强化实验教学，培养工科学生工程能力*

梁文俊 李 坚 刘 佳 金毓峑

北京工业大学 北京 100124

强化实验教学，培养工科学生工程能力*

梁文俊 李 坚 刘 佳 金毓峑

北京工业大学 北京 100124

工程能力是工科大学生必备的重要能力，也是培养大学生创新能力的基础。本文分析了实验教学在培养工科大学生工程能力方面的作用，针对当前实验教学中存在的主要问题, 提出了改革实验教学方法，培养学生的工程能力和创新能力的措施和途径。

实验教学；工程能力；创新能力

工科高等教育的目的,就是要向社会输送大批合格的工程技术人员。在有限的时间内将学生培养成既有扎实的基础理论知识,又具有较强的工程实践能力和创新意识的现代化人才,这是我国教育体制改革的目标之一。学生工程实践能力的锻炼和提高，在很大程度上依赖于实验教学。实验教学环节对培养学生的综合应用能力和创新能力起着重要作用。大力提高环境类专业的实践教学效果,进一步培养学生的工程实践能力,是目前我国环境类专业的一个重要任务。高质量实验装置的研究和开发是提高实践教学的关键之一。

一、实验教学在培养工科大学生工程能力方面的作用

当今社会对人才的工程实践能力和创新能力的要求越来越高。大学生实践能力和创新能力的强弱，在很大程度上决定了学生的就业竞争能力、创业能力和发展能力。某项调查显示，当今大学生毕业后适应工作能力下降，相当多的毕业生在工作岗位上实际锻炼两三年后才能真正胜任岗位工作。在日趋严峻的就业形势下，用人单位越来越看重大学生的工程实践能力，毕业生实践经验欠缺、动手能力不强也是影响高校毕业生就业的一个重要原因。高校中，实验教学是巩固和应用课堂理论知识，培养学生实践能力、创新能力和综合素质的根本途径，在高等工程教育中更是起着关键性作用。

学生毕业后主要是到企业和生产第一线，以工程作为服务对象，从事设计、制造、运行、研发和管理等工程实际工作，因而实验教学对于学生工程能力的提高至关重要。学生在实验中的主动性、探索性和创造性是实验教学的主要特点，创新能力是在不断实验、解决实践问题的过程中培养和锻炼出来的，主要表现为实验教学向学生传授知识、验证理论、培养科学素养和实验技能；实验教学能激发学生学习的积极性和主动性，使学生得到科学实验方法和手段的训练，引导学生掌握科学的思维方式，培养其创造性思维和创新精神；实验教学有利于增强学生独立动手能力和解决问题能力，培养其严谨细致的工作作风，团结协作的团队精神。

二、当今实验教学存在的问题

研究调查显示，现今大学生毕业之后不能找到理想的职位多是由于没有实际工作经验，工程经验不足，很多学生必须在上岗后一段时间后才能逐步适应其新的工作环境，因而也不能及时发挥其作用，这在工科院校毕业的大学生身上尤为突出。而造成这种状况的直接原因在于工科院校实验教学环节的薄弱，主要表现在：

1.实验教学受到削弱

近年来我国高校招生规模持续扩大，但教育投入并未同步加大，许多工科院校实验室面积不足，实验手段、仪器设备普遍陈旧落后，新办专业实验条件尤为短缺。

2.实验教学从属于理论教学

许多高校的实验教学依附于理论教学，没有系统和相对独立的实验教学计划，实验内容也以验证性实验为主，设计性、综合性实验较少，研究创新性实验更少。

3.实验教学方式不完善

目前，许多高校中实验教学一般由指导教师先介绍实验目的、实验原理以及所用的仪器设备，再对学生重点示范，最后才由学生动手操作实验，学生做实验是被动的，束缚了学生的思想、学生的积极性与主动性得不到充分发挥。

4.考核方式不合理

由于实验教学从属于理论教学，与理论教学相比，对实验教学的重视未达到应有的程度,教师的指导能力和学生实验能力的高低，从课程体系的考核中几乎得不到反映,致使学生在学习过程中,对实验课往往未能给予足够的重视,更缺乏培养、锻炼自己的工程实践能力的意识。而且,由于实验设备有限，往往是几个学生共同完成一组实验,这必然导致了部分学生无实际动手操作的后果,达不到预期的实验效果。

此外，实验人员队伍结构不够合理和素质欠佳等问题也影响着实验教学质量的提高。

三、改革实验教学方法，培养学生的工程实践能力和创新能力

1.单独设立实验课

实验教学是培养学生理论联系实际、分析问题、解决问题能力的重要教学环节，通过此环节可以培养学生深刻理会课堂内容并提高学生的动手能力和创新能力，因而在课程设置中应该改革实验教学附属于理论教学的传统模式，增加实验学时比例，另可进行独立设置实验课程，单独计算学分。我校环境工程专业对环境科学和环境专业本科生开设了污染控制工程实验、大气污染控制工程实验、水污染控制工程实验等综合性或创新性实验课程，并单独计算学分。以大气污染控制实验课程为例，到目前为止开设了有机废气吸收实验、酸雾吸附实验、电除尘器伏安特性实验、粉尘真密度实验等8个综合性或创新性实验，通过这些实验的开设，充分调动了学生动手学习的积极性，提高了其动手能力和学习能力。

