基于卓越工程師培養的實驗教學示范中心建設

范小春, 馮仲仁, 李書進

(武漢理工大學 土木工程與建筑學院， 湖北 武漢 430070)

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基于卓越工程師培養的實驗教學示范中心建設

范小春, 馮仲仁, 李書進

(武漢理工大學 土木工程與建筑學院， 湖北 武漢 430070)

基于土木工程卓越工程師培養，從目標定位、體系建設和資源建設3方面系統探討了“十二五”國家級實驗教學示范中心建設思路，構建了四層次實驗教學體系、“2-1-2”實驗開放實踐基地體系和多成分的考核和評價體系，探討了高水平實驗教學團隊資源和科研教學資源的共享機制和建設方案，為實現卓越人才培養奠定基礎。

實驗教學示范中心建設； 卓越工程師； 土木工程學科； 實驗室創新

自2010年起，教育部聯合國務院有關部門、行業協(學)會和部分企業實施“卓越工程師教育培養計劃”[1-2]；2012年，教育部啟動“十二五”國家級實驗教學示范中心建設[3-4]。這些都是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010—2020年)》的重大舉措，對培養創新能力強、適應社會發展需要的工程卓越人才意義重大[5-6]。

在卓越工程師教育培養計劃的大環境下，如何發揮國家級實驗教學示范中心在卓越人才培養中的作用，是高校實驗室建設者關注的熱點問題。本文以土木工程相關學科為研究對象，從目標定位、體系建設和資源建設3方面探討“十二五”國家級實驗教學示范中心的建設思路。

1 建設目標

武漢理工大學以土木工程一級學科優勢專業為基礎，凝聚土木建筑學科湖北省實驗教學示范中心、硅酸鹽建筑材料國家重點實驗室、道路橋梁與結構工程湖北省重點實驗室等3個教學科研基地、1個企業資源(武漢理工大學設計研究有限公司)，形成優質資源融合、教學科研協同的實驗教學新模式，建立適應創新人才成長和卓越工程師培養的創新實驗體系。以實施卓越工程師計劃為契機，與企業共建創新實驗實踐基地，探討科研引領教學、企業支持教學的人才培養機制，探索實驗室建設和實驗教學改革方向。

根據我校土木工程專業人才培養的定位，確立了以學生為本的實驗教學理念，把掌握知識、培養能力、提高素質貫穿于實驗教學全過程，按照“強化基礎型實驗、開拓研究型實驗、培育創新型實驗”的原則[7]，積極創新實驗教學中心的建設，既提高實驗教學資源的使用效益，又促進學科專業的交叉融合，為培養高質量卓越人才提供實驗平臺。

通過“十二五”建設，使實驗中心建成實驗教學體系科學、資源配置優化、運行管理規范、創新氛圍濃厚，能引領土木工程學科實驗教學發展、具有國內領先水平且與國際接軌的實驗實踐教學示范中心，成為面向全校、全省、全國土木工程及相關專業學生開放的工程結構創新實驗和研究探索的卓越人才培養基地。

2 基于卓越工程師培養的實驗教學體系建設

2.1 建立四層次的實驗教學新體系

在實驗中心建設的實踐中，按照“統籌、綜合、研創、開放”的原則，始終沿著“知識—能力—素質”的這一主線，突出材料、結構、制備、性能4個要素和學科交叉的特點，整合、優化實驗內容，形成了與理論教學體系相適應的四層次實驗教學新體系。

