基于“卓越计划”的全开放实验教学模式的构建研究——以湖南工程学院为例

卿上乐，吴朝建

(湖南工程学院 a．机械工程学院;b．教务处，湖南 湘潭411101)

2010年6月23日，教育部在天津召开“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)启动会，联合有关部门和行业协(学)会，共同实施“卓越计划”，确定了包括湖南工程学院在内的61所高校为第一批实施高校。［1］目前，“卓越计划”各试点高校基本采用“3+1”的人才培养模式，即3年在校学习，累计1年在企业学习，把工程师素质培养分为校内学习和企业学习两个相对集中的培养阶段。［2］如何充分发挥实验教学尤其是全开放实验教学在“卓越”人才培养中的作用，成为现阶段值得认真探索解决的问题。

一 全开放实验教学在“卓越计划”人才和创新人才培养中的地位及作用

人才培养质量的高低，直接影响到“卓越计划”这一重大教学改革工程的质量。重视实践教学，尤其是重视实验教学，是做好“卓越计划”人才培养的基础，不可忽视。

(一)加强大学生创新能力培养是“卓越计划”的根本任务

2007年以来，党中央、国务院作出了走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人才强国等一系列重大战略部署。这些对高等工程教育改革发展提出了迫切要求。走中国特色新型工业化道路，需要足够的智力支持，需要培养一大批能够适应和支撑产业发展的新型工程人才;建设创新型国家，提升我国工程科技队伍的创新能力，迫切需要培养一大批创新型工程人才，需要科技精兵，从而提高核心竞争力。

“卓越计划”的实施正是高等教育适应新形势、新任务的重大举措，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。

党的十八大报告明确提出:“深化教育领域综合改革，着力提高教育质量，培养学生社会责任感、创新精神、实践能力”。［3］这对高校加强实验教学改革、转变教学模式、提高应用型人才培养质量提出了明确要求。“卓越计划”的实施，正是国家培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才的重要举措。如何充分发挥实验教学尤其是全开放实验教学在“卓越”人才培养中的作用，使校内三年时间的学习能充分对接企业学习需求，成为现阶段“卓越计划”实施高校值得认真探索解决的问题。

(二)强化实践教学尤其是实验教学是培养创新人才的必由之路

实践是检验真理的唯一标准。通过实验，学生对理论的正确性及时检验，加深理解;同时实践出真知，学生根据实验现象，总结出规律，强化学生学以致用的观念;通过实践，学生在现实的操作环境中培养和锻炼工程应用的意识和能力。

作为一名现代工程技术人员，应该能综合应用科学的知识、方法和技术手段来分析解决各种工程问题，承担工程技术的开发与应用任务;应掌握坚实的自然科学知识应具有收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的综合能力，尤其应具有创新能力和实践能力。“卓越计划”强调学生现场工作能力、设计能力、工程项目实施能力以及新产品开发与技术改造能力的培养与形成。学生在校内学习期间，必须要有更多的机会去动手，去实践，不断培养创新思维，提高创新能力，因此，需要有更多的时间进入实验室。

全开放实验教学以其向学生全天候开放实验室、实验技术人员全程指导、学生自主设计与实践的方式，允许在完成基本实验内容的基础上自选实验、自己设计实验，有利于学生个性发展，对培养学生文献调研、实验设计、发现问题、分析问题及解决问题的综合能力与素质有不可替代的作用。可以说，全开放实验教学这一模式为强化实践能力培养提供了广阔的舞台，为“卓越计划”的顺利实施奠定了坚实的基础。

(三)“卓越计划”的分类实施对全开放实验教学提出了更高要求

“卓越计划”实施的层次包括工科的本科生、硕士研究生、博士研究生三个层次，培养现场工程师、设计开发工程师和研究型工程师等多种类型的工程师后备人才。

湖南工程学院的“卓越计划”重点在于培养现场工程师，培养的学生应具有较为扎实的基础知识，具备能在生产一线从事相关领域的设计制造、工程应用、运行管理与经营销售等工作能力，具有较高的综合素质、创新能力、团队精神和专业技术能力的应用型高级工程技术人才。因此，3年在校内学习期间，如何使学生得到更多的仿工程环境锻炼，成为全开放实验教学必须完成的任务。

二 湖南工程学院全开放实验教学的实践

实验教学在高等工程教育人才培养中有着非常重要的作用。湖南工程学院长期坚持应用型本科人才培养的办学定位，重视对学生的实践能力与创新能力培养，坚持推进全开放实验教学，充分发挥实验设备的作用，激发学生对实验的兴趣，发挥学生学习的主动性，培养学生的实践能力和创新能力，取得了很好的效果。

