依托學(xué)科 建設(shè)特色鮮明的高水平實驗教學(xué)中心

李 寧， 陳 劭， 羅琴娟， 吳 健， 劉圣波

(北京林業(yè)大學(xué) 工學(xué)院，北京 100083)

0 引 言

我校是教育部直屬、教育部與國家林業(yè)局共建的全國重點大學(xué)，是首批“211工程”重點建設(shè)的高校及“優(yōu)勢學(xué)科創(chuàng)新平臺”建設(shè)項目試點高校。學(xué)校堅持“知山知水，樹木樹人”的辦學(xué)理念，通過加強學(xué)科建設(shè)，著力科技創(chuàng)新，充實人才隊伍，完善體制機制，進一步增強了核心競爭力，推動學(xué)校科學(xué)發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展，為實現(xiàn)建設(shè)研究型大學(xué)的戰(zhàn)略目標(biāo)打下堅實的基礎(chǔ)。林業(yè)工程裝備與技術(shù)實驗教學(xué)示范中心于2009年被評為北京市教學(xué)示范中心，2014年通過驗收。經(jīng)過多年發(fā)展，中心取得了一定的成績，但依然存在種種不足?！笆濉逼陂g，中心依據(jù)學(xué)校的發(fā)展定位及建設(shè)目標(biāo)，依托學(xué)科特色制定了相應(yīng)的發(fā)展規(guī)劃，致力于建成國家級示范中心。

1 發(fā)展定位與建設(shè)目標(biāo)

中心將繼續(xù)堅持以“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，知識傳授、技能訓(xùn)練、素質(zhì)提高協(xié)調(diào)發(fā)展”的建設(shè)指導(dǎo)思想，以“拓寬并夯實基礎(chǔ)，強化專業(yè)交叉，增強行業(yè)特色，加大實踐力度，鼓勵探索創(chuàng)新與個性發(fā)展”為實驗教學(xué)理念，建設(shè)整體優(yōu)化、協(xié)調(diào)發(fā)展、服務(wù)行業(yè)、彰顯特色的實踐教學(xué)體系，建設(shè)滿足現(xiàn)代實驗教學(xué)需要的高素質(zhì)實驗教學(xué)隊伍，建設(shè)儀器設(shè)備先進、實驗技術(shù)領(lǐng)先、資源共享、開放服務(wù)型的實驗教學(xué)環(huán)境，建立現(xiàn)代化的高效運行管理機制，全面提高實驗教學(xué)水平。

在“十三五”期間，實驗中心以提高學(xué)生的工程實踐能力、科研能力和創(chuàng)新能力，配合工程教育專業(yè)認(rèn)證，建成具有林業(yè)特色、高水平、開放式的具有行業(yè)引領(lǐng)和示范作用的實驗教學(xué)示范中心。培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、動手能力強，具有寬闊視野的創(chuàng)新型人才；以提升教學(xué)質(zhì)量、突出林業(yè)特色、適度規(guī)模建設(shè)、進一步提高效益為基本原則，力爭改善基礎(chǔ)課實驗的教學(xué)條件，進一步加大創(chuàng)新型實驗室的投入，整合資源，擴大實驗室開放，完善以培養(yǎng)工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力為主的開放式自主研究型的實驗教學(xué)模式。繼續(xù)以本科教育為基礎(chǔ)，以學(xué)科建設(shè)為龍頭，以推進素質(zhì)教育和研究創(chuàng)新為著力點，以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為生命線，不斷提升人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和服務(wù)社會的質(zhì)量和水平。力爭“十三五”期間將中心建設(shè)成為一個以特色鮮明、成果顯著，在國內(nèi)具有一定影響力的實踐教學(xué)基地。

2 建設(shè)思路

中心努力建設(shè)成具有一定影響力、技術(shù)上保持一定先進性、具有行業(yè)特色的高水平開放式工程實踐教學(xué)基地，為培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力、科研能力和創(chuàng)新能力提供必要的保障?！笆濉逼陂g中心將重點開展的工作。