2.1.1 學科基礎實驗

建設目標：要求掌握土木工程學科基本知識，具備較好的工程實踐意識。

實驗課程：①建筑材料基礎實驗；②混凝土強度試驗；③鋼筋拉伸試驗；④電阻應變測試實驗。

2.1.2 專業綜合實驗

建設目標：要求掌握不同結構的受力性能，聯系工程實際，突出組成、結構、制備、性能之間的關系。

實驗課程：①鋼梁承載力試驗；②混凝土梁的彎曲試驗；③土的三軸壓縮試驗；④橋梁性能檢測與評價試驗；⑤路面質量評估實驗；⑥大型橋梁結構振動試驗；⑦隧道工程監測試驗

2.1.3 能力拓展工程實訓

建設目標：能結合工程應用，改善材料使用性能，測試實際工程的結構或構件，強化技能、拓展能力。

實驗課程：①建筑材料及應用實驗；②鋼筋混凝土簡支梁鋼筋銹蝕測定；③鋼筋混凝土結構鋼筋保護層測定；④鋼筋混凝土短柱承載力試驗；⑤磚砌體軸心抗壓強度試驗；⑥樁基動測試驗。

2.1.4 科技創新實驗

建設目標：針對工程項目，查閱文獻資料，針對創新內容進行分析，培養創新能力和工程實踐能力。

實驗課程：①大型儀器操作項目；②大學生科技創新項目；③學科競賽；④開放實驗項目；⑤導師制項目；⑥與工程相關的科研項目。

2.2 建設開放的實驗實踐基地

根據實驗教學新體系的要求，實驗中心構建了2個學科基礎實驗平臺、1個專業共享實驗平臺和2個工程實訓平臺的“2-1-2”開放實驗實踐基地，創造良好的卓越工程師培養環境和實驗條件。實驗中心加大了對基礎實驗設備的投入力度，通過優化配置、調整布局，補充和更新安全環保設施、裝置，深度整合與優化科研資源，提高實驗設備水平。

2個學科基礎實驗平臺——土木工程材料基礎實驗平臺和結構性能測試實驗平臺。通過這2個平臺，學生可以學習土木工程材料和結構實驗的基本方法，掌握土木工程材料和結構性能，培養工程實踐和科學研究的能力。

1個專業共享實驗平臺——工程構件及結構設計共享平臺。該平臺支撐土木工程、工程管理、建筑節能技術與工程等專業的創新實驗教學，重點建設土木工程結構實驗室、土木工程材料實驗室、巖土工程實驗室和道路與橋梁工程實驗室[8]。學生經歷工程結構的設計、制作和實驗的全過程，有助于提高實驗設計能力，提高知識、技能和應用的綜合培養。

2個工程實訓平臺——能力拓展工程實訓平臺和實驗實踐基地平臺。能力拓展工程實訓平臺是適應交叉學科發展需要、針對卓越工程師培養需要而建設的校內實踐基地，用以支撐土木工程、建筑節能與技術等專業結構設計等較大型工程訓練實踐環節的教學。學生通過實訓，熟悉結構設計的基本原理和工藝技術，打下良好的實踐基礎。實驗實踐基地平臺是為卓越工程師培養和國家戰略性新興產業人才培養的需要而建設的校外實踐基地。該基地平臺是與中南建筑設計院股份有限公司、中國輕工業武漢設計工程有限責任公司、中信集團武漢市建筑設計院、中建三局第二建設工程有限責任公司、武漢地產開發投資集團有限公司、武漢地鐵集團有限公司、武漢中漢巖土工程技術開發公司等企業合作共建的產學研基地和實驗實訓基地，是實驗與工程無縫連接的平臺[9]。

2.3 建立多成分的考核和評價體系

考核和評價體系是檢查學習和訓練效果的一種手段，可以激勵學生學習的積極性和主動性[10]。

(1) 基于過程控制的實驗課程考核方式。在實驗課程教學中，除實驗報告外，更注重對學生參與過程的管理，關注實驗中參數設置與結果分析，強調實驗過程中的個人實際收獲。

(2) 強調能力的多成分評價手段。在課外實踐及創新實驗教學中，改變原來主要對結果進行考核的方法，注重知識的應用和解決問題能力的考核評價。如“大型儀器操作”實踐環節的考核主要是考核對儀器原理的理解、平時的質疑情況、操作表現和答辯質量等4個方面，主要考查學生的知識綜合應用能力、動手能力、表達能力、獨立思考和解決問題能力，教師對主動質疑的學生予以鼓勵。

