依托实验教学示范中心 加强学生实验能力的培养

余建潮

（浙江理工大学实验室与设备管理处，浙江杭州 310018）

依托实验教学示范中心 加强学生实验能力的培养

余建潮

（浙江理工大学实验室与设备管理处，浙江杭州 310018）

实验教学示范中心是培养学生实验能力的重要场所，实验能力培养是提高高等教育教学质量的重要环节。结合创建实验教学示范中心的实践，从实验教学理念、构建三层实验教学体系、优化实验教学内容、校企共建实验教学基地、建设学校-学院两级实验教学平台和开放实验教学方法等方面进行了详细阐述。依托实验教学示范中心进行的实验取得丰硕成果，促进了学生创新实验能力的培养。

实验教学示范中心；实验能力培养；实验教学体系

“十一五”期间教育部和财政部联合启动了“高等学校本科教学质量与教学改革工程”项目，共批准建设了501个国家级实验教学示范中心。同时，各地方高校加大了对实验室建设的投入，共建设了2 931个省级实验教学示范中心和一大批校级实验教学中心［1］。这充分体现了我国高等教育正在逐步重视学生创新实验能力的培养，形成理论教学与实验教学有机结合的良好氛围。浙江理工大学作为省属重点建设大学拥有2个国家级实验教学示范中心和10个省级实验教学示范中心，逐步形成国家级、省级和校级的3级实验教学体系。随着高等教育质量工程的进一步深化，针对教育部提出的“实践能力是目前人才培养中最薄弱环节”［2］这一严峻问题，浙江理工大学结合实际情况，深化实验教学改革，激发学生学习潜能，依托实验教学示范中心建设，探索了培养学生创新实验能力的途径［3］。

1 转变实验教学理念

实验教学是人才培养过程中的重要环节，对学生实验能力和创新精神的培养起着十分重要的作用。学校在实验教学示范中心的建设中，遵循高等学校教育的特点与规律，把落实“实践教学质量工程”作为学校实施“本科教育创新与质量工程”中的重要内容之一，坚持“以能力培养为核心”的实验教学观念，提出了“强化基础训练、突出实践能力、提高综合素质”的建设方针，在优化人才培养模式和课程内容整合的基础上，调整理论教学时数，提高实验教学学时比例，以强化实验教学和进一步深化实验教学内容与体系改革；落实实验教学整体设计的教学改革思想，完善实验教学体系和实验教学平台，加强实践基地建设，开放实验教学模式，全面提高综合性、设计性和研究创新型实验的比例［4］，组织学生参加科技竞赛，提高学生的学习兴趣，狠抓课程设计、毕业设计等重要实验环节提升实验教学质量，着力培养学生的创新实验能力。

2 构建三层次、四模块实验教学体系

培养基础扎实、专业面宽、创新实验能力强的高素质人才是实验教学示范中心建设永恒的目标。根据高校人才培养目标和社会对相关专业人才的实际需求，坚持实验教学与理论教学并重、实验教学与理论教学体系相辅相成的理念，改变实验教学长期依附于理论教学的被动地位，将原来依附于理论课的实验课独立出来，建成相对独立的实验课程，实现实验课程的全面覆盖和全程覆盖，并结合不同专业培养的需要和不同学生个性化学习的需要对相应实验项目提出基本型、综合设计型、研究创新型3个层次的实验教学体系。3个层次的实验项目分布在认知实践、专业基本基础实践、综合设计实践和研究创新实践4个模块实验教学环节当中，所起到的作用和性质各有不同，并强调学生的创新精神和实验能力培养作为主线始终贯穿于多层次的实验教学之中。

（1）基本型层次。包含认知实验和专业基本基础实验2个模块。认知实验可以通过展示现有实验项目及科研项目成果、安排到企业或实验室走访参观，亲身感受实际操作，了解先进设备等，主要是引导学生对专业知识有一个整体的感性认识，以及对现代科学技术在专业领域的应用和对实验有一个感性认识，从而提高学生对专业的热爱，确立自己在专业学习方面的努力方向和目标；专业基础型实验主要安排在基础实验课程中，比如性能测试、加工处理实验等，培养学生的专业基本技能，对学生进行实验基本方法和技能的训练，巩固专业理论知识的学习。

