“開放式”實踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實施
——以“電氣工程實驗中心”為例

喬占俊，李學(xué)哲，徐 斌

(華北科技學(xué)院機電工程學(xué)院，北京東燕郊 101601)

0 引言

應(yīng)用型本科院校以“厚基礎(chǔ)、強能力”為教育理念，以學(xué)生工程實踐及綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)為目標(biāo)，而應(yīng)用型本科院校的實踐教學(xué)體系則承載著對學(xué)生工程實踐技能、應(yīng)用能力以及創(chuàng)新精神培養(yǎng)的重任。因此，結(jié)合學(xué)校特色，淡出傳統(tǒng)封閉式實驗教學(xué)，構(gòu)建適宜應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求的實踐教學(xué)體系，探索實施“開放式”實踐教學(xué)已成為當(dāng)前高校實踐教學(xué)改革的必然選擇［1－3］。

適應(yīng)“開放式”實踐教學(xué)改革需要，從實驗及工程實訓(xùn)出發(fā)，通過推進(jìn)“三層次兩結(jié)合”實驗室規(guī)范化建設(shè)和實踐教學(xué)體系完善，制定科學(xué)合理的實驗室管理制度和實踐教學(xué)激勵機制，設(shè)立實驗室開放專項基金和實踐學(xué)時學(xué)分，加強實踐教學(xué)師資隊伍建設(shè)等措施，探索實施以學(xué)生為中心的“開放式”實踐教學(xué)，即解決了實驗室開放過程中成本增加、工作量增加等問題，又使學(xué)院相關(guān)專業(yè)學(xué)生的工程實踐技能和綜合應(yīng)用能力得以提高，創(chuàng)新能力、科學(xué)探索精神及團(tuán)隊合作意識得到加強［4－6］，同時也使學(xué)院“電氣工程實驗中心”的實踐教學(xué)和管理水平提高到一個新水平。

1 “開放式”實踐教學(xué)理念

應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)注重實踐性、應(yīng)用性和技術(shù)性，注重工程實踐能力和綜合素質(zhì)及發(fā)展?jié)撃艿呐囵B(yǎng)［7］;強調(diào)相對寬泛、深厚、扎實的理論基礎(chǔ)教育，以及自主學(xué)習(xí)、知識更新等后續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)。基于此，學(xué)院“電氣工程實驗中心”嘗試創(chuàng)建以“開放”為主題，以“三層次兩結(jié)合”為抓手的“開放式”實踐教學(xué)理念。

1)“開放”的主題:實踐時間開放、實踐教學(xué)內(nèi)容開放、實踐教學(xué)方式開放、實踐教學(xué)管理手段開放、實踐教學(xué)評價機制開放。

2)“三層次兩結(jié)合”的抓手:實踐教學(xué)與理論教學(xué)結(jié)合、實踐教學(xué)與工程實際結(jié)合，逐步形成“基礎(chǔ)層、實踐層、綜合應(yīng)用層”的人才培養(yǎng)機制。首先，依據(jù)應(yīng)用型本科院校教學(xué)要求，結(jié)合電氣工程學(xué)科特點，修訂教學(xué)大綱，以加強基礎(chǔ)理論與基本實踐能力培養(yǎng);其次，在基礎(chǔ)層的基礎(chǔ)上，增加實踐選修學(xué)時與學(xué)分，鼓勵學(xué)生多進(jìn)實驗室，深入電氣設(shè)備等生產(chǎn)企業(yè)，通過各類實驗、實習(xí)切實提高基本實踐技能;此外，在實踐層的基礎(chǔ)上，鼓勵學(xué)生結(jié)合工程實際，嘗試各類電氣小器件、小設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計，鼓勵學(xué)生積極參與各類電氣設(shè)備制造與試驗、電力系統(tǒng)運行與維護(hù)等應(yīng)用性實踐過程，為其畢業(yè)后順利從事相關(guān)工作打下必要的基礎(chǔ)。

2 優(yōu)化整合資源，構(gòu)建“開放式”實踐教學(xué)資源平臺

2.1 整合校內(nèi)實踐教學(xué)資源

為搭建“開放式”實踐教學(xué)資源平臺，學(xué)院將“電力系統(tǒng)及自動化實驗室”、“繼電保護(hù)實驗室”、“電氣控制實驗室”、“機電一體化實驗室”、“電工技能實訓(xùn)室”、“高低壓電氣設(shè)備實驗室”、“電工室外操作技能訓(xùn)練基地”等整合為“電氣工程實驗中心”，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置與集中管理，以為“開放式”實踐教學(xué)提供便利。

