依托實驗教學示范中心 加強學生實驗能力的培養(yǎng)

余建潮

（浙江理工大學實驗室與設備管理處，浙江杭州 310018）

依托實驗教學示范中心 加強學生實驗能力的培養(yǎng)

余建潮

（浙江理工大學實驗室與設備管理處，浙江杭州 310018）

實驗教學示范中心是培養(yǎng)學生實驗能力的重要場所，實驗能力培養(yǎng)是提高高等教育教學質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。結(jié)合創(chuàng)建實驗教學示范中心的實踐，從實驗教學理念、構(gòu)建三層實驗教學體系、優(yōu)化實驗教學內(nèi)容、校企共建實驗教學基地、建設學校-學院兩級實驗教學平臺和開放實驗教學方法等方面進行了詳細闡述。依托實驗教學示范中心進行的實驗取得豐碩成果，促進了學生創(chuàng)新實驗能力的培養(yǎng)。

實驗教學示范中心；實驗能力培養(yǎng)；實驗教學體系

“十一五”期間教育部和財政部聯(lián)合啟動了“高等學校本科教學質(zhì)量與教學改革工程”項目，共批準建設了501個國家級實驗教學示范中心。同時，各地方高校加大了對實驗室建設的投入，共建設了2 931個省級實驗教學示范中心和一大批校級實驗教學中心［1］。這充分體現(xiàn)了我國高等教育正在逐步重視學生創(chuàng)新實驗能力的培養(yǎng)，形成理論教學與實驗教學有機結(jié)合的良好氛圍。浙江理工大學作為省屬重點建設大學擁有2個國家級實驗教學示范中心和10個省級實驗教學示范中心，逐步形成國家級、省級和校級的3級實驗教學體系。隨著高等教育質(zhì)量工程的進一步深化，針對教育部提出的“實踐能力是目前人才培養(yǎng)中最薄弱環(huán)節(jié)”［2］這一嚴峻問題，浙江理工大學結(jié)合實際情況，深化實驗教學改革，激發(fā)學生學習潛能，依托實驗教學示范中心建設，探索了培養(yǎng)學生創(chuàng)新實驗能力的途徑［3］。

1 轉(zhuǎn)變實驗教學理念

實驗教學是人才培養(yǎng)過程中的重要環(huán)節(jié)，對學生實驗能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)起著十分重要的作用。學校在實驗教學示范中心的建設中，遵循高等學校教育的特點與規(guī)律，把落實“實踐教學質(zhì)量工程”作為學校實施“本科教育創(chuàng)新與質(zhì)量工程”中的重要內(nèi)容之一，堅持“以能力培養(yǎng)為核心”的實驗教學觀念，提出了“強化基礎訓練、突出實踐能力、提高綜合素質(zhì)”的建設方針，在優(yōu)化人才培養(yǎng)模式和課程內(nèi)容整合的基礎上，調(diào)整理論教學時數(shù)，提高實驗教學學時比例，以強化實驗教學和進一步深化實驗教學內(nèi)容與體系改革；落實實驗教學整體設計的教學改革思想，完善實驗教學體系和實驗教學平臺，加強實踐基地建設，開放實驗教學模式，全面提高綜合性、設計性和研究創(chuàng)新型實驗的比例［4］，組織學生參加科技競賽，提高學生的學習興趣，狠抓課程設計、畢業(yè)設計等重要實驗環(huán)節(jié)提升實驗教學質(zhì)量，著力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實驗能力。

2 構(gòu)建三層次、四模塊實驗教學體系

培養(yǎng)基礎扎實、專業(yè)面寬、創(chuàng)新實驗能力強的高素質(zhì)人才是實驗教學示范中心建設永恒的目標。根據(jù)高校人才培養(yǎng)目標和社會對相關(guān)專業(yè)人才的實際需求，堅持實驗教學與理論教學并重、實驗教學與理論教學體系相輔相成的理念，改變實驗教學長期依附于理論教學的被動地位，將原來依附于理論課的實驗課獨立出來，建成相對獨立的實驗課程，實現(xiàn)實驗課程的全面覆蓋和全程覆蓋，并結(jié)合不同專業(yè)培養(yǎng)的需要和不同學生個性化學習的需要對相應實驗項目提出基本型、綜合設計型、研究創(chuàng)新型3個層次的實驗教學體系。3個層次的實驗項目分布在認知實踐、專業(yè)基本基礎實踐、綜合設計實踐和研究創(chuàng)新實踐4個模塊實驗教學環(huán)節(jié)當中，所起到的作用和性質(zhì)各有不同，并強調(diào)學生的創(chuàng)新精神和實驗能力培養(yǎng)作為主線始終貫穿于多層次的實驗教學之中。