（2）综合设计型层次。包含综合设计实验模块，属于提高性实验，主要安排在专业实验课程中，以培养学生综合性、设计性和应用性能力的提高。实验方式为在教师指导下，由学生对实验的方法、手段及实验过程进行自主设计，综合利用各门课程的知识，解决某个相对复杂的问题。完整的实验过程有利于培养和提高学生的综合应用能力、科学实验能力、动手能力、创新能力及团队工作能力。前3个模块的综合功能主要是学生工程实验能力的培养，也是创新的基础。

（3）研究创新型层次。包含研究创新型实验模块，属于个性化培养，起点高、要求高，实验强调研究和创新。研究创新型实验可以供学生根据自身兴趣、爱好选做，实验内容结合教师科研、毕业设计等，或结合学生各类课外竞赛［5］，如“飞思卡尔杯”、“挑战杯”等大奖赛。个性化的研究创新实验更具有研究型、设计型和综合型实验的特征，让需要选修的学生花更多的课外时间和精力，自主查阅资料、分析研究，制定实验研究方案，并动手实施，直到分析总结完成提交实验研究报告。

上述3个层次的实验形成了从感性到理性、从简单到复杂、从基础到前沿、从知识验证到综合能力培养的实验系统，也充分体现了层次性、系统性、个性化、模块化的特点。通过在各个层次的实验训练过程，使学生逐步学会资料收集、仪器使用、实验设计、实验调试、实验数据处理、计算机应用、综合设计、创新设计等方法，强化学生的专业基本技能，以达到能力培养的目的。

3 整合实验教学内容，优化实验项目

实验教学内容是实验教学的核心，是保障教学质量的关键［6］。中心在实验教学内容上根据专业技术的发展，积极增加新的实验项目，删除简单、陈旧的实验教学内容和各个实验课程间的重复现象，实现各个实验教学内容之间的有机联系，使实验教学内容与科研、工程、社会应用实践密切联系［7］，更新、丰富实验教学内容，既包含传统的教学内容，也融入当代技术发展的新成果，引入信息技术等现代技术，改造传统的实验教学内容和实验技术方法，加强综合性、设计性、创新性实验，提高实验教学学时比例，减少演示和验证型实验教学内容，使实验教学的学时数占总学时数的30%左右，有的专业可达到35%。激发学生的求知欲望，改变过去只有少数学生参与的现状，使创新实验教学内容能吸引众多的学生积极参与。

实验教学示范中心围绕实验教学实际开展实验教学科研，承担多项国家级、省级实验教学改革项目、实验课程建设项目、实验教材建设项目和学生创新实践活动项目，并将科研项目直接转化为实验项目［8］。这些实验内容涉及先进的分析技术，综合性强，对于提高实验技术水平，培养学生的实验能力起到重要作用，如实验教学示范中心设计的一些综合性实验题目：异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统、Novell网的硬件配置与安装、技法练习和实物制作等，这些课题知识面广、研究性强，使学生从实验中可以获得多方面的知识，加深对现代科学技术认识，达到以科研促进实验教学内容不断更新的效果。

4 紧密结合企业实际，搭建实践教学基地

参与企业实验是学生运用所学理论知识认识社会、了解社会，运用所掌握的专业技能服务社会、提高实际工作能力的重要途径［9］。为了保证学生能够学以致用，活学活用，实验教学示范中心注意把实验教学与生产实践相结合，坚持以实验课程教学为基础，以生产实践为切入口，以专业大实习为检验平台，鼓励学生假期参与社会实践、参加各种与专业相关的科技竞赛等。与省内外多家企业建立“学生校外实践基地”，搭建了校企合作培养模式，在实验教学内容上与企业需求对接［10］。一方面积极发布企业合作项目及学校科研项目信息供学生参考，激发学生的求知欲望，使创新实验项目能吸引众多的学生积极参与；另一方面专门安排不少于3周的企业实验时间，选派部分学生在暑期或休息天去基地实习锻炼，大力倡导和鼓励学生参与教师的科研活动，在专业教师指导下参与企业的科研项目，主要形式是在实验教学过程中，教师提出一些课题式实验项目，安排学生根据自己的兴趣参与其中，自主策划、自主设计这些实验课题，然后到科研和生产实践中去检验，这种合作进行科学与研究模式，带动了学生参与科研，拓展了学生的研究思路，提高了学生的创新思维，促进了高校与企业资源互补。

