基于“一主三化”構建實驗示范中心教學體系的探索

熊澤云 王洪林 祝 陽

（荊楚理工學院 湖北 荊門 448000）

隨著國家《關于引導部分地方普通高校向應用型轉(zhuǎn)變的指導意見》[1]的頒布與實施，許多地方高校為加快培養(yǎng)適應技術進步和產(chǎn)業(yè)升級的應用技術人才需求，正不斷探索實驗實踐教學示范中心的轉(zhuǎn)型發(fā)展。實驗教學作為實驗示范中心[2]的主要內(nèi)涵，擔當著培養(yǎng)學生的重要使命，一直為教育者研究探索。我校作為荊門地方唯一的一所本科院校，其化學化工實驗示范中心為適應社會需求、培養(yǎng)學生的實踐能力、開拓學生的創(chuàng)新意識，經(jīng)過多年的探索積累，提出了“一主三化”的實驗教學體系。

一、以應用型人才培養(yǎng)目標為主線

目前，我校化學化工實驗示范中心承擔著化學工程與工藝、制藥工程、生物工程、過程裝備與控制工程、復合材料科學與工程、食品科學與工程等多個專業(yè)的基礎與專業(yè)課實驗實踐教學任務。面對不同的專業(yè)、不同的培養(yǎng)側(cè)重點，為實現(xiàn)完整的育人功能，我們在教學體系的構建時緊緊圍繞“培養(yǎng)具有一定理論基礎、較強實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的高素質(zhì)應用型人才”為主線，進行了積極探索。

首先在人才培養(yǎng)方案制訂時適度增加了實驗實踐教學的學時學分要求，強化學生的實際動手能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。其次以各專業(yè)人才培養(yǎng)方案的落實為出發(fā)點，整體優(yōu)化理論和實驗教學內(nèi)容。通過實驗內(nèi)容整合、實驗方法改革以及實驗考核方式的優(yōu)化等多途徑，強化工程應用能力培養(yǎng)，實現(xiàn)專業(yè)知識驗證實驗為主向?qū)I(yè)綜合運用與創(chuàng)新實踐方向轉(zhuǎn)化。依托實驗示范中心提供的貼近工程背景的實驗環(huán)境，強化行業(yè)背景的實驗實踐教學，實現(xiàn)培養(yǎng)學生由單一專業(yè)技術訓練向多方位綜合素質(zhì)培養(yǎng)的轉(zhuǎn)化，滿足社會對應用型人才的需求[]。

二、以能力培養(yǎng)為重點，設置模塊化實驗教學

為實現(xiàn)應用型人才培養(yǎng)目標，我們首先從源頭上探索實驗教學改革。結(jié)合本校實際，將課內(nèi)實驗超過16學時以上的從理論課中剝離出來，單獨設為實驗課程，獨立考核，從制度上強化能力培養(yǎng)。同時我們打破專業(yè)界限，將化學工程與工藝、制藥工程、生物工程、過程裝備與控制工程等專業(yè)的實驗實踐環(huán)節(jié)進行整理。從能力培養(yǎng)的角度出發(fā)，根據(jù)實驗性質(zhì)，按照基本操作、技能訓練、拓展提升等功能特點，將整個實驗體系分為四大模塊：基礎實驗模塊、專業(yè)實驗模塊、拓展訓練模塊、畢業(yè)論文（設計）模塊。

基礎實驗模塊主要通過實驗基本操作、常用儀器設備的使用、常用試劑的配制、物質(zhì)的分析檢測等基本實驗技能的訓練與安全教育，規(guī)范學生實驗行為，并熟練掌握各項實驗基本技能。

專業(yè)實驗模塊主要訓練學生通過一些基本操作的有機組合，解釋和驗證實際工程問題，培養(yǎng)學生專業(yè)視野與工程觀念，增強專業(yè)知識的深入理解和實際運用能力。

拓展訓練模塊則是對前兩階段的提升，主要培養(yǎng)學生根據(jù)自己的興趣愛好，在教師的指導下自主學習、創(chuàng)新發(fā)展、團隊協(xié)作，提高科學研究素養(yǎng)的綜合能力。

