研究生課程“現代測試技術實驗”的教學改革實踐

劉國福， 李 慧， 熊 艷

(國防科技大學 a.機電工程與自動化學院; b.人文與社會科學學院，湖南 長沙 410073)

0 引 言

實踐能力是研究生培養質量的重要指標，也是研究生具備自主創新能力的重要基礎。而研究生實驗教學是提升研究生實踐能力的重要途徑[1-2]。大量的事實證明，研究生實驗技能的高低，決定其科技創新水平的高低。如何提高研究生培養質量，營造良好的科研環境，促進研究生科技創新能力的提高，成為當代研究生教育工作者的主要課題[3-7]。

國防科技大學為加強研究生實踐能力的培養，要求理工類研究生必須完成2學分獨立設置的專業實驗課。儀器科學與技術系承擔著學校儀器科學與技術一級學科的學科建設和人才培養任務，自2002年起就開設了針對提高研究生動手能力的實踐環節必修課程“現代測試技術實驗”。開課的目的是通過實驗設計，啟發學生的創新思維；通過系統實驗，提高學生獨立解決實際問題的能力。經過十來年的摸索、改進，通過課程內容的設置、教學方法的改革，使得實驗課收到了較好的效果。下面筆者依據從事該課程教學與實驗的工作積累，談談在該課程教學改革方面的探索與認識。

1 教學改革主要內容

1.1 課程模式與教學內容改革

傳統的課程設置與教學模式為：① 以理論課教學為主、實驗教學為輔，少數選修課甚至根本不做實驗。這種模式往往使理論與實際脫節，不利于培養學生的工程實踐與技術創新能力；② 理論課、實驗課單獨設課，這種方法表面看起來是強調了實驗環節，但是兩者之間融合、協調、溝通不夠，缺少系統性，實踐效果經常事倍功半，有時對教學資源是一種浪費[8]。

“現代測試技術實驗”課程具有技術先進、發展迅速、實踐性強等特點，我們采取的教學模式既不同于理論課、又不同于實驗課，也不同于技術培訓班，而是一種結合各自優點的新型教學模式。具體教學內容安排與教學模式為：在36學時的課程總學時中，課堂講授12學時，設計性、創新性實驗20學時，研討課4學時。課堂講授的12學時中，現代測試系統技術現狀與發展趨勢2學時，測試系統的動、靜態測試方法2學時，測試系統與儀器2學時，現代測試理論2學時，總線技術與虛擬儀器2學時，現代測試系統設計方法2學時。在20學時的實驗與工程設計時間中，安排了基礎實驗內容為4～8學時，而12～16學時為設計性、創新性實驗，這種教學模式比較適合應用廣泛的先進通用技術類研究生課程教學，可在較短的時間內，迅速有效地提高學生的理論水平、工程實踐與創新設計能力。4學時的研討課教學則可以充分挖掘課程參與者(學生和教師兩個方面)的學理潛能，最大限度地進行認知互動，從而深化對課程主題的認識，實現學術交流的最佳效果，達到“學有所獲，教學相長，日學日進”的教育境界。

1.2 教學方法和手段改革

改變以往只有課堂教師講授的教學方式，學習西方發達國家一流大學的研究生課堂組織方式，積極引導學生開展自主研討[9-10]。研討內容的確定采用以下兩種方式交叉進行：① 授課教師根據不同教學環節指定研討內容，并下發討論提綱，學生根據提綱課外準備，然后集中討論，闡述自己對指定議題的看法；② 由學生根據課程大綱規定的內容范圍，選定自己感興趣的相關議題，提交課堂進行討論。首先是學生闡述其中的科學技術問題和相應解決措施和方法，再由其他的同學進行提問、辯論和反駁。在教學方式上我們采取了以下幾種方式：完善課上演示實驗條件，使授課內容“形象化”；合理安排講授、研討和實驗3個教學環節；將傳統的板書教學和現代多媒體教學手段有機結合起來；樹立以人為本、興趣牽引實驗、實驗帶動創新的理念，充分調動學員的積極性；建立“現代測試技術實驗”課程網站，充分發揮網絡的作用，增強老師與學員的交流。