（1）基本型層次。包含認知實驗和專業(yè)基本基礎實驗2個模塊。認知實驗可以通過展示現(xiàn)有實驗項目及科研項目成果、安排到企業(yè)或?qū)嶒炇易咴L參觀，親身感受實際操作，了解先進設備等，主要是引導學生對專業(yè)知識有一個整體的感性認識，以及對現(xiàn)代科學技術(shù)在專業(yè)領(lǐng)域的應用和對實驗有一個感性認識，從而提高學生對專業(yè)的熱愛，確立自己在專業(yè)學習方面的努力方向和目標；專業(yè)基礎型實驗主要安排在基礎實驗課程中，比如性能測試、加工處理實驗等，培養(yǎng)學生的專業(yè)基本技能，對學生進行實驗基本方法和技能的訓練，鞏固專業(yè)理論知識的學習。

（2）綜合設計型層次。包含綜合設計實驗模塊，屬于提高性實驗，主要安排在專業(yè)實驗課程中，以培養(yǎng)學生綜合性、設計性和應用性能力的提高。實驗方式為在教師指導下，由學生對實驗的方法、手段及實驗過程進行自主設計，綜合利用各門課程的知識，解決某個相對復雜的問題。完整的實驗過程有利于培養(yǎng)和提高學生的綜合應用能力、科學實驗能力、動手能力、創(chuàng)新能力及團隊工作能力。前3個模塊的綜合功能主要是學生工程實驗能力的培養(yǎng)，也是創(chuàng)新的基礎。

（3）研究創(chuàng)新型層次。包含研究創(chuàng)新型實驗模塊，屬于個性化培養(yǎng)，起點高、要求高，實驗強調(diào)研究和創(chuàng)新。研究創(chuàng)新型實驗可以供學生根據(jù)自身興趣、愛好選做，實驗內(nèi)容結(jié)合教師科研、畢業(yè)設計等，或結(jié)合學生各類課外競賽［5］，如“飛思卡爾杯”、“挑戰(zhàn)杯”等大獎賽。個性化的研究創(chuàng)新實驗更具有研究型、設計型和綜合型實驗的特征，讓需要選修的學生花更多的課外時間和精力，自主查閱資料、分析研究，制定實驗研究方案，并動手實施，直到分析總結(jié)完成提交實驗研究報告。

上述3個層次的實驗形成了從感性到理性、從簡單到復雜、從基礎到前沿、從知識驗證到綜合能力培養(yǎng)的實驗系統(tǒng)，也充分體現(xiàn)了層次性、系統(tǒng)性、個性化、模塊化的特點。通過在各個層次的實驗訓練過程，使學生逐步學會資料收集、儀器使用、實驗設計、實驗調(diào)試、實驗數(shù)據(jù)處理、計算機應用、綜合設計、創(chuàng)新設計等方法，強化學生的專業(yè)基本技能，以達到能力培養(yǎng)的目的。

3 整合實驗教學內(nèi)容，優(yōu)化實驗項目

實驗教學內(nèi)容是實驗教學的核心，是保障教學質(zhì)量的關(guān)鍵［6］。中心在實驗教學內(nèi)容上根據(jù)專業(yè)技術(shù)的發(fā)展，積極增加新的實驗項目，刪除簡單、陳舊的實驗教學內(nèi)容和各個實驗課程間的重復現(xiàn)象，實現(xiàn)各個實驗教學內(nèi)容之間的有機聯(lián)系，使實驗教學內(nèi)容與科研、工程、社會應用實踐密切聯(lián)系［7］，更新、豐富實驗教學內(nèi)容，既包含傳統(tǒng)的教學內(nèi)容，也融入當代技術(shù)發(fā)展的新成果，引入信息技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)，改造傳統(tǒng)的實驗教學內(nèi)容和實驗技術(shù)方法，加強綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗，提高實驗教學學時比例，減少演示和驗證型實驗教學內(nèi)容，使實驗教學的學時數(shù)占總學時數(shù)的30%左右，有的專業(yè)可達到35%。激發(fā)學生的求知欲望，改變過去只有少數(shù)學生參與的現(xiàn)狀，使創(chuàng)新實驗教學內(nèi)容能吸引眾多的學生積極參與。

