实验报告在培养工科大学生综合能力中的重要作用

[摘 要] 通过对实验报告的实验目的、实验内容和任务、实验环境与设备、实验原理、实验步骤、实验结果与数据，实验分析与结论等部分内容的介绍和当前大学生实验报告现状的分析，提出了我国高校大学生在实验报告书写中存在的主要问题，然后根据这些问题，给出了实验报告中有问题部分应该阐述和分析的内容以及这些内容在培养学生逻辑思维能力、实事求是的科学态度、理论联系实际的综合分析能力、学术写作能力等方面的作用，使学生能够深入理解和掌握实验报告的撰写内容和方法，并充分领会实验报告在培养学生综合能力方面的重要作用，也促使高校在提高教学质量过程中认识到重视实验报告书写质量的必要性和实验报告在培养卓越工程师过程中的重要意义。

[关键词] 实验报告内容;逻辑思维能力;综合分析能力;学术写作能力

[基金项目] 2017年广州大学示范性实验建设项目“进程管理与进程通信”（广大[2017]286）;2018年广州大学教育教学研究项目“工程教

育认证背景下计算机科学与技术专业结构优化调整及课程整合问题研究与实践”（广大[2018]65）;2018年教育部第二批产

学合作协同育人项目“机器人导论课程教学内容和实验项目创新建设”（201802093015）

[作者简介] 张艳玲（1970—），女，河北秦皇岛人，工学博士，广州大学计算机科学系主任、副教授、硕士生导师，研究方向为计算机和图像

处理与智能识别。

[中图分类号] G642.423    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）30-0376-03    [收稿日期] 2019-10-18

一、引言

实验是工科大学生理论联系实际学习目标实现的非常重要的手段和方法[1]。实验报告是大学工科教学中必不可少的环节和任务。实验报告包括实验目的、实验内容和任务、实验环境与设备、实验原理与步骤、实验结果与分析等重要内容，每个部分对学生能力的培养都具有不同的指导作用。

学生在撰写实验报告的过程中，学会了用科学规范的语言来书写科学报告;学会了用实事求是的科学态度来客观描述科学问题和记录实验过程和现象;学会了客观分析实验中的问题和科学解决问题的方法;学会了如何客观科学地阐述实验结论[2]。因此认真完成实验报告的每个部分对工科大学生的综合能力培养具有非常重要的作用，对将来走上工作岗位也具有重要指导意义。

二、实验报告的内容及目前大学生实验报告中存在的问题

实验报告是工科大学生在做完每个实验后必须完成的一份报告，实验报告的内容主要包括实验目的、实验内容和任务、实验环境与设备、实验原理、实验步骤、实验结果与数据，实验分析与结论等部分。每个部分都对学生能力有不同的训练作用。

首先，实验目的列出了学生通过该实验要掌握的知识原理、要锻炼的能力和达到的效果，使学生更加清楚该实验的意义和价值[3];

第二，实验内容和任务介绍了该实验要完成的主要工作，学生必须认真思考和充分理解实验任务;

第三，实验环境和设备是实验过程中的物质准备，学生需要了解实验设备的各种参数设置、操作流程和安全规则，对实验设备的操控和对实验环境的理解在实验过程中非常重要，学生在实验前必须熟悉并掌握这些内容;

第四，实验原理是指导实验过程的理论知识，这些理论知识在实践中的应用情况需要在实验中进行验证和拓展;

第五，实验步骤是学生根据实验任务和实验原理，为完成实验所列出来的一步一步的详细的工作内容，这个部分是实验的关键部分，有时为了更清晰说明实验步骤，还会画出实验流程图并标注每个流程的实验细节;

第六，实验结果与数据部分要求学生认真仔细地记录下实验过程的所有内容，比如实验参数、实验现象、实验数据等，特别是在不同实验环境、实验失败或出错时，也要完整记录下所有实验数据;最后是实验分析与结论，这部分要求学生对实验过程中不同实验环境下观察的所有实验现象和采集的所有数据进行综合分析，有时需要画出图或表来具体展现实验结果的不同特征，并根据实验原理解释分析出所有特征的原因，并得出结论，这部分是最锻炼学生综合分析能力和创新拓展能力的内容[4]。

