多層次、開放性、信息化實驗教學模式的探索與應用

王 倩

（武夷學院 土木工程與建筑學院，福建 武夷山 354300）

多層次、開放性、信息化實驗教學模式的探索與應用

王 倩

（武夷學院 土木工程與建筑學院，福建 武夷山 354300）

實驗教學是本科教育教學的重要組成部分，是理論教學的繼續、補充、擴展和深化，隨著近幾年社會對應用型人才需求的不斷增長，傳統的實驗教學模式已經不適合現代化高校的發展，不利于創新人才的培養，為了培養創新，適應社會的應用型人才，有必要對傳統的實驗教學模式進行改革，建立多層次、開放性、信息化的實驗教學模式.

實驗教學；多層次；開放性；信息化

1 引言

實驗教學是本科教育教學中的重要組成部分，是理論教學的繼續、補充、擴展和深化，是樹立學生工程意識、培養學生實踐動手能力和創新能力，增強學生綜合素質的重要環節.隨著社會發展和科技進步，社會對于學生的要求已經不再是以前學以致用，而是有所創新，這就要求實驗教學不僅是教授學生專業知識，同時還要培養學生實踐能力和分析問題，解決問題的能力，在這種形勢下，要求高校要改變舊的實驗教學模式，探索新的實驗教學體系和教學模式，促進學科發展和進步，培養適應社會的的產業人才.

2 傳統實驗教學存在的問題

2.1 實驗教學不受重視

在實驗課程的設置上，傳統的實驗教學，是隸屬于理論教學的，實驗內容也是依據理論課程設置的，相當于是理論課程的輔助,實驗成績也是做為理論課程的平時成績來考核的，沒有單獨的考核方式.[1]這些課程設置上的不足，導致學生不夠重視實驗，實驗教學達不到應有的成效.

2.2 實驗課程設置不合理，實驗層次低

實驗課程設置不合理，缺乏整體性，全局性，各專業課程獨立設置實驗，使得實驗內容無相關性，或內容重復.如土木工程專業的《土木工程材料》和《材料力學》這兩門課程都會安排金屬材料拉壓實驗，《土木工程材料》和《土力學與基礎工程》這兩門課都會安排材料顆粒篩分實驗，如果不是實驗室統一安排，很可能就會造成實驗內容重復.同時實驗項目設置單一，只有少數的一些驗證性實驗，沒有串聯多個專業課程的綜合設計性實驗，實驗課程層次低，設置不合理.

2.3 實驗室開放率低

傳統實驗教學內容單一，實驗室利用率低，實驗設備使用率低，學生除了課程安排的課內實驗，其他時間基本不會使用實驗室，學生想利用實驗室做實驗，沒有政策上的支持和鼓勵，使得想用實驗室而不得，削減了學生動手和創新的熱情，使得自己科研創新的想法沒處實施，而實驗室和實驗設備一直處于閑置狀態，也造成了很大的資源浪費.[1]

3 土木工程多層次、開放性、信息化實驗教學模式探索

隨著近幾年高校的發展壯大，社會對應用型人才的需求不斷的增長，傳統的實驗教學模式已經不適合現代化高校的發展，不利于創新人才的培養.為了保證實驗教學的質量，培養適應社會的應用型人才，有必要對傳統的實驗教學模式進行改革探索，建立多層次、開放性、信息化的實驗教學模式.

3.1 多層次的實驗教學體系

土木工程專業是一門實踐性，應用性很強的專業，根據土木工程專業人才培養方案，對傳統實驗教學體系進行優化和改革，更新了實驗教學內容，在原來驗證性實驗基礎上增加了綜合性，創新性的實驗內容，將實驗課程分為三個層次，基礎性實驗，綜合性實驗，創新研究性實驗.[2]基礎性實驗是本科生必須達到的實驗要求，學生根據實驗指導書的要求，在實驗老師指導下，完成實驗.綜合性實驗是在基礎性實驗的基礎上，將多個知識點揉合成一個綜合性問題，一般是老師給出一個實驗題目，學生根據所學課程，自己進行學習研究，擬定實驗方案，設計實驗方法，獨立完成實驗，得出實驗結論.[2]創新研究性實驗以結構設計大賽，大學生創新項目，教師科研課題為主，通過教師指導，使學生加入到實際工程或科研課題中，運用自己所學知識，解決實際工程問題和科研問題.