實驗教學示范中心圍繞實驗教學實際開展實驗教學科研，承擔多項國家級、省級實驗教學改革項目、實驗課程建設項目、實驗教材建設項目和學生創(chuàng)新實踐活動項目，并將科研項目直接轉(zhuǎn)化為實驗項目［8］。這些實驗內(nèi)容涉及先進的分析技術(shù)，綜合性強，對于提高實驗技術(shù)水平，培養(yǎng)學生的實驗能力起到重要作用，如實驗教學示范中心設計的一些綜合性實驗題目：異步電動機SPWM與電壓空間矢量變頻調(diào)速系統(tǒng)、Novell網(wǎng)的硬件配置與安裝、技法練習和實物制作等，這些課題知識面廣、研究性強，使學生從實驗中可以獲得多方面的知識，加深對現(xiàn)代科學技術(shù)認識，達到以科研促進實驗教學內(nèi)容不斷更新的效果。

4 緊密結(jié)合企業(yè)實際，搭建實踐教學基地

參與企業(yè)實驗是學生運用所學理論知識認識社會、了解社會，運用所掌握的專業(yè)技能服務社會、提高實際工作能力的重要途徑［9］。為了保證學生能夠?qū)W以致用，活學活用，實驗教學示范中心注意把實驗教學與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，堅持以實驗課程教學為基礎，以生產(chǎn)實踐為切入口，以專業(yè)大實習為檢驗平臺，鼓勵學生假期參與社會實踐、參加各種與專業(yè)相關(guān)的科技競賽等。與省內(nèi)外多家企業(yè)建立“學生校外實踐基地”，搭建了校企合作培養(yǎng)模式，在實驗教學內(nèi)容上與企業(yè)需求對接［10］。一方面積極發(fā)布企業(yè)合作項目及學?？蒲许椖啃畔⒐W生參考，激發(fā)學生的求知欲望，使創(chuàng)新實驗項目能吸引眾多的學生積極參與；另一方面專門安排不少于3周的企業(yè)實驗時間，選派部分學生在暑期或休息天去基地實習鍛煉，大力倡導和鼓勵學生參與教師的科研活動，在專業(yè)教師指導下參與企業(yè)的科研項目，主要形式是在實驗教學過程中，教師提出一些課題式實驗項目，安排學生根據(jù)自己的興趣參與其中，自主策劃、自主設計這些實驗課題，然后到科研和生產(chǎn)實踐中去檢驗，這種合作進行科學與研究模式，帶動了學生參與科研，拓展了學生的研究思路，提高了學生的創(chuàng)新思維，促進了高校與企業(yè)資源互補。

在企業(yè)實踐中，學生把自己掌握的基本技能和知識創(chuàng)造性地運用，提出項目開發(fā)和設計的新思路，企業(yè)挑選出實驗教學示范中心中有創(chuàng)意的項目，更好地解決測試、培訓、教學等方面的實際問題，讓學校成為企業(yè)科研基地，減少企業(yè)的經(jīng)費投入，提高企業(yè)競爭力。同時學生以企業(yè)實踐中選定課題為依據(jù)，選擇相應的專業(yè)方向和課程，發(fā)揮實驗教學示范中心師資、場地、設備的優(yōu)勢，對理論知識與企業(yè)實踐進行無縫鏈接，讓企業(yè)實踐成為現(xiàn)有實驗教學的強化和補充，有效地提升學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，發(fā)揮實踐成果巨大的輻射作用。