1.3 分層次模塊化實驗教學

參加“現代測試技術實驗”課程學習的學生來自于全校航空航天與材料學院、機電工程與自動化學院、電子科學與技術學院、光電學院等4個學院的不同學科，有應屆的本科畢業生、工作多年再考取的研究生(有一定實踐經驗的人員)以及部分在職進修人員，這些學生的水平相差很大，使得課程教學內容安排、教學重點與進度都難以掌握。實踐中，我們采用了分層次模塊化的實驗教學方式。① 我們以儀器科學與技術學科的學生知識基礎為參考進行課堂教學，統一施教，但對不同學科專業的學生提出了不同的要求。② 在實驗課部分我們將實驗內容分為基礎實驗、系統設計實驗和創新設計部分；③ 根據每個學生的知識基礎、學科與科研方向、學生意愿，把全部學生分別組合成多個實驗小組，根據不同的培養任務來完成相應的實驗內容。我們特別鼓勵學生結合學位論文課題、科研項目進行創新設計，現已有部分研究生將專題實驗與其所做課題結合起來綜合考慮，取得了較好的效果。這種分層次模塊化教學方式既有利于基礎好的學生更深入地鉆研，也有利于基礎一般的同學循序漸進、由淺入深地學習，從而提高了學生的學習興趣與積極性。近兩年的實踐表明，這種教學方式適合于不同學科、不同基礎的學生學習，增強了學生的獨立工作能力，優化了教學資源，大大提高了教學效果[11]。

1.4 科研與教學良性互動，豐富學生創新實踐內容

任課老師大多同時主持或參與了多項國防科研項目或基礎研究項目，具有豐富的科研實踐經驗。近年來，我們將一大批科研成果中的成熟關鍵技術編入教材或作為案例，充實豐富教學內容。通過科研經歷的生動講述，使學生了解現代武器裝備對傳感器與測試技術的迫切需求。這樣就大大提高了學生的學習興趣和熱情，也使得課程具備了明顯的軍事特色。同時，一批高水平科研成果運用于實驗開發與建設以及學生的創新實踐，充分發揮了科研對教學和人才培養的促進作用。同樣，學生的創新思維和思想也給任課老師以極大的啟示，2003年至今課程組老師連續申請到現代測試技術有關的國家自然科學基金項目6項，充分體現了教學與科研、教師與學生之間的良性互動。

1.5 改革考試辦法，重在考核能力

研究生階段的教學方法與考試方法均與本科生階段有很大的不同[12-15]。本科生階段主要強調基本知識和基本訓練，而研究生階段更強調素質和能力的培養。包括：動手能力、工程實踐能力、實踐中運用理論知識解決實際問題的能力、相互合作能力和總結表達能力等。像本科生那樣只進行筆試已經不適合對研究生的諸多能力的考核，尤其是實驗課程。改革后的考核方式為：根據學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力及完成實驗的質量給出相應的成績，其中基礎部分實驗占40%，設計和綜合性實驗占40%，讀書報告、實驗報告和研討課占20%。綜合設計報告應該包括：方案設計、硬件原理圖、軟件流程框圖、調試中遇到的問題及心得。這種考試方法能夠盡可能地考核學生的各項能力，督促研究生有意識地加強工程實踐和創新能力的鍛煉。

1.6 改革實驗室管理機制

現代測試技術實驗室掛靠在學院儀器科學與技術學科研究生實驗中心。該中心運用全開放式管理模式，為學生自主學習、個性發展、培養創新能力提供了充裕的時間和空間，使學生成為實驗的主人、教學的主體，變被動學習為主動實踐，極大地激發學生的實踐興趣，促進學生創新思維、創新能力的發展[16]。我們還將實驗室的實驗設備和開展的項目等公開，讓研究生在自由、開放的研究環境中選擇實驗和接受專業指導。只有這樣，才能實現實驗條件的共享，實現實驗資源的動態流動，提高實驗室的使用效率，最大限度地開發研究生的科研創新能力。

2 結 語

上述教學改革措施圍繞專業理論知識、工程實踐和創新設計展開，專業知識學習與相應的實踐知識及經驗學習相統一，較好地解決了理論與實踐的二元分離，促使學生觸類旁通，將所學知識結合到今后的專業實踐中去，實現了既豐富理論學習內容、又鍛煉和提高應用與實踐能力的目標。

幾年來的教學實踐效果和學生的反饋信息來看，通過上述幾個方面的教學改革，確實激發了學生學習的興趣，拓寬了他們的學科視野，提高了他們的工程實踐能力和創新能力，真正體現了“知識、素質、能力綜合培養”，基本上達到了本門課程開設的目的。今后需要注意跟蹤當前國際先進水平，不斷修改教學內容，開發研制新的實驗，以滿足培養綜合素質高、實踐創新能力強的人才的需要。

[1] 劉麗琳, 孫久厚. 建立公共實驗平臺 培養研究生創新能力[J]. 學位與研究生教育, 2002(7/8):56-58.

LIU Li-lin, Sun Jiu-hou. Building up the public experiment system to cultivate postgraduates’ creative ability[J]. Academic Degrees & Graduate Education, 2002(7/8):56-58.

[2] 鄭冬梅, 王 悅. 構建研究生實驗教學體系，培養研究生創新能力[J]. 實驗技術與管理, 2010, 27(5):146-147.

ZHENG Dong-mei, WANG Yue. Constructing postgraduate experimental teaching system and cultivating postgraduate innovation ability[J]. Experimental Technology and Management, 2010, 27(5):146-147.