2.1 完善實驗教學(xué)體系，優(yōu)化教學(xué)模式

中心不斷吸取其他優(yōu)秀教學(xué)中心的先進經(jīng)驗，完善實驗教學(xué)體系，優(yōu)化教學(xué)模式[1-4]。在對各教學(xué)環(huán)節(jié)整體優(yōu)化與提高的基礎(chǔ)上，以小班分批次實驗教學(xué)的方法充分提高實驗儀器設(shè)備的使用率和教學(xué)效果，綜合構(gòu)建課程實驗、實習(xí)、課程設(shè)計、科技競賽、科技訓(xùn)練及科研活動，構(gòu)建層次清晰、模塊豐富、相互銜接交叉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)體系——“三四五”遞進式實驗教學(xué)體系，如圖1所示。所謂“三四五”遞進式實驗教學(xué)體系即“理論教學(xué)、實驗教學(xué)與自主研究性學(xué)習(xí)”三位一體；“理論與實驗結(jié)合、課內(nèi)與課外結(jié)合、基礎(chǔ)與創(chuàng)新結(jié)合、實驗內(nèi)容與行業(yè)需求結(jié)合”四結(jié)合；“演示型實驗、驗證型實驗、設(shè)計型實驗、綜合型實驗、創(chuàng)新型實驗”五層次。構(gòu)建層次化的科技競賽和科技訓(xùn)練項目，以科技競賽和科技訓(xùn)練的工程實現(xiàn)為目的，逆向分析支撐工程實現(xiàn)所需的實驗教學(xué)和理論課程層次，建立遞進式實驗教學(xué)體系。將以前無法完成的實驗項目通過虛擬仿真互動游戲的方式開展，符合大學(xué)生求新好勝的心理特點，激發(fā)學(xué)習(xí)與探索熱情，增強成就感，將“學(xué)以致用”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙杂么賹W(xué)”，由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。增加第五層次參與學(xué)生的覆蓋面，全面提升學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力是中心在實踐中探索出的培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的新路。

圖1 “三四五”遞進式實驗教學(xué)體系

2.2 加強高水平實踐教學(xué)隊伍建設(shè)

實踐教學(xué)隊伍是教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的重要保障，是實驗中心可持續(xù)發(fā)展的根本[5-7]。教學(xué)隊伍建設(shè)的基本目標(biāo)是保證教學(xué)計劃內(nèi)實驗項目開出率達到100%，保障大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目、科技競賽及其他科技活動順利開展。目前中心現(xiàn)有專職實驗員11人，其中高級實驗師6人，實驗師5人，具有博士學(xué)位1人，碩士學(xué)位5人，學(xué)士學(xué)位5人，大專1人?！笆濉逼陂g，擬引入高水平專職實驗員3～5名，尤其是具有豐富實踐經(jīng)驗、創(chuàng)新能力突出的實驗員，使得專職實驗員年齡與職稱結(jié)構(gòu)更加合理，并與在校學(xué)生人數(shù)比例達到15%左右；提高實驗員學(xué)歷層次，爭取有3～5人獲得博士學(xué)位；通過理論學(xué)習(xí)、業(yè)務(wù)培訓(xùn)、企業(yè)實踐、交流學(xué)習(xí)、參與科研等手段提升專職實驗員的教學(xué)能力，每年至少選派2或3名專職實驗教師參加外?；蚱髽I(yè)的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，“十三五”期間選派2或3人深入企業(yè)生產(chǎn)一線1～2個月；新入職的實驗員第一年需要配備指導(dǎo)教師，經(jīng)考核合格后可獨立指導(dǎo)實驗教學(xué)，力爭在“十三五”期間建設(shè)一支校級優(yōu)秀專職實驗教學(xué)團隊；促進專職教師深入實驗教學(xué)一線，要求經(jīng)驗豐富的教師尤其是教授參與實驗教學(xué)，確保每學(xué)年不低于1門本科課程和1門研究生課程的實驗教學(xué)過程；每年招聘8～10名研究生助教，通過培訓(xùn)和考核，協(xié)助教師指導(dǎo)實驗教學(xué)，提升實驗教學(xué)質(zhì)量。中心將在校級優(yōu)秀教學(xué)團隊建設(shè)的基礎(chǔ)上，進一步豐富實驗教學(xué)多媒體課件資源，通過視頻課建設(shè)等項目補充實驗技術(shù)理論與實際操作的錄像，豐富數(shù)字化自主學(xué)習(xí)資源。對全部自編實驗講義進行修訂整合，力爭出版實驗教材5部，建設(shè)校級精品課程2或3門，力爭在校級實驗教學(xué)基本功比賽中取得成績優(yōu)異。

2.3 繼續(xù)加大資金投入，提升實驗條件和水平

工科實踐教學(xué)的重要特點是資金需求量大，占地面積大，因此提升實驗條件和教學(xué)水平重要的支撐就是加大資金投入，拓展實驗空間[3,8-9]。按照學(xué)校規(guī)劃，“十三五”期間實驗中心增加實驗室使用面積3 000～5 000 m2，建立1個不小于300 m2的開放式綜合創(chuàng)新實驗平臺，并建立3個分別具有電類、機械和車輛特色的開放型實驗室。推動實驗室開放，學(xué)生預(yù)約實驗項目的比例不低于75%，新建獨立的開放型創(chuàng)新實踐平臺，并將符合開放條件的本科教學(xué)實驗室實行學(xué)生自主管理。

