理工類大學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)與探索
——長(zhǎng)春理工大學(xué)固體激光器綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)

李 霜 丁蘊(yùn)豐（長(zhǎng)春理工大學(xué)理學(xué)院，吉林長(zhǎng)春，130022）

理工類大學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)與探索
——長(zhǎng)春理工大學(xué)固體激光器綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)

李 霜 丁蘊(yùn)豐（長(zhǎng)春理工大學(xué)理學(xué)院，吉林長(zhǎng)春，130022）

按照“理工融合”的教育模式，針對(duì)理工類院校理科生的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了改革和探索，分析了原有專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的不足，以長(zhǎng)春理工大學(xué)固體激光器綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)為例，介紹了自主創(chuàng)新綜合專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)成、可承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)及特色。教學(xué)實(shí)踐表明，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)際使用效果良好，達(dá)到了預(yù)期的建設(shè)目標(biāo)。

理工融合；專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；自主創(chuàng)新

理工科院校，是以“理學(xué)”和“工學(xué)”為主要學(xué)科的院校，理學(xué)和工學(xué)是兩個(gè)非常重要、緊密關(guān)聯(lián)且具有豐富內(nèi)涵的學(xué)科門類。“理工融合”是當(dāng)今高等理工科教育中的一個(gè)世界性發(fā)展趨勢(shì)［1］。目前，在我國(guó)無(wú)論是以“理工科”冠名的高等院校還是綜合性較強(qiáng)但缺少工科專業(yè)設(shè)置的“綜合性”大學(xué)之中，理科專業(yè)的畢業(yè)生往往“滿腹經(jīng)綸”。雖然他們的理論知識(shí)豐厚，但由于“重理輕工”的教育模式所致，相當(dāng)數(shù)量的畢業(yè)生在面對(duì)實(shí)際工作時(shí)往往顯得“英雄無(wú)用武之地”。這不僅造成了人才資源的浪費(fèi)，也限制了理科專業(yè)自身的建設(shè)與發(fā)展。在理工類大學(xué)中，應(yīng)借助“理工同校，理工互動(dòng)”的優(yōu)勢(shì)，改革傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式，使理科專業(yè)的學(xué)生既可以從事基礎(chǔ)的科學(xué)研究工作，也可以從事技術(shù)應(yīng)用等方面的工作。因此，在理工類院校中，平衡理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)系顯得尤為重要，尤其是加強(qiáng)理科生的實(shí)際應(yīng)用能力及創(chuàng)新精神的實(shí)驗(yàn)教育是理科教育改革中的重要環(huán)節(jié)［1，2］。

長(zhǎng)春理工大學(xué)的前身為長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院，2002年正式更名為長(zhǎng)春理工大學(xué)，它是一所以光電技術(shù)為特色，理、工、文、經(jīng)、管、法協(xié)調(diào)發(fā)展的省屬重點(diǎn)大學(xué)。作為全校唯一具有理學(xué)特色的理學(xué)院，對(duì)學(xué)校的發(fā)展具有舉足輕重的作用。為了適應(yīng)學(xué)校的總體發(fā)展規(guī)劃，長(zhǎng)春理工大學(xué)提出了“突出光學(xué)專業(yè)特色，以理為主、理工結(jié)合”的培養(yǎng)特色，實(shí)施教學(xué)、科研、生產(chǎn)相結(jié)合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以“培養(yǎng)掌握自然科學(xué)扎實(shí)的基本理論和實(shí)際應(yīng)用能力的新型復(fù)合人才”為培養(yǎng)目標(biāo)。多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)讓我們深刻體會(huì)到能力的培養(yǎng)要在實(shí)踐中獲得。要想將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成技術(shù)能力，必須通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練，而在學(xué)校階段，實(shí)驗(yàn)課為學(xué)生提供了最直接、最有效的實(shí)踐平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理科教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，它是理論教學(xué)的延伸。專業(yè)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)不是簡(jiǎn)單地驗(yàn)證理論，而是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用專業(yè)理論知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力［3，4］。

一、理工類大學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)課一般都在學(xué)生完成專業(yè)理論課學(xué)習(xí)后開(kāi)設(shè)，此時(shí)學(xué)生已完成大學(xué)物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，具備了基本的實(shí)驗(yàn)操作能力，通過(guò)專業(yè)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)是為了更好地理解專業(yè)理論知識(shí)，并將其應(yīng)用于實(shí)際，而過(guò)去的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系存在著諸多弊端和不足，具體歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

一是原有的專業(yè)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證相關(guān)理論課程內(nèi)容為主，是獨(dú)立的、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，缺乏系統(tǒng)性和綜合性，學(xué)生只能依照教師的講解和演示看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，或簡(jiǎn)單地重復(fù)教師的操作，這樣的實(shí)驗(yàn)缺乏自主性和設(shè)計(jì)性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)造性思維。

二是很多實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備基本上都是封裝起來(lái)的，看不到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學(xué)生面對(duì)的是一個(gè)“黑匣子”，學(xué)生感到儀器很陌生，因此對(duì)儀器的工作原理形成不了感性認(rèn)識(shí)，造成理論與實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)重脫節(jié)。