5 構(gòu)建學校-學院兩級實驗教學平臺

學生創(chuàng)新實驗能力培養(yǎng)需要實驗教學平臺作為重要支持和保障。傳統(tǒng)的實驗教學平臺在單個示范中心采用單服務器集中部署搭建而成，每個示范中心資源彼此獨立，成為信息孤島。為此學校在硬件上擁有專用服務器，利用網(wǎng)絡和計算機技術(shù)搭建學校-學院兩級架構(gòu)的分散部署模式，即學校級負責部署校級管理平臺，處理校級所有業(yè)務流程，實現(xiàn)校級層面查詢統(tǒng)計分析功能；院級負責部署院級管理平臺、發(fā)布實驗教學示范中心資源現(xiàn)狀、開放實驗的預約、實驗教學管理及實現(xiàn)門禁、監(jiān)控和電源控制三者聯(lián)動實時監(jiān)控管理實驗現(xiàn)場的功能。在軟件上具有豐富的網(wǎng)絡實驗教學資源，并且一直不斷更新和添加資源，確保實驗教學平臺擁有先進的實驗教學及教學管理軟硬件系統(tǒng)，提高網(wǎng)絡共享程度。

實驗教學平臺的搭建集成了實驗教學所需信息，包括中心各實驗室功能介紹和實驗內(nèi)容的介紹、學生的學習資源、師生互動環(huán)境以及開放式管理所需的管理信息。學生可以通過實驗教學平臺實現(xiàn)網(wǎng)上實驗預約、實驗文檔下載、實驗預習、實驗選課、實驗輔導和交流、實驗報告提交、實驗批改、成績查詢和進行教學效果評價等，還可以進行仿真虛擬實驗、觀看電子實驗教程和多媒體實驗教學課件，指導教師可以通過實驗教學平臺發(fā)布實驗教學信息和進行實驗教學管理。實驗教學平臺的使用為實驗中心實驗室的開放提供了條件和保障，為學生自主實驗及個性化發(fā)展提供了良好的環(huán)境，提高了學生的創(chuàng)新實驗能力。

6 推行課內(nèi)課外開放實驗教學模式

開放實驗教學是高校人才培養(yǎng)的基本要求。為充分發(fā)揮學生自主性，實現(xiàn)個性化培養(yǎng)，實驗教學示范中心實行開放式管理，包括時間、空間和內(nèi)容（資源）3個方面。建立了課內(nèi)和課外開放相結(jié)合的形式，最大程度地實現(xiàn)了實驗教學示范中心的資源共享，使學生有彈性的學習時間，調(diào)動了學生的學習興趣。

（1）課內(nèi)開放實驗。指導教師發(fā)布若干個實驗項目，學生可以在開放時間內(nèi)自由地到實驗室做相應的實驗。在完成必做實驗的前提下，可以根據(jù)自身能力自由地選擇實驗內(nèi)容，做到從單純的實驗時間的開放擴展到實驗項目、內(nèi)容（實驗資源）的開放。同時實驗教學平臺全程記錄學生實驗項目的實驗時間、實驗地點、實驗內(nèi)容等信息，有效跟蹤實驗教學進展的情況，指導教師全程監(jiān)控實驗項目質(zhì)量，在實驗教學中出現(xiàn)問題及時給予指導，促進了開放式實驗教學的高效進行，提高了實驗教學質(zhì)量和學生的學習效果。

（2）課外開放實驗。主要是為學生提供參加各類學科競賽和學生科研的實驗條件，比如挑戰(zhàn)杯、新苗計劃、教師課題、畢業(yè)設計、專業(yè)設計大賽等各類競賽。教學中心實驗室全天候面向?qū)W生開放，不受課時、實驗室、實驗學時和實驗項目的限制，吸引了一大批學生對感興趣的方向開展個性化實驗與制作。自己設計，自己制作，獨立完成實驗，這樣既可解決優(yōu)秀學生“吃不飽”的問題，又可實現(xiàn)“實時分層”教學。通過多方位的實踐，充分發(fā)揮和提高大學生潛在的綜合能力。