每一個模塊以夠用為度，實施分層次教學。為滿足不同專業(yè)、不同年級學生在不同階段的學習需要，在每個模塊中根據(jù)實驗內(nèi)容和學生能力培養(yǎng)的要求，設置了基礎驗證、技能訓練、創(chuàng)新拓展與綜合設計四個層次，不同專業(yè)的學生在大綱的指導下依據(jù)自己的水平和發(fā)展需求實施個性化選擇。比如化工原理的精餾實驗（屬專業(yè)實驗模塊），我們將精餾的全回流操作和某一定回流比下的精餾操作作為技能訓練要求，必做。而將不同進料狀況、不同操作壓力以及不同回流比對精餾的影響設為拓展和綜合設計層次，選做。選做并不是可選可不選，不同專業(yè)有不同要求。化學工程與工藝專業(yè)要選擇其中2～3項探究，過程裝備與控制工程專業(yè)可選擇其中1～2項完成。至于選什么，選擇權在學生，實驗的方案也由學生自己設計，以此來提高學生主觀能動性，激發(fā)自主探究的潛能。

三、以素質(zhì)培養(yǎng)為目標，實施多元化實驗教學

作為基礎與工程相互融合的實驗中心，實施教學方法和手段的多元化、提高教學質(zhì)量是我們一直以來努力的目標。我們按照“合理定位、突出特色”的思路，堅持以生為本，樹立知識傳授與能力培養(yǎng)相結(jié)合，素質(zhì)提高與特長發(fā)展相促進的實驗教學原則，根據(jù)實驗課程的特點，依托網(wǎng)絡、實驗室、科研中心等三級平臺，積極探索“以學生為主體，教師為主導”的教學模式，提高了實驗技能訓練的教學效果，促進了學生綜合素質(zhì)養(yǎng)成。

1.充分利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡教學平臺

充分利用仿真實驗。實驗示范中心的大部分實驗課程都配備有仿真實驗，學生在進實驗室前可以在中心網(wǎng)絡平臺進行仿真實驗預習訓練，達到提高實驗效果的目的。如基礎性實驗，通過仿真實驗的的模擬訓練，學生對實驗原理及操作過程已經(jīng)了解清楚，然后自己再做實驗，實驗的錯誤率明顯下降。而對一些大型儀器設備，通過仿真模擬，熟練其操作過程，可提高實驗的成功率，同時還能保證儀器設備的良好運行。

學校建有教師課程中心，學生在任何地方都可以通過課程中心進入到相關實驗課程教師網(wǎng)站，利用文檔、視頻、練習和答疑完成實驗課程的前期學習，也可為后期撰寫報告、復習用。由于具有很強的針對性，很受學生歡迎。

利用虛擬工廠。發(fā)揮地方院校的優(yōu)勢，聯(lián)合相關企業(yè)共建虛擬實驗室。如與湖北三寧化工股份有限公司合作，共建了虛擬工廠，使學生在營造的真實工廠環(huán)境中接受安全意識、企業(yè)文化意識、實際操作等方面的培養(yǎng)，打破實驗教學在教室和實驗室進行的常規(guī)，實現(xiàn)課堂內(nèi)外相互滲透融合，提高學生實驗實訓興趣。

2.加強綜合設計型實驗研究型教學

研究型教學是在教學過程中，創(chuàng)設一種類似科學研究的情景和途徑，讓學生在獨立的主動探索、思考與實踐過程中，學習知識、應用知識，分析問題并解決問題，從而提高學生的多方位素質(zhì)，培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的一種教學方式[3]。

基礎實驗模塊的教學以基本的實驗技能訓練為前提，而專業(yè)實驗、拓展訓練等模塊更多注重綜合技術能力的養(yǎng)成，因此滲透以研究型教學，加強科學引導是必要的。

在專業(yè)實驗、拓展訓練等模塊中有較多的項目屬于綜合設計型實驗，這些實驗我們允許學生自由組合，但每組不超過四人。要求由學生查閱文獻、自主設計方案，再經(jīng)過指導教師嚴格的審查和論證后進行實驗。在這個過程中，教師的任務是引導學生按照科學研究的流程進行實驗，仔細觀察學生的每一個環(huán)節(jié)：實驗前的準備、實驗中的操作、實驗中問題的處理以及實驗結(jié)果的分析與判斷等，并進行必要的指導和詳細點評，從而達到培養(yǎng)學生自主探究、嚴謹科學的實驗態(tài)度和團隊協(xié)作精神。

