高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新教育現(xiàn)狀與對策

張運(yùn)楚， 姜愛民， 徐紅東， 張君捧， 楊紅娟

(山東建筑大學(xué) a.信息與電氣工程學(xué)院; b.實(shí)驗(yàn)與設(shè)備處，山東 濟(jì)南 250101)

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高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新教育現(xiàn)狀與對策

張運(yùn)楚a， 姜愛民b， 徐紅東a， 張君捧a， 楊紅娟a

(山東建筑大學(xué) a.信息與電氣工程學(xué)院; b.實(shí)驗(yàn)與設(shè)備處，山東 濟(jì)南 250101)

實(shí)驗(yàn)室是高校的心臟，對學(xué)校的健康發(fā)展至關(guān)重要，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的重要載體。在界定創(chuàng)新能力涵義的基礎(chǔ)上，反思了應(yīng)試教育、傳統(tǒng)文化對當(dāng)代大學(xué)生創(chuàng)新意識的負(fù)面影響，指出了當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新教育存在的認(rèn)識誤區(qū)，對弱化驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)不到位、實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)嚴(yán)重失調(diào)等問題進(jìn)行了深入剖析，給出了以創(chuàng)新意識啟蒙為核心、實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)一體化教學(xué)模式、穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)資源配置等對策。

創(chuàng)新教育； 創(chuàng)新意識； 實(shí)驗(yàn)教學(xué)； 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

0 引 言

人類現(xiàn)代文明的巨大進(jìn)步，得益于近代啟蒙運(yùn)動所帶來的思想觀念的解放，得益于科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)創(chuàng)新以及由此而形成的先進(jìn)生產(chǎn)力。由此可見，創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂和國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力[1]。高校實(shí)驗(yàn)室是科技創(chuàng)新的搖籃、創(chuàng)新人才的培養(yǎng)基地、社會服務(wù)的窗口和學(xué)校健康發(fā)展的心臟，其重要性已被廣泛公認(rèn)。多年來，教育工作者針對高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題作了大量有益的探索，提出了多種教學(xué)模式，設(shè)計(jì)了分層遞階層次化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)踐了問題導(dǎo)向、項(xiàng)目導(dǎo)向等教學(xué)方法，有力地促進(jìn)了創(chuàng)新教育的良性發(fā)展[2-6]。但是由于高校差異性大、制約因素多，仍存在大量問題有待解決。

本文首先界定了創(chuàng)新能力的涵義，反思了應(yīng)試教育、傳統(tǒng)文化對當(dāng)代大學(xué)生接受創(chuàng)新教育的不利因素，分析了目前我國高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新教育存在的問題，給出了相應(yīng)對策。

1 目前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新教育存在的問題

1.1 對創(chuàng)新教育存在認(rèn)識誤區(qū)

所謂創(chuàng)新能力，是指個(gè)體運(yùn)用一切已知信息，產(chǎn)生某種獨(dú)特、新穎、具有社會或個(gè)人價(jià)值的產(chǎn)品的能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的創(chuàng)新教育，就是在實(shí)驗(yàn)過程中融入創(chuàng)新活動的特征要素，借以激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新能力由創(chuàng)新意識、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新技能三個(gè)要素構(gòu)成。創(chuàng)新意識是指人們根據(jù)社會和個(gè)體生活發(fā)展的需要，所激發(fā)的創(chuàng)造前所未有的事物或觀念的動機(jī)，以及在創(chuàng)造活動中表現(xiàn)出的意向、愿望和設(shè)想。它是人類意識活動中的一種積極的、富有成果性的表現(xiàn)形式，是人們進(jìn)行創(chuàng)造活動的出發(fā)點(diǎn)和內(nèi)在動力，是創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造力的前提。創(chuàng)造性思維是以感知、記憶、思考、聯(lián)想、理解等能力為基礎(chǔ)，以綜合性、探索性和求新性為特征的高級心理活動。而創(chuàng)新技能是指創(chuàng)新主體具有的行為技巧及動作能力，包括信息加工能力、動手操作能力、掌握和運(yùn)用創(chuàng)新技法能力、創(chuàng)新成果表達(dá)能力以及物化能力等。