三是實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊。科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，陳舊的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不被淘汰，代表新技術(shù)、新理論的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目就不會(huì)引進(jìn)到高校教學(xué)中來(lái)，而高校畢竟不是盈利單位，在投入資金有限的情況下，學(xué)校不應(yīng)坐、等、靠，更不能跟在廠家后面等待他們開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，而應(yīng)該發(fā)揮學(xué)校的人才優(yōu)勢(shì)，結(jié)合科技發(fā)展和實(shí)際需求主動(dòng)地研發(fā)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)特色，經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)摸索，長(zhǎng)春理工大學(xué)對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革，創(chuàng)建了固體激光器專業(yè)綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，打造出產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的綜合性、開(kāi)放性、創(chuàng)新性教學(xué)平臺(tái)，形成了融知識(shí)、能力、素質(zhì)為一體的理工融合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，并取得了一定成果。

二、固體激光器綜合專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)成

固體激光器綜合專業(yè)實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)體系和內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式等方面進(jìn)行了全方位改革與實(shí)踐，體現(xiàn)了多層次、多目標(biāo)和多模式的特點(diǎn)，充分體現(xiàn)了長(zhǎng)春理工大學(xué)光、機(jī)、電相結(jié)合的專業(yè)特色。在實(shí)驗(yàn)室功能設(shè)計(jì)上，改變了傳統(tǒng)的按照理論課程設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的模式，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)結(jié)合科研方向和專業(yè)特色，增加了設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，目的是讓理科的學(xué)生能更多地接觸激光技術(shù)知識(shí)，架起基礎(chǔ)理論和激光應(yīng)用技術(shù)的橋梁，開(kāi)闊學(xué)生們的思路，使他們更加重視實(shí)踐。這不僅有利于學(xué)生鞏固和提高專業(yè)理論水平，也有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

固體激光器綜合專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)成分為三部分：一是實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)：完成相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的教學(xué)任務(wù)；二是網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)：建立激光技術(shù)學(xué)習(xí)網(wǎng)站，學(xué)生可以通過(guò)多媒體課件完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)總結(jié)。同時(shí)，借助互聯(lián)網(wǎng)共享國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)的科技信息，不僅可以拓寬學(xué)生的知識(shí)面，也可以為學(xué)生提供一個(gè)互相學(xué)習(xí)交流的平臺(tái)。三是校企合作平臺(tái)：利用學(xué)校的技術(shù)和企業(yè)的資金，根據(jù)科技需求研發(fā)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，實(shí)現(xiàn)“雙贏”。

固體激光器專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)支持的基本實(shí)驗(yàn)

三、固體激光器綜合專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的特色

固體激光器綜合專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的最大特色就是所有設(shè)備都是通過(guò)自行研制、設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試完成的，這不僅解決了資金不足的問(wèn)題，更重要的是讓學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)儀器的研制、安裝和調(diào)試，不僅可以使其很好地了解固體激光器的基本組成和原理，掌握固體激光器的主要性能及基本技術(shù)參數(shù)的測(cè)試方法，同時(shí)還可以啟發(fā)學(xué)生在親身投入體驗(yàn)中，探求科學(xué)的結(jié)論，養(yǎng)成探索的精神。

固體激光器綜合專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的另一特色就是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式上實(shí)行開(kāi)放式管理，所有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容向廣大師生開(kāi)放，采取了網(wǎng)上預(yù)約、開(kāi)放的自主實(shí)驗(yàn)形式，學(xué)生根據(jù)所學(xué)專業(yè)及個(gè)人興趣方向自選實(shí)驗(yàn)題目，使理、工科學(xué)生可以在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里做實(shí)驗(yàn)，甚至合作，不同學(xué)科背景的學(xué)生相互能夠有較多的交叉和影響，有利于思維方式和知識(shí)的交叉融合。同時(shí)，在不影響正常授課的情況下，感興趣的教師和研究生也可以到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研工作。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以最大化地有效利用現(xiàn)有資源，重要的是改變了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上被動(dòng)化、程式化的學(xué)習(xí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。另外，長(zhǎng)春理工大學(xué)還采用了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段，學(xué)生可以在網(wǎng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，通過(guò)多媒體課件，了解實(shí)驗(yàn)基本原理、知識(shí)點(diǎn)闡述、完成思考題分析、實(shí)驗(yàn)安全問(wèn)題，還可以結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)儀器了解基本元器件的參數(shù)、基本使用及維護(hù)。多媒體輔助教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制度的實(shí)施克服了學(xué)生將大量時(shí)間花費(fèi)在寫(xiě)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告上，以及預(yù)習(xí)時(shí)因看不到實(shí)驗(yàn)儀器而導(dǎo)致一知半解的問(wèn)題，使教師在課堂上的講解可以更加精練、更突出重點(diǎn)，也相應(yīng)延長(zhǎng)了學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，物理實(shí)驗(yàn)課整體的效率得到很大提高。

