贯彻“质量工程”，开展创新性实验成效分析

孙秀娟，赵洪亮，王传江，马　进

(山东科技大学　电气与自动化工程学院，山东　青岛　266590)



贯彻“质量工程”，开展创新性实验成效分析

孙秀娟，赵洪亮，王传江，马进

(山东科技大学电气与自动化工程学院，山东青岛266590)

为了加强教育部“质量工程”建设项目的引领和示范作用，做有针对性的改进和提高，该文以我校国家级电工电子实验教学中心的创新性实验教学为例，对近年来的实施过程及效果采用分类、数据统计及比较等方法进行了分析，得出通过合理设置实验教学体系、引入竞赛培养机制，可以对学生进行工程素质培养，取得突出成效。此外，对实际教学中存在的问题及不足进行了阐述，并提出了具体的改进对策，对促进创新性实验教学改革具有重要的参考价值和借鉴意义。

质量工程；创新性实验；实践教学；成效分析

2007年，教育部启动了有9个分项目的“高等学校本科生教学质量与教学改革工程”[1](简称“质量工程”)。 创新性实验计划是“质量工程”的重要内容之一，旨在培养大学生对科学研究和探索未知的兴趣，激发大学生的创新思维和创新意识，锻炼大学生思考问题、解决问题的能力，培养其从事科学研究和创造发明的素质[2]。

1　开设创新性实验成效分析的必要性

创新性实验本身也是对实验教学的一种创新，经过几年的探讨建设，具体实施的效果，对教学质量的提高有哪些推动和促进作用，抑或有哪些不足之处，则需要认真总结、分析，便于进一步做有针对性的改进和完善，以期真正实现“质量工程”项目所具有的引领、示范和反哺作用。因此，对此类问题做实际调查和深入研究很有必要。

从目前查阅文献来看，关于创新性实验，重点在于介绍如何实施或设计实验内容，或者如何建立及管理创新性实验室等，对具体创新性实验实施效果做详细分析、研究针对性的改进策略的文献较少[3-10]。

教学效果的反馈对教学质量的进一步提高有着十分重要的意义，本文除介绍山东科技大学的创新性实验外，还跟踪整理近6年来创新性实验的实施情况，重点研究了实施效果的成功与不足之处，提出了具体的改进和建设方向。

2　我校创新性实验开设的理念和目标

山东科技大学结合质量工程建设，在唯真求新理念的引导下，成功申报了国家、省、校3级近160项质量工程项目，涵盖了7个分项目，其中包括2007年申报的国家级电工电子实验教学中心，2013年该中心顺利通过验收。

文献[11]中对山东科技大学电工电子中心的建设以及开设的实验项目做了总体介绍。文献[12]中具体介绍了创新性实验实施、组织与管理等情况。综合来说，山东科技大学的创新性实验，以“研究、自主、开放”三性合一的创新性实验教学理念为指导，以培养学生主动性、创造性以及独立运用所学知识分析解决问题的能力为目标，按照“选题—调试制作—撰写报告—结题考核”的步骤来完成。具体实施时，分“基础—新技术—综合”3个层次开展项目的建设和实施工作。实验中心有2个固定创新实验室和1个临时实验室，可同时提供50多个公共机位，在不影响正常实验室教学的情况下，学生也可在专业实验室申请机位做创新性实验。以学生自治和教师管理相结合，教师在整个过程中主要起指导、监督和考核的作用。选题等信息则在中心网站上实时更新。

3　融合创新性实验的教学体系

电工电子实验教学中心秉承“以培养学生工程实践能力和创新精神为目标，以高水平学科平台为依托，夯实基础，强化综合，倡导创新”的实验教学理念，采取“科学定位、系统规划、逐次推进、不断完善”的建设思路，以学生创新能力培养为主线，把创新实践能力培养贯穿于实验教学各个环节，构建了三层次、九模块的电工电子实验教学体系。该体系包括“基础—新技术—综合”3个层次，每个层次均包含验证性实验、综合/设计性实验、创新性实验3大模块。形成了“研究、自主、开放”三性合一的创新性实验教学模式，建设了一大批创新性实验项目，把创新性实验纳入正常实验教学，使创新活动及早开展并连贯化，由原来面向少数学生的精英教育变为面向大部分学生的大众教育，扩大了学生受益面，形成了完整、独具特色且教学效果良好的实验教学体系，如图1所示。