創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和開發(fā)是培養(yǎng)創(chuàng)造人才的起點(diǎn)，也是難點(diǎn)。當(dāng)前的創(chuàng)新教育多把重點(diǎn)放在創(chuàng)造性思維能力和創(chuàng)新技能的培養(yǎng)，忽略了創(chuàng)新意識的核心地位。正如一個(gè)人熟悉愛迪生的發(fā)明故事和工具，卻不能成為一個(gè)發(fā)明家一樣，必須讓學(xué)生懂得，即使掌握了世界上所有的創(chuàng)新方法都不可能使你成為一名優(yōu)秀的發(fā)明家，只有創(chuàng)新意識才是創(chuàng)新的源動力。

我國大學(xué)生長期受應(yīng)試教育的影響，又缺乏培養(yǎng)創(chuàng)新意識的傳統(tǒng)文化背景和社會資源，缺乏歐美科技強(qiáng)國“車庫文化”的創(chuàng)新傳統(tǒng)。歐美國家的“家庭實(shí)驗(yàn)室”、“車庫文化”是其強(qiáng)大創(chuàng)新力的縮影，它既是孩童時(shí)期創(chuàng)新意識啟蒙的樂園，也是成年后創(chuàng)業(yè)的搖籃。像迪斯尼、蘋果、惠普、微軟帝國、谷歌、YouTube、DELL這些大名鼎鼎的公司起點(diǎn)，都是間“車庫”，歐美人把他們的“車庫”變成了形形色色的車間、實(shí)驗(yàn)室和家庭作坊，備齊工具就可以做自己感興趣的事。可以說，正是鼓勵(lì)創(chuàng)新的“車庫文化”造就了今日強(qiáng)大的美國。

1.2 忽視驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)創(chuàng)新能力的作用

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)飽受詬病，認(rèn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)依附于理論課程、缺乏彈性，不利于培養(yǎng)學(xué)生主動探索精神和創(chuàng)新意識，是導(dǎo)致學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程興趣降低的主要原因。為了配合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，多數(shù)高校在制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱時(shí)對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了大刀闊斧的刪改，增加綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)，制定了將驗(yàn)證性、綜合設(shè)計(jì)性和研究創(chuàng)新性等實(shí)驗(yàn)類型有機(jī)結(jié)合的分層遞階式實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系，但無一例外都存在弱化驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)在結(jié)論明確的前提下，以理論驗(yàn)證、促進(jìn)知識理解和鞏固、培養(yǎng)操作技能和數(shù)據(jù)處理方法。綜合性實(shí)驗(yàn)通常涉及到一門或多門課程中較多的知識點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)知識之間的相互聯(lián)系和系統(tǒng)性，用于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識和工程觀念分析解決問題的綜合能力。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要培養(yǎng)學(xué)生工程領(lǐng)域設(shè)計(jì)制作以及對設(shè)計(jì)過程的組織管理等方面的能力，訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的工程師素養(yǎng)。研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)多以教師的科研項(xiàng)目或?qū)W生開放式實(shí)驗(yàn)課題為載體，著重培養(yǎng)學(xué)生的研究意識，激發(fā)學(xué)生科學(xué)研究、科學(xué)探索的興趣[7]。

上述實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系符合由易到難、由簡到繁、由被動變主動的認(rèn)知規(guī)律，貌似完美，但許多學(xué)校常因?qū)嶒?yàn)室硬件資源、師資以及理論教學(xué)體系的配套改革等實(shí)施條件不足而未到達(dá)預(yù)期效果，甚至流于形式。存在的主要問題有：

