以項目立項推動高校實驗教材建設

張 羽， 李鴻儒， 楊 華， 郭路佳

(東北大學 信息科學與工程學院， 遼寧 沈陽 110819)

以項目立項推動高校實驗教材建設

張 羽， 李鴻儒， 楊 華， 郭路佳

(東北大學 信息科學與工程學院， 遼寧 沈陽 110819)

通過對目前高校實驗教材存在的問題進行分析，結合東北大學電子實驗教學示范中心的實際情況，提出以項目立項的方式推動高校實驗教材的建設。所出版的電子信息系列實驗教材，內容新穎、結構統(tǒng)一，首次嘗試加入二維碼技術，簡化學生實驗報告的負擔，能有效激發(fā)學生創(chuàng)新精神和實踐能力，已正式投入使用，得到廣泛好評。

實驗教材； 項目； 立項； 實踐

實踐教學是高等教育不可缺少的重要組成部分，是鞏固理論知識的有效途徑，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質工程技術人才的重要環(huán)節(jié)[1-2]。從高等教育改革發(fā)展的趨勢上看，“雙一流”建設實施辦法已正式出臺，引導和支持具備較強實力的高校合理定位，辦出特色，建設一流大學和一流學科體系。“雙一流”建設強調淡化身份、突出績效、整合資源、創(chuàng)新方式[3]。實驗教材是體現(xiàn)實驗內容和教學方法的知識載體，是教學的基本工具，也是深化教育教學改革、全面推進素質教育、培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力人才的重要保證[4]。

1 實驗教材建設中存在的問題

高校實驗教材建設和其他建設一樣，是高校的一項重要基本建設，在培養(yǎng)人才這一復雜的系統(tǒng)工程中有著舉足輕重的地位。但長期以來，高校實驗教材工作的重要性并沒有得到應有的重視，實驗教材的改革落后于其他教學環(huán)節(jié)改革的步伐。高校實驗教材建設目前主要存在以下幾個問題:

(1) 實驗教材建設落后于理論教材[5]。傳統(tǒng)的高等教育通常以理論教學為主，實踐教學僅作為理論教學的一個補充而被擺在了次要位置。實驗教材的建設與規(guī)劃管理也沒有得到應有的重視，人員和經(jīng)費的投入不夠，實驗教材的改革落后于理論教材的改革步伐。

(2) 實驗教材內容質量不高。各高校實驗室使用教材參差不齊。有專任教師編寫的由正規(guī)出版社出版的實驗教程，也有實驗教師自編實驗講義。另外，現(xiàn)有實驗教材認知性和驗證性實驗過多，實驗步驟描述過多、過細、過全，導致實驗過程中學生獨立思考的機會很少，主觀能動性和創(chuàng)新性沒有得到調動；綜合性、設計性和創(chuàng)新性實驗項目所占的比例太小，新的實驗方法、實驗技術不能及時編入實驗教材。

(3) 實驗教材體系不健全。多數(shù)實驗教材未能建立起系統(tǒng)的實驗知識體系，只注重與理論知識體系的配套，忽略了自身的系統(tǒng)性、科學性和完整性，成為理論教材的附屬品[6]。學生針對不同實驗課程所使用的實驗教材，內容交叉、重復或者知識點銜接不好。

(4) 通用教材不適應校內自制設備。我校國家級電子實驗教學示范中心(下稱中心)的設備大部分為自制設備，或由本校教師設計、委托廠家合作生產的實驗設備。通用實驗教材和廠家實驗設備說明書不能完全涵蓋本校所開出的實驗內容，不能滿足目前實驗教學的需求。隨著實驗教學改革及實驗室建設不斷深入，實驗設備不斷更新，實驗內容、手段、方法逐步改進，大部分實驗教程或講義更新不及時，不能滿足中心培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和工程實踐能力目標的要求。

