基于工程应用型创新人才培养的实验教学改革*

邱意敏 李 炜

(安徽工程大学电气工程学院，安徽 芜湖 241000)

随着知识经济时代的不断发展，社会对工程应用型创新人才的需求量急剧增加[1-3]。如何培养符合社会需求的工程应用型创新人才已经成为目前高等教育急需解决的问题。

高等教育培养学生可以分为理论教学环节和实践教学环节。理论教学是教师通过课堂讲授、作业批改、考试等方式进行教学；实践教学是学生通过实验、实习、实训等方式实践、验证和强化理论知识[4-5]。由此可见，实践教学在培养学生工程应用能力和创新能力方面有着理论教学不能替代的重要地位[6]。实验教学作为实践教学的重要组成部分，对于提高实践教学的质量、培养工程应用型创新人才起着重要的作用。因此，为了适应我国工程应用型创新人才的培养需求，必须拓宽实验教学改革的思路和深化实验教学的改革措施。

一、实验教学的现状

近年来，高等院校为了提高实验的教学质量，对实验教学采取了一些改革措施，并取得了一定的成绩[7]，但从整体上看，实验教学的改革局限在实验教学本身，没有与人才培养目标相联系，难以满足社会对工程应用型创新人才的需求[8]。

(一)定位不准

我国高等教育长期受到“重理论，轻实践”传统教学理念的影响，实验教学一直被定位为辅助理论课教学的手段[9]。这种不正确的定位，造成成绩考核时以理论考核成绩作为参考，而不考虑实验成绩的现象。这便导致学生将学习重心都放在理论知识的学习上，不重视实验课程，导致学生在实验操作时敷衍了事、实验报告重复率高，甚至有少数学生在实验课程结束后仍不会使用实验设备的情况。

(二)内容设置不合理

目前，我国高校依照理论课程体系设置实验，不独立设置课程，实验内容较为陈旧，很少有体现现代科学技术的实验。实验项目几乎均为验证性、演示性实验，很少有综合性、设计性、创新性实验。每门课程按照各自的课程要求独立设置实验，导致实验内容互相分割，重复率高，缺乏联系性和系统性。这种不合理的内容设置仅仅能够培养学生的基本技能，对学生工程应用能力和创新能力的培养以及工程设计的整体概念的形成没有任何帮助，不但限制了学生的积极性和创造性，而且严重制约了实验教学的教学效果。

(三)教学模式单一

传统的实验教学模式均以教师为中心，教师详细讲解实验的全过程，如实验原理、实验内容、操作步骤等，学生在进行实验操作时只需按照教师介绍的实验步骤操作，就能得到实验结果。从表面上看学生确实参与了实验教学活动，但实质上他们是处于被动接受状态的，这种实验教学模式忽略了学生对知识的深入理解与掌握，抑制了学生的工程应用能力和创新能力的培养。长久下去，学生就会变得懒得思考、懒得质疑，更甚于会变得不会思考、不会质疑、不会创新。

(四)管理模式落后

我国大多数高校实验室采用非开放式管理模式，即学生只能在实验课程规定的时间段内在实验室完成课程规定的内容，并采用统一无差别的标准对学生进行考核。这一方面造成实验室在没有安排实验教学时处于闲置状态，严重浪费实验室的资源；另一方面，没有因材施教，限制了学生的主动性和积极性，制约了工程应用型创新人才的培养质量。

(五)师资力量不足

大多数高校将实验教师划分为教学辅助人员，其地位和作用长期得不到重视。这使实验师资在职称评定、工作待遇以及业务培训等方面存在着诸多限制，还导致很多教师存在实验教学仅仅是简单的基本操作，根本无法与理论教学相提并论的错误观点，高水平人才不愿从事实验教学的现象。因而造成实验教学师资力量不足，队伍结构不合理，缺乏高学历、高职称的“双师型”实验教师等问题。而现有的实验教师长期脱离一线生产岗位，掌握的经验和技术严重滞后于目前企事业单位的发展需求，很大程度上限制了实验教学的效果，不利于培养学生的工程应用能力和创新能力。

二、实验教学改革的措施与方法

目前，我国高校实验教学的现状难以适应工程应用型创新人才培养的需求。因此，必须深化实验教学改革，提高实验教学质量，引导学生在掌握实验知识的基础上提出新思想、新观点，充分发挥实验教学对工程应用型创新人才培养的作用。