(1) 過度弱化驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新教育功能。鑒于有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，在增加綜合性、設(shè)計(jì)性及研究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，勢必要壓縮驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)，弱化驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段的研究。多采用封閉式實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺的“插”、“拔”式枯燥實(shí)驗(yàn)手段，甚至采用軟件虛擬仿真實(shí)驗(yàn)代替實(shí)物操作，導(dǎo)致驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過程的符號化、黑箱化、傻瓜化。這種過度弱化驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，是對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的矯枉過正，不利于學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新技能的培養(yǎng)[8]。

上世紀(jì)由于商品化教學(xué)儀器不足，高校驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)多采用自制教儀，簡陋原始。但是，實(shí)驗(yàn)過程具有“原生態(tài)”的臨場參與和作品意識感，充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性。以電子技術(shù)中的單管放大電路實(shí)驗(yàn)，多采用銅條板、多孔印刷線路板焊接，或面包板插接來構(gòu)建測試電路，學(xué)生必須了解電路原理、元器件知識及功能測試方法，學(xué)會器件布局，掌握焊接技能、儀器儀表使用，學(xué)會調(diào)試及故障分析排查，了解電路干擾源及抗干擾措施，最終才能完成電路構(gòu)建，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。雖然實(shí)驗(yàn)結(jié)論明確，但整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程存在許多不確定性和探索性。因此，在完成實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生會覺得很有成就感和自豪感，這會進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)而潛移默化為學(xué)生的創(chuàng)新能力。

事實(shí)上，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)具有兩個(gè)功能：一是復(fù)現(xiàn)有關(guān)理論或知識的發(fā)現(xiàn)過程，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)范例，熟悉實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的各個(gè)要素，通過研究、分析和模仿，漸漸觸類旁通。二是啟蒙并強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)科學(xué)思想，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，從認(rèn)知的角度實(shí)現(xiàn)學(xué)生自我意識的升華，以一種更有廣度、更有深度的視角觀察和思考世界，并將這種認(rèn)識作為一種日常習(xí)慣貫穿于生活、工作與學(xué)習(xí)的每一個(gè)細(xì)節(jié)中，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識。

英國哲學(xué)家培根把實(shí)驗(yàn)作為自然科學(xué)研究的基本方法，認(rèn)為人的感官受到一定的局限，在認(rèn)識中容易發(fā)生主觀和片面的錯(cuò)誤，只有深入地進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，才能彌補(bǔ)感官的缺陷，保證感覺經(jīng)驗(yàn)的可靠性。培根是第一個(gè)系統(tǒng)地制定了認(rèn)識的歸納法的哲學(xué)家。他認(rèn)為，歸納法是認(rèn)識的最可靠的方法。他把它叫做“新工具”。培根的歸納法為人們提供了一個(gè)概括經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，正確地形成概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、達(dá)到公理的新的有力的手段，這對當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)科學(xué)和哲學(xué)的發(fā)展起了積極的推動作用。馬克思和恩格斯稱他是“英國唯物主義和整個(gè)現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的真正始祖”。

(2) 缺乏實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)的一體化設(shè)計(jì)。必須承認(rèn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對理論課程的依附本質(zhì)，不會因?qū)嶒?yàn)教學(xué)課程體系的改變而消失。多數(shù)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，因未將實(shí)驗(yàn)與理論課程教學(xué)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，未能達(dá)到預(yù)期效果。由于綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容存在多樣性、探索性，實(shí)驗(yàn)過程以及所需的時(shí)間也往往因人而異，具有不確定性。如果不能為學(xué)生提供必須的時(shí)間、空間和實(shí)驗(yàn)器材選擇的自由，那么就達(dá)不到期望的人才培養(yǎng)效果。