2.实验教学装置的改进

目前，实验教学装置的陈旧和缺乏是很多高校在开展实验教学所遇到的问题。以我校大气污染控制实验课程目前开设的实验为例，针对此种情况，自行研发设计了多个实验教学装置，如污染物吸收吸附装置、布袋除尘器教学装置等教学设备。其中污染物吸收吸附装置是在实验室老师结合科研工作的基础上开发出的一套小型工业废气处理实验设备。本实验设备主要用于本科生教学，与此同时又是一套小型工业化装置，是任教课教师从实践中总结出、并按照实际状况自行设计制造的，不仅考虑处理设备的单体，更加注重系统和实际的应用，将实验设备工程化、系统化，培养学生的实际工程能力。整套吸收吸附系统的主要构成为：气体吸收实验装置、气体吸附实验装置、SDG吸附剂、集气罩、管道系统、风机和噪音控制装置(消声器、减震器)。其中SDG吸附剂是北京工业大学自行研制成功的吸附剂，它可有效用于酸雾的治理，净化效率高，不产生二次污染，曾获“北京市科技进步奖”，并两次被收入国家环保局“最佳实用技术”。

此实验装置应用于环境工程与环境科学专业的本科实践教学中，包括大气污染控制工程课程的实践教学和课程设计、认识实习、毕业设计等过程。通过在课堂上教授基本原理、实验过程中结合具体装置进行讲解和拓宽、课后有兴趣的同学进一步探索设计和研究，让学生学会主动学习，培养了学生提取加工信息的能力，深入探索更多更有意义的设想方案，提升创新能力。很多外校来访的教师考察了该实验装置后，表示了极大的兴趣。

3.改革实验考核方法

考试方法的改革是推动实验教学改革的一项有力措施。对实验成绩的评定不能简单地看实验结果是否准确，而要着重以实验方法、实验过程以及分析和处理问题的思路来评价实验成绩。我校环境工程创新实验课程中采用让学生自主设计、自行实验，独立完成实验，并采取了答辩的方式展示自己的实验内容和结果，并对老师和其他同学的提问进行回答。最终成绩的评定即是根据学生多方面的能力给出综合评价，不仅提高了学生学习的积极性和主动性，而且获得了较好的教学效果。

4.实验教学和科研相结合，培养学生的创新意识

大气污染控制实验课程中向本科学生开设的实验课程中包括等离子体法去除挥发性有机物的实验和生物法去除有机物的实验，这两个实验均是目前该研究室的主要科研方向，通过向本科生开设这部分实验，可使学生接触目前科研的最新研究方向，提高学生科研主动性，其中一些学习成绩优异，富有创造能力的优秀学生，可到各实验室参加科研，成为科研助手。

四、结束语

学生工程能力的培养并非一门或几门课的任务，也并非只要加强实验教学就可以了，但是教学实验环节在提高学生工程能力方面起着不可或缺的重要作用。高校实验室肩负着培养人才的重要任务，要积极做好实验室建设，不断探索培养工程应用人才的新途径。同时,必须改革现有陈旧的教学方法,实现从应试教育向素质教育的过渡,培养当今社会所需的工程技术人才,是时代赋予每一位教育工作者的历史重任。

[1]李玲玲，郑加强.深化实验教学改革培养工程实践能力[J].河北工业大学成人教育学院学报，2000,3：56～58

[2]杨春平，甘海明，吴婷，等.一个工业规模的多功能废气处理实验平台[C].大学环境类课程报告论坛论文集,2007，94～97

[3]陈小虎,刘化君,朱晓春,等.电气信息与电子信息类应用型人才培养体系的创新与实践[J].中国大学教学,2006,4：55～56

[4]张建宏.深化实验教学改革培养创新型人才[J].中国电力教育，2008,6：91～92

Strengthening the experimental teaching to cultivate engineering students’ ability of engineering and innovation

Liang Wenjun,Li Jian,Liu Jia,Jin Yuquan
Beijing university of technology，Beijing，100124，China

Engineering ability is an indispensable ability and the basic of innovation ability for the engineering undergraduate students. This paper discussed the important functions of training college students’engineering ability. The main problems during the course of experimental teaching were also investigated. Finally the methods for reforming the experimental teaching and the channels for cultivating the college students’engineering ability & innovation ability were both brought up.

experimental teaching; engineering ability; innovation ability

2009-10-27

梁文俊，博士，讲师。

*本文系北京工业大学教育教学研究项目(ER2009-C-20)。