7 成績

實驗教學示范中心建設是一項復雜的系統(tǒng)工程，學校始終堅持先進實驗教學理念，緊緊圍繞創(chuàng)新人才培養(yǎng)，深化實驗教學體系的改革和實驗室管理體制的改革，成效顯著。2012年學校“物理實驗教學中心”、“紡織工程實驗教學中心”和“控制科學與儀器技術(shù)實驗教學中心”3個省級實驗教學示范中心建設點順利通過了浙江省教育廳驗收。3個省級實驗教學示范中心建設以來共開設實驗課程門數(shù)144門，實驗項目721項，綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗個數(shù)505個；教師獲國家級教學成果獎2項，省級教學成果4項，省級精品課程3門；學生獲“挑戰(zhàn)杯”大學生課外科技作品國家銀獎2項，銅獎3項，省級特等獎1項，一等獎5項，二等獎5項，三等獎5項，省大學生物理實驗技能競賽一等獎3項，二、三等獎各8項，其它各類獲獎31項，本科生授權(quán)專利3項，本科生發(fā)表研究論文27篇。

8 結(jié)束語

通過實踐，我們深深體會到實驗教學理念、實驗教學體系、實驗教學內(nèi)容、實踐教學基地、實驗教學平臺和實驗教學方式都是提高實驗教學質(zhì)量、培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力不可忽視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。依托實驗教學示范中心平臺，實現(xiàn)了實驗教學與理論教學相結(jié)合、實驗教學與就業(yè)創(chuàng)業(yè)技能培訓相結(jié)合、實驗教學與課外創(chuàng)新、實踐活動相結(jié)合的“3個結(jié)合”實驗教學新模式，調(diào)動了學生學習能動性，激發(fā)了學生的學習熱情，提高了實驗教學質(zhì)量，促進了學生知識綜合運用能力、實驗能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。

（References）

［1］孔鵬.高校文科綜合實驗教學中心開放實驗教學的研究［J］.實驗技術(shù)與管理，2012，29（6）：130-131.

［2］李玉東，劉景艷，閻有運.依托實驗教學示范中心培養(yǎng)工程實踐能力的探索和實踐［J］.實驗室研究與探索，2012，31（3）：105-108.

［3］吳世華，楊光明，王秋長，等.加強實驗教學示范中心建設，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量［J］.實驗技術(shù)與管理，2012，29（1）：4-6.

［4］教育部.實踐能力是目前人才培養(yǎng)中最薄弱環(huán)節(jié)［EB／OL］.［2012-08-22］.［2011-12-30］.http：／／www.china.com.cn／news／2011-12／30／content＿24291691.htm.

［5］陳愛華.實驗教學體系改革探索與實踐［J］.實驗科學與技術(shù)，2012，10（3）：54-55.

［6］王芳，李平，郭興啟.依托實驗教學中心平臺促進第二課堂的發(fā)展［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2011（11）：70-72.

［7］馬敬峰，魯保富，陸開宏.基于學生創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)的實驗教學內(nèi)容改革與實踐［J］.中國高教研究，2008（11）：92-93.

［8］杜玉霞.基于項目的本科生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究［J］.電化教育研究，2011（5）：36-39.

［9］司佑全.省級實驗教學示范中心在科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的作用［J］.實驗技術(shù)與管理，2012，29（3）：123-126.

［10］何根海，譚甲文.基于校地合作的應用型本科人才培養(yǎng)的改革與實踐［J］.中國高教研究，2011（4）：61-63.

Exploration and practice on cultivating students’experimental ability depending on experimental teaching demonstration center

Yu Jianchao
（Laboratory and Facility Management Division，Zhejiang Science and Technology University，Hangzhou 310018，China）

The experimental teaching demonstration center is an important place of cultivating students’experimental ability which is the key to enhance the teaching quality of higher education.Combined with the practice of constructing experimental teaching demonstration center，this article elaborates on practice teaching concepts，structuring three-layer experimental teaching system，optimizing experimental teaching content，co-constructing experimental teaching base between the university and enterprises，constructing university-college experimental teaching platform and experimental teaching methods.Depending on the practice of experimental teaching demonstration center，the innovative experimental ability of students is promoted and improved.

experimental teaching demonstration center；cultivation of experimental ability；experimental teaching system

G642.0

A

1002-4956（2013）03-0117-03

2012-09-23

杭州市哲學社會科學規(guī)劃課題成果（D12JY13）；浙江省教育廳科研資助項目（Y201226134）

余建潮（1982—），男，浙江溫州，碩士，助理研究員，科長，主要研究方向：實驗室建設和管理.

E-mail：yujianchao2005＠zstu.edu.cn