目前，高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)多采用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)隨理論課程進(jìn)度分散安排在課外或課內(nèi)，綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)則采用獨(dú)立實(shí)驗(yàn)周集中進(jìn)行，輔以課外業(yè)余時(shí)間。以作者所在的學(xué)院為例，一般課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)約占課程總學(xué)時(shí)的20%～50%，模擬與數(shù)字電子技術(shù)則集中設(shè)置2個(gè)實(shí)驗(yàn)周、1個(gè)設(shè)計(jì)周，因生均實(shí)驗(yàn)資源和學(xué)生培養(yǎng)方案總學(xué)時(shí)的限制，除集中實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)能固定安排在8 h之內(nèi)，大部分課程實(shí)驗(yàn)只能安排在8 h之外的業(yè)余時(shí)間。一方面實(shí)驗(yàn)室資源在工作日8 h之內(nèi)閑置率較高，不能有效發(fā)揮其效益；另一方面時(shí)間過于集中、強(qiáng)度大，導(dǎo)致學(xué)生疲于應(yīng)付、學(xué)習(xí)效率和主動性不高，不能給學(xué)生提供從容思考的時(shí)間和空間和及時(shí)的指導(dǎo)。

(3) 視創(chuàng)新教育為結(jié)果而非過程。一般認(rèn)為，只有問題復(fù)雜性才能更好地導(dǎo)致創(chuàng)新行為，因此一些高校多將創(chuàng)新教育放在設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，甚至把各類競賽作為創(chuàng)新教育的主要載體而大加推崇。層次化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的需求如同倒立的金字塔，層次越高，所需教學(xué)資源就越多；而受益的學(xué)生數(shù)量則呈正立的金字塔，層次越高，學(xué)生受益面越窄。通過選拔機(jī)制為一些優(yōu)秀的學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源是合情合理的，具有積極的示范效應(yīng)。但在高端實(shí)驗(yàn)資源稀缺時(shí)，這種選拔性創(chuàng)新教育將剝奪大部分學(xué)生獲取自身發(fā)展的培養(yǎng)機(jī)會，導(dǎo)致新的教育不公平。

1.3 對虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的作用存在認(rèn)識誤區(qū)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，體現(xiàn)在真實(shí)實(shí)驗(yàn)平臺無法開展或高危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，或大型、綜合的虛擬實(shí)訓(xùn)，或模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中成本高、資源(包括能源和試驗(yàn)原材料)消耗大、污染嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。但是，目前存在一種認(rèn)識誤區(qū)，認(rèn)為可以用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)替代實(shí)物真實(shí)實(shí)驗(yàn)、減少實(shí)驗(yàn)投入、更便于實(shí)驗(yàn)時(shí)間和空間的開放[9]。

以電子設(shè)計(jì)自動化EDA(Electronic Design Automation)軟件為例，各類EDA工具，如Pspice、Multisim、Ewb等，對電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性和重要性已被廣泛認(rèn)可，它在一定程度上可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室元器件與設(shè)備的不足，有效延伸實(shí)驗(yàn)時(shí)間 、空間和場地，擺脫了實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生的限制，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，在理論教學(xué)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)之間架起一座過渡與溝通的橋梁。

但是，如果EDA仿真環(huán)節(jié)所占比例過大，會使學(xué)生缺少足夠的實(shí)際動手操作的機(jī)會，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新技能非常不利。對EDA工具軟件的應(yīng)用，不應(yīng)停留在表層功能上，更應(yīng)以培養(yǎng)卓越工程師的工程素養(yǎng)為目標(biāo)，明確EDA工具軟件在電子產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)、探索、研究、驗(yàn)證、物化等環(huán)節(jié)中的作用及工藝流程，強(qiáng)調(diào)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)對實(shí)物實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)意義，強(qiáng)調(diào)“虛化實(shí)”的目標(biāo)激勵(lì)價(jià)值。當(dāng)學(xué)生在計(jì)算機(jī)上看到設(shè)計(jì)結(jié)果后，會有一種盡快用實(shí)物元器件實(shí)現(xiàn)電路功能的“沖動”，能否保護(hù)并提升學(xué)生的這種“動力”，是EDA用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)成敗的關(guān)鍵。只有這樣，才能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中體現(xiàn)EDA工具在電子工程行業(yè)中的核心應(yīng)用價(jià)值，才能逐步培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新能力。

