基于“卓越計劃”的全開放實驗教學模式的構建研究——以湖南工程學院為例

卿上樂，吳朝建

(湖南工程學院 a．機械工程學院;b．教務處，湖南 湘潭411101)

2010年6月23日，教育部在天津召開“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(簡稱“卓越計劃”)啟動會，聯(lián)合有關部門和行業(yè)協(xié)(學)會，共同實施“卓越計劃”，確定了包括湖南工程學院在內的61所高校為第一批實施高校。［1］目前，“卓越計劃”各試點高校基本采用“3+1”的人才培養(yǎng)模式，即3年在校學習，累計1年在企業(yè)學習，把工程師素質培養(yǎng)分為校內學習和企業(yè)學習兩個相對集中的培養(yǎng)階段。［2］如何充分發(fā)揮實驗教學尤其是全開放實驗教學在“卓越”人才培養(yǎng)中的作用，成為現(xiàn)階段值得認真探索解決的問題。

一 全開放實驗教學在“卓越計劃”人才和創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的地位及作用

人才培養(yǎng)質量的高低，直接影響到“卓越計劃”這一重大教學改革工程的質量。重視實踐教學，尤其是重視實驗教學，是做好“卓越計劃”人才培養(yǎng)的基礎，不可忽視。

(一)加強大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是“卓越計劃”的根本任務

2007年以來，黨中央、國務院作出了走中國特色新型工業(yè)化道路、建設創(chuàng)新型國家、建設人才強國等一系列重大戰(zhàn)略部署。這些對高等工程教育改革發(fā)展提出了迫切要求。走中國特色新型工業(yè)化道路，需要足夠的智力支持，需要培養(yǎng)一大批能夠適應和支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新型工程人才;建設創(chuàng)新型國家，提升我國工程科技隊伍的創(chuàng)新能力，迫切需要培養(yǎng)一大批創(chuàng)新型工程人才，需要科技精兵，從而提高核心競爭力。

“卓越計劃”的實施正是高等教育適應新形勢、新任務的重大舉措，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務。

黨的十八大報告明確提出:“深化教育領域綜合改革，著力提高教育質量，培養(yǎng)學生社會責任感、創(chuàng)新精神、實踐能力”。［3］這對高校加強實驗教學改革、轉變教學模式、提高應用型人才培養(yǎng)質量提出了明確要求?！白吭接媱潯钡膶嵤?，正是國家培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質量各類型工程技術人才的重要舉措。如何充分發(fā)揮實驗教學尤其是全開放實驗教學在“卓越”人才培養(yǎng)中的作用，使校內三年時間的學習能充分對接企業(yè)學習需求，成為現(xiàn)階段“卓越計劃”實施高校值得認真探索解決的問題。

(二)強化實踐教學尤其是實驗教學是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的必由之路

實踐是檢驗真理的唯一標準。通過實驗，學生對理論的正確性及時檢驗，加深理解;同時實踐出真知，學生根據(jù)實驗現(xiàn)象，總結出規(guī)律，強化學生學以致用的觀念;通過實踐，學生在現(xiàn)實的操作環(huán)境中培養(yǎng)和鍛煉工程應用的意識和能力。

作為一名現(xiàn)代工程技術人員，應該能綜合應用科學的知識、方法和技術手段來分析解決各種工程問題，承擔工程技術的開發(fā)與應用任務;應掌握堅實的自然科學知識應具有收集處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的綜合能力，尤其應具有創(chuàng)新能力和實踐能力?！白吭接媱潯睆娬{學生現(xiàn)場工作能力、設計能力、工程項目實施能力以及新產(chǎn)品開發(fā)與技術改造能力的培養(yǎng)與形成。學生在校內學習期間，必須要有更多的機會去動手，去實踐，不斷培養(yǎng)創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新能力，因此，需要有更多的時間進入實驗室。

