基于開放實(shí)驗(yàn)室的大學(xué)生創(chuàng)新與實(shí)踐能力培養(yǎng)研究

王銀杰 王 林 （鹽城工學(xué)院電氣學(xué)院）

隨著科技的發(fā)展及學(xué)科間融合的加深，相關(guān)行業(yè)及企業(yè)對(duì)于應(yīng)屆畢業(yè)生基本的要求由基本的本專業(yè)理論知識(shí)的掌握上升到具有一定的實(shí)踐動(dòng)手能力及綜合知識(shí)的運(yùn)用能力。作為傳統(tǒng)的工科學(xué)科，電氣工程也是一門復(fù)合型的學(xué)科專業(yè)，該學(xué)科教育的目標(biāo)是培養(yǎng)具備復(fù)合、高素質(zhì)的技術(shù)型綜合應(yīng)用人才，因此學(xué)生需要掌握的知識(shí)不僅有基礎(chǔ)的電類知識(shí)如電路、電力電子技術(shù)等，還包括控制技術(shù)、電工技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等相應(yīng)控制類科目，同時(shí)也融合了多種相關(guān)學(xué)科的基本知識(shí)。其多數(shù)的課程需要在掌握基本理論知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，為迎合目前企業(yè)的基本需要，加大高校在實(shí)踐教學(xué)方面的力度，以及提升在校大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力愈發(fā)的重要。高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的主要場(chǎng)所，是學(xué)生將理論基礎(chǔ)知識(shí)綜合運(yùn)用及培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新與動(dòng)手能力的重要途徑，同時(shí)也是課堂教學(xué)的延伸與重要組成環(huán)節(jié)。

目前，受傳統(tǒng)應(yīng)試教育及實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)目及課時(shí)安排的影響，在學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)過程中，大多數(shù)高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式仍然是相對(duì)封閉的教學(xué)模式，學(xué)生只能按照學(xué)校的安排在相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行規(guī)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的操作。同時(shí)。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)目的限制，目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般采用3～4人分組的形式進(jìn)行，不能保證在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)每一位同學(xué)都可進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的操作，限制了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性的發(fā)揮，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。考慮到傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式在調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性方面存在一些局限性以及對(duì)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的制約。本文結(jié)合鹽城工學(xué)院電氣類相關(guān)專業(yè)的特點(diǎn)，以電氣學(xué)院省級(jí)電氣與新能源綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心為平臺(tái)以校級(jí)開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目為依托，介紹一種培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的全開放實(shí)驗(yàn)室模式。可有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

一 開放實(shí)驗(yàn)室的基本流程

實(shí)驗(yàn)室的開放系統(tǒng)可分為課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)開放和自主教科研實(shí)驗(yàn)開放。在為正常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行開放式服務(wù)的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)預(yù)約。在基本理論課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，老師可根據(jù)理論課程的進(jìn)度安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)時(shí)間，同時(shí)，學(xué)生可根據(jù)自身情況合理選擇相應(yīng)的時(shí)間進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)。學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告和教師批改均可在線進(jìn)行。對(duì)于自主教科研實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生可根據(jù)對(duì)理論知識(shí)的掌握情況，在自己空閑的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室預(yù)約。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的問題可在線與指導(dǎo)老師進(jìn)行溝通交流。在相對(duì)寬松與自由的條件下，不僅可保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備與學(xué)生人數(shù)的最優(yōu)化分配，也可以極大的激發(fā)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和積極性。開放式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的刷卡制度保證了考勤的記錄，

此外，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室均安裝有網(wǎng)絡(luò)攝像頭，實(shí)驗(yàn)室管理人員可以在值班室對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有效監(jiān)視，從而保證了實(shí)驗(yàn)的安全性。

二 開放實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)容

1 教學(xué)計(jì)劃內(nèi)實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開放

必修課、選修課教學(xué)計(jì)劃內(nèi)實(shí)驗(yàn)通過網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)教學(xué)開放管理系統(tǒng)，由老師與學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間，根據(jù)理論課程進(jìn)度選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間、空間和內(nèi)容上的完全開放教學(xué)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程完全開放式教學(xué)有難度的，考慮部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開放式教學(xué)。在增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選修比例的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)部分綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，統(tǒng)一在網(wǎng)站上發(fā)布，供學(xué)生選擇，必須完成該先修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目才能取得實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)分，從而真正提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

