强化实验环节提升创新能力

孙雪梅，范久臣，张占国，卢 杰

（北华大学 机械工程学院，吉林 吉林132021）

强化实验环节提升创新能力

孙雪梅，范久臣，张占国，卢 杰

（北华大学 机械工程学院，吉林 吉林132021）

本文针对工科应用型高级人才培养过程中实验教学存在试验项目少、实验内容单一等问题，提出传统实验、开放性实验、网络实验三位一体的实验教学体系，以满足不同层次学生对不同层次实验的要求，达到培养学生工程实战能力，提高创新能力的目的。

实验教学；开放性实验；网络实验；创新能力

近年来，国家大力提倡和发展机械制造业，致使机械类技术人才的需求逐年上升。同时，社会对机械类专业人才培养规格、质量要求也呈现出多样性和复杂性，普遍要求应届毕业生应具备较强的实际动手能力及创新能力。为适应当前社会需求，我院在学生实验教学环节进行了积极的改革和探索，并逐步行了一套比较完整的实验教学体系，获得了一些有益的经验。

一、传统实验

传统实验教学是以实验设备、仪器为载体，以相关课程实验要求为约束，学生通过观察实验教师的操作、演示及自主完成某些简单接线等方法，验证相关课程的某些知识或结论。通过传统实验，学生可以进一步理解理论知识，获得一定程度的感性认识。但是传统实验不足之处在于，所进行的实验大多为验证性实验、单一性实验，针对的课程及范围相对较窄，缺乏各课程、各学科之间的联系和综合，学生上手机会少，自主锻炼无法体现。同时由于实验要求的严格规定，学生的思维、创新能力受到束缚，不利于学生综合能力的训练。设备利用率也比较低，容易造成资源浪费。因此，有必要在传统实验基础上进行改革。

二、开放性实验

开放性实验主要表现为时间、空间及实验内容具备弹性。学生自主选择时间、地点和项目，通过自主研究和设计，实现某些设计思想或设计功能。时间、空间上的弹性有利于不同层次的学生理解或提高理论知识水平，增加实际动手操作机会，同时也大大的提高了实验设备、实验仪器的利用率。实验内容的弹性主要体现为专业基础实验的部分弹性及专业综合实验的完全弹性。专业基础实验采用教师与学生相互配合，以教师为主导，学生为辅助，使学生在最短的时间内了解设备的基本原理、掌握仪器的使用方法、分析实验结果数据。专业综合实验则主要以学生为主体，进行的多为综合性、设计性实验，学生可对所学知识和已掌握的实验技能充分融合，灵活运用，进行创造性思维训练。教师在整个实验过程中主要起引导作用，引导学生如何完善实验，如何实现实验目的。开放性实验有利于培养学生的学习兴趣、激发其创造力，可显著提高学生的科研实践能力。

三、网络试验

随着虚拟仪器和信息技术的高速发展，基于多媒体技术、网络技术及虚拟仪器技术的网络实验逐步成为各高校实验教学体系的重要环节。其显著特征表现为具有极大的柔性，不仅时空上不受限制，而且在人员、资源的协作及共享上同样不受约束。在体系上，既有管理功能，又有实验教学、操作、评价及互动功能，导航界面友好，易于实验系统的搭建与集成。通过网络实验，学生一方面可以通过典型实验素材库搜索、观看实验全过程。另一方面可通过元器件库选择需要的元器件，利用虚拟元件与实际元件的影射关系进行搭接，进一步完成网络实验过程。

四、实验模式的融合

我院在学生实验教学体系上对不同的实验模式进行了充分融合，整合了原有人力资源及设备资源，采用三位一体的实验教学模式。经过几年的不断完善和发展，取得了较好的人才培养效果。

图1.原实验教学体系构成

原实验体系中只包含专业基础课程实验和专业课程实验，主要承担以针对课程为主的验证性实验。实验功能分化简单、粗糙，无法训练学生的实际应用能力及创新能力。

图2.现实验教学体系构成

经对原实验资源进行重新配置、整合，实现了功能细化。首先利用传统实验培养学生基本的实验操作技能和实验结果分析能力，加深理论知识的理解程度。其次，每个实验分室均设立了开放性实验，学生自由选择实验项目，申请实验设备及元器件，自主搭建实验平台完成实验，并做好实验记录及设备使用记录。通过开放性实验，培养学生积极主动学习能力、相互合作能力及团队精神。网络实验贯穿传统实验与开放性实验始终，它既起到连接纽带作用，同时也是扩大学生想象空间、提升创新能力的重要手段。例如，机电传动控制技术是机械类机械装备自动控制专业学生的一门主干课程，学生在深入学习理论知识基础上，通过传统实验了解和掌握典型元器件、实验设备的工作特性和工作原理。以此为基础，通过开放性实验，结合电子竞赛题目、教师实际科研课题或自己的新思路，自主设计搭建实验项目。在设计过程中，首先通过网络实验，利用人机导航界面，完成元件的选取、实验线路的连接及仿真过程的控制等，进行实验论证及虚拟实验。如运行结果可行，则落实到具体的实验操作层面。此工作流程既可节省时间，又可规避原材料、设备浪费和损坏的风险。

经过几年的实践与探索，目前我院已成功培养了适合当前就业形势要求的应用型人才。并且实验室已被批准为吉林省省级实验示范中心，为今后的进一步发展提供了更好的平台。

[1]冯伟,王华.利用开放性实验室培养创新人才的探索与实践[J].实验室科学,2009,(3):179-181.

[2]于波,余成.基础课开放性实验室建设的实践与探索[J].长江大学学报(自然科学版),2008,5(1):342-343.

[3]唐明祥等.浅谈虚拟实验室在高校教学中的应用[J].成都教育学院学报,2006,20(3):75-78.

[责任编辑:何 岩]

G642.0

：B

：1671-6531（2010）06-0124-02

2010-10-14

孙雪梅，女，吉林市人，北华大学机械工程学院副教授。