1.4 開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的困境

開放式實(shí)驗(yàn)是一種“自助式”個(gè)性化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，也是國際上普遍采用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)置多層次模塊化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系，讓學(xué)生在規(guī)定的教學(xué)時(shí)段內(nèi)自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)時(shí)間，賦予學(xué)生更多的自主權(quán)、更大的靈活性和學(xué)習(xí)空間，更加有利于對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開放性體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)時(shí)間和空間的開放、教學(xué)內(nèi)容的開放、指導(dǎo)方法的開放、實(shí)驗(yàn)成績評價(jià)的開放和實(shí)驗(yàn)室管理的開放等幾個(gè)特點(diǎn)。

作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一項(xiàng)重要舉措，許多高校紛紛實(shí)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并且取得了一定成效。但在具體的實(shí)施過程中，經(jīng)常陷入因配套改革不到位所造成的困境中[10-12]，主要問題有：

(1) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源不足。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)對實(shí)驗(yàn)資源有很高的要求，包括實(shí)驗(yàn)師資、實(shí)驗(yàn)場地、儀器設(shè)備、工具材料等，都必須根據(jù)開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行冗余配置。許多學(xué)校因條件所限，只能選擇部分內(nèi)容，主要面向參加畢業(yè)設(shè)計(jì)或各類技能競賽的學(xué)生開放，而面向?qū)W生基本技能訓(xùn)練、興趣培養(yǎng)的開放實(shí)驗(yàn)比較少，開放層次不夠、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不足、開放時(shí)間有限、實(shí)驗(yàn)器材配置單一，可選擇性較低。另外，由于學(xué)生長期處于應(yīng)試教育的學(xué)習(xí)狀態(tài)，造成大部分學(xué)生思維方式缺乏獨(dú)立性、自主性，再加上引導(dǎo)不力，影響了學(xué)生參與開放實(shí)驗(yàn)積極性。

(2) 實(shí)驗(yàn)室管理手段落后。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)對現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室日常管理模式產(chǎn)生一定沖擊，表現(xiàn)為①開放實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的矛盾，過度開放會減低儀器設(shè)備的完好率，如果設(shè)備的保養(yǎng)維修跟不上，必將影響到正常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。②開放實(shí)驗(yàn)過程復(fù)雜多變，必須對各種實(shí)驗(yàn)資源做好優(yōu)化調(diào)度。③開放實(shí)驗(yàn)因其時(shí)間、空間的開放，尤其是以學(xué)生為主，弱化教師的干預(yù)度，加大了儀器設(shè)備及人身的安全風(fēng)險(xiǎn)。

(3) 運(yùn)行經(jīng)費(fèi)缺乏。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開放必然增加實(shí)驗(yàn)材料的消耗、增加設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用、加大實(shí)驗(yàn)管理人員以及教師的勞動強(qiáng)度，甚至占用他們的業(yè)余時(shí)間。一方面現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行經(jīng)費(fèi)已不能適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室開放的需要，資金嚴(yán)重不足；另一方面實(shí)驗(yàn)人員和教師付出的額外勞動得不到合理補(bǔ)償，這些因素直接影響到實(shí)驗(yàn)教師和實(shí)驗(yàn)人員參與開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的積極性，影響了實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和開放的效果。

1.5 實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資結(jié)構(gòu)嚴(yán)重失調(diào)