1)提升實驗室的教學(xué)服務(wù)功能，調(diào)整實驗室結(jié)構(gòu)布局，更新儀器設(shè)備，配備電化教學(xué)設(shè)施，嘗試將“電器學(xué)”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”等理論課程的教學(xué)遷移至相應(yīng)實驗室進(jìn)行，探索實施理論與實踐“并行”的“開放式”教學(xué)［8］。

2)補充購置能滿足開放性實驗要求及教師科研需要的儀器和設(shè)備，既為學(xué)生獨立進(jìn)行綜合性、設(shè)計性等實驗創(chuàng)造條件，也為學(xué)生參與教師科研項目創(chuàng)造條件。如實驗中心新購置的“電力系統(tǒng)及自動化綜合試驗系統(tǒng)”、“電力系統(tǒng)動態(tài)模擬試驗系統(tǒng)”等科研實驗設(shè)備。

3)優(yōu)化配置實踐教學(xué)人員構(gòu)成，從相關(guān)企業(yè)引進(jìn)曾從事多年電氣工程工作的高級工程師承擔(dān)實踐教學(xué)指導(dǎo)等任務(wù)，解答學(xué)生在開放性實驗、實訓(xùn)、實習(xí)等過程中遇到諸多工程實際問題。

4)開放實驗室，設(shè)立實驗室開放基金，規(guī)定選修實驗學(xué)時、學(xué)分，鼓勵興趣濃、能力強、肯鉆研的學(xué)生選修實驗學(xué)分或參與教師的科研項目，在教師指導(dǎo)下查閱文獻(xiàn)、擬訂實驗方案，探究各類電氣工程專業(yè)難題。

2.2 加強校企合作，拓展校外實踐教學(xué)資源

學(xué)習(xí)借鑒河南工程學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面的先進(jìn)經(jīng)驗，“實驗中心”與相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)簽訂合作協(xié)議，開展校企產(chǎn)學(xué)研合作，拓展“開放式”實踐教學(xué)新資源，提高實驗室開放水平，為我校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)做出了有益、必要的補充。

1)實驗條件所限，諸如“電氣設(shè)備過電壓沖擊試驗”、“交流耐壓試驗”、“沖擊合閘試驗”等實驗項目學(xué)院內(nèi)尚無法完成。通過校企產(chǎn)學(xué)研合作，鼓勵學(xué)習(xí)優(yōu)秀、肯鉆研的學(xué)生申請到相關(guān)企業(yè)進(jìn)行類似貼近工程實際的實驗，并獲得雙倍學(xué)時、學(xué)分。實驗過程中，學(xué)生可獲得企業(yè)工程技術(shù)人員的現(xiàn)場指導(dǎo)與幫助。

2)學(xué)院多位專業(yè)老師參與相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)，為其提供技術(shù)支持，基于此，多年來諸多學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)等均在相關(guān)企業(yè)內(nèi)完成;企業(yè)設(shè)立定向獎學(xué)金，獎勵電氣工程一線的學(xué)生，并優(yōu)先接收基礎(chǔ)扎實、實踐能力強的畢業(yè)生就業(yè)。

2.3 挖掘資源潛能，開發(fā)“綜合性、設(shè)計性”實驗項目

經(jīng)過多年扶植建設(shè)及探討實踐，結(jié)合校內(nèi)實驗設(shè)備及實驗資源，“實驗中心”開發(fā)出有一定深度的綜合應(yīng)用性、創(chuàng)新設(shè)計性實驗項目，并建立了相應(yīng)的開放實驗項目選項庫，配備“雙師型”教師對學(xué)生實驗過程進(jìn)行指導(dǎo)。例如，結(jié)合“DJZ－ⅢC型電氣控制及繼電保護(hù)綜合實驗臺”等設(shè)備，開發(fā)“三段式電流微機保護(hù)”、“電流電壓聯(lián)鎖微機保護(hù)”等綜合性實驗項目;結(jié)合“WDT－ⅢC型電力系統(tǒng)綜合自動化試驗裝置”，開發(fā)“同步發(fā)電機準(zhǔn)同期并列”、“電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定”等設(shè)計性實驗項目;結(jié)合校企產(chǎn)學(xué)研合作項目及校外實踐資源，開發(fā)“電氣設(shè)備過電壓沖擊試驗”、“交流耐壓試驗”、“校正三相變壓器組別或單相變壓器極性”等與工程實際緊密相關(guān)的實驗項目。

在“綜合性、設(shè)計性”等應(yīng)用性實驗過程中，要求學(xué)生理論與工程實踐相結(jié)合，查閱資料、制定方案、調(diào)試實驗、分析結(jié)果，對實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析、處理、儲存并創(chuàng)造性地加以應(yīng)用，實現(xiàn)“感性→理性”，再由“理性→感性”的認(rèn)知過程;同時，在實驗過程中，使學(xué)生真正體會到一個科技工作者進(jìn)行科學(xué)探究的艱辛歷程，其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S以及綜合實踐能力進(jìn)一步得到培養(yǎng)。

