高校实验教学体系改革研究*——以武汉科技大学热能与动力工程专业为例

易正明，林超群

(武汉科技大学　材料与冶金学院，湖北 武汉 430081)



高校实验教学体系改革研究*
——以武汉科技大学热能与动力工程专业为例

易正明，林超群

(武汉科技大学材料与冶金学院，湖北 武汉 430081)

为适应高等教育改革需要，满足社会对人才培养的要求，根据专业特点，提出建立实验教学创新机制、丰富实验内容、创新实验教学手段、建立高素质实验指导教师队伍等措施，对实验教学体系进行改革。实践表明，实验教学改革能较好的提升学生实践动手能力和创新能力。

实验教学;改革;实践;创新

实验教学不仅能使学生对于抽象的基本理论有更加深入的理解，还能培养学生的实践动手能力，是工科院校教学工作的重要内容。随着教育改革的日益深入，高校对于学生创新与动手实践能力的培养越来越重视，实验教学的地位越来越重要[1-2]。我校热能与动力工程专业的许多专业课都是与热能的具体应用(如制冷空调、锅炉和发电厂等)相关，需要学生了解和掌握更多的实验技能，这也有助于大学生毕业后更好地满足企业对其的工作要求。近年来，随着用人企业对高校毕业生的要求越来越高，传统实验教学体系已难以培养出社会所需要的人才，实验教学改革势在必行。因此，针对我校热能与动力工程专业实验教学中存在的问题，有必要进行实验教学体系的改革，积极引导学生参与实验，加深对基本理论的理解，培养其实践能力与创新能力。

一、实验教学的意义

相对理论教学，实验教学更加直观、更易调动学生的积极性，不但能够加深学生对理论知识的理解，还可以通过完整的实验过程培育学生创新意识和动手实践能力[3]。传统实验教学模式以教师讲授为主，难以摆脱照搬照套的教学模式，学生对于专业名词、抽象原理的掌握不够，不利于激发学生学习兴趣，发挥其主动性、积极性，也无益于综合性高素质人才的培养。《教育部关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审规则的通知》提倡国内高校通过建立实验教学示范中心来提高实验教学能力，以加强大学生动手能力与实践创新能力的培养，极大的促进了我国高等院校实验教学体制的改革[4-5]。为此，许多高等院校对实验教学体制的改革进行了摸索，并取得了较好的效果，为高等院校实验教学改革提供了标准，有利于实验教学水平的提高。

二、实验教学存在的问题

作为“冶金特色”鲜明的工科院校，我校热能与动力工程专业不仅需要承担本专业相关的专业课程教学与实验教学工作，同时还要承担冶金、材料以及采矿等专业的《传输原理》、《热工基础》、《工业炉窑》与《热工仪表及自动控制》等课程的理论与实验教学工作。近年来，随着热能与动力工程专业的发展，招生规模的不断扩大，以及人才培养要求的提高，传统的实验教学体系已难以满足热能与动力工程专业教学的需要，实验教学过程存在诸多突出的问题，主要表现在以下方面：

1.“教”与“学”的脱节

传统教育观念使得大部分高校形成了以教育者为中心的课程体系，导致实验教学过程“教”与“学”的脱节，使学生始终处于被动接收的状态，扼杀了学生的创新思维[6]。同时，由于个体差异，要求所有学生同时完成实验内容，必定使一些基础好的学生无法得到较好发挥，而基础薄弱的学生感到负担沉重，影响了正常的学习安排。

