高校應用型人才培養(yǎng)的實驗教學新模式探索

唐亞純　羅恩韜

摘 要：實驗教學在人才培養(yǎng)課程結構中有著舉足輕重的地位，實驗教學的方法手段及教學模式對教學效果效率都有深遠影響。本文分析了當前實驗教學中存在的問題，結合當前實驗教學實際，提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”實驗平臺、虛實結合、校企融合的教學模式。為高校培育出動手能力、思維能力、創(chuàng)新能力較強的國家合格人才。

關鍵詞：高校；實驗教學；新模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.201

高校應用型人才培養(yǎng)過程中，課程實驗是培養(yǎng)學生動手能力、思考能力、創(chuàng)新能力的重要教學途徑，并且國家越來越重視高校教育中的實驗教學。2018年5月19日，國家級實驗教學示范中心聯(lián)席會在大連召開。會議期間，來自全國各大高校的教授們以“新工科建設”、“虛擬仿真”、“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”等主題作了系列報告講座。雖然，從國家到高校對實驗教學越來越重視，但實驗教學還存在著一定的不足。所以本文分析了實驗教學現(xiàn)狀，提出了 “互聯(lián)網(wǎng)+”實驗系統(tǒng)平臺（Internet + lab system）、虛實結合（Virtual and reality combine）、校企融合（school-enterprise combination）的LLVS教學新模式。

1 實驗教學現(xiàn)狀

1.1 對實驗課程重視仍有不足

近年來，高校課程體系改革到目前已小有成果，實驗課時比重由原來的20%～30%，調整到現(xiàn)在的近50%。雖然課時量有明顯增加，但實驗課程的質量還有很大提升空間。實驗課程的內容仍舊以驗證性實驗為主，學生只能嚴格按照老師的計劃步驟機械的完成課程實驗。實驗質量不高，缺乏對學生自主能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.2 缺乏系統(tǒng)的管理，教與學存在鴻溝

課前學生對實驗任務了解不足，沒有可供學生學習和測評的系統(tǒng)平臺，無法及時獲取教學課件、學習視頻等教學資源。老師也對學生的了解僅限于實驗課的幾十分鐘，實驗前后缺乏溝通，缺乏對學生的考核與考查。急需建立有效的教學服務平臺，促進教與學的完美結合。

1.3 部分實驗受到條件制約，難以滿足課程需求

機械電器、化學生物等高損耗、危險性大的實驗，及儀器、耗材須特殊處理，對實驗條件較高、難度大，受到實驗條件制約。部分學生在課內實驗未能達到預期目的，課后開放性實驗又難以執(zhí)行，也將導致實驗質量下降[1]。

同時，由于大學門檻不段放寬，擴大招生等原因，大學學生數(shù)量增加，但實驗室建設有限，資金投入不足、實驗設備缺乏[2]。學生人均實驗用時不足，更缺乏自由使用實驗室的條件，實驗教學質量難以達到預期。

1.4 企業(yè)等用人單位參與不夠，實驗教學與社會、企業(yè)需求脫節(jié)

高校一切按照國家人才培養(yǎng)計劃方案培養(yǎng)學生，缺乏與企業(yè)等用人單位的溝通，對企業(yè)的人才需求了解不夠。人才培養(yǎng)目標與實際社會需求存在偏差或滯后，這就導致了畢業(yè)學生找不到工作，企業(yè)招不到所需人才的矛盾存在。

2 實驗教學新模式

2.1 “互聯(lián)網(wǎng)+”實驗教學系統(tǒng)服務平臺

基于互聯(lián)網(wǎng)的實驗教學服務系統(tǒng)建立后，教師把各階段實驗大綱、實驗任務內容、實驗過程相關視頻和學習材料上傳到系統(tǒng)平臺。并在系統(tǒng)中設置相關內容進行階段考核。學生可隨時通過網(wǎng)絡終端用自己的學號登錄系統(tǒng)，查看與自己相關的實驗任務資料[3]。在線學習相關文件、視頻等內容。完成本項目理論部分測試。教師通過系統(tǒng)了解學生對本項目相關內容的掌握情況。對后期實際實驗中可能出現(xiàn)的問題提前做出強調和預警。

實驗后，教師登錄系統(tǒng)評閱學生遞交的實驗報告等材料，給出每個學生的實驗成績，撰寫實驗課程小結，實驗電子材料存檔、備份等[4]?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”的實驗教學系統(tǒng)服務平臺，學生可不受時間地域限制的自主學習，可以充分利用瑣碎時間，提高學習效率。

2.2 實驗教學虛實結合

現(xiàn)階段虛擬技術比較成熟，也不乏一些單位正在研究如何將虛擬技術在實驗教學過程中有效應用，如虛擬仿真技術、虛擬現(xiàn)實技術在課程實驗中的應用。虛擬技術的融入可降低風險節(jié)約成本，也便于及時的技術更新。