2.4 “開放式”實踐教學(xué)的師資構(gòu)建

“開放式”實踐教學(xué)對實驗指導(dǎo)教師和實驗技術(shù)人員的素質(zhì)提出了更高的要求。為此，“實驗中心”通過多年建設(shè)與完善，從三個方面逐步完成了“開放式”實踐教學(xué)師資平臺的搭建。

首先，學(xué)院從師資培養(yǎng)機制、教師授課學(xué)時分配等方面，積極引導(dǎo)理論授課教師參與實踐教學(xué)、實驗指導(dǎo)，避免理論與實踐脫節(jié);激勵理論授課教師根據(jù)自己的科研項目及參與企業(yè)應(yīng)用技術(shù)研發(fā)等項目，結(jié)合工程實際需要開發(fā)新的開放性實驗項目，加強實踐教學(xué)和電氣工程實際的聯(lián)系，加強學(xué)生實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

其次，基于應(yīng)用型本科院校的定位，“實驗中心”借鑒部分高職院校的做法，先后引進(jìn)多名曾在發(fā)電廠、變電所等電力部門從事過多年電氣運行及維護(hù)工作，既有較深厚的專業(yè)理論知識，又具備豐富的電力系統(tǒng)運行經(jīng)驗的“雙師”型教師參與校內(nèi)“開放式”實踐教學(xué)，發(fā)揮其工程實踐經(jīng)驗豐富等優(yōu)勢，承擔(dān)部分理論教學(xué)任務(wù)和校內(nèi)外實踐教學(xué)指導(dǎo)。

再次，在校企合作中，聘請企業(yè)工程技術(shù)人員擔(dān)任學(xué)生的校外實踐指導(dǎo)教師和畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師，形成一套互惠互利的合作機制，切實加強實踐教學(xué)和工程實際的聯(lián)系，加強實踐教學(xué)和學(xué)生需要的聯(lián)系，逐步形成開放的、特色鮮明的實踐教學(xué)體系和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的機制。

3 “開放式”實踐教學(xué)的管理、實施及考核

在成功搭建“開放式”實踐教學(xué)資源平臺后，依據(jù)修訂后的“開放式”實踐教學(xué)大綱，逐步完善“開放式”實踐教學(xué)的管理、實施及考核辦法，切實保證“基礎(chǔ)層、實踐層、綜合應(yīng)用層”的人才培養(yǎng)機制的落實。

3.1 “開放式”實踐教學(xué)的管理

1)實踐教學(xué)的師資管理。一方面，在實踐教學(xué)指導(dǎo)學(xué)時及課酬分配、實驗室開放基金申請等方面，鼓勵教師積極參與“開放式”實踐教學(xué)，開發(fā)開放性實驗項目;另一方面，在實踐教學(xué)指導(dǎo)過程的管理上，要求教師結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，不斷學(xué)習(xí)，增加知識儲備，以保證實踐教學(xué)質(zhì)量。同時，建立學(xué)生對教師的實踐教學(xué)測評等考核機制，落實責(zé)任制，杜絕走過場，切實保證應(yīng)用性的實踐教學(xué)指導(dǎo)。

2)實踐教學(xué)資源的管理與維護(hù)。對于校內(nèi)實踐教學(xué)資源，落實責(zé)任制，嘗試“師生共管”模式，杜絕粗放式實踐教學(xué)，嚴(yán)格實驗操作規(guī)程，形成規(guī)范、良好的實驗、實踐習(xí)慣，防止“開放式”實踐教學(xué)引起的設(shè)備損壞率上升等問題。對于校外實踐資源，主要是加強與合作企業(yè)的溝通與聯(lián)系，為學(xué)生的應(yīng)用性實踐教學(xué)提供便利條件，一方面鼓勵學(xué)院教師參與企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)與技術(shù)指導(dǎo)，另一方面聘請企業(yè)工程技術(shù)人員為校外實踐教學(xué)指導(dǎo)教師，并依據(jù)學(xué)院外聘專家課酬標(biāo)準(zhǔn)支付課酬，以保證“開放式”校外實踐教學(xué)的順利實施。

