基于创新能力培养的实验实践教学优化管理研究与实践*

◆刘爽 吕超 袁军亭 宋秋红 张丽珍 曹守启

教育部2007年1号、2号文件关于实施全面提升高等教育办学质量和水平行动计划中，明确要求各高校推进实践、实验模式改革和创新，培养学生的实践动手能力、分析问题和解决问题的能力，要加强大学生创新能力的培养[1-2]。几年来，教育部及各省市教育厅在实验室建设和大学生创新实验方面做了大量的投入，相继进行了实验实践教学的改革，各专业实验实践教学所占比例逐年加大，取得了可喜的成绩。调研分析显示，与实验实践教学应达到的实际效果以及社会对人才培养的要求相比，还有一定的差距[3-4]。

1 实验实践教学中的相关问题

从国内相关院校以及上海海洋大学工程学院工程基础实验、实践教材建设情况看，目前理论与实际相联系的内容详实、规范实用的实验、实践教学系列教材十分缺乏[5]。上海海洋大学经过几年的实践教学探索，虽然取得一些成绩，但也存在需要改进与完善的问题：首先，在实验、实践教材建设上没有系列化，正式出版的实践教材很少；其次，实验实践教学内容缺少深度和层次性，缺乏相关课程群组的关联与集成，较常采用传习性、因袭性的教育方法，缺乏对学生探究问题的鼓励；再次，实验实践教学考核模式单一，缺乏考核的层次性和多样性，采用所有学生按部就班地做一样的案例的方式较多，不利于学生综合能力和创新意识的培养[6]。

为了解决上述问题，实现上述目标，就要更好地发挥高校本科实验实践教学的作用。工程力学基础尤其是工程流体力学是海洋类大学的重要基础课程，本文以工程力学基础课程（工程流体力学）为主要研究对象，通过对本课程大纲、环节模块以及相关课程群的梳理，调研分析现行课程实验实践内容、条件以及不足之处，利用模块化层次化的架构，探索实验实践中的管理与运行机制。鉴于上海市教委对大学生创新的鼓励与项目的加大投入，本文提出对基于大学生创新能力培养的实验实践教学优化管理方案的研究，通过本科生创新思路、想法以及项目的综合分析利用，推动实验实践教学体系的优化进程。针对实验实践环节条件与教材完善，学生创新思想引导理论教学与实验实践内容深化，以及实验实践教学多方式灵活考核方法等方面展开探索，对现行工程力学基础课程实验实践教学的优化管理进行研究。

2 基于创新能力培养的教学优化管理方法

针对上述问题，基于大学生创新能力培养，推进工程力学基础课程实验实践教学的优化管理模式，优化工程综合类本科实验实践教学质量的关键领域和薄弱环节，优化本科实验实践教学的管理模块与层次，更好地为学校教学综合管理提升以及本科学生能力培养和素质提高提供服务和参考。

方法实施的主要流程包括：

1）以工程流体力学专业基础课程为对象，分析现有教学大纲，理清各个环节模块关系，研究构建学校、学院其他与之相关的课程群模型，完成与工程流体力学课程内容匹配与互补的体系架构；

2）总结现有实验实践课程开设情况与条件，分析与现有课程群组的关联关系，总结尚缺的环节条件；

3）调研分析现有大学生创新项目，结合工程流体力学理论课程与实验实践课程，完善更新实验实践教学系列教材；

4）以现有大学生创新思想需求及项目为基础，深化扩充现有实验实践教学案例、内容、环节及模块；

5）按照模块化训练模式，主要包括基础训练模块、专业训练模块以及综合训练模块来进行。

3 实施效果及分析

以上海海洋大学大三下学期本科学生为对象，针对开设的工程流体力学理论课程与实验课程、物流系统建模与仿真实践课程，采用上述方法，具体步骤如下。

1）整理大学生创新思想及项目，融入实验实践课程内容中，推进完善教学内容。

2）基于层次化、模块化的递阶式研究方法，分析并构建工程力学基础课程本科实验实践教学的优化管理机制与体系。

3）结合理论教学条件内容，在基础训练模块中，所涉及的实验实践内容主要是操作性实验，此类实验着重培养学生对应用及专业基本知识的理解和掌握，培养学生严肃认真的态度并为后续课程的学习提供基础知识。

4）在专业训练模块所涉及的实验实践内容主要是分析设计性实验，此类实验着重训练学生运用所学知识和获得的基本的实验技能，综合多课程群组的综合知识，在教师指导下对专业知识的全面理解和掌握，培养学生综合运用知识的能力以及创新思维设想。

5）在综合训练模块中所涉及的实验实践内容主要是综合性实验，结合现有和预想的创新思路项目，此类实验着重把理论知识和实际运用结合起来，接近实际工作，并深化学生在前两个模块中掌握的实验方法和操作技能，培养学生的综合分析能力和创新能力。

6）利用实验与问卷调查结合的方法，验证所获得的研究成果的有效性和实用性。

方法通过两届学生课堂实施进行验证，实施过程中的课堂效果与学生表现良好，课堂质量以及互动明显提升。分别对两届4个班的48名学生进行抽样问卷调查，通过结果分析显示：42名学生喜欢基于大学生创新能力培养的实验实践课程改革模式，3名学生选择一般，3名学生选择不喜欢而更习惯于传统教学方式；43名学生认为该方法值得推广到其他相应课程，4名选择一般，1名选择不值得推荐；对于存在的问题，学生反映较多的是除了大学生创新思想引导，还应加入更多的工程案例，因此融入合适的工程案例是继续改进的内容；同时学生通过课程引导，思路源于课程实验与实践，新增获5项大学生创新项目。

4 结束语

本科实验实践教学是培养大学生动手能力、创新能力以及解决分析处理实际问题能力过程中不可缺少的重要环节，而大学生创新精神和创新能力的培养与实验实践教学的管理机制是相辅相成、密不可分的。以工程流体力学实验实践课程为例，本文提出的基于大学生创新能力培养的方法在于改革优化现有的工程力学基础实验实践教学管理体制和运行模式，突破实验实践教学传统的不适应新形势的管理理念，创造新的人才培养模式，多角度全方位为学生实验实践教学管理与质量的提升提供参考。基于大学生创新能力培养，促进本科实验实践教学质量及管理机制的有效运转与提升，在全方位培养学生创新项目与能力的基础上，更好地推动工程力学基础课程本科实验实践教学的完善运转，更好地为学校其他专业课程的实验实践教学管理给予借鉴与参考。

[1]孔鹏.高校文科类开放式实验教学的研究[J].高校实验室工作研究,2011(2):26-28.

[2]王伟,孟祥贵,安寅.“创新人才培养模式”下的实验教学改革探索[J].实验科学与技术,2013,11(2):144-146.

[3]程瑛琨,孟庆繁,刘成柏,等.高校基础实验教学质量评估体系的研究[J].高教论坛,2006(2):116-118.

[4]阳国亮,曾冬梅.构建创新教育体系全面提高大学生的创新精神和实践能力[J].实验室研究与探索,2008,27(12):4-6.

[5]程永强,苗淑清,张建文,等.地方工科院校加强实践教学的探索与实践[J].实验技术与管理,2013,30(2):5-9.

[6]吕超,刘爽,张丽珍,等.基于大学生创新能力培养与PBL的本科实践教改研究[J].中国现代教育技术装备,2013(5):90-92.