應(yīng)用型本科高校工科類實驗中心建設(shè)探討

匡程

【摘 要】實驗中心在應(yīng)用型本科高校中有著舉足輕重的地位，以實驗中心為主體的實踐教育體系是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、實踐能力的最重要的場所。應(yīng)用型本科高校擔負為我國培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的重任，必須大力提高實驗中心的建設(shè)標準與運行能力。因此怎樣建立一個符合當代應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的實踐教學體系，怎樣建設(shè)好、利用好、管理好一個實驗中心，是各應(yīng)用型本科院校研究的重要課題。本文結(jié)合無錫太湖學院工科實驗中心建設(shè)的實際情況，探討多元化工科類實驗教學體系及實驗中心建設(shè)：建立新型實驗教學體系、建立多樣化實驗教師隊伍、優(yōu)化實驗教學設(shè)備、創(chuàng)新管理與運行機制。根據(jù)我校工科實驗中心運行情況表明，該建設(shè)模式對提高我校學生創(chuàng)新能力、工程能力起到了很好的引領(lǐng)性和推動性作用。

【關(guān)鍵詞】多元化;實踐能力;體制創(chuàng)新

中圖分類號： U442-4;G642 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）36-0064-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.030

Discussion on the Construction of Engineering Experiment Center in Application-oriented University

KUANG Cheng1，2

（1.Wuxi Taihu University，? Wuxi Jiangsu 214064， China;

2.Jiangsu Key Construction Laboratory of IoT Application Technology， Wuxi Jiangsu 214064， China）

【Abstract】The experimental center plays an important role in the application-oriented university. The practical education system with the experimental center as the main body is the most important place to cultivate students' innovation ability and practical ability. The application-oriented colleges and universities are responsible for the training of high-quality application-oriented talents in our country. We must vigorously improve the construction standard and operation ability of the experimental center. Therefore， how to establish a practical teaching system in line with the contemporary application-oriented undergraduate talent training， how to build， use and manage an experimental center， is an important research topic for each application-oriented undergraduate college. Based on the actual situation of the construction of Engineering Experimental Center in Wuxi Taihu University，， this paper discusses the construction of diversified engineering experimental teaching system and Experimental Center： establishing a new experimental teaching system， increasing the diversity of experimental teachers， optimizing experimental teaching equipment， innovating management and operation mechanism. According to the operation of the engineering experiment center of our university， the construction mode plays a good leading and promoting role in improving the innovation ability and engineering ability of our students.

【Key words】Practical ability; System innovation; Diversification

0 引言

目前我國已建成了世界上規(guī)模最大的高等教育體系，但隨著我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)深刻調(diào)整、升級力度加快、人才供給與需求的關(guān)系發(fā)生了深刻變化，急需培養(yǎng)服務(wù)于生產(chǎn)一線緊缺的應(yīng)用型、創(chuàng)新型高素質(zhì)人才。一大批普通本科高校在教育部的引導(dǎo)下開始向應(yīng)用技術(shù)型轉(zhuǎn)型，以培養(yǎng)“專業(yè)知識扎實、動手能力強”的人才為目標、以強化實踐教學為重點、以社會需求為導(dǎo)向，優(yōu)化學科結(jié)構(gòu)、改變教學模式、積極建設(shè)符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實驗中心。建立一個實驗設(shè)備先進、實踐師資隊伍強大、管理模式先進的實驗中心對建設(shè)好應(yīng)用型本科院校有著巨大的推動作用。

1 建立新型實驗教學體系

1.1 實驗課程系統(tǒng)化

目前我校已有“計算機科學與技術(shù)”江蘇省重點建設(shè)學科，“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用江蘇省重點建設(shè)實驗室”，在實驗中心建設(shè)過程中突出以重點學科為方向，以重點實驗室為引領(lǐng)，提升了整個工科實驗中心的實踐教學與科研實力。在實驗課程的設(shè)置上，打破原來不同專業(yè)實驗課程界限，實現(xiàn)專業(yè)間的交叉融合，使整個實驗課程體系內(nèi)的課程之間既有明確的教學目標分工，又有緊密的銜接和聯(lián)系，實現(xiàn)了實驗教學體系的系統(tǒng)性與完整性。在學科建設(shè)上，實驗課程系統(tǒng)化也成為學科建設(shè)的有力支撐點，同時學科建設(shè)也推動了工科實驗中心的建設(shè)，實現(xiàn)了兩者之間的有機互補。