2 以項目立項推動高校實驗教材建設

根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》對高等教育人才培養(yǎng)質量提出的要求，高校應從根本上改變教育思想和教育觀念，改變實驗教學依附于理論教學的傳統(tǒng)觀念，充分認識并落實實驗教學在人才培養(yǎng)和教學工作中的地位，堅持“理論教學與實踐教學并重”的原則，形成理論教學與實驗教學統(tǒng)籌協(xié)調的氛圍和關系。

以更新實驗教學思想觀念為先導、以培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力為目標、以我校信息學院實驗教材建設立項為載體，中心聯(lián)合東北大學出版社，組織專職實驗教師編寫了《高等院校電子信息系列實驗教程》。自2012年起，通過信息學院實驗教材立項項目，18本實驗教程獲得立項支持。迄今為止，該系列教程已經(jīng)正式出版了7本并投入使用。

2.1 教材建設的前提條件——制度和經(jīng)費保證

學院根據(jù)我?？刂茖W科、計算機學科、檢測技術及電子信息等學科發(fā)展和實踐教學改革的需要，統(tǒng)籌聯(lián)合學校教務部門、實驗教師、理論教師和出版社，合理制定了實驗教材總體建設規(guī)劃，并實施過程跟蹤管理。教材規(guī)劃突出特色、分批建設、注重叢書系列化，并鼓勵出版新教材和精品實驗教材。

另外，學院加大了實驗教材建設的經(jīng)費投入，用于支持實驗教材的編寫、出版和研究工作，重點資助本校優(yōu)勢學科配套實驗教材的編寫工作。

2.2 儲備教材建設人員——專任教師加入

為保證實驗教學質量、推進實驗教學“質量工程”建設，中心組建了實驗教學團隊[7]，邀請正、副高職稱的專任教師加入相關實驗課程的教學團隊，指導《高等院校電子信息系列實驗教程》的編寫工作。

專任教師比實驗教師更了解專業(yè)的發(fā)展動態(tài)，熟悉專業(yè)知識并靈活應用，具有豐富的教學和科研經(jīng)驗，而實驗教師長期工作在實踐教學第一線，掌握實驗設備情況、了解學生實驗需求、熟悉現(xiàn)代實驗教學特點，雙方優(yōu)勢互補。在專任教師的指導和帶動下，實驗教師能夠抓住實驗教材的編撰重心，結合我校控制和信息學科優(yōu)勢，將理論教學中的寶貴經(jīng)驗穿插在實驗教程中，突出重點，發(fā)揮優(yōu)勢。

2.3 統(tǒng)一教材建設思想——定期召開研討會

既注重整套教材形式和結構的統(tǒng)一，又強調系列教材的思想和內涵統(tǒng)一。每個實驗教學團隊并不是“背靠背”編寫實驗教材，而是定期召開實驗教材建設研討會，充分調動教師的積極性，針對信息技術和控制專業(yè)的特性，組織理論教師和專職實驗教師設計完善實驗教學大綱，以實驗教學、創(chuàng)新實驗、大學生能力提升為出發(fā)點設計實驗，精心策劃實驗內容[8]。教材以學生學習為中心，通過合理設計實驗原理、實驗過程、實驗練習等環(huán)節(jié)，闡明實驗課程的教學過程，啟發(fā)學生學中練、練中學。

2.4 教材建設的有效載體——改革立項

中心在2012年首次開展了實驗教材建設立項。立項要求實驗教師根據(jù)所帶實驗課程編寫《電子信息系列實驗教程》，實驗教材主編以實驗教師為主，實驗教材編寫團隊中必須有副高級職稱以上的專業(yè)教師。

通過此次實驗教材建設立項，極大程度調動了實驗教師參與實驗教學研究和改革的積極性，加強了實驗教師和理論教學團隊的互通，并且有效推動資深專業(yè)教師帶動同一教學團隊的年輕專業(yè)教師深入實驗室，提高了專業(yè)教師實踐能力，同時也實現(xiàn)了理論教學隊伍和實驗教學隊伍師資共享。