3.11 基礎性實驗

對于基礎性實驗，為了使實驗教學更規范合理，學生更重視，我們實驗室從2015級學生開始，采用基礎性實驗課程單獨設課，實行學分制，這樣就使得實驗課程與理論課程獨立分開，改變實驗課程隸屬于理論課程的狀況，建立獨立的考核體系，提升實驗課程的重要性.實驗課程作為必修課程，每門實驗課程最少12學時，最低0.5個學分，要求學生每個實驗都要自己動手完成，通過正確的實驗操作，進行實驗過程觀察，數據計算和處理，分析得出被驗證的原理或結論.最后根據自己實驗資料綜合處理，形成完整的實驗研究報告.實驗教師也根據人才培養方案不斷的調整，開發設計新的實驗項目，優化教學內容，根據土木工程專業發展趨勢，更新相對陳舊的實驗內容，引入反映新技術，新科技的內容，做到與時俱進，與工程實際接軌.

3.12 綜合性實驗

對于綜合性實驗，實驗室將原來單一知識點的實驗項目，進行優化，通過一個綜合性的問題將多個知識點聯系起來，形成一個綜合性的實驗項目，使原來單一實驗達不到的教學目標通過綜合性的實驗來完成，這樣增強了專業課程之間的聯系，使各知識點能聯系起來，提高了學生融會貫通的能力.隨著實驗室教學的深入，實驗室也更多的研究和開發新的綜合性實驗，爭取使實驗內容向廣度和深度擴展，提高實驗教學的效果，達到實驗教學的目的.

3.13 創新研究性實驗

對于創新研究性實驗，主要以結構設計大賽、大學生創新實驗和教師科研課題為主.結構設計大賽每年舉行一次，采用不同的設計題目,涵蓋大學所學的所有結構類型.2017年結構設計大賽題目為木質多層房屋抗震結構模型設計、制作和加載實驗，要求學生制作的模型既要輕巧，又要經受住振動臺模擬的各方向地震力而屹立不倒，模型沒有大的變形，這不僅考驗學生的結構和力學知識，還要求他們有比較強的動手能力.這個設計題目也是基于我國近幾年地震頻繁發生，在房屋結構設計時，要進行抗震設計的一個現實背景.在比賽中，參賽選手要求按照題目進行結構選型，并對結構模型進行力學分析并動手進行模型制作，然后在模擬地震的震動臺上進行加載施力，檢驗模型的抗震能力和變形能力.整個結構設計大賽，從構思，設計方案再到結構計算，模型制作，都是由學生團隊自己獨立完成，這就增強學生實踐創新能力和團隊合作能力，提高了學生的職業技能素質，為將來進入社會工作奠定了堅實的基礎.同時通過創新研究性實驗可以增加專業學習趣味，提高學生對于土木工程專業的熱情，培養學生的科研能力和創新探索精神.

多層次實驗教學是根據學生的特點和興趣方向由淺入深，循序漸進的實施不同的教學模式，對于大一，大二學生，集中在大學的前三個學期，主要以基礎性實驗為主，使學生通過實驗加深對所學課程的理解，掌握實驗基本原理和實驗方法步驟，重點培養學生的基本實驗技能及認真求實的態度.對于大二，大三學生，集中在大學的四到六學期，主要是綜合性實驗，重點培養學生融會貫通，學以致用，綜合運用所學知識的能力.對于大三大四學生.集中在大學七八學期，主要是創新研究性實驗，以老師科研及結構設計大賽為主，使學生最大的接近工程，盡早的接觸到高水平的科研，重點培養學生的科研素質和創新探索能力.

