一體化創新實驗教學體系研究

張弛 岳秀萍 田琦 李晉

摘 要：實驗教學是各種專業教學中的重要內容，它對于學生接觸工程技術實際、提高動手能力，增強學生就業能力具有不可替代的作用。但傳統的實驗教學體系過于單一化，不利于教學效果的提高。建立新型一體化創新實驗教學體系，可以為工科大學的創新型人才培養提供新的思路。

關鍵詞：一體化；創新；實驗教學；教學體系

實驗教學是實踐教學的重要內容，它與學生實際操作能力的提高密切相關。做好這一工作，不僅僅是為了更好地完成教學任務，更有利于培養學生通過實驗發現問題的能力，有利于學生擺脫我國基礎教育中普遍存在的“不會思考、不會發現、不會應用”的瓶頸。隨著美麗中國、和諧社會的構建，以及節能減排、節約型社會、循環經濟目標的推進，工程應用行業急需大量的技術型高級人才。為了適應新形勢，國內外教育界在實驗教學方面進行了廣泛深入的改革。本文提出了一體化創新實驗教學體系，為工科大學的創新型人才培養提供了新的思路。

一、實驗教學改革現狀

國內在實驗教學方面的改革主要集中在實驗課體系的改革，創新型實驗、自主性實驗、開發性實驗的引入等方面。通過實驗教學，可以有效培養學生的實踐和創新能力。為了避免以往單一實踐教學模式的弊端，研究者嘗試了分層次、分目標、多元化的實踐教學模式，這種教學模式對教學手段、考評方式等方面均提出了新要求。

傳統的實驗教學體系存在很多不足。如給排水專業，實驗課的設置大多是單純為課程配套，而不能滿足學科的知識體系要求，也不能滿足給排水專業的工程應用要求，實驗工藝模型的系統化水平差。大多數演示模型由于造價制約，導致廠家在設計安裝時嚴密性不足（控制參數不夠精確、模型比例失調），與工程現場的運行參數脫節。這樣的模型往往傾向于淺顯易懂，有利于本科生粗略了解課本知識，但恰恰因其“粗略”而常常誤導學生。現場實驗課教學安排，由于師資限制、資金限制、場地限制、器材限制，導致實驗課有很多處于因條件設課的狀態，而不是從學科知識體系的要求出發，實驗相互孤立。實驗課有很多處于相互獨立的狀態，關聯化水平不足，創新型實驗偏少。

二、新型一體化創新實驗教學體系的建立

眾所周知，當前的實驗教學應該面向新世紀的教學內容和課程改革，保留少量必開的經典驗證性實驗，增開綜合性、設計性實驗。要想建立適應形勢的新型一體化創新實驗教學體系，必須解決很多現實的問題。諸如：

1.急需通過實驗教學內容（開設實驗項目）設置的改革，解決創新型實驗偏少的問題；解決實驗課過于相互獨立、關聯度不足的問題。

2.急需建立一種成套的、成系統的“一體化”實驗工藝模型，解決實驗教具、模型系統化水平差的問題。

3.急需提高演示實驗模型的工程化精確度，解決演示模型精確度差的問題。

4.高水平的實驗課體系，應該以本科生創新型實驗、自主性實驗、開發性實驗作為努力方向。在強化基礎實驗的前提下，應該提高實驗設備的利用率，將實驗室積極向本科生創新實驗、本科生畢業論文、實驗研究開放，強化實驗設備的研究型功能。

5.增加經費投入，改進演示模型，提升演示模型的技術含量，強化設備配置。保障實驗室經費，保證實驗室面積，完善實驗教學設備的臺套數量，使實驗室教學單位更好地發揮其在教學、科研中的作用，充分發揮國家、學校對實驗中心的資金投入的效益。

以工科大學的給排水專業為例，在具體實施過程中，應注意以下問題：

1.建設“一體化的水質工程實驗教學平臺”。其含義主要包括：各種水處理工藝模型的一體化，演示模型與研究型設備的一體化，獨立型實驗課與關聯型實驗課的一體化。

2.以給排水專業的實驗課設置為基礎、以所在學校（學院）的實驗中心、以給排水系的師資力量為依托，對實驗課教學設置進行改進。實現實驗課的三化，即基礎實驗精細化、演示實驗案例化、科研實驗系統化，最終促進學生動手能力的提高，落實學用結合，啟迪學生的科研興趣和工程興趣，提高教學實效，創辦實用型的教學科研型實驗中心。

3.以給排水專業為例，實現“創新型”實踐教學體系的構建，其含義主要包括實驗模型、教具、成套設備的創新，全盤設計的給排水專業實驗課體系的創新，本科生參與自主性實驗管理機制的創新。

三、結論

建立一體化創新實驗教學體系，可以大幅度提升原有實驗工藝模型的系統化水平、工程化精確度和關聯化水平，增加創新型實驗的數量和質量；可以密切聯系工程實踐，提高實踐應用型實驗水平，增強學生適應工程實踐的能力，為工科大學的創新型人才培養提供新的思路。這種教學改革思路尤其適用于以“服務地方經濟”為特色的地方院校，或者以“工程類人才”培養為主要目標的院校。

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