3)規(guī)范“開放式”實踐教學(xué)流程?！皩嶒炛行摹惫奸_放性實驗項目、實驗學(xué)分及實驗指導(dǎo)教師，學(xué)生填寫“開放性實驗申請表”并提前預(yù)約，指導(dǎo)教師審查申請表中關(guān)于實驗?zāi)康?、實驗?zhǔn)備情況等內(nèi)容，并按照約定時間準(zhǔn)備實驗設(shè)備;需要在校外企業(yè)進(jìn)行的實驗、實踐項目，指導(dǎo)教師做好赴外實驗、實踐的溝通、聯(lián)系及準(zhǔn)備工作。

3.2 “開放式”實踐教學(xué)的實施

在“開放式”實踐教學(xué)內(nèi)容的安排上，破除以單個理論課程為基礎(chǔ)進(jìn)行實驗的傳統(tǒng)模式，構(gòu)建體現(xiàn)多目標(biāo)(基本實踐能力、綜合設(shè)計能力、工程應(yīng)用能力)和多層次(基礎(chǔ)層、實踐層、綜合應(yīng)用層)的實踐教學(xué)體系，既包括專業(yè)課程驗證性、綜合性、設(shè)計性實驗，也包括各類訓(xùn)練、設(shè)計實習(xí)等。突出“綜合”與“應(yīng)用”，力求系統(tǒng)鏈接各類實驗、實踐，強化學(xué)生工程實踐及綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

為保證“開放式”實踐教學(xué)的實施效果，在獲得開放性實踐、實驗等項目審批后，學(xué)生須查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，做好實驗項目的預(yù)習(xí)，掌握實驗原理和方法，制訂科學(xué)合理的實驗方案;指導(dǎo)教師與實驗技術(shù)人員須做好開放實驗項目各種儀器設(shè)備的準(zhǔn)備工作。在實驗、實踐期間，要求指導(dǎo)教師認(rèn)真負(fù)責(zé)、全程監(jiān)護(hù)，幫助學(xué)生解答自主實驗過程中遇到各種問題，以保證實驗項目的安全、順利完成，降低儀器設(shè)備損壞率。實驗、實踐教學(xué)完成后，要求學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)記錄、實驗操作過程、實驗結(jié)果、收獲與體會等進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)，撰寫并提交實驗報告、研究論文;指導(dǎo)教師對學(xué)生開放性實驗過程及結(jié)果進(jìn)行評估，包括實驗報告的批改、成績與學(xué)分的評定等。同時，學(xué)生在學(xué)院教師評價系統(tǒng)對指導(dǎo)教師及技術(shù)人員的工作進(jìn)行評價，以作為教師工作量核定的依據(jù)之一。

3.3 “開放式”實踐教學(xué)的考核與激勵

“實驗中心”根據(jù)“開放式”實踐教學(xué)的不同環(huán)節(jié)建立激勵與考核機制，以多種形式、從多個角度全面客觀地考察學(xué)生對基礎(chǔ)理論、基本技能的掌握，引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生通過多種形式的實踐，努力提升其綜合應(yīng)用能力和專業(yè)素質(zhì)。

1)將“開放式”實踐教學(xué)納入學(xué)生實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，規(guī)定最低開放性實驗選修學(xué)分?jǐn)?shù)，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生主動參加開放性實驗;指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生在實驗過程中完成實驗的情況，包括實驗方案設(shè)計、實驗操作技能、實驗數(shù)據(jù)處理，以及學(xué)生撰寫的綜合性、設(shè)計性實驗報告、研究論文等，綜合考核評估學(xué)生應(yīng)用能力水平，給出實驗、實踐成績及選修學(xué)分。

2)引導(dǎo)和激勵學(xué)生完成“綜合應(yīng)用性”和“創(chuàng)新設(shè)計性”試驗并取得相關(guān)成果，諸如發(fā)表論文、參加各類應(yīng)用技能競賽等，并以此作為優(yōu)先推薦評審獎學(xué)金、優(yōu)秀畢業(yè)生等的條件。

4 結(jié)語

以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，樹立“開放式”實踐教學(xué)理念，整合校內(nèi)實踐教學(xué)資源，加強校企產(chǎn)學(xué)研合作，拓展校外實踐教學(xué)資源，開發(fā)應(yīng)用性實踐、實驗項目，完善“開放式”實踐教學(xué)師資構(gòu)成，構(gòu)建“開放式”實踐教學(xué)體系，改進(jìn)實踐教學(xué)管理手法，切實保證“基礎(chǔ)層、實踐層、綜合應(yīng)用層”的人才培養(yǎng)機制的落實。多年來，學(xué)院相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)單位反饋信息顯示，畢業(yè)學(xué)生能夠較快地接受專業(yè)新知識、新信息，培訓(xùn)周期短，上手快，綜合應(yīng)用能力較強;也顯示出我院“電氣工程實驗中心”應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的“開放式”實踐教學(xué)改革成效顯著。

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