全開放實驗教學以其向學生全天候開放實驗室、實驗技術人員全程指導、學生自主設計與實踐的方式，允許在完成基本實驗內容的基礎上自選實驗、自己設計實驗，有利于學生個性發(fā)展，對培養(yǎng)學生文獻調研、實驗設計、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的綜合能力與素質有不可替代的作用?？梢哉f，全開放實驗教學這一模式為強化實踐能力培養(yǎng)提供了廣闊的舞臺，為“卓越計劃”的順利實施奠定了堅實的基礎。

(三)“卓越計劃”的分類實施對全開放實驗教學提出了更高要求

“卓越計劃”實施的層次包括工科的本科生、碩士研究生、博士研究生三個層次，培養(yǎng)現(xiàn)場工程師、設計開發(fā)工程師和研究型工程師等多種類型的工程師后備人才。

湖南工程學院的“卓越計劃”重點在于培養(yǎng)現(xiàn)場工程師，培養(yǎng)的學生應具有較為扎實的基礎知識，具備能在生產(chǎn)一線從事相關領域的設計制造、工程應用、運行管理與經(jīng)營銷售等工作能力，具有較高的綜合素質、創(chuàng)新能力、團隊精神和專業(yè)技術能力的應用型高級工程技術人才。因此，3年在校內學習期間，如何使學生得到更多的仿工程環(huán)境鍛煉，成為全開放實驗教學必須完成的任務。

二 湖南工程學院全開放實驗教學的實踐

實驗教學在高等工程教育人才培養(yǎng)中有著非常重要的作用。湖南工程學院長期堅持應用型本科人才培養(yǎng)的辦學定位，重視對學生的實踐能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)，堅持推進全開放實驗教學，充分發(fā)揮實驗設備的作用，激發(fā)學生對實驗的興趣，發(fā)揮學生學習的主動性，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，取得了很好的效果。

(一)全開放實驗教學模式

在實驗教學運行模式上湖南工程學院采取全開放運行模式，包括實驗設備全開放、實驗時間全開放和實驗內容全開放。從2006年起，學校在整合實驗資源、重組實驗室的基礎上，從開放基礎實驗室入手，不斷總結經(jīng)驗，將這一模式逐步推廣到專業(yè)基礎實驗室、專業(yè)實驗室。［4］全校經(jīng)常性開設的全開放實驗項目200多個，課程30多門。為確保全開放實驗效果，學校引進了實驗室綜合管理系統(tǒng)，搭建了符合學校實際的實驗教學管理信息平臺，完善了實驗項目、時間、指導人員等具體實驗教學安排，學生可以網(wǎng)上預約實驗項目，教師可以及時進行成績評定等綜合管理。［5］

在實驗教學模式上實行“三自主”的全開放實驗教學模式，即學生“自主設計實驗項目、自主安排實驗時間、自主進行實驗操作”。［5］“三自主”實驗教學模式充分發(fā)揮了學生的主體作用，激發(fā)了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識、實踐能力和創(chuàng)新能力。

(二)全開放實驗教學有效提高了學生的創(chuàng)新能力

學校在推行全開放實驗教學中，讓學生真正融入到實驗教學的全過程中，并獨自完成實驗的全過程。他們通過自己查找資料、自行思考設計實驗方案、自行完成實驗過程，感受了科研工作的艱辛，也體會了其中的樂趣。全開放實驗教學不僅培養(yǎng)了他們的實驗基本技能、理論基礎知識的應用能力，更提高了他們的科研開發(fā)綜合素質。

通過全開放實驗教學，學生在實驗過程中得到了充分鍛煉，也取得了一定的成績。幾年來，學生在全國、湖南省舉辦的電子設計大賽、創(chuàng)新設計與制造大賽等各類競賽中，獲得包括國家級二等獎在內的各種獎勵100余項。

“卓越計劃”實施以來，學校進一步加強全開放實驗教學，結合課程整合工作，努力將全開放實驗室打造成為學生基礎實踐平臺、專業(yè)實踐平臺和能力拓展平臺。學生在全開放實驗室可以進行實驗驗證、創(chuàng)新實驗等各類活動，能力于潛移默化中形成，為“卓越計劃”背景下的實驗教學進行了有益的探索，積累了經(jīng)驗，為更深層次地推進全開放實驗教學、全面滿足“卓越計劃”校內階段學生能力的培養(yǎng)要求打下了基礎。