3 系列實驗教材特點

3.1 實驗內容有深度

本套實驗教材結合學生的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)方案、培養(yǎng)計劃、教學大綱以及當前科技發(fā)展情況，尤其是緊密結合我校實驗設備更新。另外，支持教師將自己的科研成果轉化為實驗教學和案例的選題，這使實驗教材既符合學生的認識和發(fā)展規(guī)律，又有新穎性、趣味性和一定的綜合難度。著眼于素質教育、創(chuàng)新教育，為學生能夠自主地構建知識體系、能力體系和思維體系提供支持，對學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到推動作用。

3.2 教材范圍有廣度

本系列教程是在統(tǒng)一的編寫指導原則下，在課程群或學院內建成的一整套教材[9]，緊密結合我校的“入門層—基礎層—拓展層—提高層”的4層次實驗中心課程體系[10]，包括專業(yè)認知、基礎技能、綜合設計以及科技創(chuàng)新層面的實驗課程或實踐課程(見圖1)。

圖1 電子實驗教學示范中心4層次課程體系

通過4層次實驗教學體系，使各課程的教材之間形成有機的聯(lián)系，內容達到相互補充，避免重復和浪費，教學上也有了很好的銜接與擴展空間。該系列教程內容包括電工技術、電子技術、自動化及檢測技術、通信技術、電機及拖動、運動控制技術、單片機技術、計算機網(wǎng)絡技術以及軟件編程類實驗課程，幾乎涵蓋了電類專業(yè)的所有實驗和實踐課程。

3.3 激發(fā)學生思維有高度

科學技術發(fā)展日新月異，知識更新速度也顯著加快。在實驗教材中滲透創(chuàng)新思想，加強理論知識與學生生活經(jīng)驗的聯(lián)系，能夠激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。因此，通用的實驗內容已經(jīng)不能滿足學生對實驗效果的更高要求。

以培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力為宗旨，以培養(yǎng)和鍛煉學生實踐動手能力為目標，對學生分類設計實驗內容，因材施教。本套教材內容包括基礎驗證型實驗、設計型實驗、綜合型實驗和創(chuàng)新型實驗。學生可以根據(jù)自己的實際情況，在完成必做實驗后，自主選擇難度更高的實驗。不同類型的實驗有不同的最高得分，有效地激勵動手能力和實踐水平高的學生進行高一級別的實驗研究，充分鍛煉他們的創(chuàng)新意識和實踐能力。

3.4 系列教材結構統(tǒng)一

本套叢書的內容分為課前預習、實驗指導和實驗報告3部分。其中課前預習部分以選擇題、填空題或簡答題的方式給出，預習題的得分將計入學生實驗成績；實驗指導部分只給出關鍵的步驟，細節(jié)部分需要學生在實踐過程中自行摸索；實驗報告部分以活頁形式，將實驗目的、要求等基本信息直接印在其中，突出實驗過程的實現(xiàn)和實驗結果的分析，學生直接在預留位置填寫相關數(shù)據(jù)或內容即可，簡化了學生手寫實驗報告的負擔(見圖2)。

圖2 系列教材實驗報告樣例

3.5 二維碼技術的創(chuàng)新應用

隨著信息網(wǎng)絡、傳感器的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)技術越來越受歡迎，在教學中的應用也越來越廣泛。二維碼技術是目前非常流行的互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術,可以

有效彌補傳統(tǒng)紙質教材內容封閉、死板、更新周期長、展現(xiàn)形式單一等不足[11]。我校在后續(xù)出版的系列教材編著中，即將引入二維碼技術[12]，將實驗知識點、實驗動態(tài)效果、實驗安全須知等動態(tài)或視頻資源以掃描二維碼的方式展現(xiàn)在目前普遍應用的移動終端設備中，將傳統(tǒng)的紙版實驗教材變成移動知識，隨時隨地供學生學習和使用。