(3) 注重效果的分階段評價方法。在“能力拓展訓練”實踐課程中，通過方案設計—小組答辯—作品制作等幾個階段對學生的表現進行評判，不同階段設定不同的權重。通過考核，調動學生的主觀能動性，鼓勵學生在實踐過程中創新。

3 基于卓越工程師培養的實驗中心資源建設

3.1 建設高水平實驗教學團隊

培養卓越工程師，需要有一支隊伍穩定、結構合理、有企業專家參與，集教學、管理、創新為一體的高水平實驗教學團隊[11]。

(1) 專職和兼職人員同聘，引進有豐富工程經驗的企業專家。改變一名教師教一門課的方式，按實驗項目組成課程教學團隊，由高水平的教授擔任負責人，由企業專家、指導教師和實驗人員共同實施實驗教學。

(2) 引進和培養并舉，提高實驗教授素質。基于卓越工程師培養要求，有計劃地引進學歷層次高、工程實踐能力較強的專職實驗人員，提高實驗教學水平。通過實驗中心內部培訓、校內培訓和校外培訓等多種途徑，提升實驗人員的業務技能和工程素質。

(3) 提升青年教師的國際化能力和工程實踐能力，鼓勵和積極安排教師到企業實踐，參與企業的技術升級、改造，提高教師的工程素質與實踐能力。在國際化能力方面，創造條件使青年教師有機會在國外知名大學和研究機構從事一年左右科學研究。

3.2 建設科研與教學資源共享機制

3.2.1 以研究項目為依托，完善課外創新訓練模式

借助大學生創新訓練計劃、開放實驗室基金、學科競賽等，全面推行“導師制”[12]；根據教師的科研項目，開展大學生科技創新計劃項目和開放實驗項目，以高質量的科研活動帶動課外科技活動。學生可以選擇導師和進入課題組，在進行基礎技能訓練之后，結合導師的科研課題申請大學生創新訓練項目，開展自主創新訓練。學生也可以自主選擇研究方向，根據研究內容選擇在實驗中心或者科研基地完成項目的研究。

3.2.2 實驗室管理改革及開放機制

改革大型儀器設備管理辦法，建立團隊負責的工作機制。充分利用人員和設備資源，合理劃分測試室，以“室”構建實驗教學團隊，并設置科學研究型和實踐創新型的指導教師崗位，加強團隊內部的協調與合作；主要人員實現一人多機，主要設備實現一機多人，使設備資源得到高效、高水平的利用。建立與高水平科研團隊合作的機制，充分發揮實驗中心關鍵設備的服務作用。

改革人員管理辦法，實施崗位目標管理；改革年終考核分配制度，統籌測試、教學、科研，實施分類管理與考核。

建立大型設備測試預約管理系統，完善實驗室開放管理制度，為師生網上預約測試和大型儀器開放運行提供保證。

3.2.3 建立多元化的科研設備共享管理模式

(1) 以實驗中心為主體的管理模式：適用使用頻率不高，但具有共享價值的儀器設備，由實驗中心維護、使用和管理，提供教學服務和對外測試工作。提供設備的課題組可得到免費和優先測試服務。

(2) 實驗中心與課題組共管模式：對課題組使用率較高，但仍有較大對外服務潛力的測試設備，由實驗中心與課題組共管。由課題組提出對外服務的固定時間段，在對外服務時段由測試中心人員使用，對外服務、支撐教學。設備的維護、維修費用由中心與課題組按使用時段比例共同承擔。

(3) 以課題組為主體的管理模式：對課題組使用率很高，但仍愿意對外服務的測試設備，完全由課題組維護、維修、使用、承擔教學任務，中心根據設備特點及其共享情況，補貼部分維修費和教學工作量。

4 結束語

以“學生為本”的實驗教學理念為中心、以“強化基礎型實驗、開拓研究型實驗、培育創新型實驗”為原則，以“知識—能力—素質”為主線，我校土木工程實驗室建設和實驗教學改革有了切實可行的努力方向。