1.2 實驗項目層次化

實驗項目的設(shè)置突出與工程實踐緊密結(jié)合，加大綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新型實驗的比重，一切圍繞提高學生的工程實踐能力與創(chuàng)新能力。目前我校實驗項目體系設(shè)置了驗證型實驗、綜合設(shè)計型實驗、創(chuàng)新型實驗、工程實踐型實驗四個層次。建立基礎(chǔ)認知—綜合提高—創(chuàng)新研究—工程實踐，依次遞進的實驗項目層次化教學模式。通過實行實驗項目層次化，學生從最基礎(chǔ)的實驗開始到接觸設(shè)計開放性實驗，乃至工程實踐類實驗項目，動手能力和工程實踐能力一步步得到了提升，為就業(yè)競爭力打下了堅實的基礎(chǔ)。

1.3 實驗教學手段多樣化

傳統(tǒng)的實驗教學手段為：老師講—學生做—寫報告—交報告—批報告，這種模式難以激發(fā)學生的學習興趣，不利于因材施教，也限制了學生的自主動手能力。目前我校工科中心采取了多樣化的實驗教學手段。

（1）建立開放式實驗教學模式，鼓勵學生自主設(shè)計實驗，驗證設(shè)想。學生可以設(shè)計自己的實驗項目內(nèi)容，實驗項目步驟，教師負責技術(shù)把關(guān)。這樣大大提升了學生自主解決問題、分析問題的能力。

（2）建立虛擬仿真實驗室，虛擬仿真實驗室可以彌補實驗室經(jīng)費不足帶來的設(shè)備不足等問題。利用虛擬仿真軟件可以模擬真實的實驗環(huán)境甚至危險的實驗項目，同時可以進行虛實結(jié)合，對比不同的實驗效果，進行發(fā)散性討論。尤其是最近幾年出現(xiàn)的半實物仿真實驗系統(tǒng)得到了各大高校的青睞。

（3）利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、“云計算”技術(shù)開發(fā)遠程網(wǎng)上實驗系統(tǒng)，學生隨時隨地都能進行實驗。教師可以把實驗的教學視頻放在后臺終端，學生可以先進行遠程理論學習，然后按照要求進行網(wǎng)上實驗。遠程網(wǎng)上實驗系統(tǒng)對比傳統(tǒng)實驗室，可以突破場地、時間的限制，給實驗教學帶來了極大的便利。

1.4 實驗教學融合學科競賽

學科競賽是檢驗學生對理論知識的掌握程度和動手能力最好的方式。將學科競賽所涉及的培訓方式、實踐技能、創(chuàng)新能力融入實驗教學中，使本科實驗教學和學科競賽相輔相成，建立創(chuàng)新型實驗教學模式。學科競賽與實驗教學融合，降低了學科競賽的進入門檻，提高了學生的參賽熱情，同時也促進了實驗教學。該模式實施以來，我校學科競賽獲獎數(shù)和參賽學生數(shù)都有大幅的提升，近幾年我校學生依托工科實驗中心參加了“互聯(lián)網(wǎng)+”、“挑戰(zhàn)杯”、“恩智浦全國智能車大賽”、“全國大學生電子設(shè)計大賽”、“江蘇省大學生機器人大賽”等比賽，一共獲得國家級、省級獎項近300余項。

2 實驗教師隊伍多樣性

2.1 專職實驗隊伍

實驗教師是實驗教學的承擔者，教師的水平直接關(guān)系實驗教學的效果，學生是實驗設(shè)備的主要使用者，實驗設(shè)備的完好率直接影響實驗的結(jié)果。專職實驗人員可以專注于實驗室的管理、實驗課程的開發(fā)、設(shè)備的日常維護，因此建立一支專職化的實驗隊伍可以保證實驗教學的穩(wěn)定性與延續(xù)性。

2.2 兼職實驗隊伍

傳統(tǒng)的實驗教學全部由專職實驗教師擔任，容易造成理論課程和實驗課程的脫節(jié)。理論課程教師兼任該門課程的實驗，可以根據(jù)學生在實驗中暴露出的理論問題進行及時反饋，也能根據(jù)實驗內(nèi)容調(diào)整理論課程的教法，理論和實踐可以相互促進。同時可以聘請企業(yè)工程師到學校擔任實驗教學充實兼職實驗教師隊伍。工程師可以把行業(yè)上最新、最先進的生產(chǎn)方法、實踐技能傳授給學生，擴展學生的知識面，增強動手能力。