國家教委頒布的《高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室工作規(guī)程》要求，高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置，應(yīng)當(dāng)“有合格的實(shí)驗(yàn)室主任和一定數(shù)量的專職工作人員”，包括“從事實(shí)驗(yàn)室工作的教師、研究人員、工程技術(shù)人員、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員、管理人員和工人。各類人員要有明確的職責(zé)分工。要各司其職，同時(shí)要做到團(tuán)結(jié)協(xié)作，積極完成各項(xiàng)任務(wù)?！睂?shí)驗(yàn)室工作人員大致分為專職的實(shí)驗(yàn)室管理人員、專職的實(shí)驗(yàn)技術(shù)保障人員和兼職實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師三個(gè)系列，其中專職實(shí)驗(yàn)室管理和技術(shù)保障人員隊(duì)伍的穩(wěn)定是決定當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革及創(chuàng)新教育成敗的關(guān)鍵。

國外高校非常重視實(shí)驗(yàn)技術(shù)保障人員的穩(wěn)定，其科學(xué)素養(yǎng)、科研能力和工程實(shí)踐能力較高，絕大部分只從事學(xué)生實(shí)驗(yàn)前后的準(zhǔn)備、儀器設(shè)備的日常檢修維護(hù)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的開發(fā)，基本不參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)和指導(dǎo)多由講授與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)理論課的教師負(fù)責(zé)，在簡單闡述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后由學(xué)生根據(jù)自己的認(rèn)知進(jìn)行發(fā)揮，老師只是負(fù)責(zé)解答一些學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的困難[13]。

長期以來，我國多數(shù)高校將實(shí)驗(yàn)室專職工作人員作為教輔人員進(jìn)行管理，待遇低，發(fā)展空間小，嚴(yán)重挫傷了他們的工作熱情，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍不穩(wěn)定、不系統(tǒng)，尤其是基礎(chǔ)課教學(xué)型實(shí)驗(yàn)室，不少高學(xué)歷的中青年教師不愿意或不安心于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，致使這支隊(duì)伍在知識結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)等方面都存在較多問題，在一定程度上制約了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深化，限制了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。再加上大學(xué)“擴(kuò)招、升格”對師資隊(duì)伍學(xué)位學(xué)歷的要求，許多學(xué)校沒有及時(shí)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。隨著老一代實(shí)驗(yàn)人員的退休，出現(xiàn)了嚴(yán)重的年齡“斷層”，作為下策，不得不讓理論課授課教師承擔(dān)實(shí)驗(yàn)室日常管理、檢修維護(hù)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)等所謂的“一條龍”服務(wù)，崗位不清、責(zé)權(quán)利不明，疲于應(yīng)付，難以將創(chuàng)新教育“潤物細(xì)無聲”地貫徹到實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程。

2 思路與對策

2.1 樹立以創(chuàng)新意識啟蒙為核心的創(chuàng)新教育理念

法國思想先驅(qū)盧梭指出[14]：“教育的問題不在于教他各種學(xué)問，而在于培養(yǎng)他愛好學(xué)問的興趣，而且在這種興趣充分增長起來的時(shí)候，教他以研究學(xué)問的方法?！?因此，國外很多大學(xué)一直推崇學(xué)生自學(xué)能力、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

創(chuàng)新教育的過程，不是受教育者消極被動的被塑造過程，而是充分發(fā)揮其主體性、主動性，使教學(xué)過程成為受教育者不斷認(rèn)識、探索和完善自身人格的過程。鑒于我國學(xué)生長期受應(yīng)試教育的影響，又缺乏培養(yǎng)創(chuàng)新意識的傳統(tǒng)文化背景和社會資源，高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識為核心，輔以創(chuàng)造性思維能力和創(chuàng)新技能的訓(xùn)練，避免那種孤立的、運(yùn)動式和功利性的浮躁創(chuàng)新教育模式，才能真正調(diào)動學(xué)生的主動性，徹底走出目前創(chuàng)新教育乏力的困境。同時(shí)，要改變教學(xué)理念，加大自制“原生態(tài)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置的開發(fā)，不過度依賴商品化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，不追求實(shí)驗(yàn)過程的“完美”，當(dāng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)非常完整、完美、無懈可擊時(shí)，就把學(xué)生的探索過程取代了，這不利于創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