四層次實驗教學新體系，既能讓學生具備較好的工程實踐意識，又能培養學生的創新能力和工程實踐能力；開放的實驗實踐基地布局，既能讓學生掌握土木工程材料和結構實驗的基本方法，又能為學生熟悉結構設計的基本原理和工藝技術打下良好的實踐基礎；多成分的考核和評價體系，既能提高學生的綜合應用能力，又能調動學生的主觀能動性、鼓勵學生在實踐過程中的創新。科研與教學資源的共享機制與合理結構，集教學、管理、創新為一體的高水平實驗教學團隊則為上述構想提供了堅實的后盾。

References)

[1] 姜文鳳，高欣.“十二五”國家級實驗教學示范中心建設與思考[J].實驗技術與管理，2013，30(5):5-7.

[2] 教育部啟動實施“卓越工程師教育培養計劃”：面向工業界、面向世界、面向未來,培養卓越工程師后備人才[J].中國大學教學，2010(7):4-5.

[3] 教育部高等教育司．關于開展“十二五”高等學校實驗教學示范中心建設工作的通知[EB/OL].(2012-03-15)[2014-07-25].http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/A08_sjhj/201203/133068.html.

[4] 張文桂．實驗教學示范中心建設的思考與實踐[J]．實驗技術與管理，2008，25(1):1-4.

[5] 朱亞林，高飛，卞步喜.“土木工程專業卓越工程師”人才培養模式下的教學管理體制研究[J].科技創新與應用，2012,30(11):291.

[6] 李方慧，趙永江，孟凡.基于卓越工程師教育計劃的土木工程專業教學改革[J].高等建筑教育，2012，21(6):40-42.

[7] 杜明輝，葉朝良，劉鵬.國家級實驗教學示范中心建設的研究與實踐[J].實驗技術與管理，2011，28(7):130-134.

[8] 劉寶臣，包惠明，肖明貴，等.“桂林工學院建筑工程檢測與實驗中心”建設實踐[J].高教論壇，2002(5)：85-87.

[9] 康俊濤.國家特色專業實踐教學改革研究：以土木工程專業為例[J].黑龍江高教研究，2013(4)：165-167.

[10] 趙國冬.實驗創新與大學生創新能力的培養[J].計算機教育,2009(8):30-31.

[11] 蔡熾，蔡炳新，郭棟才，等.以培養創新型人才為宗旨,全面提升國家級實驗教學示范中心建設水平[J].實驗技術與管理，2008，25(2):107-109.

[12] 謝峻林，馮小平，金明芳，等.深化改革創新實驗教學示范中心建設[J].實驗室研究與探索，2013，32(2):123-127.

Construction of experimental teaching demonstration center based on excellence engineer training

Fan Xiaochun， Feng Zhongren， Li Shujin

(School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China)

Based on the excellent engineers training, from three aspects of target construction, system construction and resource construction, the construction thoughts of “12th Five-Year Plan” national experimental teaching demonstration center are discussed on civil engineering and other related disciplines. Four-level experimental teaching system, “2-1-2” open practice base system and multi-component assessment and evaluation system are established. Construction schemes of high level team of experiment teaching resources and scientific teaching resources sharing mechanism are discussed. It lays the foundation for the implementation of outstanding talent cultivation.

construction of experimental teaching demonstration center； excellence engineer； civil engineering discipline； laboratory innovation

2014- 06- 30

湖北省高等學校教學研究項目(2011014)；第六批高等學校特色專業建設點(TS12276)(教高函〔2010〕15號)；“卓越工程師培養教育計劃”試點專業建設(教育部教高[2011]1號)

范小春(1975—)，男，江西南昌，博士，副教授，土木工程系副主任，主要從事土木工程教學與研究.

E-mail：fxcfree@126.com

G642

A

1002-4956(2015)2- 0149- 03

實驗教學示范中心建設