优化创新型人才培养的实验大平台构建研究

王辉+于立君+王科俊

摘 要：依托船舶导航与控制国家级实验教学中心，研究和探索构建培养学生创新能力的实验教学平台，并对其硬件、软件资源配置进行优化，形成一套完整的运行平台机制，期望能为高校创新人才培养提供参考依据。

关键词：优化;创新型人才培养;实验大平台构建

中图分类号：G640   文献标志码：A   文章编号：10017836（2015）10002302

引言

2010年《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》明确指出：“高校的中心工作是人才培养，要着力培养高素质专门人才和拔尖创新人才。”[1]创新型人才培养是一项复杂的系统工程[2]，实验教学是高等学校培养学生创新能力不可或缺的主要环节，先进的实验教学理念和科学的实验教学体系是创新型精英人才培养的关键[3]。因而创新型人才培养必须以实验教学中心教学体系的创新与实验教学模式的改革为前提，优化创新型人才培养的实验大平台的构建[4]。

1 设计思路与目标

以我校船舶导航与控制实验教学中心为例研究和探索优化创新型人才培养的实验大平台的构建[5]。为各类实验课开设提供有效人力、物力、实验设备的优化配置，以及为营造创新氛围、培养学生创新能力起整体支撑作用[6]。

船舶导航与控制实验教学中心的软硬件环境、开设的课程和师资队伍具备了构建一个较高水平的集创新、教学、科研为一体的实验大平台的条件，通过对实验大平台构建优化的研究与探索，解决各实验环节对仪器设备的重复需求、对师资队伍的人数需求、对实验场地的容量需求等现实问题。可更加有效利用实验资源，对学生创新能力的发展和提高更为有利[7]。

2 设计内容

2.1 优化创新型人才培养的实验大平台构建——硬件资源优化配置

以船舶导航与控制国家级实验教学中心作为大平台硬件构建依托对象，按照硬件实验环境一体化、实验平台综合化、实验内容系统化的思路对下设的若干个实验室进行资源的优化配置，形成实验基础平台构建和实验创新平台构建。由于船舶导航与控制国家级实验教学中心承担全院实验教学课程，除考虑课程本身的学时、所在的学期、前续课程及后续课程、实验教学内容等内因外，还要考虑实验课程间的设备共享、辅导实验教师组等诸多方面的交叉影响，因此在全面分析的基础上才能得到准确的优化效果，并建立各类实验课相互影响软硬件关系矩阵[8]。

2.1.1 整合构建实验基础平台

实验基础平台是以电子线路、传感器、微特电机、单片机、PLC、FPGA知识为主，对开设的与“检测与转换技术实验”“过程控制实验”“单片机实验”“运动控制实验”

“微机原理与接口技术实验”“自动控制原理实验”、课程设计实验部分等20余门实验课程相关联的硬件设备设施、实验室分配的整合利用，提出整合构建基础实验平台的方法，利用关联系数进行资源的优化配置。

2.1.2 优化配置实验创新平台

实验创新平台是根据创新型人才培养的特点，利用对仪器、设备等进行自研改造升级的需求，同时结合创新认知实验课程的任务分解[9]，实现创新实验平台的构建。它是以参加电子创新等各种大学生竞赛项目、以机器人技术、新能源技术、自动化技术综合应用的项目为主，是对学生创新能力培养的重要途径，对与“心电弱信号检测”“温湿度自动控制监控”“电机调速控制”等50余个创新实验项目相关联的设备根据创新需求关联系数进行优化配置[10]。

2.2 优化创新型人才培养的实验大平台构建——软件资源优化配置

2.2.1 师资队伍优化配置

实验师资队伍建设优化指的是实验教师队伍在年龄结构、学历梯队、职称层次与学科等诸方面能最大限度发挥其群体功能的最佳人员配比。船舶导航与控制国家级实验教学中心拥有相关教师40余人，对已经开设的实验课来说未能进行师资队伍的优化配置，存在一些实验课的指导教师梯队人数不合理、职称分布不均衡、指导水平不匹配等现象。通过对中心按照大实验平台管理配置，对不同实验课程指导教师业务交叉程度分析，实现师资队伍的优化配置，保证中心统一管理下的实验开设效果。

2.2.2 管理制度及质量评价体系优化

（1）实验课管理制度的优化。实验课管理制度及相关保障措施是提高实验开设质量的基础，因此优化管理规章制度、构建实验课质量保障措施势在必行。对每门实验开设所必需的人力、物力、硬件设施等进行资源整合，优化配置，实现实验大平台的一体化实验课管理制度及质量保障体系。