2.教学形式单一

传统实验教学主要采用教师演示的教学模式，实验缺乏探索性与创新型，学生的参与度较低，抑制了学生的主观能动性，影响了学生的积极性。

3.教学过程分散，不成体系

实验教学安排分散，教学过程缺乏系统性与逻辑性，与理论教学的关联度差，影响了教学进度。

三、实验教学体系改革的主要措施

实验教学体系改革的主要目标是将主要对象由教师改为学生，将主要教学模式由课堂知识传授改为教学演示实验和学生创新实验，旨在加强学生对理论的深入了解、动手能力和创新能力[7]。近年来，随着我国教育体制改革的不断深化，素质教育、创新教育已经提到高校教学改革的空前高度。针对我校热能与动力工程专业实验教学的实际，我校组织专门力量对部分高校实验教学工作进行调研，探索实验教学的内在规律和要求，制订适合我校热能与动力工程专业的实验教学新体制，从实验教学内容、手段、方法、项目等方面着手，改善目前实验教学的现状，以期充分调动学生的积极性，培养其学习的主动性和创新精神，增强实践动手能力，措施如下：

1.建立完善的实验教学创新机制

在实验教学体系的设计过程中，遵循从基础到复杂的认知特点，以提高学生对理论的深刻了解、动手能力和创新能力为目标，坚持实验教学与理论教学有机结合的原则，对实验课程进行全面整合，提出“一个根本，一个延伸，一个拓展”的实验教学指导思想，即根本是基础型实验，延伸是综合设计型实验，拓展是研究创新型实验，激发学生的学习兴趣，在理论知识得到验证的情况下，尝试通过实验来解决问题，在此过程中可以培养学生的独立思考能力、提出问题并解决问题的能力、实践动手能力以及创新能力。

(1)实验教学内容多样化。按照学生学习阶段和学习效果的不同，对实验教学体制进行不同模块、不同层次、不同类别的创新性改革。实验教学内容包含有：侧重于实验技能系统训练的基础型实验、侧重于科学研究能力的研究创新型实验、实验技能和科学研究能力并重的综合设计型实验，以此来满足实际教学过程中对于不同类别的学生实验教学的差异化需求，为学生营造了科学研究的氛围，使学生尽早融入学科前沿，以提高学生创新能力。

(2)实验教学手段多样化。通过网上教学平台，学生可以提前知道实验课程的大纲和具体要求，提前预习，并可以与其他同学和老师就课程的难点进行讨论。此外，通过采用多媒体技术、模拟实验系统与实物系统相结合的教学方式，使学生充分理解实验原理，提高教学效果。

(3)产学研结合的教学方法。我校作为有鲜明“冶金特色”的工科院校，教学与科研工作与冶金企业的关联度较高，热能与动力工程专业将通过热工基础实验平台、热工仪表实验平台、工业炉窑实验平台以及流量检测实验平台的搭建，提高相关学科的实验教学能力。

(4)开设综合性的实验项目。除学校规定的课程实验之外，将以实验设备为基础，增设综合型实验项目，扩展学生的专业知识面，促进知识结构的横向联系与交叉融合，实施创造性教育，开发学生的批判性思维，培养其实践动手能力与创新精神。

2.传统实验与学科前沿实验相结合

我校是一所具有鲜明“冶金特色”的工科类院校，在专业实验教学的过程中，要紧紧围绕“冶金”这一传统特色优势，以学科建设为依托，使科研与教学有效互动，并在平时实验教学的过程中及时引入科研成果，使现实性与前瞻性相结合，有利于培养实用性与适用性相结合的综合性人才。在实验教学过程中，要继续强化传统实验的教学工作，并通过增设部分与学科前沿技术相关的内容，如制冷工质热物性、太阳能热利用与先进制冷技术等方面的实验，以适应行业和社会发展过程中对专门人才的需求。此外，还将充分挖掘现有实验设备潜力，对现有实验设备进行二次开发，并将现有实验设备实行有机的集成，建成开放性实验平台，提高学校实验教学水平，更好的服务高校教学能力建设。