2.2 實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)的一體化教學(xué)模式

實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)一體化教學(xué)是指以提高學(xué)生創(chuàng)新意識、科學(xué)素養(yǎng)、實(shí)踐精神和團(tuán)隊(duì)合作精神為目標(biāo)，整合理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)課程理論知識與實(shí)驗(yàn)知識在組織方式、知識排序方式以及知識習(xí)得方式上有機(jī)融合的教學(xué)模式[15]。

和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相比，一體化教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容上，能將理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容合二為一、或環(huán)環(huán)相扣，從而組成一個(gè)有機(jī)整體來施教，有效避免二者的分離和脫節(jié)；在教學(xué)方式上，打破傳統(tǒng)理論課與實(shí)驗(yàn)課時(shí)間和空間段的嚴(yán)格劃分，便于兩者在時(shí)間和空間上的結(jié)合，有利于實(shí)施基于問題、項(xiàng)目、案例的互動式、研討式教學(xué)法和自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式。在學(xué)生層面上，一體化教學(xué)也會大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性，促使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，有利創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.3 穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一個(gè)系統(tǒng)工程，實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍是承擔(dān)該工程的主力軍，高校應(yīng)予以充分重視，建設(shè)一支高素質(zhì)、強(qiáng)能力、結(jié)構(gòu)合理、相對穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新教育成敗的關(guān)鍵。因此，應(yīng)改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍地位低的現(xiàn)狀，適時(shí)調(diào)整相關(guān)政策，明確實(shí)驗(yàn)室崗位職責(zé)，合理設(shè)崗，理順人員編制，不要一味追求高學(xué)歷和高職稱。重視實(shí)驗(yàn)室教學(xué)隊(duì)伍業(yè)務(wù)能力的培養(yǎng)和提高，提供各種機(jī)會讓他們參加培訓(xùn)、研討、交流和考察等活動，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員積極學(xué)習(xí)，不斷提高自身的素質(zhì)。要打通教師系列與實(shí)驗(yàn)系列之間的職稱分水嶺，真正體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，改變實(shí)驗(yàn)教師工作熱情受挫的現(xiàn)狀，使實(shí)驗(yàn)教師對實(shí)驗(yàn)室的工作有更強(qiáng)的責(zé)任感、榮譽(yù)感。

2.4 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)資源配置

創(chuàng)新教育過程具有自主性、探索性和多樣性的特點(diǎn)，因此，高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源應(yīng)據(jù)此進(jìn)行優(yōu)化配置。人員安排上，應(yīng)有足夠的師資為學(xué)生提供個(gè)性化的指導(dǎo)，能跟蹤每個(gè)學(xué)生的學(xué)業(yè)進(jìn)展動態(tài)。在經(jīng)費(fèi)投入上，應(yīng)保障必須的耗材和選擇的余地，能接觸到工程行業(yè)中主流的測試設(shè)備。在時(shí)間和空間上，要便于學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間片段，保證學(xué)生可以進(jìn)行時(shí)間跨度較大的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)作。同時(shí)，加快實(shí)驗(yàn)室管理的信息化平臺建設(shè)，為實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新教育和日常安全提供技術(shù)保障。