將二維碼技術與傳統(tǒng)紙版教材融合，學生可以在移動網(wǎng)絡下掃描二維碼，進而快速獲取相應實驗教學資源，達到書網(wǎng)互動、立體閱讀、服務延伸的目的，也成功地將線下學習過渡到線上，使移動新媒體在實驗教學中的優(yōu)勢充分展現(xiàn)出來。

4 結語

我校以項目立項的方式推進實驗教材建設，現(xiàn)已經(jīng)出版并正式使用7本。實驗教程的出版，受到我校相關專業(yè)學生一致好評。它是實驗教師平時點滴工作的積累和反映，提升了實驗教師個人能力，也豐富了我校實驗教學示范中心的實驗教學成果。實驗教材建設是一個長期的動態(tài)過程，它隨著理論教材、實驗設備和人才培養(yǎng)模式的改變而不斷發(fā)展，不斷更新內容、不斷吸收新的科技成果, 是實驗教材建設永恒的主題。

References)

[1] 管芳，胡鴻志，郭慶.面向創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實踐教育模式研究[J].實驗技術與管理，2016，33(2)：17-19.

[2] 楚隨英，周旭東.高校實驗教材改革的研究[J].鄭州航空工業(yè)管理學院學報(社會科學版)，2005，24(2)：99-101.

[3] 張爍.“十問”教育:高?！半p一流”建設該怎樣發(fā)力[N].人民日報，2017-03-02(1).

[4] 蔡曉君，劉湘晨，竇艷濤.精品實驗課程需要精品實驗教材[J].實驗室研究與探索，2011，30(8)：170-172.

[5] 嚴正權.應用型本科高校基礎實驗教材建設的思考[J].山東化工，2014，43(3)：166-167.

[6] 史金聯(lián). 基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的高校實驗教材建設研究[J].河南教育(高校版)，2010(12)：48-49.

[7] 高智琛，王永會.淺談高校實驗教材的建設[J].實驗室科學，2012，15(4)：203-205.

[8] 張曦，劉健.安全工程專業(yè)實驗教材建設及改革對策研究[J].科技視界，2016(23)：43-47.

[9] 陳露.地方高校系列化實驗教材的策劃經(jīng)驗淺談[J].科技與出版，2011(8)：23-25.

[10] 吳敏華，李志平.實驗教學示范中心建設與實驗課程體系構建[J].實驗技術與管理，2011，28(10)：105-108.

[11] 劉云濤.二維碼技術在醫(yī)學立體化教材建設中的應用探索[J].電子世界，2016，13(1)：105.

[12] 劉建昌，關守平，周瑋,等.計算機控制系統(tǒng) [M].2版.北京：科學出版社，2016.

Exploration and practice on promoting construction of university experimental textbooks by project approval

Zhang Yu, Li Hongru, Yang Hua, Guo Lujia

(College of Information Science and Engineering, Northeastern University, Shenyang 110819， China)

Through the analysis of the problems existing in the current experimental textbooks in colleges and universities, and in combination of the actual situation of Experimental Teaching Demonstration Center of Northeastern University, a method to promote the construction of the university experimental textbooks by project approval is proposed. A series of the published experimental textbooks for electronic information are novel in content and unified in structure. The first attempt is made to add the two-dimensional code technology, which reduces the burden of students’ experimental reports, effectively stimulates students’ innovative spirit and improves their practical ability. It has been officially put into use, and has been widely praised.

experimental textbooks; projects; project approval; practice

G642.0

B

1002-4956(2017)10-0170-04

10.16791/j.cnki.sjg.2017.10.042

2017-03-10

國家自然科學基金重點項目(61533007)

張羽(1983— )，女，遼寧沈陽，碩士，實驗師，主要從事實驗室管理與隊伍建設以及過程控制系統(tǒng)實驗教學工作等.

E-mail：zhangyu@ise.neu.edu.cn