依托實驗教學示范中心 加強學生實驗能力的培養

余建潮

（浙江理工大學實驗室與設備管理處，浙江杭州 310018）

依托實驗教學示范中心 加強學生實驗能力的培養

余建潮

（浙江理工大學實驗室與設備管理處，浙江杭州 310018）

實驗教學示范中心是培養學生實驗能力的重要場所，實驗能力培養是提高高等教育教學質量的重要環節。結合創建實驗教學示范中心的實踐，從實驗教學理念、構建三層實驗教學體系、優化實驗教學內容、校企共建實驗教學基地、建設學校-學院兩級實驗教學平臺和開放實驗教學方法等方面進行了詳細闡述。依托實驗教學示范中心進行的實驗取得豐碩成果，促進了學生創新實驗能力的培養。

實驗教學示范中心；實驗能力培養；實驗教學體系

“十一五”期間教育部和財政部聯合啟動了“高等學校本科教學質量與教學改革工程”項目，共批準建設了501個國家級實驗教學示范中心。同時，各地方高校加大了對實驗室建設的投入，共建設了2 931個省級實驗教學示范中心和一大批校級實驗教學中心［1］。這充分體現了我國高等教育正在逐步重視學生創新實驗能力的培養，形成理論教學與實驗教學有機結合的良好氛圍。浙江理工大學作為省屬重點建設大學擁有2個國家級實驗教學示范中心和10個省級實驗教學示范中心，逐步形成國家級、省級和校級的3級實驗教學體系。隨著高等教育質量工程的進一步深化，針對教育部提出的“實踐能力是目前人才培養中最薄弱環節”［2］這一嚴峻問題，浙江理工大學結合實際情況，深化實驗教學改革，激發學生學習潛能，依托實驗教學示范中心建設，探索了培養學生創新實驗能力的途徑［3］。

1 轉變實驗教學理念

實驗教學是人才培養過程中的重要環節，對學生實驗能力和創新精神的培養起著十分重要的作用。學校在實驗教學示范中心的建設中，遵循高等學校教育的特點與規律，把落實“實踐教學質量工程”作為學校實施“本科教育創新與質量工程”中的重要內容之一，堅持“以能力培養為核心”的實驗教學觀念，提出了“強化基礎訓練、突出實踐能力、提高綜合素質”的建設方針，在優化人才培養模式和課程內容整合的基礎上，調整理論教學時數，提高實驗教學學時比例，以強化實驗教學和進一步深化實驗教學內容與體系改革；落實實驗教學整體設計的教學改革思想，完善實驗教學體系和實驗教學平臺，加強實踐基地建設，開放實驗教學模式，全面提高綜合性、設計性和研究創新型實驗的比例［4］，組織學生參加科技競賽，提高學生的學習興趣，狠抓課程設計、畢業設計等重要實驗環節提升實驗教學質量，著力培養學生的創新實驗能力。

2 構建三層次、四模塊實驗教學體系

培養基礎扎實、專業面寬、創新實驗能力強的高素質人才是實驗教學示范中心建設永恒的目標。根據高校人才培養目標和社會對相關專業人才的實際需求，堅持實驗教學與理論教學并重、實驗教學與理論教學體系相輔相成的理念，改變實驗教學長期依附于理論教學的被動地位，將原來依附于理論課的實驗課獨立出來，建成相對獨立的實驗課程，實現實驗課程的全面覆蓋和全程覆蓋，并結合不同專業培養的需要和不同學生個性化學習的需要對相應實驗項目提出基本型、綜合設計型、研究創新型3個層次的實驗教學體系。3個層次的實驗項目分布在認知實踐、專業基本基礎實踐、綜合設計實踐和研究創新實踐4個模塊實驗教學環節當中，所起到的作用和性質各有不同，并強調學生的創新精神和實驗能力培養作為主線始終貫穿于多層次的實驗教學之中。

（1）基本型層次。包含認知實驗和專業基本基礎實驗2個模塊。認知實驗可以通過展示現有實驗項目及科研項目成果、安排到企業或實驗室走訪參觀，親身感受實際操作，了解先進設備等，主要是引導學生對專業知識有一個整體的感性認識，以及對現代科學技術在專業領域的應用和對實驗有一個感性認識，從而提高學生對專業的熱愛，確立自己在專業學習方面的努力方向和目標；專業基礎型實驗主要安排在基礎實驗課程中，比如性能測試、加工處理實驗等，培養學生的專業基本技能，對學生進行實驗基本方法和技能的訓練，鞏固專業理論知識的學習。