目前，很多高校對实验报告的要求并不高，甚至一些高校教师对实验报告也不重视，导致学生在实验报告中抄袭和应付现象很多，写出的实验报告像列大纲一样非常简单，没有实验细节和分析，这对工科大学生的培养极其不利。当前大学生实验报告的突出问题主要体现在以下几个方面：第一，对实验原理的理解不够透彻，这直接影响后面的实验步骤设计和实验结果分析;第二，对实验设备和环境不熟悉，对实验步骤的设计非常粗略，没有实验细节，有些实验流程不清晰，甚至不符合实验规程，这也导致后面实验过程问题不断，实验记录的现象和数据没有条理性，而且不能按时完成实验;第三，对实验现象、实验问题、实验数据的记录很随意，没有按照时间或类别进行分时分类记录，特别是对实验中出现的问题和改正方法的记录很模糊和欠缺;第四，实验结果分析部分没有对实验结果进行综合客观的科学分析，而是写成了“我从实验中学习了什么，今后如何做”等主观感想类内容，完全偏离了实验报告是一份科学报告的宗旨，这一点是很多高校学生经常犯的错误。上述四大问题在很多高校大学生的实验报告中都有出现，因此重视实验报告的书写质量，深刻领会实验报告在工科大学生培养中的重要作用是当前高校实验教学质量提高的一个重要环节。

三、设计实验步骤和记录实验过程，提高学生逻辑思维能力

实验步骤是实验报告的关键部分。在明确实验目的，深入理解实验原理后，就要根据实验环境和设备条件，按照实验任务进行实验步骤和实验方法设计，比如实验初始条件和参数的设定、每一步实验参数的输入或更改对实验现象和实验数据的影响、每一步的操作流程设计、不同实验环境对实验结果的不同效果、实验过程中可能出现的各个细节等等，每个实验步骤都要有详细的操作规程和具体可行的实验工作。通过详尽的实验步骤设计和实验细节实现，能够得到实验要求的现象和数据，达到实验目的。同时，逻辑清晰的实验步骤设计也会使学生在实验过程中一旦出现问题时，不会慌乱，能够冷静地按实验步骤来推演问题，快速找出问题原因，并能够根据问题进行创新和拓展实验，验证实验原理在不同实验环境下的不同应用范围。这一部分内容能够锻炼学生的逻辑思维能力、理论联系实际能力、遇事沉着冷静的分析能力和创新应变能力[5]，这些能力是一个工程技术人员和卓越工程师必备的科学素质。

準确记录实验过程中的实验现象和数据是实验报告的重要内容。在实验前，要根据实验目的和要求，按照时间、步骤或类别设计不同的实验过程记录表[6]，记录表中要能够反映出每个实验步骤的时间、环境和参数情况、实验现象、实验数据、实验中出现的问题和改正方法等内容，若实验数据比较复杂并且数据量比较大时，还需要设计一个具有多个数据项的格式数据表，将数据输出到数据表中存储成文件形式，为后面的数据分析做准备，若实验现象比较难以用语言描述时，还需要用拍照或截屏等方式以图像形式保存下来。在这一过程中，要求学生设计出条理清楚的实验记录表，并认真仔细地记录实验结果。这对培养学生实事求是的科学态度、严谨认真的求实精神和脚踏实地的工作作风具有重要作用。

四、客观分析和总结实验结果，增强学生综合分析能力

对实验过程中记录下的实验现象和实验数据进行客观分析是检验学生是否透彻理解实验原理，是否达到实验目的的重要方法，也是实验报告的点睛之处[7]。比如在实验过程中某一参数的不断增长对实验现象和实验数据的影响，这一影响有哪些具体特征，这些特征反映了实验原理在不同实验环境下的哪些属性，并以此评估在不同的实际应用背景下该实验原理有哪些局限性。在进行这一分析过程中，有时需要用到数据分析的一些数学方法和工程分析的一些工程手段，并辅以各种数据图表来展示分析过程和结果。因此对实验结果进行分析，要采用科学方法和手段对不同参数从不同角度对实验过程中记录下的实验现象和实验数据进行客观综合分析，得到客观、全面、合理的分析结果。实验结果分析部分可以使学生更深入理解实验原理，更深刻认识到实验的目的和价值[8]，锻炼学生从不同视角对问题进行综合分析的能力，对培养学生以后在工作中根据实际环境采用合适的工程方法解决问题的能力具有重要意义。

