宋義林　劉新力　彭景云

[摘要]面向21世紀(jì)的高素質(zhì)復(fù)合型人才培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)校要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)是提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有效手段。結(jié)合機(jī)械專業(yè)教學(xué)實(shí)際，對(duì)實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)模式進(jìn)行探討。

[關(guān)鍵詞]機(jī)械專業(yè) 創(chuàng)新能力培養(yǎng) 實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)

中圖分類號(hào)：G71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0510133－01

面向21世紀(jì)的高素質(zhì)復(fù)合型人才培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)校要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，要提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室是高校實(shí)施素質(zhì)教育和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要基地，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本科教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。為了有效地利用實(shí)驗(yàn)室資源，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，結(jié)合我校部分院系的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和機(jī)械專業(yè)本科實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體情況，我們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室開放模式的探索和嘗試。

一、實(shí)驗(yàn)室開放的必要性

教育部在“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程實(shí)施方案”中指出，大學(xué)生的實(shí)踐能力不強(qiáng)，創(chuàng)新精神薄弱是當(dāng)前人才培養(yǎng)質(zhì)量中最突出的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是機(jī)械類本科教學(xué)的重要組成部分，其核心就是加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和實(shí)際解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面、系統(tǒng)地掌握和深化理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高，對(duì)于改善本科教學(xué)中重知識(shí)輕技能、學(xué)生技術(shù)素質(zhì)差、動(dòng)手能力弱等問(wèn)題，提高學(xué)生步入工作崗位后的適應(yīng)能力，有著十分重要的作用。相對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)不僅能夠滿足學(xué)分制教學(xué)的需要，還可最大限度地利用實(shí)驗(yàn)室的場(chǎng)地、設(shè)備和師資資源，為學(xué)生提供自主發(fā)展和實(shí)踐鍛煉的環(huán)境，給學(xué)生創(chuàng)造自由選擇項(xiàng)目、參與實(shí)踐、創(chuàng)新的機(jī)會(huì)和條件。這樣，就可調(diào)動(dòng)學(xué)生參加科學(xué)實(shí)踐和創(chuàng)新活動(dòng)的積極性、主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新觀念和意識(shí)，全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維、實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提高。因此，全面深入地推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)模式改革刻不容緩。

二、實(shí)驗(yàn)室開放的內(nèi)容

為了適應(yīng)我校學(xué)分制教學(xué)的需要，充分利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室資源，鼓勵(lì)學(xué)生爭(zhēng)取優(yōu)秀，發(fā)展特長(zhǎng)，開拓創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生在知識(shí)，能力，素質(zhì)諸方面協(xié)調(diào)發(fā)展，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)的體系及內(nèi)容方面做了大量的探索和嘗試，重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

（一）改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，循序漸進(jìn)，分階段開設(shè)開放實(shí)驗(yàn)

在實(shí)踐教學(xué)中，根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，明確學(xué)生不同階段應(yīng)掌握和達(dá)到的實(shí)驗(yàn)技能和培養(yǎng)要求，將原來(lái)部分含于理論教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)課獨(dú)立出來(lái)，并按照學(xué)生認(rèn)知的層次，開設(shè)適合不同層次的獨(dú)立的開放實(shí)驗(yàn)課程，形成分層次、多模塊、與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合又相對(duì)獨(dú)立的科學(xué)系統(tǒng)的開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

第一層次，專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)層次。針對(duì)一、二年級(jí)的低年級(jí)學(xué)生，以演示和驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)為主。例如，對(duì)機(jī)械原理、材料力學(xué)、金屬材料等專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室把應(yīng)做的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目排定好時(shí)間，學(xué)生在預(yù)約的時(shí)間內(nèi)來(lái)實(shí)驗(yàn)室完成這些實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室在排定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之外的時(shí)間，向?qū)W生全天開放，學(xué)生可以做與本實(shí)驗(yàn)室相關(guān)而自己又感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；學(xué)生還可以利用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備條件，在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行課外科技創(chuàng)新活動(dòng)。例如，我院開展的以學(xué)生為主體的科技創(chuàng)新活動(dòng)在黑龍江大學(xué)2008年“金穗杯”大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)大賽中，有25項(xiàng)創(chuàng)新成果參加了比賽，全部獲得了獎(jiǎng)勵(lì)。