三 基于“卓越計劃”的全開放實驗教學模式的構建

圍繞工程能力培養(yǎng)的要求，對人才培養(yǎng)模式進行全方位改革是“卓越計劃”的核心。因此，學生校內學習階段，要在加強科學文化基礎知識學習的基礎上，根據(jù)培養(yǎng)標準和專業(yè)人才必備的技術知識與應用能力要素，遵循工程的集成與創(chuàng)新特征，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創(chuàng)新能力為核心，重構課程體系和教學內容，將專業(yè)特征目標所規(guī)定的知識、能力和素質要求落實到具體的教學環(huán)節(jié)中。注意讓學生盡量早、盡量多地接觸工程實踐，著力推動基于問題的學習、基于項目的學習、基于案例的學習等多種研究性學習方法，加強大學生創(chuàng)新能力訓練。

要全面滿足“卓越計劃”學生能力素質培養(yǎng)要求，必須充分認識到“卓越計劃”人才培養(yǎng)的特點，重新構建起科學的全開放實驗教學模式，包括全開放實驗教學的內容更新、開放力度的加大和進一步創(chuàng)新全開放實驗教學的方式、方法。

(一)“卓越計劃”背景下全開放實驗教學的目標體系

在“卓越計劃”背景下，加大全開放實驗教學的力度，其根本目的就是通過給學生提供一個發(fā)揮個人潛能的實驗實訓環(huán)境，從而使學生在學習過程中由被動地位轉移到主動地位，通過給學生提供選擇、創(chuàng)造、表現(xiàn)和提高的機會，通過“基本技能培養(yǎng)——綜合應用能力、初步設計能力培養(yǎng)——工程實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)”這樣一個“層次遞進”的過程，提高學生綜合能力，奠定創(chuàng)新思維培養(yǎng)基礎，實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標。

(二)構建符合“卓越計劃”人才培養(yǎng)目標的全開放實驗教學內容體系

課程整合的基本原則是“理論與實踐并行”，指的是使學生在掌握理論知識的同時，及時將所學的知識運用到實踐之中，再把實踐過程中產(chǎn)生的問題帶回課堂，和課程的老師共同探討，共同運用理論知識解決實際操作中產(chǎn)生的問題。這種整合是在教師和課程兩個層面的整合，真正讓學生做到學以致用。

“卓越計劃”的核心之一是強調面向行業(yè)培養(yǎng)、加強企業(yè)與高校合作共同完成教學過程的工程技術人才培養(yǎng)。“3+1”的培養(yǎng)模式必然導致學生在校學習的時間相應壓縮，因此，如何適應這一客觀要求，將與之相對應的課程進行整合，對相關教學內容進行優(yōu)化，成為“卓越計劃”取得實效的重要環(huán)節(jié)。

“卓越計劃”核心之二是強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。因此，“卓越計劃”的實施對高校各類課程的改革提出了新的更高的要求，各類課程的教育功能也要從注重學生對基礎知識、基礎理論和基本技能的掌握，轉變?yōu)槿嫣岣邔W生的工程實踐與應用的綜合能力，提升學生的創(chuàng)新意識和能力。

課程整合之后，如何站在實施專業(yè)整體優(yōu)化的高度上來組織安排“卓越計劃”校內階段的實驗教學內容，對于全開放實驗教學來說顯得尤為重要。在實際中，必須按照“卓越工程師”的能力培養(yǎng)要求，將實驗內容依據(jù)課程整合的結果進行調整，以培養(yǎng)學生能力為重，加大綜合性和創(chuàng)新性實驗比例，條件具備的話，可以考慮與企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場進行對接，提供仿真環(huán)境，從而提高實驗教學質量，為學生能力培養(yǎng)提供足夠支持。

