基于卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)下的現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新培養(yǎng)模式研究

摘 要：根據(jù)卓越工程師培養(yǎng)教育計(jì)劃和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，構(gòu)建了面向卓越工程師的現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新培養(yǎng)模式。提出了“以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、協(xié)作能力、綜合能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力為目的；以深化課程體系、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段改革為核心的現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新培養(yǎng)模式”，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了現(xiàn)代光學(xué)模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的新模式，即以PPT課件為核心的輔助教學(xué)形式、采用演示實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)四層次的新模式。

關(guān)鍵詞：卓越工程師 現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn) 培養(yǎng)模式

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）01（b）-0186-02

伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，目前對(duì)人才尤其是工程技術(shù)人才的要求提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。目前要求工程技術(shù)人才不僅具有較高的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)，而且具有在實(shí)踐中靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，創(chuàng)造性的分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力。在此背景下，教育部在2011年的上首次提出“卓越工程師培養(yǎng)教育計(jì)劃”[1]。該計(jì)劃的目的是為滿足國(guó)家走新型工業(yè)化道路、實(shí)施人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的要求，培養(yǎng)并造就一大批適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的、具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人才，為我國(guó)高等教育面向社會(huì)和市場(chǎng)需求培養(yǎng)人才、全面提升高等教育工程質(zhì)量，起重要的示范意義和引導(dǎo)作用。

作為高等學(xué)校教學(xué)重要組成部分之一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是培養(yǎng)卓越工程師的重要途徑之一，在培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)并且具有理論教學(xué)所不可替代的作用；實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程是推行素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑之一[2]。但是目前我校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能方面是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。因此，本文結(jié)合我校《現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)》課的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)構(gòu)建面向卓越工程師的現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)模式進(jìn)行探討。

1 構(gòu)建現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)思想和培養(yǎng)目標(biāo)

1.1 構(gòu)建現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)新模式的指導(dǎo)思想

卓越工程師培養(yǎng)教育計(jì)劃是指學(xué)校與企業(yè)密切配合共同為學(xué)生制定培養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)計(jì)劃、共同參與培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施、在實(shí)施計(jì)劃的過(guò)程中共同對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，以達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、提高并強(qiáng)化學(xué)生工程時(shí)間能力，不斷提高和探索工程技術(shù)人才的培養(yǎng)模式。在指導(dǎo)思想上我們從工程技術(shù)教育的內(nèi)涵出發(fā)，不僅要體現(xiàn)出“大工程觀”理念下工程教育的內(nèi)涵，而且要能反映“卓越工程師培養(yǎng)教育計(jì)劃”強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新實(shí)踐能力和時(shí)代要求[3]。

1.2 培養(yǎng)目標(biāo)

基于卓越工程師培養(yǎng)的教育教學(xué)計(jì)劃本質(zhì)是培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐創(chuàng)新能力，而我校目前現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的最薄弱環(huán)節(jié)是只注重驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)僅停留在書(shū)面上，在實(shí)踐教學(xué)中沒(méi)能實(shí)施?；谧吭焦こ處熍囵B(yǎng)的教育教學(xué)計(jì)劃對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，即實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，但是學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)卻密切依賴(lài)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，即實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)計(jì)是否具有科學(xué)性、合理性，是否符合學(xué)生的實(shí)際知識(shí)水平和當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際需要，這將直接影響學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的高低。目前，《現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)體系與實(shí)際嚴(yán)重脫節(jié)，存在許多問(wèn)題，束縛了學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

卓越工程師應(yīng)具有知識(shí)和技能兩大優(yōu)勢(shì)。知識(shí)優(yōu)勢(shì)是指具有厚實(shí)而綜合的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和基礎(chǔ)扎實(shí)的科學(xué)理論知識(shí)；技能優(yōu)勢(shì)是指具有良好的科技思維和實(shí)踐能力、良好的技術(shù)運(yùn)用、推廣和轉(zhuǎn)換能力，不僅能夠解決生產(chǎn)一線的具體問(wèn)題，而且還能夠把科學(xué)的知識(shí)、原理、技術(shù)和方法直接運(yùn)用到具體的生產(chǎn)活動(dòng)中，創(chuàng)造出現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)產(chǎn)品或解決問(wèn)題的方案。同時(shí)卓越工程師還應(yīng)具有工程的成本效益觀念、技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)、獲取重要信息、統(tǒng)籌技術(shù)方案和運(yùn)用高新技術(shù)等的專(zhuān)業(yè)能力。這類(lèi)人才不僅能夠?qū)崿F(xiàn)知識(shí)型和技能型的有機(jī)結(jié)合，即把所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于自己的工作實(shí)踐，而且能夠根據(jù)客戶和社會(huì)實(shí)際需求，進(jìn)行深入研究，從而制定出解決問(wèn)題的實(shí)際方案，或發(fā)明新技術(shù)、研制新產(chǎn)品。