图1　融合创新性实验的实验教学体系

4　创新性实验的成效

对近几年创新性实验的实施效果进行分析，发现以下3个方面特点显著。

4.1参与学生的覆盖面广

学院允许学生从二年级下半学期开始修创新性实验学分，涉及的专业有自动化、电气工程、通信工程、电子信息和生物医学等。由于每个学期所学课程不同，创新性实验的侧重点也不同，因此分3个等级来进行。第一级偏重于基本电路的搭接，在修完电路、数字电路和模拟电路等基础课程后可以进行；第二级偏重计算机应用系统，学完单片机、微机原理、嵌入式系统等课程之后进行；第三级偏重于专业课知识，学完EDA、数字信号处理、自动控制原理、电机拖动等专业课程后进行，此部分因专业性强且分散，需按专业另行分析。为做统计，对3年来所有专业参加一级、二级创新性实验的学生人数进行计算，情况如表1所示，图2是与其相对应的统计比例图。

表1　创新性实验参加人数统计

图2　创新性实验参加人数统计图

4.2促成了良好的竞赛培养机制

近几年，在创新性实验平台基础上，学生的动手能力和创新精神确实有所提高，在各类科技竞赛活动中屡获佳绩。主要参与的竞赛有：全国电子专业人才设计与技能大赛、“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛、 “西门子杯”工业自动化挑战赛、信息技术应用水平大赛、山东省机器人大赛、“挑战杯”大学生创业计划竞赛、“博创杯”全国大学生嵌入式物联网设计大赛、全国大学生数学竞赛(非数学类)等。近5年来，学生参与全国、省级大学生科技竞赛获国家级、省部级奖励200余项。图3是近3年学院学生参与科技创新竞赛的统计情况图。

图3　学生参与科技创新竞赛情况统计表

从图3中可以看出，学生参与的竞赛种类数、竞赛的获奖次数、获奖学生数以及参与指导的教师数目均呈逐年上升的趋势。另外，近年来学生获得专利47项，其中发明专利3项。

在电工电子实验教学中心夯实的创新性实验基础上，在各种竞赛项目推进下，我校于2014年成立了大学生创新实践联盟，进一步加大力度促进校园创新文化项目建设。在创新性实验稳步推进的基础上，会更容易取得成果。

4.3促使学生形成良好的工程素养

培养学生的工程素养，就是使他们能独立思考各种工程问题，能抓住复杂多变的实际问题的主要矛盾，具备工程简化能力，建立合理、经济、简便的解决实际工程的能力以及结合实践自我学习自我完善的能力，使他们成为合格的工程技术人员[13]。

以往的实验教学以验证性实验为主，硬件设施也多是模块化的实验箱或设备，学生被动地按指导书步骤连接模块导线即可，往往不了解模块内部原理，不会自主设计新的系统，自主性、创造性被抑制。融入创新性实验的实践教学改革，通过引入仿真软件、可灵活设计硬件的创新实验基板等，克服了旧实验教学模式的弊端，不再局限于硬件器件选择和设计好的系统框架，使学生的动手能力、自主创新能力、独立分析和解决问题的能力显著增强，对提高学生的工程技能、培养学生的工程思维、形成工程意识具有重要作用[14]。

5　问题及改进建议

从实施创新型实验反馈的意见来看， 尚存在一些问题制约实践教学质量的提升。

5.1实验教学管理系统有待完善

学生成绩录入的管理系统与现有的教务系统不衔接，成绩整理浪费大量人力，使教师对教学指导的投入精力大打折扣，因此亟待建立与时俱进的符合实际情况的创新实验管理系统。

5.2实验室开放程度不够

学生在器件选择、设备借用、时间利用上还受一定限制。目前能做到在工作日，不影响正常实验教学的情况下开放。但是在非工作日，如晚上、周末、节假日等，在没有实验老师管理的情况下难以实现对外开放。而这些时间，恰恰也是学生最好利用的时间。这个矛盾，还需寻求更合理的方式解决。

5.3教学时间段安排不尽合理

创新性实验往往排在每学期的期末，集中一周或两周的时间来完成。时间、地点的选择太集中，使得学生在相同的时间选做实验，师资力量明显不足。教师要集中指导大批学生，往往力不从心，辅导不及时，教学质量下降。学生因为时间紧迫，可能会匆忙结题，缺乏深入研究。

建议从学期初就布置创新性实验，允许学生在整个学期里安排时间完成。考核上可借鉴复旦大学“大学生创新性实验计划”推出的弹性化工作周制度[15]，每年6个工作周中，任何一个工作周里学生都可以提交申请报告、申请中期汇报、提交结题