(一)优化教学内容

围绕科技发展的需要对原有的实验内容进行统一规划，及时删除内容重复、操作过于简单、不符合科学发展的验证性实验，保留能训练学生发现问题、分析问题、解决问题能力的验证性实验，增加综合性、设计性和研究性实验的比例，建立一个阶段化、层次化的实验课程体系。

该实验课程体系将实验教学内容按照大学的不同阶段进行划分，每个阶段的实验分为基本要求、一般要求和较高要求三个层次。在学生低年级时，实验内容需和基础理论紧密结合，主要加深学生对理论知识的理解，培养学生动手能力和实验操作能力；在学生中年级时，实验内容需具有一定的应用性，主要培养学生综合运用知识的能力；在学生高年级时，实验内容需具有工程实践性，主要培养学生工程应用能力、团队协作能力和创新精神。在每一个阶段，学生又可以根据自己的兴趣和能力选择不同要求的实验课程，即学有余力、有兴趣的同学可以选择一般要求和较高要求的实验课程，而学习一般的学生选择基本要求的实验即可。该实验课程体系能实现真正意义上的因材施教，不但增加了学生的自由性和自主性，而且能够激发学生的学习兴趣和创造力。

(二)拓展教学模式

在实验教学过程中，改变传统的以教师为中心的“讲解+操作”的模式，建立一个以学生为中心多平台有机结合的教学模式。在课堂教学中，可以引入参与式讨论，即学生完成实验操作后，教师组织学生对实验情况进行自我总结，让他们自己讨论实验操作中出现的问题并分析原因，最后教师进行总结并介绍部分工程解决方案。同时，利用微博、微信公众号等互联网平台向学生提供各种网络教学资源，将实验原理和实验方法直接展示在学生面前，让他们有更多自主选择权，对实验有更直观深刻的感性认识。这种教学模式让学生由“被动的操作”变为“主动的思考”，不但培养了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，而且为工程应用能力和创新精神的培养提供了保障。

(三)建立实验室开放机制

建立实验室开放机制是实验教学改革的不可缺少的部分，它包括实验场地、实验设备、实验内容的开放和实验方式的开放。实验场地、实验设备、实验内容的开放是指学生通过预约进入实验室，并根据自己感兴趣的问题自行设计实验，利用实验设备进行操作验证。在此过程中，学生需独立完成资料的查阅、实验过程的制定、实验数据的处理等各个环节，实验教师仅仅起到辅助指导的作用。这充分体现了以学生为中心的工程教育理念，让学生具有更大的独立性和自由性。实验方式的开放是指通过第二课堂的活动，即数学建模竞赛、飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛、电子设计大赛等学科竞赛，让有兴趣的学生参与其中，提高他们工程应用能力和团队协作精神。实施实验室开放机制是加强学生自主学习的基础，有利于提高实验设备的利用率和实验教学的效果，拓展学生的视野和思路，促进应用能力和科学思维能力的发展，激发学生的创新意识和创新精神。

(四)提高教师队伍素质

作为实验教学活动的组织者和引导者，实验教师的水平直接影响实验教学的效果，建设一支具有实践操作能力和工程实践经验的实验教师队伍是培养工程应用型创新人才的重要保障。就个人层面而言，实验教师在提高专业教学能力的同时还需提高自己的科研能力，只有具有较强的科研能力，才能更好地向学生传授学科前沿的知识和科研方法。就组织层面而言，学校应该定期组织实验教师参加培训，选派实验教师去企业挂职锻炼，并制定相应的激励措施，吸引高学历、高水平的教师以及具有丰富工程经验的企业技术人员参与实验教学活动，形成一支结构稳定、教学水平高、工程经验丰富的实验教学师资队伍。

(五)建立实验教学评价系统

实验教学评价体系是提高实验教学质量的有效保证，是检验实验教学成果是否满足学生发展需要和社会人才培养需求的重要措施。实验教师根据实验教学评价系统中的来源于学生、教师、学院、企业等多方面的反馈信息，结合当前社会人才培养的需求，运用工程教育理念中的持续改进的概念，对实验教学的方法、实验教学内容和实验教学的目标等多个指标进行修正，以提高自己的教学水平和教学效果，从而培养出更加符合社会需求的工程应用型创新人才。

三、结论

实验教学作为高等教育中重要的教学环节，在高校培养工程应用型创新人才方面起着不可替代的作用。作为高校教学的工作者，我们必须不断总结和完善实验教学经验，坚持以学生为中心，进一步深化实验教学改革，为培养符合需求的社会工程应用型创新人才贡献出更大的力量。