3 改善實驗設(shè)備

3.1 實驗設(shè)備集成化

長期以來，高校實驗室都是一套實驗設(shè)備對應(yīng)一門課程實驗，對于教學經(jīng)費較為緊張的地方普通應(yīng)用型高校而言，設(shè)備經(jīng)費的使用無法達到最優(yōu)化。集成化的實驗設(shè)備可以一套對應(yīng)于多門課程的實驗，大大降低了實驗設(shè)備成本同時也節(jié)省了實驗室場地。我校電子類公共基礎(chǔ)實驗室所使用的多功能實驗臺可以開設(shè)電路原理實驗、模擬電路實驗、數(shù)字電路實驗以及EDA實驗，設(shè)備利用率和經(jīng)費投入產(chǎn)出率都有極大的提升。

3.2 實驗設(shè)備智能化

實驗設(shè)備的智能化，可以大大減少在實驗中由于人為原因而造成實驗數(shù)據(jù)的偏差。隨著科技的發(fā)展，尤其是“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)向縱深的推進，許多的測量儀器和實驗設(shè)備都具備有線網(wǎng)絡(luò)接口和藍牙功能，測試數(shù)據(jù)直接可以準確地發(fā)送顯示到電腦或移動終端，減少人工讀數(shù)帶來的人為誤差。同時也可以方便地連上因特網(wǎng)，實現(xiàn)遠程控制，為遠程實驗帶來了方便。

4 創(chuàng)新管理與運行機制

4.1 實行責任管理

實驗室采取誰管理，誰負責實驗項目開發(fā)、實驗教學、實驗設(shè)備維護的機制。實驗中心教師實行坐班制，日常實驗教學做到三查：“查學生到課率、查實驗成功率、查設(shè)備完好率”，做到實驗人數(shù)、實驗效果、設(shè)備情況心中有數(shù);二總：“總結(jié)實驗成效、總結(jié)教學模式”，只要不斷地總結(jié)經(jīng)驗就能促進教學方法的改進，提高教學質(zhì)量。只有做到責任明確，才能調(diào)動實驗教師工作的積極性，最大限度地給學生呈現(xiàn)一個好的實驗環(huán)境。

4.2 實行開放式管理

傳統(tǒng)的實驗室按照哪個時間段有課，就哪個時間段開放，限制了學生的實驗時間，降低了實驗設(shè)備的利用率，制約了學生的動手能力，也不利于學生的個性化培養(yǎng)。實行實驗室開放式管理要求做到：實驗時間開放、實驗內(nèi)容開放、實驗設(shè)備和耗材開放。開放式實驗室實行以學生管理為主，教師管理為輔，嚴格實行進出實驗室簽到制或者刷卡值。開放實驗室采取實驗信用積分制，根據(jù)學生完成實驗后的實驗設(shè)備完好率、實驗室衛(wèi)生等情況給予學生實驗信用加分或減分，當達到規(guī)定分數(shù)時采取相應(yīng)的獎勵或者懲罰措施。

4.3 建立信息化管理系統(tǒng)

實驗管理牽涉到實驗場地、實驗課程、實驗設(shè)備、實驗耗材等，傳統(tǒng)的人工管理無法使實驗中心做到高效化。因此依托網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和校園網(wǎng)，建立一套信息化的管理系統(tǒng)，集成網(wǎng)上選課、實驗預(yù)約、自動派位、實驗報告網(wǎng)上遞交、設(shè)備管理等模塊。學生可以進行網(wǎng)上選課，同時也可以根據(jù)自己的空余時間預(yù)約實驗，預(yù)約成功后系統(tǒng)會自動指派一個做實驗的位置，實驗結(jié)束后學生可以在網(wǎng)上進行報告的遞交。通過信息化管理系統(tǒng)可以對實驗室的開放率、設(shè)備使用率、實驗人時數(shù)等有一個準確的統(tǒng)計，可以最大限度地提高實驗室的利用率。

5 結(jié)束語

經(jīng)過近3年的實踐證明，無錫太湖學院的工科專業(yè)學生在經(jīng)過工科實驗中心的實驗、實訓后，對理論知識的運用能力和動手能力都有了長足的進步。隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)4.0的到來，培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、實踐型人才是我國高等教育面臨的一件大事。建立好、運行好多元化的實驗中心是應(yīng)用型本科高校培養(yǎng)應(yīng)用型、高素質(zhì)人才的重要途徑。

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