四、固體激光器綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)

長(zhǎng)春理工大學(xué)固體激光器專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)室自籌建以來(lái)承擔(dān)了多項(xiàng)教學(xué)任務(wù)，主要有理學(xué)院光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生的專業(yè)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文、科研訓(xùn)練、大學(xué)生科技創(chuàng)新競(jìng)賽，全校相關(guān)專業(yè)的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)以及激光技術(shù)專業(yè)方向碩士研究生的培養(yǎng)。長(zhǎng)春理工大學(xué)固體激光器專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)支持的基本實(shí)驗(yàn)見(jiàn)上表。

五、專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)取得的成果

長(zhǎng)春理工大學(xué)固體激光技術(shù)實(shí)驗(yàn)室自建立以來(lái)，已經(jīng)取得了豐碩的成果，在教學(xué)上，承擔(dān)了大量專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，近年來(lái)指導(dǎo)本科論文近百篇，而且多篇選入長(zhǎng)春理工大學(xué)校優(yōu)秀畢業(yè)論文。同時(shí)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，多次參加大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽并獲得優(yōu)異成績(jī)。實(shí)驗(yàn)室除了完成教學(xué)任務(wù)外，還自主研發(fā)了教學(xué)儀器，銷往國(guó)內(nèi)多所院校，參與產(chǎn)品研發(fā)的學(xué)生可以作為技術(shù)人員為合作單位進(jìn)行培訓(xùn)，講解儀器的使用和維護(hù)，這不但為學(xué)生提供了一個(gè)鍛煉機(jī)會(huì)，更是為他們提供了一個(gè)展示自我的平臺(tái)，已經(jīng)有合作單位優(yōu)先錄用了長(zhǎng)春理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室畢業(yè)的學(xué)生，并表示這些學(xué)生走上工作崗位后，不僅理論知識(shí)扎實(shí)，動(dòng)手能力強(qiáng)，更具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

實(shí)驗(yàn)室不僅對(duì)全校師生開(kāi)放，對(duì)外也多次接待來(lái)自兄弟院校考察組的調(diào)研訪問(wèn)。2008年6月，美國(guó)紐約州立大學(xué)的赫光生教授來(lái)訪理學(xué)院，參觀了固體激光器綜合實(shí)驗(yàn)室，給予了很高的評(píng)價(jià)，并在長(zhǎng)春理工大學(xué)選派優(yōu)秀的研究生到美國(guó)州立大學(xué)進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)。2009年7月，實(shí)驗(yàn)室與美國(guó)海洋光學(xué)集團(tuán)中國(guó)分公司建立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，以“相互學(xué)習(xí)、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、共同提高”為基本原則，利用企業(yè)的先進(jìn)設(shè)備優(yōu)勢(shì)和學(xué)校人員優(yōu)勢(shì)，建立共享的研發(fā)平臺(tái)。

“理工融合”是高等理工科教育中的一個(gè)新的、重要的課題，而理工類高校中的理科生專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)尤其重要，實(shí)驗(yàn)教育對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力具有特殊作用。根據(jù)科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需要，為了培養(yǎng)融知識(shí)、能力、素質(zhì)為一體的理工融合型創(chuàng)新人才，長(zhǎng)春理工大學(xué)對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行了整合，建立了綜合的、開(kāi)放的、集產(chǎn)學(xué)研為一體的創(chuàng)新專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。汲取歷史的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，長(zhǎng)春理工大學(xué)科學(xué)地對(duì)專業(yè)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行定位，認(rèn)識(shí)和處理好二者之間的關(guān)系，促進(jìn)理工互動(dòng)和理工融合，向培養(yǎng)具有理科基礎(chǔ)和技術(shù)應(yīng)用能力的復(fù)合新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)邁進(jìn)了一步。

［1］ 韓玉芬.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)——理工融合的實(shí)踐教育模式［J］.北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2004，6（2）：75-80.

［2］ 王葵如.亦理亦工專業(yè)試點(diǎn)改革的研究與實(shí)踐［J］.北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2004，6（1）：65-67.

［3］肖井華.“理工融合”的物理實(shí)驗(yàn)課程改革［J］.北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2003，5（4）：59-62.

［4］ 羅意平，潘迪夫.專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2002，21（3）：16-18.

Construction and Exploration on Experimental Teaching Platform in University of Science and Technology

LI Shuang，DING Yun-feng

In accordance with the education model of“combining science with engineering”，this paper aims at reforming and exploring the professional experiment teaching system for science students in the colleges of science and technology.It analyses the shortcomings of the old experimental teaching system.It is proved by the teaching practice that the application effect of the platform is satisfactory and it has achieved all its prospective constructive goals.

combining science with engineering；professional experimental teaching；independently innovative

G642.423

A

理工融合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐（吉林省高等教育教學(xué)研究課題）

李霜（1978-），女，碩士，講師，研究方向?yàn)樾滦凸怆姽δ懿牧稀I(yè)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。