2 構(gòu)建現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新培養(yǎng)模式，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

目前，我國(guó)高等工程教育改革與發(fā)展的目標(biāo)是根據(jù)當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要， 重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能、實(shí)際應(yīng)用能力和操作能力；強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用研究能力的培養(yǎng)，走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合道路，為社會(huì)和企業(yè)單位培養(yǎng)具有一定理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力的應(yīng)用性人才。基于目前的形勢(shì)，培養(yǎng)社會(huì)需要的、實(shí)踐能力強(qiáng)的高等教育培養(yǎng)模式的改革已勢(shì)在必行[4]。

探索以培養(yǎng)學(xué)生的思考問(wèn)題的能力、獨(dú)立完成操作的能力、基于實(shí)踐的創(chuàng)新能力和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是眾多高校實(shí)驗(yàn)教師始終努力追求的目標(biāo)。為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)的需求和適應(yīng)卓越工程師教育的培養(yǎng)目標(biāo)，我們以“突出基礎(chǔ)、強(qiáng)化應(yīng)用、拓展思維、注重能力、提高素質(zhì)”作為我們的指導(dǎo)思想[5]，目的是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力、綜合能力和工程意識(shí)?，F(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新培養(yǎng)模式是以深化教學(xué)內(nèi)容、重建課程體系、改革教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)手段為核心。

3 建立現(xiàn)代光學(xué)模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的新模式

3.1 構(gòu)建以PPT課件為核心的輔助教學(xué)形式

目前我國(guó)高等教育已經(jīng)進(jìn)入大眾化階段，作為普通本科院校，所進(jìn)行的高等教育不再是精英教育，而是以提高學(xué)生素質(zhì)為己任的大眾教育，因此學(xué)生對(duì)抽象理論知識(shí)的理解存在一定的困難。利用多媒體課件指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，既可以直觀地讓學(xué)生了解儀器的結(jié)構(gòu)、工作原理和調(diào)節(jié)方法，又增加了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的感性認(rèn)識(shí)。對(duì)于需要仔細(xì)和重點(diǎn)觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以將該內(nèi)容做成FLASH動(dòng)畫(huà)并根據(jù)需要采用停止和慢動(dòng)作等方式，給學(xué)生以具體形象的視覺(jué)效果和信息；對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中違規(guī)操作可能產(chǎn)生的后果利用多媒體課件進(jìn)行模擬，以引起學(xué)生的足夠重視起到有效避免事故發(fā)生的作用；對(duì)于實(shí)驗(yàn)中不能或不易觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以利用課件進(jìn)行模擬，使學(xué)生獲得的表象認(rèn)識(shí)，加深學(xué)生對(duì)抽象的理論知識(shí)的理解。使以PPT課件為核心的輔助教學(xué)與實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

3.2 演示實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要一環(huán)，能吸引學(xué)生的注意，鍛煉學(xué)生的觀察能力，激發(fā)學(xué)生的探索熱情。演示實(shí)驗(yàn)可分為啟發(fā)性演示實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性演示實(shí)驗(yàn)、強(qiáng)化教學(xué)效果的演示實(shí)驗(yàn)和調(diào)節(jié)性的演示實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的演示性實(shí)驗(yàn)是指啟發(fā)性演示實(shí)驗(yàn)和調(diào)節(jié)性的演示實(shí)驗(yàn)。啟發(fā)性演示實(shí)驗(yàn)是由實(shí)驗(yàn)結(jié)果啟發(fā)學(xué)生思考從而繼續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)引出新的結(jié)果。利用啟發(fā)性演示實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，啟發(fā)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)原理及其相關(guān)知識(shí)，從而彌補(bǔ)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識(shí)的掌握。調(diào)節(jié)性演示實(shí)驗(yàn)是使學(xué)生掌握基本操作程序和操作過(guò)程中的注意事項(xiàng)而進(jìn)行的演示性實(shí)驗(yàn)。在演示實(shí)驗(yàn)設(shè)置一些科研題目供學(xué)生選擇，學(xué)生可以通過(guò)小論文的形式或者是小制作的形式對(duì)演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