按照“中國制造2025”對人才的需求，“十三五”期間中心將繼續(xù)爭取資金加大中心的儀器設(shè)備、實驗室環(huán)境改善等方面的基礎(chǔ)性投入。優(yōu)先改善本科實驗教學(xué)的硬件，完成專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)實驗室的設(shè)備更新，引進工業(yè)機器人及教學(xué)流水線。積極推動將科研成果轉(zhuǎn)化和開發(fā)為實驗教學(xué)項目，積累學(xué)生參賽和創(chuàng)新訓(xùn)練成果，聯(lián)合工業(yè)企業(yè)合作開發(fā)研制具有創(chuàng)新性、高水平、特色鮮明的適合開展研究型實驗教學(xué)的儀器設(shè)備，共建實驗室[10]。通過與課程結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生積極參與特色實驗，提高學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力。增加開放性實踐教學(xué)投入，為實驗、競賽和創(chuàng)新訓(xùn)練提供良好的實驗條件。同時加大力度開發(fā)和引入虛擬實驗教學(xué)資源，重點解決電類實驗大型廠用設(shè)備不足、林業(yè)裝備作業(yè)等現(xiàn)實條件下難以解決的問題，并積極申報國家級虛擬仿真實驗教學(xué)示范中心。

2.4 深化信息化管理，完善運行機制，優(yōu)化資源配置

信息化是完善中心運行機制，優(yōu)化資源配置的重要手段。通過信息化進一步完善實驗教學(xué)中心的運行機制與管理模式，實現(xiàn)中心網(wǎng)絡(luò)化管理[2,11-13]。依據(jù)國家及學(xué)校制定的規(guī)章制度制定實施細(xì)則，完善“實驗中心應(yīng)急處理辦法”，落實“實驗室安全管理制度”，明確實驗室責(zé)任人，確保無意外事故發(fā)生；進一步完善“實驗室開放管理辦法”，推動學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自主管理創(chuàng)新實踐開放平臺，依靠項目負(fù)責(zé)人及學(xué)生協(xié)會管理開放實驗室；完善考評辦法，對參與開放的實驗室負(fù)責(zé)人、指導(dǎo)學(xué)生科技競賽的教師(按照參賽人數(shù)、等級、獲獎情況等)、發(fā)表論文、出版實驗教材及對實驗室建設(shè)做出突出貢獻的教師給予一定的物質(zhì)鼓勵；進一步完善教學(xué)質(zhì)量保證體系，鼓勵小班授課，基礎(chǔ)課同時開課不超過1個班，專業(yè)課不超過半個班；完善學(xué)時計算方法，對分組實驗教學(xué)給予一定的計算學(xué)時補償；繼續(xù)完善“人”“財”“物”的集中管理模式，中心要求專職實驗員要熟悉至少5門實驗課程教學(xué)，各種經(jīng)費的使用必須經(jīng)過中心審批，資產(chǎn)由中心統(tǒng)一管理并根據(jù)需要合理調(diào)配，各種實驗耗材中心統(tǒng)一購買、統(tǒng)一管理。實驗室建設(shè)規(guī)劃由中心聯(lián)合學(xué)科商討，由中心統(tǒng)一規(guī)劃實驗室建設(shè)方案，確保建設(shè)的科學(xué)性和實用性，保障所有實驗教學(xué)資源得到最大限度有效使用。高度重視學(xué)校、學(xué)院、教學(xué)督導(dǎo)和學(xué)生的意見，每學(xué)期至少舉行一次中心、學(xué)校主管部門、學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo)、教學(xué)督導(dǎo)、兼職教師、研究生助教及學(xué)生代表的研討會，對中心運行、實驗教學(xué)、儀器設(shè)備等各方面問題提出的合理意見和建議并積極采納。進一步推進中心信息化建設(shè)，通過中心網(wǎng)站公布實驗設(shè)備、試驗場地信息，實現(xiàn)設(shè)備資源共享，提高場地、設(shè)備利用率，減少重復(fù)建設(shè)并通過網(wǎng)絡(luò)平臺推進實驗室開放[14-15]。完善學(xué)校及中心制訂的各項規(guī)章制度，做好實驗教師工作量計算、考核，提升實驗教師的工作熱情。堅持中心例會制度，強調(diào)安全意識，對儀器設(shè)備及時維修保養(yǎng)，保證設(shè)備完好率。通過優(yōu)化中心的管理機制和提高實驗室的管理水平，保證實驗教學(xué)安全、高質(zhì)量、高效率開展，推進實驗室建設(shè)與實驗教學(xué)工作的有序進行，進一步提高中心的管理水平和教學(xué)水平。