[3] 郁翰萍. 培養研究生的創新能力 完善研究生的實驗教學[J]. 實驗室研究與探索, 2005, 24(6):88-89.

YU Hang-ping. Training graduate students’ innovation ability and perfecting graduate students’ experimental teaching[J]. Research and Exploration in Laboratory, 2005, 24(6):88-89.

[4] 于振江, 嚴國光, 鄭維潔. 進一步加強教學實驗室的建設與管理[J]. 實驗技術與管理, 1998, 15(4):34-37.

YU Zhen-jiang, YAN Guo-guang, ZHENG Wei-jie. Enhance the construction and management of laboratories further[J]. Experimental Technology and Management, 1998, 15(4):34-37.

[5] 趙卿敏. 我國研究生培養質量的現狀分析與對策建議[J]. 學位與研究生教育, 2000(5):26-30.

ZHAO Qing-min. The present situation and corresponding Countermeasures and suggestions of the postgraduate cultivation quality[J]. Academic Degrees & Graduate Education, 2000(5):26-30.

[6] 何克抗. 21世紀以來教育技術理論與實踐的新發展[J]. 現代教育技術, 2010,19(10):5-14.

HE Ke-kang. The new development of theory and practice in educational technology since 21 century[J]. Modern Educational Technology, 2010 ,19(10):5-14.

[7] 閆連山, 潘 煒, 羅 斌, 等. 結合前沿實驗研究提高研究生培養質量的探索[J]. 實驗技術與管理, 2011, 28(3):5-6.

YAN Lian-shan, PAN Wei, LUO Bin,etal. Exploration on improving training quality of graduates by combining on advanced experiment research[J]. Experimental Technology and Management, 2011, 28(3):5-6.

[8] 王友仁, 姚 睿, 洪春梅, 等. 深化課程教學改革 探索工科研究生工程實踐與創新能力的培養[J]. 電氣電子教學學報, 2004, 26(3):22-25.

WANG You-ren, YAO Rui, HONG Chun-mei,etal. The course reform to improve the students’ practicing and innovative ability[J]. Journal of Electrical & Electronic Education, 2004, 26(3):22-25.

[9] 劉國福, 李 慧, 張 玘, 等. 研究生課程研討式教學初探[J]. 高等教育研究學報, 2009, 32(1):37-38.

LIU Guo-fu, LI Hui, ZHANG Qi,etal. An investigation on teaching experience of seminar in postgraduate course teaching [J]. Journal of Higher Education Research, 2009, 32(1):37-38.

[10] 沈文捷, 朱 強. Seminar教學法: 研究生教學的新模式[J]. 學位與研究生教育, 2002(7/8):43-47.

SHEN Wen-jie, ZHU Qiang. Seminar—Teaching mode for Postgraduates[J]. Academic Degrees & Graduate Education, 2002(7/8):43-47.

[11] 陳則王, 王友仁. 改革實驗教學 培養工科研究生工程實踐和創新能力[J]. 電氣電子教學學報, 2003, 25(6):109-112.

CHEN Ze-wang, WANG You-ren. Training the originality of engineering graduates through experimental course[J]. Journal of Electrical & Electronic Education, 2003, 25(6):109-112.

[12] 劉國福, 李 慧, 熊 艷. 研究生課程微弱信號檢測技術的考核方式探析[J]. 中國教育技術裝備, 2012(30):20-22.

LIU Guo-fu, LI Hui, XIONG Yan. An investigation of assessment methods of postgraduate course detection of weak signal[J]. China Educational Technique & Equipment, 2012(30):20-22.

[13] 曹 雷. 研究生課程考核方式及研究生質量保障體系研究[J]. 技術與創新管理, 2010, 31(4):487-490.

CAO Lei. Assessment methods of postgraduate courses and quality control systems[J]. Technology and innovation management, 2010, 31(4):487-490.

[14] 吳家國.關于改進碩士生課程管理的幾點建議[J]. 學位與研究生教育, 2005(4):25-29.

WU Jia-guo. Some suggestions on the improvement of graduate courses management[J]. Academic Degrees & Graduate Education, 2005(4):25-29.

[15] 涂 丹. 研究生專業課程考核的幾點思考[J]. 文教資料, 2007(5):43-44.

TU Dan. Some considerations of the examination of postgraduate major courses[J]. Data of Culture and Education, 2007(5):43-44.

[16] 鄺溯瓊, 楊定新, 陶利民. 開放式研究生綜合實驗中心的探索與實踐[J]. 實驗室研究與探索, 2012, 31(3):109-111.

KUANG Su-qiong, YANG Ding-xin, TAO Li-min. Exploration and practice on open graduate integrated experimental centre [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2012, 31(3):109-111.