3.實施開放式實驗教學

我校以科研平臺和實驗示范中心為依托，以應用能力為導向，實施的是一種半開放式實驗教學。即在保證正常教學秩序的前提下，利用教學實驗室非計劃的時間為師生服務。開放實驗實行預約制，而開放項目的來源主要有以下幾個方面：教師結(jié)合教學需要和科研項目情況提供一定數(shù)量開放實驗項目；大學生科技創(chuàng)新實驗或?qū)嵺`項目，此項目由學生提出研究課題，經(jīng)過學校審批成功（有一定費用支持）后，在教師指導下開展研究；收集企業(yè)、工廠實際中的疑難問題，經(jīng)過中心拆分處理后供學生選擇；畢業(yè)論文選題。主要為學生參與科研平臺子項目或企業(yè)工廠服務項目。

經(jīng)過開放實驗教學，可實現(xiàn)實驗的必修與選修、課內(nèi)與課外的相互補充。在為學生營造自主實驗、自主探索、協(xié)同創(chuàng)新實驗環(huán)境的同時，將實驗教學融進基礎實驗驗證、綜合實驗指導以及科研項目之中，即培養(yǎng)學生熟練掌握基本實驗過程（預習、實驗、數(shù)據(jù)處理與分析等），又訓練學生熟悉項目申報流程（申報、答辯、實施、結(jié)題等），從而達到提高工程素養(yǎng)的能力。

四、以質(zhì)量提升為根本，開展科學化實驗教學考核

實驗教學質(zhì)量是示范中心建設的關鍵，而教師是實驗教學質(zhì)量提高的核心，因此這里的考核評價主要包括教師和學生兩個方面。

1.教師的業(yè)務能力考核

四個實驗模塊都配有一定數(shù)量的實驗教師，根據(jù)工作崗位職責進行業(yè)務能力考核。考核主要包括實驗教學工作業(yè)績和教學、科學研究業(yè)績等。其中教學工作主要是實驗中心的工作環(huán)境與工作質(zhì)量考核。包括實驗準備、儀器設備管理、實驗教案、實驗教學與輔導、實驗報告批閱以及實驗室日常管理等多方面的測評，占70%；而教學與科學研究主要是參與或主持教科研項目、實驗室建設項目、學科建設、專業(yè)建設等方面的測評，占30%。

考核采用個人自評與同行測評、領導測評、教學督導測評、學生測評多方位考核，然后按一定權重綜合評定。評定結(jié)果公示無異議后計入教師年度考核中，并與年終績效掛鉤。較以前單一的學生評教或同行評教增加了自我評價、督導評價等成分，更加合理、科學，同時也有利于促進實驗教師隊伍積極進取，不斷提高教學水平和教學質(zhì)量。

2.學生的成績考核

為了使學生的實驗成績能夠更客觀真實地反映實驗教學的效果和學生努力的結(jié)果，我們主要考查學生的實驗預習（20%）、實驗操作技能（30%）與實驗報告（50%）。其中實驗預習包括預習報告的編制以及預習提問；實驗操作技能包括現(xiàn)場操作的規(guī)范性、正確性，實驗操作中的隨機提問以及故障處理，實驗紀律與實驗態(tài)度等；實驗報告包括報告各部分的準確性、客觀性、規(guī)范性，重點考查實驗結(jié)果的處理、實驗結(jié)論的得出與分析。對一些綜合設計性實驗，如果學生實驗結(jié)果不理想，只要學生能分析找到合理的解決方案，且可行，依然可以得到不錯的成績。

在整個考核過程中，我們更加注重學生科學實驗的態(tài)度。通過學生的實驗態(tài)度與實驗結(jié)果相結(jié)合、基本能力與創(chuàng)新能力相結(jié)合，多方位考查學生動手能力以及分析問題、解決問題的能力[4]，更好地促進學生工程素養(yǎng)的提升和綜合應用能力的提高。

五、結(jié)語

實驗教學體系的構建是一項復雜的系統(tǒng)工程，既要充分考慮學生培養(yǎng)的系統(tǒng)性，又要考慮教師教學改革的前瞻性與系統(tǒng)性。我校化學化工實驗示范中心不斷努力實踐，形成的多模塊、分層次相互關聯(lián)的“一主三化”實驗教學體系，使我們的應用型人才培養(yǎng)目標落到了實處，它對人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升起到了積極推動作用。但還需繼續(xù)探索和完善。