這一層次的重點(diǎn)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣，在實(shí)驗(yàn)中提高學(xué)生動(dòng)手操作的能力，鼓勵(lì)學(xué)生多提問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生多思考、多設(shè)計(jì)、多動(dòng)手，提倡小設(shè)計(jì)、小制作、小發(fā)明。

第二層次，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。主要針對(duì)三年級(jí)學(xué)生，以專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為起點(diǎn)，逐步進(jìn)入綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。將幾門課程的實(shí)驗(yàn)融合在一起，給出實(shí)驗(yàn)的目的和必要的提示，但與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)不同的是不給出實(shí)驗(yàn)的具體步驟，而是以學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為主，指導(dǎo)教師只起輔助作用。這就要求實(shí)驗(yàn)前學(xué)生要充分發(fā)揮自主學(xué)習(xí)的能力，通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料給出詳細(xì)的預(yù)習(xí)報(bào)告，并自主設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案經(jīng)指導(dǎo)教師檢查合格后，學(xué)生就可開始做實(shí)驗(yàn)。由于實(shí)驗(yàn)的原理、方案、步驟以及所需要的儀器設(shè)備由學(xué)生自己選擇、確定，實(shí)驗(yàn)又是在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成。因此，通過(guò)自身主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生切身體驗(yàn)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)和過(guò)程創(chuàng)新的歷程，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力，初步養(yǎng)成了科學(xué)、規(guī)范的研究習(xí)慣，對(duì)學(xué)生自身研究能力的提高起到了很好的作用。例如，我院機(jī)械專業(yè)開展的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，就是由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件獨(dú)立選題、獨(dú)立設(shè)計(jì)、獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新研究。

第三層次，工程實(shí)踐實(shí)驗(yàn)層次。主要針對(duì)高年級(jí)學(xué)生即將步入工作崗位和個(gè)性化發(fā)展的需要，開設(shè)一些與工程實(shí)際相結(jié)合的選修綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)展特長(zhǎng)、開拓創(chuàng)新。在這一層次，學(xué)生可根據(jù)自己所選修的理論課模塊和專業(yè)方向，結(jié)合自己的特長(zhǎng)、愛好和就業(yè)方向，選作或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，重點(diǎn)是提高學(xué)生走向工作崗位的實(shí)戰(zhàn)能力。由于這一時(shí)期學(xué)生提出的實(shí)驗(yàn)要求往往與工程實(shí)際結(jié)合緊密，如數(shù)控編程、數(shù)控機(jī)床操作、液壓控制等，因此要強(qiáng)調(diào)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)能力，注重學(xué)生實(shí)際能力的提高。通過(guò)這一層次的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，促使學(xué)生理論與實(shí)際相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生在知識(shí)、能力、素質(zhì)諸方面協(xié)調(diào)發(fā)展。

（二）充分利用相關(guān)學(xué)科的教學(xué)資源，拓展學(xué)生知識(shí)面

隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，目前的機(jī)械工程學(xué)科正在迅速發(fā)展成為一個(gè)集機(jī)械、電力電子、信息、材料、計(jì)算機(jī)、控制等多學(xué)科融合的一個(gè)學(xué)科體系。如何能讓學(xué)生在有限的時(shí)間里盡可能多地了解相關(guān)學(xué)科的知識(shí)、改善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和思維方式、提高學(xué)生的整體素質(zhì)是機(jī)械專業(yè)本科教學(xué)所面臨的新的課題。顯然，單純地增加課程是很難達(dá)到目的的。因此，生動(dòng)直觀的開放性實(shí)驗(yàn)為我們帶來(lái)了新的思路。