3 預(yù)期建設(shè)成效

隨著“中國制造2025”戰(zhàn)略的提出及“互聯(lián)網(wǎng)+”概念的興起[16-17]，學(xué)校對相關(guān)工科學(xué)院的投入進一步加大。根據(jù)學(xué)校規(guī)劃，“十三五”期間中心將進一步拓展實驗場地面積，新增建筑面積不小于6 000 m2，進一步投入資金引進或改造一批儀器設(shè)備，使得實驗設(shè)施達到國內(nèi)先進水平。在改善本科實驗教學(xué)條件的同時，完善多層次的實驗教學(xué)體系，優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容的安排，增加綜合與設(shè)計性實驗項目，增加特色型、創(chuàng)新型和自主型開放性實驗內(nèi)容；對大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目全面開放，提供必要的場地、儀器設(shè)備及技術(shù)指導(dǎo)；引導(dǎo)并全力支持學(xué)生積極參與在國內(nèi)或國際有重要影響力的科技競賽，將目前參與競賽的學(xué)生覆蓋率從2015年的約35%提升到50%左右。中心將繼續(xù)致力于優(yōu)化運行機制和管理體制，加強師生的安全教育，落實實驗安全負(fù)責(zé)人與實驗設(shè)備使用準(zhǔn)許制度；落實教學(xué)評價與反饋制度，對學(xué)生反應(yīng)的問題進行及時跟進處理；全面推行實驗室開放，建立獨立的開放實驗平臺，打造品牌，全面提升實驗中心服務(wù)于本校學(xué)生及社會服務(wù)的水平。進一步提高實驗設(shè)備和實驗室利用效率，利用實驗室管理系統(tǒng)優(yōu)化實驗課程安排，打破課程和班級界限，按照實驗項目排課，將實驗室利用率提升10%。在校級優(yōu)秀教學(xué)團隊的基礎(chǔ)上進一步提升實驗教學(xué)水平，安排青年實驗員到企業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，提高實驗員的實踐能力和綜合素質(zhì)；引進高水平專職實驗教學(xué)人員3～5名；要求45歲以下實驗員全面參加教學(xué)基本功比賽，鼓勵教授參與實驗項目設(shè)計并參與一線教學(xué)，達到每學(xué)年每人不少于1門次，進一步提升實驗教學(xué)團隊的教學(xué)水平。全面落實實驗教材規(guī)范化，統(tǒng)一自編實驗講義格式，將符合條件的自編講義正式出版。依托實驗中心網(wǎng)站及實驗教學(xué)系統(tǒng)全面落實實驗中心的網(wǎng)絡(luò)化和信息化。通過“十三五”建設(shè)，中心將具備基礎(chǔ)實驗和專業(yè)實驗開設(shè)的全部要求，并能開設(shè)一批具有先進水平的特色實驗。同時針對不同的學(xué)生提供不同的開放實踐條件，為學(xué)生參加課外科技訓(xùn)練及競賽等提供必要的設(shè)備、場地和技術(shù)指導(dǎo)，從而達到培養(yǎng)學(xué)生大工程觀念，具有一定的實踐操作能力、科研能力和創(chuàng)新能力。近年來，中心成果顯著，學(xué)生在參加的各項競賽中成績顯著，包括全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國大學(xué)生環(huán)境生態(tài)科技創(chuàng)新大賽、中國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等一系列比賽中獲得一等獎，每年約有30%的畢業(yè)生進入985或211高校深造，一批學(xué)生已經(jīng)成長為企業(yè)的技術(shù)骨干，在校企合作中起到了重要的作用。實踐證明，高水平的實踐教學(xué)中心對工科學(xué)生的培養(yǎng)至關(guān)重要。

4 結(jié) 語

實踐教學(xué)在工科專業(yè)教學(xué)中起到至關(guān)重要的作用，是工程技術(shù)人才培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)。實踐教學(xué)水平的很大程度上決定了人才培養(yǎng)的成敗。林業(yè)工程裝備與技術(shù)實驗教學(xué)中心將抓住工程教育專業(yè)認(rèn)證和“雙一流”建設(shè)的機遇，在“十三五”期間開拓創(chuàng)新，致力于打造成為一個具有鮮明特色的高水平實驗教學(xué)中心。

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