（2）綜合設計型層次。包含綜合設計實驗模塊，屬于提高性實驗，主要安排在專業實驗課程中，以培養學生綜合性、設計性和應用性能力的提高。實驗方式為在教師指導下，由學生對實驗的方法、手段及實驗過程進行自主設計，綜合利用各門課程的知識，解決某個相對復雜的問題。完整的實驗過程有利于培養和提高學生的綜合應用能力、科學實驗能力、動手能力、創新能力及團隊工作能力。前3個模塊的綜合功能主要是學生工程實驗能力的培養，也是創新的基礎。

（3）研究創新型層次。包含研究創新型實驗模塊，屬于個性化培養，起點高、要求高，實驗強調研究和創新。研究創新型實驗可以供學生根據自身興趣、愛好選做，實驗內容結合教師科研、畢業設計等，或結合學生各類課外競賽［5］，如“飛思卡爾杯”、“挑戰杯”等大獎賽。個性化的研究創新實驗更具有研究型、設計型和綜合型實驗的特征，讓需要選修的學生花更多的課外時間和精力，自主查閱資料、分析研究，制定實驗研究方案，并動手實施，直到分析總結完成提交實驗研究報告。

上述3個層次的實驗形成了從感性到理性、從簡單到復雜、從基礎到前沿、從知識驗證到綜合能力培養的實驗系統，也充分體現了層次性、系統性、個性化、模塊化的特點。通過在各個層次的實驗訓練過程，使學生逐步學會資料收集、儀器使用、實驗設計、實驗調試、實驗數據處理、計算機應用、綜合設計、創新設計等方法，強化學生的專業基本技能，以達到能力培養的目的。

3 整合實驗教學內容，優化實驗項目

實驗教學內容是實驗教學的核心，是保障教學質量的關鍵［6］。中心在實驗教學內容上根據專業技術的發展，積極增加新的實驗項目，刪除簡單、陳舊的實驗教學內容和各個實驗課程間的重復現象，實現各個實驗教學內容之間的有機聯系，使實驗教學內容與科研、工程、社會應用實踐密切聯系［7］，更新、豐富實驗教學內容，既包含傳統的教學內容，也融入當代技術發展的新成果，引入信息技術等現代技術，改造傳統的實驗教學內容和實驗技術方法，加強綜合性、設計性、創新性實驗，提高實驗教學學時比例，減少演示和驗證型實驗教學內容，使實驗教學的學時數占總學時數的30%左右，有的專業可達到35%。激發學生的求知欲望，改變過去只有少數學生參與的現狀，使創新實驗教學內容能吸引眾多的學生積極參與。

實驗教學示范中心圍繞實驗教學實際開展實驗教學科研，承擔多項國家級、省級實驗教學改革項目、實驗課程建設項目、實驗教材建設項目和學生創新實踐活動項目，并將科研項目直接轉化為實驗項目［8］。這些實驗內容涉及先進的分析技術，綜合性強，對于提高實驗技術水平，培養學生的實驗能力起到重要作用，如實驗教學示范中心設計的一些綜合性實驗題目：異步電動機SPWM與電壓空間矢量變頻調速系統、Novell網的硬件配置與安裝、技法練習和實物制作等，這些課題知識面廣、研究性強，使學生從實驗中可以獲得多方面的知識，加深對現代科學技術認識，達到以科研促進實驗教學內容不斷更新的效果。

4 緊密結合企業實際，搭建實踐教學基地

參與企業實驗是學生運用所學理論知識認識社會、了解社會，運用所掌握的專業技能服務社會、提高實際工作能力的重要途徑［9］。為了保證學生能夠學以致用，活學活用，實驗教學示范中心注意把實驗教學與生產實踐相結合，堅持以實驗課程教學為基礎，以生產實踐為切入口，以專業大實習為檢驗平臺，鼓勵學生假期參與社會實踐、參加各種與專業相關的科技競賽等。與省內外多家企業建立“學生校外實踐基地”，搭建了校企合作培養模式，在實驗教學內容上與企業需求對接［10］。一方面積極發布企業合作項目及學校科研項目信息供學生參考，激發學生的求知欲望，使創新實驗項目能吸引眾多的學生積極參與；另一方面專門安排不少于3周的企業實驗時間，選派部分學生在暑期或休息天去基地實習鍛煉，大力倡導和鼓勵學生參與教師的科研活動，在專業教師指導下參與企業的科研項目，主要形式是在實驗教學過程中，教師提出一些課題式實驗項目，安排學生根據自己的興趣參與其中，自主策劃、自主設計這些實驗課題，然后到科研和生產實踐中去檢驗，這種合作進行科學與研究模式，帶動了學生參與科研，拓展了學生的研究思路，提高了學生的創新思維，促進了高校與企業資源互補。