报告。这种方式可以较好地缓解集中实施实验的各种弊端。

5.4网络交流平台不完善

现有实验信息管理网络系统虽然内容全面，但基本上以单向的信息发布为主，网络功能较弱，不能进行实时互动。例如，网上选题版块更新不及时则会造成进一步的混乱；缺少论坛交流版块，不能实时就创新性实验的相关问题进行讨论、答疑等。网络建设可以借鉴其他高校的方案，如常州大学的实践教学质量管理平台设计方案[16]，再根据实际情况做进一步的改进。

6　结束语

对山东科技大学国家级电工电子中心的创新性实验实际开展情况和实施效果进行分析总结，重点讨论了取得的突出成效，指出了实际存在的问题和不足，并提供了一些具体的改进对策与建议，为类似院校的相关教学方面提供了参考，希望能起到借鉴和促进作用，缩短创新性实验的建设过程，进一步提高教学质量，取得更大的成绩。

[1]教育部，财政部.关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见(教高[2007]1号)[Z].2007.

[2]赵毅鑫，张韵一，董良.以素质教育为导向的大学生创新性实验计划项目实施[J].中国校外教育，2012(12)：53-76.

[3]付庆玖，韩振.高等教育创新性实验教学体系的探讨[J].实验室研究与探索，2009，28(6)：14-16，33.

[4]白广梅，王小逸.创新性实验教学的思考[J].实验技术与管理，2008，25(2)：128-129，156.

[5]温喜宝.大学生创新性实验计划的开展与研究[J].实验室研究与探索，2009，28(4)：5-7，117.

[6]李旦，赵希文，吴菊花.以过程为导向的大学生创新性实验计划评价体系研究[J].高等工程教育研究，2010(1)：102-105.

[7]沈俊媛.大学生创新性实验实践活动影响因素实证研究[J].物流工程与管理，2014，36(2)：173-176，124.

[8]范君柳，罗宏，樊斌，等.创新研究型实验的探索和实践[J].实验室研究与探索，2010，29(10)：77-80.

[9]李卫兵，杜玉杰，王彩凤.开放式创新实验室建设的探索与实践[J].实验科学与技术，2009，7(12)：86-88.

[10]李舜酩，王亚彤.抓好创新基地建设促进大学生创新能力提高[J].实验室研究与探索，2010，29(12)：73-75，98.

[11]赵洪亮.电工电子实验教学中心的建设和运行管理模式探索[C]//全国高等学校电子技术研究会论文集.河北：《北华航天工业学院学报》编辑部，2007：108-109.

[12]尹唱唱，赵洪亮.电工电子中心平台下的创新性实验探索[J].高校实验室工作研究，2012(3)：48-49.

[13]武小梅，王星华，刘艺，等.基于实训教学的工程素养和创新能力培养[J].中国电力教育，2010(30)：133-134.

[14] 孙秀娟，刘法胜，黄鹤松，等.工科留学生“单片机”课程的项目式教学[J].电气电子教学学报，2014，36(1)：63-65.

[15]乔连全.我国研究型大学“大学生创新性实验计划”的现状与反思[J].高等教育研究，2011，32(3)：81-87.

[16]张菊芳，沈秀，杨殷伟.高校实践教学质量管理平台的构建与实践[J].实验技术与管理，2014，32(2)：172-175.

Carry out Quality Project and Develop Effective Analysis of Innovative Experiment

SUN Xiujuan，ZHAO Hongliang，WANG Chuanjiang，MA Jin

(CollegeofElectricalEngineeringandAutomation，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266590，China)

Inordertoreinforcetheguideanddemonstrationeffectof“QualityProject”，wecarriedoutapointedimprovement.Wetaketheinnovativeexperimentteachingofnationallevelexperimentteachingcenterofourschoolasexample，maketheanalysisabouttheimplementationprocessandeffectsbyadoptingclassification，datastatisticsandcomparemethods，anddrawtheconclusionthatthestudents’engineeringqualitytraininggetoutstandingachievementsthroughreasonablydesigntheexperimentteachingsystemandintroducecompetitioncultivationmechanism.Moreover，theproblemsanddeficienciesinthepracticalteachingwereelaborated，andtheimprovingmeasureswereputforward，whichhasimportantreferencevaluetopromotetheinnovativeexperimentteachingreform.

qualityproject；innovativeexperiment；practiceteaching；effectanalysis

2015-04-18；修改日期: 2016-06-21

煤炭高等教育实验室工作研究会建设项目(00201507)；山东科技大学优秀教学团队建设项目(2016)。

孙秀娟(1974-)，女，硕士，副教授，主要从事单片机与嵌入式系统、检测技术与传感器方面的研究工作。

G642

Adoi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.04.036