3.理论教学与实践教学相结合

针对专业课教学中学生抽象的理论知识和具体的设备介绍，一方面可以通过任课教师对照设备的实物或模型、对照理论知识的具体应用的讲解，使得学生更容易理解所学内容，并引导学生注重理论联系实践。另一方面通过学院定期的实验室开放活动，鼓励学生到本专业实验室参观学习，以联系课堂所学的理论知识，进一步增强对相关理论的认知、开拓视野，激发学习兴趣。此外，针对实践过程中的难点、疑点，学生可以与任课老师进行充分的讨论，真正做到为学生答疑解惑。这样，通过理论与实践的反复结合，实现实践教学与课堂教学的相互促进，有效地提理论教学效果，从而达到实践教学促进理论教学的目的。

4.改革实验教学考核办法

实验教学过程中要注重培养学生的主体意识，改变“以教师为中心、以传授基本知识和技能为主、教学计划整齐划一”的实验教学模式，充分调动学生学习的积极性，由“要我学”转变为“我要学”，充分相信学生、尊重学生个性，引导学生学会学习并进行研究性学习，将教学目标由知识的传授转变为能力的提升。在考察学习成果时，可采用考试与实践结合的方式，考察学生掌握和运用理论知识的情况，并锻炼学生动手能力。同时，改革实验教学考核制度，提高教师探索实验教学改革的积极性，提高实验课教学水平。

5.建立高素质实验指导教学队伍

高校实验老师的教学水平将直接影响实验教学的效果，实验教师教学水平差，难以将专业理论与实验教学实践结合起来，也就无法做到实验教学的有的放矢和重点区别对待。只有理论用于指导实践，并应用于具体的工业生产中时，理论才能发挥出最大的作用，否则理论研究就成为了纸上谈兵，作用甚微。如果学生只是掌握了理论知识，却无法应用于实际之中解决问题，那么毕业后用人单位会对学校的教学水平产生怀疑。而当前高校学生实际应用能力不高的部分原因就是由于教师的教学方法、教学手段不科学所造成的。因此，为了提升高校实验教学能力，就必须强化师资队伍建设，建立一支高素质的实验教学教师队伍。

总之，通过实验教学体系的改革与实践，使实验教学成为培养学生综合素质的重要途径，以期对提高学生的实验设计能力、方案自主设计能力、科研能力和创新意识等综合素质方面起到积极的推动作用。通过转变实验教学观念、教学模式和改革教学内容，使学生的思路更广，动手能力更强，参与实验的积极性更高。实验教学体制的改革并非是一朝一夕就可以完成的，高校管理人员必须脚踏实地,努力寻找一套符合高校自身实际情况的改革方案，使学生素质得以大幅度提升。

[1]张璟，吴小华，李爱琴，等.热能与动力工程专业实验教学方式改革探讨[J].中国电力教育，2013(20)：90-91.

[2]李丽丽，谢安国，王洪斌，等.热能实验改革实践[J].中国冶金教育，2013(z1)：74-76.

[3]曹海平.深化实验教学改革培养学生创新能力[J].中国科技信息，2007(1)：233-234.

[4]孙欢，贾功利，侯其考，等.建设热能与动力工程实验教学中心的探索与实践[J].实验技术与管理，2010，27(8)：125-127.

[5]张红光，马国远，刘忠宝，等.注重培养创新精神的热能与动力工程实验教学示范中心建设[J].实验技术与管理，2011，28(3)：11-19.

[6]杨志平，胡刚刚，付忠广，等.浅谈热能与动力工程专业实验教学体系的构建与完善[J].中国电力教育，2013(2)：105-106.

[7]杨凤珍，谢蓉，高欣，等.开放式研究型专业实验教学模式的探索[J].实验技术与管理，2011，28(8)：23-25.

责任编辑：周小梅

湖北省教育科学规划2015年度“高校研究生指导教师队伍建设与机制研究”(课题批准号：2015GB031)的阶段性成果。

2016-07-09

易正明(1973-)，男，湖北监利人，博士，武汉科技大学研究员，研究方向为高等教育研究。

G642.4

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1009-1890(2016)03-0058-03