在企業實踐中，學生把自己掌握的基本技能和知識創造性地運用，提出項目開發和設計的新思路，企業挑選出實驗教學示范中心中有創意的項目，更好地解決測試、培訓、教學等方面的實際問題，讓學校成為企業科研基地，減少企業的經費投入，提高企業競爭力。同時學生以企業實踐中選定課題為依據，選擇相應的專業方向和課程，發揮實驗教學示范中心師資、場地、設備的優勢，對理論知識與企業實踐進行無縫鏈接，讓企業實踐成為現有實驗教學的強化和補充，有效地提升學生的實踐能力和創新能力，發揮實踐成果巨大的輻射作用。

5 構建學校-學院兩級實驗教學平臺

學生創新實驗能力培養需要實驗教學平臺作為重要支持和保障。傳統的實驗教學平臺在單個示范中心采用單服務器集中部署搭建而成，每個示范中心資源彼此獨立，成為信息孤島。為此學校在硬件上擁有專用服務器，利用網絡和計算機技術搭建學校-學院兩級架構的分散部署模式，即學校級負責部署校級管理平臺，處理校級所有業務流程，實現校級層面查詢統計分析功能；院級負責部署院級管理平臺、發布實驗教學示范中心資源現狀、開放實驗的預約、實驗教學管理及實現門禁、監控和電源控制三者聯動實時監控管理實驗現場的功能。在軟件上具有豐富的網絡實驗教學資源，并且一直不斷更新和添加資源，確保實驗教學平臺擁有先進的實驗教學及教學管理軟硬件系統，提高網絡共享程度。

實驗教學平臺的搭建集成了實驗教學所需信息，包括中心各實驗室功能介紹和實驗內容的介紹、學生的學習資源、師生互動環境以及開放式管理所需的管理信息。學生可以通過實驗教學平臺實現網上實驗預約、實驗文檔下載、實驗預習、實驗選課、實驗輔導和交流、實驗報告提交、實驗批改、成績查詢和進行教學效果評價等，還可以進行仿真虛擬實驗、觀看電子實驗教程和多媒體實驗教學課件，指導教師可以通過實驗教學平臺發布實驗教學信息和進行實驗教學管理。實驗教學平臺的使用為實驗中心實驗室的開放提供了條件和保障，為學生自主實驗及個性化發展提供了良好的環境，提高了學生的創新實驗能力。

6 推行課內課外開放實驗教學模式

開放實驗教學是高校人才培養的基本要求。為充分發揮學生自主性，實現個性化培養，實驗教學示范中心實行開放式管理，包括時間、空間和內容（資源）3個方面。建立了課內和課外開放相結合的形式，最大程度地實現了實驗教學示范中心的資源共享，使學生有彈性的學習時間，調動了學生的學習興趣。

（1）課內開放實驗。指導教師發布若干個實驗項目，學生可以在開放時間內自由地到實驗室做相應的實驗。在完成必做實驗的前提下，可以根據自身能力自由地選擇實驗內容，做到從單純的實驗時間的開放擴展到實驗項目、內容（實驗資源）的開放。同時實驗教學平臺全程記錄學生實驗項目的實驗時間、實驗地點、實驗內容等信息，有效跟蹤實驗教學進展的情況，指導教師全程監控實驗項目質量，在實驗教學中出現問題及時給予指導，促進了開放式實驗教學的高效進行，提高了實驗教學質量和學生的學習效果。

（2）課外開放實驗。主要是為學生提供參加各類學科競賽和學生科研的實驗條件，比如挑戰杯、新苗計劃、教師課題、畢業設計、專業設計大賽等各類競賽。教學中心實驗室全天候面向學生開放，不受課時、實驗室、實驗學時和實驗項目的限制，吸引了一大批學生對感興趣的方向開展個性化實驗與制作。自己設計，自己制作，獨立完成實驗，這樣既可解決優秀學生“吃不飽”的問題，又可實現“實時分層”教學。通過多方位的實踐，充分發揮和提高大學生潛在的綜合能力。

