探索培养创新意识的实验教学模式

张 华，史仪凯，袁小庆

（西北工业大学 机电学院，陕西 西安710072）

随着高等教育管理体制改革的进一步深化，高等学校的教育模式正经历着一场深刻的变革。其中，高校的实验教学环节对培养学生的实践能力和创新能力，提高综合素质有着十分重要的作用。因此，实验教学环节越来越受到各高校的普遍重视。实验室的建设和管理为提高学生积极探索及实验创新的兴趣，培养出理论与实践相结合的实战型人才起到了重要的作用。西北工业大学将电工电子实验作为独立课程实行单独设课，积极探索并不断更新实验教学模式，也是对于重视培养学生创新能力的直接体现［1］。

实验课的目的在于培养学生理论联系实际的能力，掌握常用仪表的使用，提高动手能力。同时，注重培养学生的创新意识，激发他们的自主性。建设了开放实验室，为学生提供实验教学与科技创新相结合的广阔平台，使他们在实验的过程中不仅加深了对理论知识的理解，而且提高了独立思考及实际操作能力，树立了创新意识。经过西北工业大学电工实验教学中心全体教师多年的艰苦努力，逐步探索出了一条实验与创新相结合的、适应时代发展要求的人才培养模式，得到了学生们的认可，同时取得了精品课程建设和创新型人才培养的可喜成果。

1 建立研究型实验教学模式

实验课程教学是一种综合性较强的技能培养。在电工学实验教学改革中，坚持“实验课程系列化，实验对象层次化，实验管理规范化”的原则。实验教学的设计思想是：

1）电工学实验单独设课，实验课学时与理论课学时比达到1：3，实验操作必须1人1组；

2）对于基础实验内容，要求学生在课前做好预习，完成预习报告内容。实验课开始，向老师申请本次实验内容，并由老师检查预习报告，同意后由老师提供所需实验设备，自己根据预习的效果独立完成实验，实验结束经老师检查电路及数据，通过后整理设备仪器交还。电工学系列基本实验课程体系如表1所示［2］。

表1 单独开设的4门基础实验课

在保证每个学生完成基本实验教学后，进行分层次开放实验，由学生本人根据自己的兴趣爱好申请高一层次的自主开放实验，如表2所示。

表2 分层次高一级开放实验

高一级开放实验主要利用学生的课余时间在电工实验教学中心的开放实验室完成。自主创新型实验的具体做法如下：

1）实行开发实验、科技制作竞赛措施

（1）推荐必修实验成绩优秀，部分学生参加；

（2）由实验室提供必要的仪器设备，实验题目、内容、步骤由学生自行设计完成；

（3）由专门教师指导，实验时间由学生与指导教师商定；

（4）每年举办一次科技制作评奖，由学校颁发证书和奖励。

2）探索培养学生创新性的科技竞赛

（1）推荐科技竞赛成绩优秀，或者未完成（有必要继续）的科技制作项目的学生；

（2）学生可从指导老师提供的题目中选题，也可自行设定题目；

（3）学生根据题目查阅相关技术资料，指导教师协助学生完成实施方案设计；

（4）实验中心的开放实验室对学生全天候开放，并提供必要的设备仪器；

（5）指导老师为学生排忧解难，指导学生完成创新题目；

（6）组织验收创新实验项目，优秀学生可推荐参加校级、省级和国家级“挑战杯”竞赛。

图1 自主创新实验做法

在电工学国家级精品课程网站上设有专门针对实验课程的系统，包括实验课程大纲、内容、仪器仪表的使用、电子教案及视频录像等，学生可随时登录精品课程网站对实验室开设的各门课程的时间、课时数及各项电子竞赛活动等进行详细了解，并与指导老师做网上交流，预约实验时间，对实验室建设提出各项意见等。教师也通过网站发布各类相关信息，诸如实验时间、地点更换通知，新购置仪器使用指南，竞赛报名系统及获奖名单等，便于学生及时了解信息动态。

电工学实验课程是实践性很强的课程，为了配合新的开放式授课方式，同时也实行了新的实验考核办法。以完成基本实验课程为标准，能够掌握常用电工电子仪表使用，电路设计、参数测定和数据处理方法，以及解决较复杂工程实际问题的能力。实验课程独立设课后，与其他课程一样对学生有严格的要求。学生的实验成绩不仅是对学生动手能力情况的考核，也是对他们进行独立思考、独立设计能力的评估。根据实验教学的新目标，学生实验成绩的考核标准应包括以下几个方面：

（1）基本操作的正确性，规范性和熟练性；

（2）观察实验现象和发现问题的能力，以及测量实验数据并记录的能力；

（3）对实验中遇到的问题能正确分析并加以解决的能力，以及误差分析能力；

（4）对于给定题目实验进行资料查阅，以及自行设计实验线路、步骤；

（5）实验报告的书写。

在实际教学过程中，以上标准可依据实验内容和性质的不同而有不同的侧重点，教师结合实际需要制定更细致的标准，以便更确切地反映学生的真实水平。

2 实验教学成果

实验中心开设高级实验选修课10届，约450人次，组织实验技能竞赛20届，参加学生约2500人次，指导科技制作约350人次，完成项目150余项，指导科技创新90人次，完成创新项目40余项。开设较高层次研究型实验教学，为学生提供了创新实践的空间与条件，以及利用所学知识解决实际问题的兴趣。由4名本科生组成的小组自主提出的“压差换器摇式生物反映器”研究课题，技术思路新颖，方案切实可行。国内同行专家认为“这一课题的完成从根本上解决了液体摇瓶培养中长期以来悬而未决的反应瓶内外空气交换难题，对好氧微生物的实验室研究和工业发酵利用有着十分重要的理论和实践意义”。该项目2002年先后获“挑战杯”陕西省大学生创业计划竞赛铜奖，国家知识产权局“全国第十届专利博览会”金奖［4］。

实验中心全体教师探索出了在技术基础课教学中培养科技创新型人才的途径，取得了可喜成绩。近年来，指导学生完成的科技创新研究，先后获陕西省“挑战杯”大学生创业计划一、二等奖5项；获“挑战杯”国家、陕西省奖7项；获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖4项；获第十届中国专利新技术新产品博览会金奖1项；获国家实用新型专利12项；申请国家发明专利7项；获中国专利博览会金奖1项；有2名学生分别获西北工业大学“十佳科技英才”奖；2006年电工实验中心获陕西省教学示范中心；2008年9月，实验教学中心主任史仪凯教授荣获了“国家教学名师”光荣称号。

3 结束语

创新是国家兴旺发达的不竭动力，高校实验教学系统及平台的建设在培养创新型人才战略中起着不可替代的重要作用［3］。实验室建设是一个复杂的系统工程，需要我们在实践中不断摸索与完善。这必将是一项长期而艰巨的工作，不断寻找适应社会发展需要的合理模式，使资源得到更充分利用，促使未来实验室工作向更深、更广方向发展。

［1］ 吕守林.更新教育观念，深化实验教学改革［J］.北京：实验技术与管理，2008：25（1）

［2］ 史仪凯等.电工学课程体系改革方案与实践［J］.南京：电气电子教学学报，1999：21（1）

［3］ 李广伟等.实验教学改革与创新人才培养的探索与实践［J］.上海：实验室研究与探索，2008：27（4）

［4］ 袁小庆等.电工学课程建设的研究与实践［J］.兰州：兰州理工大学学报，2008：34（2）