3.2 開放性的實驗教學體系

多層次的實驗教學體系需要實驗室開放性的教學體系配合，隨著實驗教學模式的改革，為了滿足多層次實驗教學的要求，實驗室由原來的封閉式管理轉向開放式管理.對于基礎性課程,一般采用實驗室統一安排時間，以班級為一個主體，實驗教師統一授課，統一進行實驗指導.對于綜合性實驗，一般采用選課系統，實驗室通過土木實驗教學中心網絡信息平臺，發布開放性實驗項目，開放時間，學生根據自己的時間和興趣自己選擇，進行網上預約，經實驗審核通過后，按照所預約時間進入實驗室進行實驗.對于創新研究性實驗，由于實驗時間比較長，實驗過程比較復雜，實驗室一般都是全天性開放，學生根據自己的實驗內容和實驗室空閑時間，向實驗室提出申請，具體包括實驗時間，小組成員，成員分工，實驗計劃書，實驗安全預案等，實驗室經過審核研究，認為可行通過后，學生即可進入實驗室設計完成實驗.

3.3 信息化的實驗教學體系

多層次、開放性的教學體系需要信息化的體系做基礎，隨著信息化的發展和實驗室的擴大，實驗室傳統的以紙質文件,手工記錄為主的管理漸漸不適用現在的實驗室發展，信息化的實驗教學模式逐漸提上日程.[3]開放性實驗選課，實驗室安全實時監督，儀器設備使用管理都需要細致性、實時性數據，實驗室對外開放，學生進入實驗室前的安全培訓及考核都需要信息化的實驗室來配合，這就要求實驗室管理要有一定的信息化水平.為了更好的進行實驗教學管理，實驗室建設了土木實驗教學中心網絡信息平臺，這就拓寬了學生的學習途徑.利用網絡信息平臺提供實驗課程信息及實驗教學相關資料，并通過網站平臺公布實驗中心近期開放的實驗項目及可選的開放性實驗的時間，實現網絡信息輔助實驗教學的作用，使網絡成為引導學生實驗的第二課堂.[4]

4 土木工程多層次、開放性、信息化實驗教學模式實施效果

通過這一年的實驗教學改革，學生對實驗課程的積極性和興趣逐漸高起來，學生逐漸的重視實驗，熱愛實驗，有通過實驗解決實際問題的想法和熱情.學生從傳統的實驗教學中被動實驗翻轉到自己設計，自己探索，自我為主的實驗模式，這對于動手能力，創新能力和綜合解決問題的能力的提升有很大的幫助.

5 結語

實驗教學作為高校教育的一個重要組成部分，對于專業人才的培養起著不可替代的作用，加強和改進實驗教學體系對于培養學生的動手能力和創新能力有重要的作用，實驗教學模式的合理性和創新性對于學生進入社會，接觸專業有更好的幫助，使得所學知識不止存在于課本上，還存在于周圍自己能看，能接觸到的地方，培養了學生學以致用，融會貫通的能力，使所學知識活起來，為自己所用，為社會所用，同時對于培養更深層次的創新和科研人才具有重要的作用.

〔1〕么洪飛，閆華，徐鳳霞.自動化專業開放實驗教學模式的構想與探究[J].高師理科學刊,2016（8）.

〔2〕秦杰，劉紅玲，劉恩岐，巫永華，陳尚龍，唐仕榮.地方本科院校分層次開放性實驗教學體系的構建與實踐[J].實驗室技術與管理,2013（10）.

〔3〕吳迪，畢勝，譚克俊.建設創新型、信息化、開放性的電工電子實驗室[J].中國現代教育裝備,2015（3）.

〔4〕張靖靜，肖鵬，李綜琦.土木工程專業系列實驗教學平臺建設[J].高等建筑教育,2011（20）.

G642.423

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1673-260X（2017）10-0217-02

2017-07-18