2.2.1 虛擬仿真技術在實驗中的應用

電子電路及通信技術類實驗可充分利用虛擬仿真技術。國內很多教學平臺開發(fā)單位都在著力于虛擬仿真技術的開發(fā)，且技術較成熟。虛擬仿真可為電子電路類虛擬實驗提供充足的元件庫、設備庫，如多功能數(shù)字萬用表，數(shù)字邏輯分析儀、數(shù)字示波器、波特圖測試儀等。可模擬微控制電路、模擬電路、數(shù)字電路等實驗。虛擬仿真實驗能為學校節(jié)省實驗室資源，為學生實驗節(jié)省大量的時間，幫助學生鞏固理論知識內容，提高學生對電子電路的設計能力，培養(yǎng)學生的分析能力和創(chuàng)新能力[5]。同時，虛擬仿真技術的應用對培養(yǎng)學生利用網(wǎng)絡技術、信息技術等新學科新技術解決現(xiàn)有問題起到促進和推動作用。

在虛擬實驗的基礎上再進入實驗室完成課程實驗，效果會更好。既可以解決實驗設備不足的問題及設備更新不及時的問題，又可輔助學生更好的完成實驗。

2.2.2 虛擬現(xiàn)實技術在實驗中的應用

虛擬現(xiàn)實技術（VR）在教育領域越來越受到重視，在機械制造、生物化學等有一定危險性實驗方向有著極大的前景。通過虛擬現(xiàn)實技術虛擬出和實驗實訓室一樣的環(huán)境來完成實驗項目，既提高了學生學習興趣，又達到了訓練效果。

虛擬現(xiàn)實技術不僅讓參與實驗項目者有一個身臨其境的實驗體驗，還可以解決設備陳舊、師資不足、項目經(jīng)費緊張、安全性等一系列問題。無論是實驗器材還是實驗設備，更新?lián)Q代都需要大量的資金投入，并非所有學校都有能力做到每一代設備的更新和使用，通常是需要幾年或十幾年的時間才更一代。通常實驗設備的換代，很難趕上相關領域技術更新。但為了緊跟時代步伐，滿足應用型人才需求，必須讓學生掌握新知識新技術。利用虛擬現(xiàn)實技術完成實驗沒有耗材損耗，沒有太多的危險性，學生可以跟據(jù)自己的時間安排虛擬實驗，可以節(jié)省大量的師資力量。

利用虛擬技術完成實驗練習，再完成實體實驗，虛實結合實驗教學，可以讓學生不出門即可進入“實驗室”參與將要完成的項目。有利于學生熟悉項目的具體情況、掌握要點、突破難點，促進學生自主學習，提高學習效率，為順利完成真實的實驗項目提供有力保障。

2.3 校企合作人才培養(yǎng)

對人才的的培養(yǎng)永遠不只是學校的責任老師的事情，更是每一個社會主體的責任與任務。特別是培養(yǎng)滿足社會發(fā)展需要、企業(yè)生產(chǎn)需求的應用型人才，離不開企業(yè)的參與。

2.3.1 校企共建實驗室

校企雙方共建實驗室，學校提供實驗室建設場地，以及科研團隊和技術支持。企業(yè)負責設備的采購及后期維護。實驗室的管理運作由校企雙方共同完成。實驗室的科研成果知識產(chǎn)權等屬學校，企業(yè)對成果有優(yōu)先使用權。學校可將科研過程及相關知識直接用于培育學生，如將相關知識撰寫教材等。企業(yè)可以從實驗項目中培育和儲備自己的技術人才。

2.3.2 應用型人才聯(lián)合培養(yǎng)

學生進入共建實驗室參與實際工程項目的開發(fā)，讓學生了解企業(yè)文化，熟悉企業(yè)規(guī)章制度，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作意識。學生在實驗室按企業(yè)的項目開發(fā)過程系統(tǒng)的學習，把課堂的理論知識與實際應用有利的結合，促進學生工程實踐能力的全面發(fā)展。幫助和引導學生由一個合格大學生到一名高素質的企業(yè)員工的角色轉型[6]。

3 結束語

教學方法教學手段教學模式的傳承與變革，最根本的目的是培育出滿足社會需求、滿足用人單位需要的各類人才。本文提出LLVS實驗教學新模式，正是出于在滿足企業(yè)和用人單位需求的條件下，充分結合實驗教學的實際情況，將新方法新技術應用到實驗教學中，充分改善教學條件，提高教學效果，推動實驗教學整體水平的提高。為國家培育人才是每個高校的使命，培育出滿足社會需求的合格人才更是高校不可推卸的責任。

參考文獻：

[1]閔永智，李紅，王秀華.電氣工程專業(yè)研究性實驗教學新模式探索[J]. 實驗技術與管理，2015，32（12）：177-178.

[2]張書彬，楊明倫，楊祖彬.包裝工程卓越工程師培養(yǎng)中的專業(yè)課程實驗教學問題探討[J].科技風，2012（17）：192.

[3]邱會華，周鵬.虛擬仿真實驗在物理化學實驗教學中的作用[J]. 山東化工，2016，45（17）：132-133.

[4]熊梅，羅曉賓，謝治州.數(shù)學類專業(yè)的課程實驗教學組織與管理[J].黔南民族師范學院學報，2012，32（06）：120-124.

[5]戚依.基于云平臺的虛擬實驗室管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].復旦大學，2014.

[6]楊成青.基于互聯(lián)網(wǎng)+的校企合作模式探索[J].湖北函授大學學報，2016，29（15）：18-19.

作者簡介：唐亞純（1980-），男，湖南永州人，本科，碩士，實驗師，主要研究方向：軟件工程。

*為通訊作者