、綜合提高的層次進(jìn)行設(shè)置。如1級(jí)項(xiàng)目主要安排基本技能訓(xùn)練；2級(jí)項(xiàng)目是在1級(jí)的基本技能了解和初步掌握的基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用；3級(jí)主要體現(xiàn)在綜合應(yīng)用、提高層面上，在這一級(jí)中還開設(shè)了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

2 加大改革力度，構(gòu)筑開放式實(shí)踐教學(xué)大平臺(tái)

2.1 適應(yīng)開放式教學(xué)要求，建立網(wǎng)絡(luò)選課系統(tǒng)

為了提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間，我們與外校共同開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)選課與管理系統(tǒng)，全面實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)電子實(shí)驗(yàn)、電子工藝實(shí)習(xí)和基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)上預(yù)約、網(wǎng)絡(luò)選課、網(wǎng)絡(luò)答疑等，徹底打破長(zhǎng)期以來固定時(shí)間、固定班級(jí)、固定項(xiàng)目的傳統(tǒng)，構(gòu)建起開放式的教學(xué)管理模式。

2.2 探索開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是皖西學(xué)院最早進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改革課程，如今已成為全校理工科專業(yè)必修實(shí)踐課程之一。隨著專業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整及招生人數(shù)的增多，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)也出現(xiàn)了一些新的問題：學(xué)生人數(shù)增多與實(shí)驗(yàn)室、儀器套數(shù)及教師有限等矛盾。為緩解此矛盾，從2008年秋學(xué)期開始，學(xué)校為物理實(shí)驗(yàn)室全部添置了多媒體設(shè)備，教師將開設(shè)的所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目制作成視頻、幻燈、動(dòng)畫，把實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)講義、教案、思考題、數(shù)據(jù)處理等所有教學(xué)資料上傳到校園網(wǎng)上，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)課前預(yù)習(xí)、課堂自學(xué)、課后鞏固。

為使學(xué)生在課堂上有足夠時(shí)間動(dòng)手操作，提高實(shí)訓(xùn)效果，課堂教學(xué)采取學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)為主，教師輔導(dǎo)為輔模式，對(duì)于課前沒有很好預(yù)習(xí)的學(xué)生，可以請(qǐng)求教師指導(dǎo)，更多地是讓學(xué)生自己借助視頻邊“看”邊“動(dòng)手”完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這種模式對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的引導(dǎo)和動(dòng)手能力培養(yǎng)起到了積極推動(dòng)作用。

2.3 建立仿真、演示實(shí)驗(yàn)室，開設(shè)虛擬、演示實(shí)驗(yàn)

為了提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，幫助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)鞏固，我們建立了仿真實(shí)驗(yàn)室，配備了開放式自學(xué)觸摸屏等。同時(shí)分別從中國科技大學(xué)、大連理工大學(xué)購置了大學(xué)物理、基礎(chǔ)化學(xué)、電子學(xué)等仿真實(shí)驗(yàn)，開設(shè)模擬實(shí)驗(yàn)，不僅可以解決暫不具有的大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備短缺問題，更主要的是為學(xué)生提供了預(yù)習(xí)、自學(xué)和鞏固的平臺(tái)。

演示實(shí)驗(yàn)可以將抽象的概念形象化，將讓人難以想象和理解的物理規(guī)律得到直觀展現(xiàn)。筆者從2006年開始籌建物理演示實(shí)驗(yàn)室，采取購買、研制、開發(fā)等形式已建100多個(gè)演示項(xiàng)目。通過預(yù)約等多種形式進(jìn)行開放，先后接待校內(nèi)外來訪學(xué)生達(dá)5000余人次。演示實(shí)驗(yàn)室的建立，其功能不僅僅是驗(yàn)證和幫助學(xué)生理解抽象難懂的物理理論，激發(fā)學(xué)生對(duì)自然科學(xué)奧秘的探究興趣；同時(shí)，物理演示實(shí)驗(yàn)室還成為學(xué)校乃至地方中小學(xué)科普教育、素質(zhì)拓展實(shí)踐基地之一。

為文科學(xué)生開設(shè)一定的物理實(shí)驗(yàn)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)，這在新建本科高校中相對(duì)少見。為了培養(yǎng)文科學(xué)生具備一定的、必需的實(shí)踐能力及科學(xué)素養(yǎng)，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)開課中，借助演示實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)，同時(shí)選擇一些趣味性強(qiáng)、與生活聯(lián)系緊密的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為文科學(xué)生開設(shè)。

2.4 將科研成果轉(zhuǎn)化成設(shè)計(jì)性、研究性開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