（2）实验课质量评价体系优化。实验课质量评价体系的完善优化，对软件资源优化配置起着指导性作用。利用学院不同专业和不同班级的跟踪记录得到的原始数据和材料，采用层次分析法（AHP）即Analytical Hierarchy

Process构建实验课效果评价体系并通过反馈修正优化。基于课题组成员前期在实验教学中积累的丰富经验，结合开展教学改革项目的有效方法，并充分利用AHP的优势，将影响实验课的各种复杂情况梳理出量化指标，为评价提供具体数值[11]。

3 研究途径与方法

3.1 建立各类实验课相互影响软硬件关系矩阵

采取课题组成员实际承担的实验教学管理、组织、实施等任务进行明确分工，发挥各自的优势，全面分析船舶导航与控制国家级实验教学中心创新型人才培养实验大平台构建关键要素，在全面分析的基础上才能得到准确的优化效果，因此需要建立各类实验课相互影响软硬件关系矩阵。将实验中心开设的各门实验课进行统筹规划，根据课程知识点间的前续和后续关系建立实验课程对仪器设备需求的二维关系矩阵，从人才培养需求方面分析各门实验课程内容涉及的必要支撑条件，从而确定关系矩阵中的权值系数，提出构建实验大平台硬件资源及师资队伍优化配置的实施方案。

3.2 确定各类实验设备使用关系矩阵表

通过召开实验中心教学研讨会，对现有实验课的梳理，总结和提炼各类实验课之间对硬件设备设施的交叉需求，对照实验教学大纲中实验内容及进度安排、所开设的学期、学时、前续课程及后续课程、辅导实验教师组等方面因素确定各类实验设备使用关系矩阵表。

3.3 管理制度及保障措施的实施

依托学院基层学术组织改革方案，完善和制定出切实可行的实验课质量管理及保障办法，使实验教学中心顺利推行实验教学任务。在实验教学中心现有的管理保障措施基础上，针对实验教学教师建立筛选管理办法、实验室设备管理办法、实验教学队伍建设制度、承担理论课程的教师与实验教师参与实验辅导管理规定、学生实验环节分组办法、实验考核办法、实验课专家测评管理办法及实验课工作量计算办法等若干措施。通过上述管理制度及保障措施的实施，以达到对实验课的管理和质量提升促进作用。

3.4 实验课质量评价体系属性模型

通过课题组成员对影响实验质量的因素汇总分析，采用层次分析法建立三层实验课质量评价指标体系，并通过对不同专业、班级、学生在实验课环节的跟踪记录数据，通过评价体系获得任何一门实验课的最终评价结果。通过课题组成员与实验教师梯队、实验中心领导、学生代表等对评价结果的分析和讨论，进行实验课质量管理保障制度的完善，同时对评价体系进行修订，使之优化，能够实现实验大平台下行之有效的一套完备体系。

结束语

通过对实验课内容分析及现有资源的优化整合、教学梯队优化配置，实现中心管理模式下实验大平台的构建，实现对创新型人才培养的有效硬件环境支撑及资源的有效利用，为国内其他高校创新人才培养提供一些参考。

参考文献：

[1]教育部.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）[Z].2010.

[2]教育部.教育部关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知（教高〔2005〕8号）[Z].

[3]于立君，田凯，王辉.自动化专业卓越工程师人才培养模式探索——以HEU为例分析[

J].黑龙江教育学院学报，2013，32（3）：22—23.

[4]高立民，杨继清.实验教学中心管理平台的构建[J].实验室研究与探索，2013，（2）.

[5]王辉，刘胜，田凯，张波波，于立君.心电测试仪开发及在教学中的应用[J].实验技术与管理，2015，（5）.

[6]刘胜，于立君，许伟，王辉.自动化领域研究生培养质量影响要素研究[J].黑龙江教育学院学报，2014，33（5）：39—40.

[7]梁云，孟伟.创新实验教学，提高实验教学水平[J].实验技术与管理，2008，（5）.

[8]于立君，刘胜，于鑫，许伟.二级学院提高研究生培养质量的管理模式探索[J].黑龙江教育学院学报，2014，33（1）：9—10.

[9]王辉，刘胜，于立君，兰海.研究型教学模式下IDIF实验教学法实践与探索[J].中国科技纵横，2010，（2）.

[10]王辉，于立君，兰海.以偏差信号为导向的新型教学方法初探——基于创新型人才培养的视角[J].中国科技信息，2010，（15）.

[11]丁家玲，叶金华.层次分析法和模糊综合评判在教师课堂教学质量评价中的应用[J] .武汉大学学报：社会科学版，2003，（2）.

（责任编辑：朱 岚）  2015年10月第34卷第10期

黑龙江教育学院学报Journal of Heilongjiang College of Education