(一)全开放实验教学模式

在实验教学运行模式上湖南工程学院采取全开放运行模式，包括实验设备全开放、实验时间全开放和实验内容全开放。从2006年起，学校在整合实验资源、重组实验室的基础上，从开放基础实验室入手，不断总结经验，将这一模式逐步推广到专业基础实验室、专业实验室。［4］全校经常性开设的全开放实验项目200多个，课程30多门。为确保全开放实验效果，学校引进了实验室综合管理系统，搭建了符合学校实际的实验教学管理信息平台，完善了实验项目、时间、指导人员等具体实验教学安排，学生可以网上预约实验项目，教师可以及时进行成绩评定等综合管理。［5］

在实验教学模式上实行“三自主”的全开放实验教学模式，即学生“自主设计实验项目、自主安排实验时间、自主进行实验操作”。［5］“三自主”实验教学模式充分发挥了学生的主体作用，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的创新意识、实践能力和创新能力。

(二)全开放实验教学有效提高了学生的创新能力

学校在推行全开放实验教学中，让学生真正融入到实验教学的全过程中，并独自完成实验的全过程。他们通过自己查找资料、自行思考设计实验方案、自行完成实验过程，感受了科研工作的艰辛，也体会了其中的乐趣。全开放实验教学不仅培养了他们的实验基本技能、理论基础知识的应用能力，更提高了他们的科研开发综合素质。

通过全开放实验教学，学生在实验过程中得到了充分锻炼，也取得了一定的成绩。几年来，学生在全国、湖南省举办的电子设计大赛、创新设计与制造大赛等各类竞赛中，获得包括国家级二等奖在内的各种奖励100余项。

“卓越计划”实施以来，学校进一步加强全开放实验教学，结合课程整合工作，努力将全开放实验室打造成为学生基础实践平台、专业实践平台和能力拓展平台。学生在全开放实验室可以进行实验验证、创新实验等各类活动，能力于潜移默化中形成，为“卓越计划”背景下的实验教学进行了有益的探索，积累了经验，为更深层次地推进全开放实验教学、全面满足“卓越计划”校内阶段学生能力的培养要求打下了基础。

三 基于“卓越计划”的全开放实验教学模式的构建

围绕工程能力培养的要求，对人才培养模式进行全方位改革是“卓越计划”的核心。因此，学生校内学习阶段，要在加强科学文化基础知识学习的基础上，根据培养标准和专业人才必备的技术知识与应用能力要素，遵循工程的集成与创新特征，以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，重构课程体系和教学内容，将专业特征目标所规定的知识、能力和素质要求落实到具体的教学环节中。注意让学生尽量早、尽量多地接触工程实践，着力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法，加强大学生创新能力训练。

要全面满足“卓越计划”学生能力素质培养要求，必须充分认识到“卓越计划”人才培养的特点，重新构建起科学的全开放实验教学模式，包括全开放实验教学的内容更新、开放力度的加大和进一步创新全开放实验教学的方式、方法。

(一)“卓越计划”背景下全开放实验教学的目标体系

在“卓越计划”背景下，加大全开放实验教学的力度，其根本目的就是通过给学生提供一个发挥个人潜能的实验实训环境，从而使学生在学习过程中由被动地位转移到主动地位，通过给学生提供选择、创造、表现和提高的机会，通过“基本技能培养——综合应用能力、初步设计能力培养——工程实践能力、创新能力的培养”这样一个“层次递进”的过程，提高学生综合能力，奠定创新思维培养基础，实现人才培养目标。

(二)构建符合“卓越计划”人才培养目标的全开放实验教学内容体系

课程整合的基本原则是“理论与实践并行”，指的是使学生在掌握理论知识的同时，及时将所学的知识运用到实践之中，再把实践过程中产生的问题带回课堂，和课程的老师共同探讨，共同运用理论知识解决实际操作中产生的问题。这种整合是在教师和课程两个层面的整合，真正让学生做到学以致用。

“卓越计划”的核心之一是强调面向行业培养、加强企业与高校合作共同完成教学过程的工程技术人才培养。“3+1”的培养模式必然导致学生在校学习的时间相应压缩，因此，如何适应这一客观要求，将与之相对应的课程进行整合，对相关教学内容进行优化，成为“卓越计划”取得实效的重要环节。