將科研成果轉(zhuǎn)化成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，是吸引學(xué)生早期參加科研，激發(fā)學(xué)生科研興趣的最佳方式，也是培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新的重要途徑之一。教師將科研課題轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)開放項(xiàng)目，近年來，由學(xué)生實(shí)驗(yàn)、教師指導(dǎo)的科研、教研論文：“2，4-二氯苯氧乙?；颍澹┭苌锏暮铣杉吧锘钚浴?、“偶氮苯主體分子設(shè)計(jì)合成幾陰離子識(shí)別”、“1，5-二（苯甲醛）雙縮二胺基硫脲-汞離子配合物應(yīng)用于陰離子識(shí)別研究”、“磺酰脲衍生物的合成及生物活性”、“擺動(dòng)式多譜勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀”、“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做激發(fā)源測(cè)量楊氏模量”、“基于單片機(jī)控制的多參數(shù)實(shí)時(shí)采集與處理系統(tǒng)”，分別發(fā)表在《應(yīng)用化學(xué)》、《化學(xué)試劑》、《農(nóng)藥》、《物理實(shí)驗(yàn)》、《皖西學(xué)院學(xué)報(bào)》和《電子技術(shù)》等省級(jí)、國家級(jí)或國家級(jí)重點(diǎn)刊物上；由王春余等人設(shè)計(jì)生產(chǎn)的“擺動(dòng)式多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀”已通過了專利申請(qǐng)，擬投放市場(chǎng)。

2.5 依托中心實(shí)驗(yàn)室，開展科技創(chuàng)新活動(dòng)

依托中心實(shí)驗(yàn)室，借助皖西學(xué)院“大學(xué)生素質(zhì)拓展計(jì)劃”，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室開放，設(shè)立開放基金，提供研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目，供全校學(xué)生選擇。此外，結(jié)合校團(tuán)委安排學(xué)生活動(dòng)，積極組織承辦學(xué)科競(jìng)賽，如物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、趣味化學(xué)競(jìng)賽、焊接技能競(jìng)賽及電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等，尤其是電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽已成為皖西學(xué)院學(xué)生科技創(chuàng)新特色活動(dòng)之一，并在省、全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中多次獲獎(jiǎng)，與本省同類高校相比成績(jī)顯著。

3 建立高效實(shí)踐教學(xué)管理模式

3.1 構(gòu)建公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)基本框架

為了使教學(xué)資源得到充分利用，節(jié)約辦學(xué)成本，提高辦學(xué)效益，我們將大學(xué)物理、基礎(chǔ)化學(xué)、基礎(chǔ)電子原分散在各系的設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員從相關(guān)學(xué)院中分離出來，成立基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心，實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)由中心統(tǒng)一管理，統(tǒng)一建設(shè)，使教學(xué)資源、配置得到更好地優(yōu)化。

3.2 建立開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)

將開放式教學(xué)的過程管理與實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和具體實(shí)驗(yàn)的輔助運(yùn)算結(jié)合起來，形成了從提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目發(fā)布、時(shí)間和地點(diǎn)預(yù)約等，到完成實(shí)驗(yàn)并發(fā)布成績(jī)等一整套網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與管理相結(jié)合的先進(jìn)運(yùn)作方式。

3.3 建立一系列與開放式教學(xué)相適應(yīng)的管理制度

教育創(chuàng)新要從教育管理體制創(chuàng)新開始，只有管理體制創(chuàng)新了，才能做到教育的創(chuàng)新。為了提高教學(xué)質(zhì)量，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)管理，建立了一系列與之相適應(yīng)的管理制度。如開放管理制度、實(shí)驗(yàn)考核辦法等。將開放式教學(xué)的過程管理與實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和具體實(shí)驗(yàn)的輔助運(yùn)算結(jié)合起來，形成了從提出實(shí)驗(yàn)申請(qǐng)到完成實(shí)驗(yàn)、發(fā)布成績(jī)等一整套網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與管理相結(jié)合的先進(jìn)運(yùn)作方式。

4 結(jié)語

經(jīng)過幾年的努力，公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)取得了可喜的成績(jī)。2009年學(xué)校教學(xué)成果獎(jiǎng)評(píng)比中，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心申報(bào)的“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程體系、教學(xué)模式、內(nèi)容及方法綜合改革”獲得一等獎(jiǎng)；“基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系及教學(xué)模式改革研究”和“依托校級(jí)實(shí)驗(yàn)中心，建立大學(xué)生電子科技創(chuàng)新基地”分別獲二等獎(jiǎng)；2010年在安徽省“質(zhì)量工程”項(xiàng)目遴選中，皖西學(xué)院申報(bào)的“公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建與實(shí)踐”獲教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，并在安徽省部分高校聯(lián)盟教學(xué)工作協(xié)作組會(huì)議上作經(jīng)驗(yàn)交流，受到了與會(huì)學(xué)校的關(guān)注。

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