2 學(xué)生參與科研科技活動(dòng)的開放

主要有參加教師科研項(xiàng)目、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）、大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目、學(xué)科競(jìng)賽等。實(shí)驗(yàn)中心根據(jù)老師科研項(xiàng)目?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)室基本儀器配備進(jìn)行相應(yīng)開放實(shí)驗(yàn)的操作，也可根據(jù)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目以及學(xué)科競(jìng)賽需要提出一些綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，報(bào)實(shí)驗(yàn)中心審批后，可向?qū)W院內(nèi)相應(yīng)年級(jí)各專業(yè)學(xué)生發(fā)布，通過學(xué)生報(bào)名和教師與學(xué)生的雙向選擇機(jī)制進(jìn)行學(xué)生的篩選。學(xué)生需要在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成從課題的方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)裝置的安裝與調(diào)試、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫全部?jī)?nèi)容。

3 學(xué)生自選課題型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開放

依托實(shí)驗(yàn)室開放基金課題，鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)人或團(tuán)隊(duì)，自行設(shè)計(jì)、選擇實(shí)驗(yàn)研究課題，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室自身?xiàng)l件與配置，聯(lián)系相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室和指導(dǎo)教師，在開放實(shí)驗(yàn)室中獨(dú)立完成課題的相應(yīng)內(nèi)容，并完成課題研究及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫。

三 開放實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的優(yōu)越性的表現(xiàn)

1 充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用

實(shí)驗(yàn)室的開放給學(xué)生提供了一個(gè)相對(duì)自主的學(xué)習(xí)空間與條件，學(xué)生可合理地安排實(shí)驗(yàn)的時(shí)間與內(nèi)容。讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中處于主體地位，通過主動(dòng)思考、主動(dòng)設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性。

2 對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

開放實(shí)驗(yàn)室在時(shí)間與內(nèi)容的充分靈活性可降低實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足的基本缺點(diǎn)，通過對(duì)時(shí)間的合理安排與選擇，可保證每位同學(xué)都切身地參與到實(shí)驗(yàn)的操作過程中，可有效避免傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)操作四五位同學(xué)一組，“渾水摸魚”情況的出現(xiàn)。同時(shí)，針對(duì)學(xué)生自選課題型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，電路板焊接、程序編寫和系統(tǒng)調(diào)試等環(huán)節(jié)可培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。通過學(xué)生主動(dòng)查閱文獻(xiàn)資料分析并解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，可進(jìn)一步鞏固所學(xué)理論知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3 對(duì)學(xué)生科研能力和團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)

除了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的開放，學(xué)生也可參與到相應(yīng)學(xué)科競(jìng)賽以及教師的教科研課項(xiàng)目中。學(xué)生以項(xiàng)目組的形式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在開放實(shí)驗(yàn)室中以團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行分工協(xié)作、相互配合相互交流，可有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。同時(shí)，在學(xué)到知識(shí)的同時(shí)逐漸會(huì)掌握科研的方法，而這往往是研究生階段才需要具備的基本能力。

四 基本效果

本次探究以鹽城工學(xué)院開放項(xiàng)目：基于風(fēng)光互補(bǔ)的監(jiān)控電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為基本切入點(diǎn)，選取建筑電氣與智能化及新能源科學(xué)工程專業(yè)共四名同學(xué)為一個(gè)項(xiàng)目組。通過本次實(shí)驗(yàn)，不同專業(yè)間同學(xué)相互配合，利用空閑時(shí)間共同完成本次設(shè)計(jì)工作，同時(shí)不同專業(yè)間同學(xué)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中可了解與熟悉不同專業(yè)間的知識(shí)，促進(jìn)了不同專業(yè)間的融合，同時(shí)也擴(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)面，加深了學(xué)生對(duì)于專業(yè)的興趣及動(dòng)手與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

通過總體的效果來看，參與學(xué)生可獨(dú)立按照相應(yīng)實(shí)驗(yàn)要求完成基本的實(shí)驗(yàn)操作并分析。對(duì)于不同專業(yè)間的知識(shí)點(diǎn)，能夠主動(dòng)查閱相應(yīng)的文獻(xiàn)資料。加深了不同專業(yè)間的聯(lián)系與了解，對(duì)電氣類基本的專業(yè)課進(jìn)行了加深與鞏固。同時(shí)，學(xué)生在相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室可依據(jù)實(shí)驗(yàn)室的基本資源進(jìn)行相應(yīng)方案的設(shè)計(jì)，在鍛煉科研能力的同時(shí)有培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新與團(tuán)隊(duì)合作能力。

五 結(jié)束語

開放實(shí)驗(yàn)室可提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，在此基礎(chǔ)上可有效提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力、綜合分析能力及團(tuán)隊(duì)合作精神。目前，開放實(shí)驗(yàn)室依然處于初始探索階段，在實(shí)驗(yàn)室的開放和管理過程中依然還要相應(yīng)的問題需要改進(jìn)與處理，同時(shí)，這種模式也存在巨大的改進(jìn)與提升空間，其符合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的發(fā)展方向，在未來的高校實(shí)驗(yàn)室管理中將具有廣闊的應(yīng)用前景。