在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)和市場(chǎng)對(duì)機(jī)械專業(yè)復(fù)合型人才的要求，我們注意為學(xué)生開設(shè)針對(duì)性強(qiáng)、內(nèi)容豐富的開放性實(shí)驗(yàn)。比如，為提高學(xué)生機(jī)電融合和測(cè)控技術(shù)方面的應(yīng)用能力，我們開設(shè)單片機(jī)和PLC方面的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；為擴(kuò)大學(xué)生在機(jī)電一體化技術(shù)方面的視野，我們開設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程與電子醫(yī)療儀器方面的開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；為促進(jìn)學(xué)生在數(shù)控技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)方面的應(yīng)用能力，我們開放數(shù)控加工設(shè)備，組織專任

老師為學(xué)生輔導(dǎo)，滿足學(xué)生設(shè)備操作方面的要求。通過(guò)這些開放性實(shí)驗(yàn)的開展，有力促進(jìn)了我院基于機(jī)械、電氣、電子等相關(guān)學(xué)科高度融合的大機(jī)電本科教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)，提高了本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。同時(shí)，拓寬了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，加深了學(xué)生對(duì)機(jī)械及相近學(xué)科各個(gè)領(lǐng)域相互滲透的理解，建立了學(xué)生“大制造”和“大工程”的意識(shí)，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，也為學(xué)生成為復(fù)合型、創(chuàng)新型人才奠定了良好基礎(chǔ)。

三、制定激勵(lì)政策，建立良性循環(huán)的開放機(jī)制

為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合我校學(xué)分制教學(xué)的實(shí)際，制訂了對(duì)學(xué)生的激勵(lì)政策：

第一、實(shí)行學(xué)分獎(jiǎng)勵(lì)。對(duì)固定設(shè)置的獨(dú)立開放項(xiàng)目，設(shè)定一定的學(xué)分，學(xué)生完成項(xiàng)目后即可得到相應(yīng)的學(xué)分；對(duì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、科技創(chuàng)新，根據(jù)其復(fù)雜程度、技術(shù)含量和完成情況，給予創(chuàng)新學(xué)分。

第二、鼓勵(lì)學(xué)生依托實(shí)驗(yàn)室，自主選題進(jìn)行科研立項(xiàng)。組織學(xué)生申請(qǐng)學(xué)校每學(xué)期的學(xué)生科研項(xiàng)目，結(jié)題后組織專家對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)比，設(shè)立專門的開放資金，對(duì)優(yōu)秀項(xiàng)目進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。

第三、依托開放實(shí)驗(yàn)室，成立創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。以5-10人組成小組，分工合作，以老帶新，使低年級(jí)同學(xué)盡快培養(yǎng)出專業(yè)興趣和實(shí)踐動(dòng)手能力。

第四、發(fā)現(xiàn)人才，提早進(jìn)入教師的研究項(xiàng)目。在開放性實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)突出、創(chuàng)新能力較強(qiáng)的學(xué)生，根據(jù)學(xué)生意愿推薦到相關(guān)教師的研究項(xiàng)目中，為學(xué)生進(jìn)入研究性學(xué)習(xí)、開展實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新研究提供有利的環(huán)境和條件。

四、結(jié)語(yǔ)

高校的實(shí)驗(yàn)室開放是一項(xiàng)長(zhǎng)期而復(fù)雜的系統(tǒng)工作，也是培養(yǎng)面向21世紀(jì)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的重要途徑。只有重視并做好實(shí)驗(yàn)室開放工作，才能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才方面的重要作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，培養(yǎng)出適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和市場(chǎng)需要的高素質(zhì)復(fù)合型人才。

2007年黑龍江大學(xué)新世紀(jì)教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目資助（項(xiàng)目編號(hào)：07CC139）

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

宋義林，男，漢族，山東省榮成市人，黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院副院長(zhǎng)，教授，日本金澤大學(xué)創(chuàng)成系統(tǒng)科學(xué)專業(yè)博士畢業(yè)，2007年度國(guó)家人事部高層次留學(xué)人才回國(guó)工作資助受資助者，主要從事機(jī)械專業(yè)教學(xué)和研究工作。