在企业实践中，学生把自己掌握的基本技能和知识创造性地运用，提出项目开发和设计的新思路，企业挑选出实验教学示范中心中有创意的项目，更好地解决测试、培训、教学等方面的实际问题，让学校成为企业科研基地，减少企业的经费投入，提高企业竞争力。同时学生以企业实践中选定课题为依据，选择相应的专业方向和课程，发挥实验教学示范中心师资、场地、设备的优势，对理论知识与企业实践进行无缝链接，让企业实践成为现有实验教学的强化和补充，有效地提升学生的实践能力和创新能力，发挥实践成果巨大的辐射作用。

5 构建学校-学院两级实验教学平台

学生创新实验能力培养需要实验教学平台作为重要支持和保障。传统的实验教学平台在单个示范中心采用单服务器集中部署搭建而成，每个示范中心资源彼此独立，成为信息孤岛。为此学校在硬件上拥有专用服务器，利用网络和计算机技术搭建学校-学院两级架构的分散部署模式，即学校级负责部署校级管理平台，处理校级所有业务流程，实现校级层面查询统计分析功能；院级负责部署院级管理平台、发布实验教学示范中心资源现状、开放实验的预约、实验教学管理及实现门禁、监控和电源控制三者联动实时监控管理实验现场的功能。在软件上具有丰富的网络实验教学资源，并且一直不断更新和添加资源，确保实验教学平台拥有先进的实验教学及教学管理软硬件系统，提高网络共享程度。

实验教学平台的搭建集成了实验教学所需信息，包括中心各实验室功能介绍和实验内容的介绍、学生的学习资源、师生互动环境以及开放式管理所需的管理信息。学生可以通过实验教学平台实现网上实验预约、实验文档下载、实验预习、实验选课、实验辅导和交流、实验报告提交、实验批改、成绩查询和进行教学效果评价等，还可以进行仿真虚拟实验、观看电子实验教程和多媒体实验教学课件，指导教师可以通过实验教学平台发布实验教学信息和进行实验教学管理。实验教学平台的使用为实验中心实验室的开放提供了条件和保障，为学生自主实验及个性化发展提供了良好的环境，提高了学生的创新实验能力。

6 推行课内课外开放实验教学模式

开放实验教学是高校人才培养的基本要求。为充分发挥学生自主性，实现个性化培养，实验教学示范中心实行开放式管理，包括时间、空间和内容（资源）3个方面。建立了课内和课外开放相结合的形式，最大程度地实现了实验教学示范中心的资源共享，使学生有弹性的学习时间，调动了学生的学习兴趣。

（1）课内开放实验。指导教师发布若干个实验项目，学生可以在开放时间内自由地到实验室做相应的实验。在完成必做实验的前提下，可以根据自身能力自由地选择实验内容，做到从单纯的实验时间的开放扩展到实验项目、内容（实验资源）的开放。同时实验教学平台全程记录学生实验项目的实验时间、实验地点、实验内容等信息，有效跟踪实验教学进展的情况，指导教师全程监控实验项目质量，在实验教学中出现问题及时给予指导，促进了开放式实验教学的高效进行，提高了实验教学质量和学生的学习效果。

（2）课外开放实验。主要是为学生提供参加各类学科竞赛和学生科研的实验条件，比如挑战杯、新苗计划、教师课题、毕业设计、专业设计大赛等各类竞赛。教学中心实验室全天候面向学生开放，不受课时、实验室、实验学时和实验项目的限制，吸引了一大批学生对感兴趣的方向开展个性化实验与制作。自己设计，自己制作，独立完成实验，这样既可解决优秀学生“吃不饱”的问题，又可实现“实时分层”教学。通过多方位的实践，充分发挥和提高大学生潜在的综合能力。

