面向卓越工程师培养的实验教学体系研究

胡志伟 叶蓁 徐琦

摘要实验教学是大学工科教育的一个重要组成部分，也是卓越工程师教育培养计划的重要环节。针对卓越工程师培养目标，本文提出了工科实验教学体系建设的几点建议。

关键词实验教学体系卓越工程师综合设计创新设计校企合作

中图分类号：G642文献标识码：A

实验教学是工程教育的重要环节，积极探索面向卓越工程师培养的实验教学体系，对于锻炼学生实践能力，培养学生自主创新能力，全面提高学生的综合素质具有重要意义。本文以本科层次工科专业卓越工程师培养为目的，探讨实验教学体系建设问题。

1 实验教学与卓越工程师培养的关系

卓越工程师应具备扎实的专业知识与工程实践能力，创新能力与自主学习能力，以及良好的团队协作能力。实验教学是学生理论与实践结合的重要环节，通过实验教学中的综合设计和创新实验等环节，可以让学生形成良好的创新思维和创新实践能力，是高校卓越工程师培养的必要条件。

2 实验教学体系建设规划的几点思考

针对卓越工程师的教育培养目标，实验教学体系可以分为“基础实验”、“综合设计”、“创新设计”三个层次和课堂、第二课堂两个环节。

基础实验主要是针对基础理论课的验证型实验，通过基础实验，可以使学生加深对基础理论的理解，掌握实验仪器的使用和其他的实验手段和方法，激发学生对实验的兴趣，从而可以进行更高阶的实验。基础实验内容的设计要紧密结合理论课内容，根据理论课教学大纲编制实验项目，设计难度由易而难，整个实验要引导学生根据实验结果与理论结果进行对比研究，深刻理解相关理论的实质意义。

综合设计型实验，主要引导学生运用所学基础理论知识进行综合设计。综合设计环节的内容不易过难，题目要新颖，功能要常见和实用，所要运用的知识要在学生学习范围之内。实验课由于有时间限定，综合设计实验有一定难度，要抓好学生预习环节，预习工作放在学生课余完成，学生的设计方案通过实验教师检查通过后方可进入实验室。实验课堂由学生对自己的设计方案进行验证，并根据实验结果对设计方案进行优化改进，最终得到正确的设计结果。通过综合设计环节，让学生感受到要进行更高阶的实验有难度，但是在熟练掌握理论知识的基础上可以实现，可以使学生对所学的知识有一个系统的了解和掌握。

创新设计环节则是对综合设计环节的提高，主要针对自主学习和实践能力较强的同学。创新设计环节的题目可以通过教师选择，或者学生选题教师审定的方式确定。题目的完成形式可以参考目前权威的科技竞赛的形式，指定负责人，由学生完成组织分工。目前，部分高校建立创新实验室，以“挑战杯”和“全国大学生电子设计竞赛”等科技竞赛为目标，配备专门的指导教师或者研究生进行指导，取得了很好的效果。对于学生参加省级以上比赛并获奖的学生，可以考虑其成绩折抵创新实验环节。通过创新设计环节，可以充分发挥学生的主观能动性，培养学生协调合作、进行实际工程设计的能力。

这三个层次在实际教学中的体现，要根据学校的实际情况和学生的层次进行合理安排，学分、学时的分配要合理。基础实验和综合设计环节可以在低年级学生中推行，创新设计环节主要面对高年级学生和低年级的优秀学生。整个实验教学中，基础实验部分所占比重可以降低，综合设计和创新设计所占比重可以适当加大。在实验教学环节可以实行免修制度，综合设计能力较强的学生可以申请免修验证实验，以综合设计进行考核；创新设计能力较强的学生可以申请免修其他实验环节，以创新设计审定结果进行考核。南昌航空大学信息工程学院对获得省级以上奖项的学生实行相关的实践环节免修，这样大大提高了学生参加科技创新活动的积极性，让不同层次的学生都得到了锻炼和成长，同时也实现了学院实验实践、教学的提高。

根据教学实践经验，基础实验和综合设计实验由于难度不是很大，在合理的课时安排下是可以在课堂完成，但是创新设计实验由于难度较大，且需要团队协作，在课堂完成该类型的实验有一定难度，可操作性不大。这就需要对教学方式进行相应的调整和改革。实验教师可以通过多媒体将实验内容更加形象的进行剖析、讲解，活跃实验课气氛，让实验内容更容易吸收。综合设计和创新设计环节的加强，必然会对目前的实验教学提出更高的要求，对学时、平台以及师资的要求也必然提高。可以考虑在正常实验教学的基础上开设第二课堂，补充课堂实验的不足。大学生的时间相对比较充足，相当一部分学生没有充分利用课余时间。第二课堂的开设可以通过多种方式，目前采用较多的是学校安排特定的开放式实验室，建立和共享网络教学资源，学生自主选择宿舍等场所进行科技时间活动。

学校可以安排一些开放实验室在课余对学生开放，或者可以让学生把一些简单的实验仪器带入学生宿舍。在对南昌航空大学的学生进行调查时发现，获得省级科技赛事奖励或者进行“三小”课题的学生，超过90%以上课余时间在实验室或者在宿舍进行科技制作活动。由此可见，鼓励和支持学生利用课余时间也是实验教学体系建设要考虑的一个因素。

3 探索校企合作模式

学校的教学活动基本上还是与实际生产活动相脱离的。培养卓越工程师，要求在人才培养过程中企业深度参与，就是要回归工程教育，让理论学习与实践教学重新整合。

学校和企业可以在一定框架下实现资源共享。学校可以跟企业签订协议，将有条件的实验教学内容在企业完成，将理论教学与生产实践相结合；或者利用学校教学资源完成企业部分产品的设计、生产，让学生参与其中。学校可以鼓励项目较多的教师吸收学生参与科研活动，让学生亲身体验科研活动。通过这样的环节，可以让学生将所学内容与工程实践相结合，并在工程实践中不断涉猎新的知识，养成自主学习的习惯。

4 结语

卓越工程师的培养是一个系统工程，实验教学也是高校卓越工程师培养的重要环节，整个实验教学体系的建立、完善需要一个过程，同样也需要在制度等方面的支持。在构建实验教学体系的过程中，需要在实践中不断总结，与学校的其他教学环节统筹考虑，共同推进以“卓越工程师”为目标的育人工作的发展。

参考文献

[1]张文生,宋克茹.“回归工程”教育理念下实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].西北工业大学学报(社会科学版),2011(31,1).

[2]陈景贤.论实验教学的改革与创新能力的培养[J].中国水运,2007(5,7).

[3]王涛,刘美.卓越工程师培养计划中实践教学体系建设的几点建议.中国电力教育,2011(30).

[4]钟金明.工科院校创新实验教学体系建设与探索.科研管理技术与创新管理,2005(26,4).

[5]张保华,郑伟.电工电子实验教学体系的建设与探索.实验研究与探索,2004(23,3).