(三)加大全開放實驗教學力度，為“卓越計劃”人才培養(yǎng)提供有力保障

為達成人才培養(yǎng)目標，各“卓越計劃”實施專業(yè)大部分提高了實踐教學環(huán)節(jié)的比例提高，以此使學生受到工程師基本訓練，具有較強的工程意識、工程素質和工程實踐能力;具有能夠綜合運用所學知識分析并解決生產(chǎn)實際問題的能力;具有一定的產(chǎn)品開發(fā)能力;具備一定的組織管理能力、交流溝通能力和團隊合作能力;達到工程專業(yè)領域對現(xiàn)場工程師知識、能力、素質的基本要求。

基于實驗教學在學生綜合能力培養(yǎng)中不可替代的地位，必須充分發(fā)揮實驗教學的作用，將實驗室打造成為學生能力培養(yǎng)的“基地”。全開放實驗教學必須轉變觀念，“全天候”為學生服務，基本做法就是實驗室的“全天候”開放，每周一至星期天，按學生預約情況開放實驗室。這種做法，一方面可以保證理論課的授課時間，另一方面也為學生提供了驗證理論、創(chuàng)新思維的機會，大大延長了學生受教育的時間，大大增加了學生動手鍛煉的機會，在現(xiàn)實的操作環(huán)境中培養(yǎng)和鍛煉學生的工程應用的意識和能力，為“卓越工程師”的全面成長提供了時間上的保障。

(四)創(chuàng)新全開放實驗教學的服務功能，以項目制推動“卓越計劃”人才培養(yǎng)

全開放實驗教學在“卓越計劃”人才培養(yǎng)中作用的實現(xiàn)，除了更好地完成課程規(guī)定的各項實驗教學之外，還必須以“項目制”來帶動學生。全開放實驗教學要想取得實效，必須創(chuàng)新思維，以項目為載體，大力推行“項目制”，引導學生進入實驗室，激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望，達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的根本目的。

全開放實驗教學中的“項目制”教學，指的是以項目為載體來實施實驗教學，以學生為中心來完成各種實驗的模式?！绊椖恐平虒W”最顯著的特點就是“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”，改變了以往“教師講，學生聽”被動的實驗教學模式，創(chuàng)造了學生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型實驗教學模式。

通過鼓勵學生參與教師科研課題，參與各種學科競賽，參與大學生研究性學習與創(chuàng)新性實驗項目，在一個個真實項目的驅動下，學生在教師的指導下親自處理一個項目的全過程，在這一過程中不但能學習、掌握教學計劃內的教學內容，更能使學生在全部或部分獨立組織、安排學習行為，處理好遇到的各種困難，從而提高學生的興趣，調動其學習的積極性。同時，通過全面參與項目開發(fā)，也可以使學生積累起相當?shù)墓ぷ鹘?jīng)驗和專業(yè)技能?！绊椖恐平虒W”過程中，學生在項目中鍛煉各種能力，教師已不再在教學中處于主導地位，而是成為學生學習過程中的引導者、指導者和監(jiān)督者。

總之，在“卓越計劃”校內學習階段大力加強學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要我們不斷轉變教學理念，結合實際情況，大力實施創(chuàng)新教育，注重訓練學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，特別是培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新能力。充分發(fā)揮全開放實驗教學的作用，將之培育成創(chuàng)新人才培養(yǎng)的基地和“孵化器”，對于全面完成“卓越計劃”培養(yǎng)目標有著十分重要的意義。

［1］ 中華人民共和國教育部．關于批準第一批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”高校的通知［Z］．教高函［2010］7號．

［2］ 陳啟元．對實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”工作中幾個問題的認識［J］．中國大學教學，2012(1):4－6．

［3］ 胡錦濤．堅定不移沿著中國特色社會主義道路前進為全面建成小康社會而奮斗——在中國共產(chǎn)黨第十八次代表大會上的報告［R］．新華網(wǎng)，2012－11－19．

［4］ 劉國榮，曾永衛(wèi)，吳朝建．工程應用型本科全開放實驗教學探析［J］．中國高等教育，2009(18):57－58．

［5］ 吳朝建．基于“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的全開放實驗教學探析——以湖南工程學院為例［J］．湖南工程學院學報(社會科學版)，2011，21(1):108 －111．