7 成绩

实验教学示范中心建设是一项复杂的系统工程，学校始终坚持先进实验教学理念，紧紧围绕创新人才培养，深化实验教学体系的改革和实验室管理体制的改革，成效显著。2012年学校“物理实验教学中心”、“纺织工程实验教学中心”和“控制科学与仪器技术实验教学中心”3个省级实验教学示范中心建设点顺利通过了浙江省教育厅验收。3个省级实验教学示范中心建设以来共开设实验课程门数144门，实验项目721项，综合性、设计性、创新性实验个数505个；教师获国家级教学成果奖2项，省级教学成果4项，省级精品课程3门；学生获“挑战杯”大学生课外科技作品国家银奖2项，铜奖3项，省级特等奖1项，一等奖5项，二等奖5项，三等奖5项，省大学生物理实验技能竞赛一等奖3项，二、三等奖各8项，其它各类获奖31项，本科生授权专利3项，本科生发表研究论文27篇。

8 结束语

通过实践，我们深深体会到实验教学理念、实验教学体系、实验教学内容、实践教学基地、实验教学平台和实验教学方式都是提高实验教学质量、培养学生创新实践能力不可忽视的关键环节。依托实验教学示范中心平台，实现了实验教学与理论教学相结合、实验教学与就业创业技能培训相结合、实验教学与课外创新、实践活动相结合的“3个结合”实验教学新模式，调动了学生学习能动性，激发了学生的学习热情，提高了实验教学质量，促进了学生知识综合运用能力、实验能力和创新能力的培养和提高。

（References）

［1］孔鹏.高校文科综合实验教学中心开放实验教学的研究［J］.实验技术与管理，2012，29（6）：130-131.

［2］李玉东，刘景艳，阎有运.依托实验教学示范中心培养工程实践能力的探索和实践［J］.实验室研究与探索，2012，31（3）：105-108.

［3］吴世华，杨光明，王秋长，等.加强实验教学示范中心建设，提高人才培养质量［J］.实验技术与管理，2012，29（1）：4-6.

［4］教育部.实践能力是目前人才培养中最薄弱环节［EB／OL］.［2012-08-22］.［2011-12-30］.http：／／www.china.com.cn／news／2011-12／30／content＿24291691.htm.

［5］陈爱华.实验教学体系改革探索与实践［J］.实验科学与技术，2012，10（3）：54-55.

［6］王芳，李平，郭兴启.依托实验教学中心平台促进第二课堂的发展［J］.中国现代教育装备，2011（11）：70-72.

［7］马敬峰，鲁保富，陆开宏.基于学生创新精神和实践能力培养的实验教学内容改革与实践［J］.中国高教研究，2008（11）：92-93.

［8］杜玉霞.基于项目的本科生实践创新能力培养研究［J］.电化教育研究，2011（5）：36-39.

［9］司佑全.省级实验教学示范中心在科技创新人才培养中的作用［J］.实验技术与管理，2012，29（3）：123-126.

［10］何根海，谭甲文.基于校地合作的应用型本科人才培养的改革与实践［J］.中国高教研究，2011（4）：61-63.

Exploration and practice on cultivating students’experimental ability depending on experimental teaching demonstration center

Yu Jianchao
（Laboratory and Facility Management Division，Zhejiang Science and Technology University，Hangzhou 310018，China）

The experimental teaching demonstration center is an important place of cultivating students’experimental ability which is the key to enhance the teaching quality of higher education.Combined with the practice of constructing experimental teaching demonstration center，this article elaborates on practice teaching concepts，structuring three-layer experimental teaching system，optimizing experimental teaching content，co-constructing experimental teaching base between the university and enterprises，constructing university-college experimental teaching platform and experimental teaching methods.Depending on the practice of experimental teaching demonstration center，the innovative experimental ability of students is promoted and improved.

experimental teaching demonstration center；cultivation of experimental ability；experimental teaching system

G642.0

A

1002-4956（2013）03-0117-03

2012-09-23

杭州市哲学社会科学规划课题成果（D12JY13）；浙江省教育厅科研资助项目（Y201226134）

余建潮（1982—），男，浙江温州，硕士，助理研究员，科长，主要研究方向：实验室建设和管理.

E-mail：yujianchao2005＠zstu.edu.cn