7 成績

實驗教學示范中心建設是一項復雜的系統工程，學校始終堅持先進實驗教學理念，緊緊圍繞創新人才培養，深化實驗教學體系的改革和實驗室管理體制的改革，成效顯著。2012年學校“物理實驗教學中心”、“紡織工程實驗教學中心”和“控制科學與儀器技術實驗教學中心”3個省級實驗教學示范中心建設點順利通過了浙江省教育廳驗收。3個省級實驗教學示范中心建設以來共開設實驗課程門數144門，實驗項目721項，綜合性、設計性、創新性實驗個數505個；教師獲國家級教學成果獎2項，省級教學成果4項，省級精品課程3門；學生獲“挑戰杯”大學生課外科技作品國家銀獎2項，銅獎3項，省級特等獎1項，一等獎5項，二等獎5項，三等獎5項，省大學生物理實驗技能競賽一等獎3項，二、三等獎各8項，其它各類獲獎31項，本科生授權專利3項，本科生發表研究論文27篇。

8 結束語

通過實踐，我們深深體會到實驗教學理念、實驗教學體系、實驗教學內容、實踐教學基地、實驗教學平臺和實驗教學方式都是提高實驗教學質量、培養學生創新實踐能力不可忽視的關鍵環節。依托實驗教學示范中心平臺，實現了實驗教學與理論教學相結合、實驗教學與就業創業技能培訓相結合、實驗教學與課外創新、實踐活動相結合的“3個結合”實驗教學新模式，調動了學生學習能動性，激發了學生的學習熱情，提高了實驗教學質量，促進了學生知識綜合運用能力、實驗能力和創新能力的培養和提高。

（References）

［1］孔鵬.高校文科綜合實驗教學中心開放實驗教學的研究［J］.實驗技術與管理，2012，29（6）：130-131.

［2］李玉東，劉景艷，閻有運.依托實驗教學示范中心培養工程實踐能力的探索和實踐［J］.實驗室研究與探索，2012，31（3）：105-108.

［3］吳世華，楊光明，王秋長，等.加強實驗教學示范中心建設，提高人才培養質量［J］.實驗技術與管理，2012，29（1）：4-6.

［4］教育部.實踐能力是目前人才培養中最薄弱環節［EB／OL］.［2012-08-22］.［2011-12-30］.http：／／www.china.com.cn／news／2011-12／30／content＿24291691.htm.

［5］陳愛華.實驗教學體系改革探索與實踐［J］.實驗科學與技術，2012，10（3）：54-55.

［6］王芳，李平，郭興啟.依托實驗教學中心平臺促進第二課堂的發展［J］.中國現代教育裝備，2011（11）：70-72.

［7］馬敬峰，魯保富，陸開宏.基于學生創新精神和實踐能力培養的實驗教學內容改革與實踐［J］.中國高教研究，2008（11）：92-93.

［8］杜玉霞.基于項目的本科生實踐創新能力培養研究［J］.電化教育研究，2011（5）：36-39.

［9］司佑全.省級實驗教學示范中心在科技創新人才培養中的作用［J］.實驗技術與管理，2012，29（3）：123-126.

［10］何根海，譚甲文.基于校地合作的應用型本科人才培養的改革與實踐［J］.中國高教研究，2011（4）：61-63.

Exploration and practice on cultivating students’experimental ability depending on experimental teaching demonstration center

Yu Jianchao
（Laboratory and Facility Management Division，Zhejiang Science and Technology University，Hangzhou 310018，China）

The experimental teaching demonstration center is an important place of cultivating students’experimental ability which is the key to enhance the teaching quality of higher education.Combined with the practice of constructing experimental teaching demonstration center，this article elaborates on practice teaching concepts，structuring three-layer experimental teaching system，optimizing experimental teaching content，co-constructing experimental teaching base between the university and enterprises，constructing university-college experimental teaching platform and experimental teaching methods.Depending on the practice of experimental teaching demonstration center，the innovative experimental ability of students is promoted and improved.

experimental teaching demonstration center；cultivation of experimental ability；experimental teaching system

G642.0

A

1002-4956（2013）03-0117-03

2012-09-23

杭州市哲學社會科學規劃課題成果（D12JY13）；浙江省教育廳科研資助項目（Y201226134）

余建潮（1982—），男，浙江溫州，碩士，助理研究員，科長，主要研究方向：實驗室建設和管理.

E-mail：yujianchao2005＠zstu.edu.cn