“卓越计划”核心之二是强化培养学生的工程能力和创新能力培养。因此，“卓越计划”的实施对高校各类课程的改革提出了新的更高的要求，各类课程的教育功能也要从注重学生对基础知识、基础理论和基本技能的掌握，转变为全面提高学生的工程实践与应用的综合能力，提升学生的创新意识和能力。

课程整合之后，如何站在实施专业整体优化的高度上来组织安排“卓越计划”校内阶段的实验教学内容，对于全开放实验教学来说显得尤为重要。在实际中，必须按照“卓越工程师”的能力培养要求，将实验内容依据课程整合的结果进行调整，以培养学生能力为重，加大综合性和创新性实验比例，条件具备的话，可以考虑与企业生产现场进行对接，提供仿真环境，从而提高实验教学质量，为学生能力培养提供足够支持。

(三)加大全开放实验教学力度，为“卓越计划”人才培养提供有力保障

为达成人才培养目标，各“卓越计划”实施专业大部分提高了实践教学环节的比例提高，以此使学生受到工程师基本训练，具有较强的工程意识、工程素质和工程实践能力;具有能够综合运用所学知识分析并解决生产实际问题的能力;具有一定的产品开发能力;具备一定的组织管理能力、交流沟通能力和团队合作能力;达到工程专业领域对现场工程师知识、能力、素质的基本要求。

基于实验教学在学生综合能力培养中不可替代的地位，必须充分发挥实验教学的作用，将实验室打造成为学生能力培养的“基地”。全开放实验教学必须转变观念，“全天候”为学生服务，基本做法就是实验室的“全天候”开放，每周一至星期天，按学生预约情况开放实验室。这种做法，一方面可以保证理论课的授课时间，另一方面也为学生提供了验证理论、创新思维的机会，大大延长了学生受教育的时间，大大增加了学生动手锻炼的机会，在现实的操作环境中培养和锻炼学生的工程应用的意识和能力，为“卓越工程师”的全面成长提供了时间上的保障。

(四)创新全开放实验教学的服务功能，以项目制推动“卓越计划”人才培养

全开放实验教学在“卓越计划”人才培养中作用的实现，除了更好地完成课程规定的各项实验教学之外，还必须以“项目制”来带动学生。全开放实验教学要想取得实效，必须创新思维，以项目为载体，大力推行“项目制”，引导学生进入实验室，激发学生的创新欲望，达到培养学生创新能力的根本目的。

全开放实验教学中的“项目制”教学，指的是以项目为载体来实施实验教学，以学生为中心来完成各种实验的模式。“项目制教学”最显著的特点就是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”，改变了以往“教师讲，学生听”被动的实验教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型实验教学模式。

通过鼓励学生参与教师科研课题，参与各种学科竞赛，参与大学生研究性学习与创新性实验项目，在一个个真实项目的驱动下，学生在教师的指导下亲自处理一个项目的全过程，在这一过程中不但能学习、掌握教学计划内的教学内容，更能使学生在全部或部分独立组织、安排学习行为，处理好遇到的各种困难，从而提高学生的兴趣，调动其学习的积极性。同时，通过全面参与项目开发，也可以使学生积累起相当的工作经验和专业技能。“项目制教学”过程中，学生在项目中锻炼各种能力，教师已不再在教学中处于主导地位，而是成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。

总之，在“卓越计划”校内学习阶段大力加强学生创新能力的培养，需要我们不断转变教学理念，结合实际情况，大力实施创新教育，注重训练学生的创新思维，培养学生的创新能力，特别是培养学生的自主创新能力。充分发挥全开放实验教学的作用，将之培育成创新人才培养的基地和“孵化器”，对于全面完成“卓越计划”培养目标有着十分重要的意义。

［1］ 中华人民共和国教育部．关于批准第一批“卓越工程师教育培养计划”高校的通知［Z］．教高函［2010］7号．

［2］ 陈启元．对实施“卓越工程师教育培养计划”工作中几个问题的认识［J］．中国大学教学，2012(1):4－6．

［3］ 胡锦涛．坚定不移沿着中国特色社会主义道路前进为全面建成小康社会而奋斗——在中国共产党第十八次代表大会上的报告［R］．新华网，2012－11－19．

［4］ 刘国荣，曾永卫，吴朝建．工程应用型本科全开放实验教学探析［J］．中国高等教育，2009(18):57－58．

［5］ 吴朝建．基于“卓越工程师教育培养计划”的全开放实验教学探析——以湖南工程学院为例［J］．湖南工程学院学报(社会科学版)，2011，21(1):108 －111．