3.3 操作實(shí)驗(yàn)

通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和基本操作有力基本的了解，接下來(lái)就是讓學(xué)生親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)驗(yàn)的核心部分，其目的是使學(xué)生在理解實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生掌握儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、原理和使用方法，并進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的方法和能力。與此同時(shí)還要培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)程序、實(shí)驗(yàn)操作技能，學(xué)會(huì)正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最重要的是養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。

3.4 綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)

在完成演示實(shí)驗(yàn)和操作實(shí)驗(yàn)的教學(xué)任務(wù)后，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)原理有了充分的了解和掌握，在此基礎(chǔ)上，我們選拔學(xué)生，為他們開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)他們對(duì)實(shí)驗(yàn)課相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步探索。在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下，根據(jù)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和自身的興趣提出課題和研究項(xiàng)目用以開(kāi)拓思維、培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目的綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。在該實(shí)驗(yàn)階段指導(dǎo)教師的參與要適度，要以學(xué)生為主，僅對(duì)于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的創(chuàng)新性、合理性和可行性進(jìn)行必要的建議和指引，不過(guò)多參與實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮學(xué)生自身的能力。通過(guò)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，既要培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科思考問(wèn)題的能力和綜合使用多種實(shí)驗(yàn)儀器的能力，又要培養(yǎng)學(xué)生在比較復(fù)雜的情況下，觀察現(xiàn)象、測(cè)量與處理數(shù)據(jù)、綜合分析與判斷并解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為學(xué)生架起理論知識(shí)和現(xiàn)代工程技術(shù)之間聯(lián)系的橋梁[7]。同時(shí)也能培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，科學(xué)分析并選擇實(shí)驗(yàn)方案，系統(tǒng)分析和科學(xué)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的能力；培養(yǎng)學(xué)生的溝通、交流、團(tuán)結(jié)協(xié)作以及對(duì)社會(huì)的認(rèn)知能力；培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)責(zé)任感，這對(duì)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力以及科研能力培養(yǎng)都是十分有利的。

3.5 應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)

應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)的最后一個(gè)階段，也是實(shí)驗(yàn)體系的最高層次和最終目標(biāo)。該層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既要包含所學(xué)課程的主要知識(shí)，又要注重與實(shí)踐工程的結(jié)合。應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目是來(lái)源于工程實(shí)踐，主要是利用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合，解決一個(gè)具體工程問(wèn)題。學(xué)生在該實(shí)驗(yàn)階段要根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求首先進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，接下來(lái)是選定實(shí)驗(yàn)方案，最后是完成系統(tǒng)調(diào)試和實(shí)驗(yàn)。該階段的實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和實(shí)施方法上，突出了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的應(yīng)用性、工程性和系統(tǒng)性。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和卓越工程師培養(yǎng)教育計(jì)劃，構(gòu)建了基于卓越工程師的現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新培養(yǎng)模式。從指導(dǎo)思想和培養(yǎng)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新培養(yǎng)模式和模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的新模式三個(gè)方面進(jìn)行了探討。提出了“以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、協(xié)作能力、綜合能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力為目的；以深化課程體系、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段改革為核心的現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新培養(yǎng)模式”，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了現(xiàn)代光學(xué)模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的新模式，即以PPT課件為核心的輔助教學(xué)形式、采用演示實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)四層次的新模式。

參考文獻(xiàn)

[1]張燕，溫曉玲.基于“卓越計(jì)劃”背景下的產(chǎn)學(xué)研合作新模式[J].大學(xué)教育，2012，1（5）：20-21.

[2]秦鋼年，黃大明，盧福寧，等.構(gòu)建適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（1）：101-104.

[3]教育部.教育部關(guān)于實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的若干意見(jiàn)[Z].教高[2011]1號(hào).

[4]李德才，王俊.關(guān)于培養(yǎng)“卓越工程師”的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].研究生教育研究，2011（3）：53-55.

[5]匡翠萍，劉曙光，鐘桂輝，等.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（9）：86-88.

[6]冷雪松，王艷東，姜麗娜，等.基于卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新培養(yǎng)模式[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2013，26（6）：127-130.

[7]李廣偉，胡留現(xiàn).實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008，27（9）：110-113.