五、科学规范撰写实验报告，提高学生学术写作能力

科学语言是表达和交流科技信息的语言。实验报告是学生进行科学实验后书写的专业科学报告，因此实验报告的书写语言应该是科学语言，在实验报告中，学生必须用规范、准确、严谨的科学语言来逻辑清晰地阐述实验原理、实验步骤和方法;用科学记录表来认真准确记录实验现象和数据;用科学方法和手段采用科学图表和科学术语来客观综合分析实验现象和实验数据，得出科学可行的实验结论。这也是学术写作要求的内容。通过严谨的实验报告书写训练，一定能提高学生的学术写作能力，对学生以后工作中工程日志、工程记录、工程文档、工程报告的编写具有重要的指导作用。

六、结论

工科大学生在大学习中需要撰写很多实验报告，若所有高校在实验教学中能够重视实验报告的书写质量，那么经过大学四年的培养和锻炼，我国高校培养的工程技术人才一定能够具有实事求是的科学态度、严谨认真的求实精神、脚踏实地的工作作风，丰富过硬的科学知识，理论联系实际的逻辑思维能力，因地制宜的综合分析能力和用科学语言进行科技交流和写作的能力，这也正是培养卓越工程师必须具备的素质。因此实验报告在工程技术人才的综合能力培养中具有重要作用。

参考文献

[1]庄华，俞霖，鲍静益.基于卓越工程师教育培养计划的电子技术实验教学改革探索[J].科技创新导报，2018（8）：222，204.

[2]李品玉，吴伟斌，刘慧，等.探索可视化实验报告在医学机能实验学过程性评价中的应用[J].中国校外教育，2019（4）：129，134.

[3]孙晓玲，邱红兵，曹玉英.实验前、中、后全方位发力的《电子技术实验》教学改革探讨[J].教育教学论坛，2019（4）：105-106.

[4]杨奕，刘伟，贺晓蓉.面向工程教育专业认证的电气卓越工程师培养模式研究[J].实验技术与管理，2017（3）：16-19，31.

[5]林健.基于工程教育认证的“卓越工程师教育培养计划”质量评价探析[J].高等工程教育研究，2014（5）：35-45.

[6]王燕华，陆金钰，吴刚，等.面向卓越工程师培养的创新教学实践[J].实验室研究与探索，2019（15）：151-154.

[7]刘金龙，吴芝路，尹振东，等.项目式实验教学法助推卓越工程师教育培养计划[J].高等理科教育，2018（7）：93-96，107.

[8]夏静萍.面向卓越工程师培养的自动控制原理实验教学改革[J].实验室研究与探索，2017（12）：188-191.

The Important Role of Lab Reports in Training the Comprehensive Ability of Engineering Undergraduate Students

ZHANG Yan-ling

（School of Computer Science and Network Engineering，Guangzhou University，Guangzhou，Guangdong 510006，China）

Abstract：This paper puts forward several problems about lab reports based on the introduction of the experiment objectives，contents and tasks，experiment environment and equipment，experiment principles，experiment procedures，experiment results and data，experiment analysis and conclusions，and analysis of the current situation of undergraduate students' lab reports.According to these main problems，this paper also provides the contents which should be elaborated and analyzed in these problematic parts of the experimental reports.In addition，the functions of these contents in cultivating students' logical thinking ability，realistic scientific attitude，comprehensive analysis ability of integrating theory with practice，academic writing ability are given.Students can deeply understand and grasp the contents and methods of lab reports writing and understand the important role of lab reports in cultivating students' comprehensive ability.This paper can also promote universities to realize the necessity of improving the quality of lab reports writing and the importance of lab reports during the process of training outstanding engineers and improving teaching quality.

Key words：lab report contents;logical thinking ability;comprehensive analysis ability;academic writing ability