3 實(shí)踐和成效

根據(jù)上述改革思路，我們在電路、電子技術(shù)等多門專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程中，盡量多采用“原生態(tài)”實(shí)驗(yàn)裝置和材料，設(shè)置了課程設(shè)計(jì)和綜合實(shí)驗(yàn)周等實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，將“虛實(shí)”實(shí)驗(yàn)手段有機(jī)結(jié)合，為實(shí)驗(yàn)過程注入不確定性、探索性和作品性等要素。教學(xué)實(shí)踐表明，這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ教岣吡藢W(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，出勤率高、課堂氣氛活躍，完成實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生都覺得很有成就感和自豪感，這會進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)而潛移默化為學(xué)生的創(chuàng)新能力，為后續(xù)的電子設(shè)計(jì)大賽、智能車大賽，以及參與教師科研項(xiàng)目等創(chuàng)新實(shí)踐活動提供人員和能力準(zhǔn)備。鑒于“原生態(tài)”實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ揭绯鲂?yīng)顯著，我們正將“原生態(tài)”實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酵茝V到單片機(jī)等嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，制定了“口袋實(shí)驗(yàn)室”(PocketLab)計(jì)劃，為每一修課學(xué)生提供一套微單片機(jī)、接口器件等散件，以及基本的裝配、測試工具，置于一個(gè)便攜式工具盒內(nèi)，學(xué)生可以不受實(shí)驗(yàn)室空間的限制，隨時(shí)隨地展開實(shí)驗(yàn)操作?！翱诖鼘?shí)驗(yàn)室”計(jì)劃將“原生態(tài)”和“移動性”實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较嘟Y(jié)合，突破了開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源不足的“瓶頸”，將會成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效載體。

同時(shí)，我們成立了以“課程群”為主體的教學(xué)資源配置模式，將理論教學(xué)、實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)教學(xué)等課程資源和教師資源優(yōu)化“綁定”，激發(fā)了教師從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工作熱情，一定程度上緩解了實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資的不足，為建設(shè)相對穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍做了有益探索。

4 結(jié) 語

實(shí)驗(yàn)室是學(xué)校的心臟，對學(xué)校的健康發(fā)展至關(guān)重要。多年來，教育工作者針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革作了大量有益的探索，提出了多種教學(xué)模式，實(shí)踐了問題導(dǎo)向、項(xiàng)目導(dǎo)向等教學(xué)方法，有力地促進(jìn)了創(chuàng)新教學(xué)的良性發(fā)展。但是由于高校差異性大、方案實(shí)施制約因素多，仍存在大量問題有待解決。因此，應(yīng)結(jié)合國情，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新教育進(jìn)行更深人的思考和研究。本文首先界定了創(chuàng)新能力的涵義，反思了應(yīng)試教育、傳統(tǒng)文化和社會資源對當(dāng)代大學(xué)生接受創(chuàng)新教育的不利因素，分析了目前我國高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新教育存在的問題，探討了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新教育效能改革思路，具有一定的借鑒意義。

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Situation and Countermeasures of Innovation Education of Experiment Teaching in Universities

ZHANGYun-chua,JIANGAi-minb,XUHong-donga,ZHANGJun-penga,YANGHong-juana

(a. School of Information and Electrical Engineering; b. Lab and Equipment Management Office,Shandong Jianzhu University, Jinan 250101, China)

Laboratory is the heart of college, and is essential for the healthy development of the college. The experiment teaching is an important carrier of cultivating the students’ ability of innovation. Based on defining the connotation of the innovation ability, we reflect on the negative effects of examination oriented education and traditional culture on contemporary college students’ innovation consciousness; then point out the misunderstanding existing in the current education of innovation in experiment teaching of college. Issues, such as weakening the verification experiment, open experiment teaching not in place, and the teaching staff structure serious imbalance, are analyzed in-depth. The corresponding countermeasures are given with the enlightenment of innovation consciousness as the core, the teaching mode of the integration of theory and experiment, the stabilization of experiment teaching team and optimization of experimental resources.

innovation education; innovation consciousness; experimental teaching; verification experiment

2015-02-28

張運(yùn)楚(1968-)，男，山東曹縣人，博士,教授，主要研究方向：智能安防技術(shù)，數(shù)字圖像處理與模式識別，計(jì)算機(jī)視覺。

Tel.：13553196752；E-mail: yczhang@sdjzu.edu.cn

G 642

A

1006-7167(2016)02-0224-05