張士磊，孟昕元

(河南機電高等專科學(xué)校 自動控制系，河南 新鄉(xiāng) 453003)

創(chuàng)新實踐型人才培養(yǎng)的實驗教學(xué)改革與探索

張士磊，孟昕元

(河南機電高等?？茖W(xué)校 自動控制系，河南 新鄉(xiāng) 453003)

針對當前企業(yè)對高素質(zhì)工程技術(shù)人才的需求和部分高職高專院校實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，闡述了進行實驗教學(xué)改革的必要性。以河南機電高等?？茖W(xué)校自動控制實驗教學(xué)改革的實踐為基礎(chǔ)，以新時期創(chuàng)新性、實踐性人才培養(yǎng)為目標，探究了實驗教學(xué)理念與改革思路等方面的問題，并提出了一些有益的實驗教學(xué)新舉措。實踐證明，新的實驗教學(xué)模式更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)新性，能更好地為創(chuàng)新實踐型人才培養(yǎng)奠定堅實的基礎(chǔ)。

實驗教學(xué)；教學(xué)改革；創(chuàng)新實踐；教學(xué)思想；教學(xué)方法

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、經(jīng)濟全球化進程的加速以及建立創(chuàng)新型國家的迫切需要，現(xiàn)代社會對工程技術(shù)人才的知識、能力和素質(zhì)提出了更高的要求，高等工程教育正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)[1_3]。具有比較廣博的知識、能力強、素質(zhì)高的人才是現(xiàn)代社會的客觀需求。如何培養(yǎng)出一批既要有知識，又要有能力，更要具有使知識和能力得到充分發(fā)揮的高素質(zhì)人才，對教育工作者而言是一大挑戰(zhàn)[4]。為此，各相關(guān)院校進行了大量的教學(xué)改革研究和實踐并取得了豐碩的成果。在高教改革不斷深化的趨勢下，為適應(yīng)中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)對高素質(zhì)工程技術(shù)人才的需求，河南機電高等?？茖W(xué)校高度重視對實踐教學(xué)體系的建設(shè)，不斷加大對實踐教學(xué)的改革力度，并且特別強調(diào)培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。積極探索和實踐新的實驗教學(xué)模式和方法，著力培養(yǎng)“兩有三實”(即有理想、有能力，實踐、實用、實干)的創(chuàng)新實踐型人才。

1 實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

實驗教學(xué)是高素質(zhì)工程技術(shù)人才培養(yǎng)的重要組成部分，是學(xué)生工程實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的必需環(huán)節(jié)[5]。長期以來，各高職高專院校高度重視實驗和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，不斷進行實驗改革，全面系統(tǒng)提高實驗教學(xué)水平。但仍然存在一些問題集中表現(xiàn)在以下3方面[6_8]。

(1)學(xué)校對實驗教學(xué)很重視，但監(jiān)管力度不夠，實驗課程的設(shè)置有弊端。鑒于實驗教學(xué)的重要性，各級領(lǐng)導(dǎo)對實驗室和實驗教學(xué)都很重視，但具體的監(jiān)管措施和力度有待加強。由于缺乏健全有效的監(jiān)管機制和辦法，再加上個別實驗教師責(zé)任心不高，致使一些課程的實驗教學(xué)流于形式，實驗學(xué)時利用率低，實驗效果差。另一方面，實驗課程在設(shè)置上，往往淪為理論課的附屬，其目的僅在于加深對理論的理解和掌握，而非重在培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

(2)實驗教學(xué)體系的運行模式存在弊端，實驗室在開放使用及利用率方面效率不高。一方面，實驗課缺乏整體布局，各門課按各自課程的要求安排實驗，實驗內(nèi)容之間缺乏相互聯(lián)系及協(xié)調(diào)，致使實驗內(nèi)容重復(fù)、脫節(jié)、遺漏、不系統(tǒng)。并且配套的實驗教材較為滯后，更有的甚至沒有實驗教材，實驗內(nèi)容與時代發(fā)展不相適應(yīng)。另一方面，受舊的實驗教學(xué)模式的影響，很多實驗在教學(xué)中要求學(xué)生只需按要求的過程去操作，用不著查資料、思考及創(chuàng)新，嚴重影響了學(xué)生的興趣，抑制了學(xué)生參與的主動性和創(chuàng)造性。此外，一些實驗室在開放使用及利用率方面效率不高，設(shè)備閑置現(xiàn)象比較嚴重，學(xué)校在如何提高實驗室利用率方面沒有得力的抓手，學(xué)生也沒有可以自由發(fā)展興趣的實驗項目來拓展興趣愛好。

(3)實驗教學(xué)形式單一，教學(xué)手段落后，教學(xué)方法機械。實驗教學(xué)仍然以知識傳授為核心的靜態(tài)方式在進行教學(xué)活動，學(xué)生的創(chuàng)新心理得不到滿足，創(chuàng)造能力得不到培養(yǎng)，個性得不到充分發(fā)揮。

以上現(xiàn)象的存在，使得實驗教學(xué)質(zhì)量難以有突破性的提高，這對創(chuàng)新實踐型人才的培養(yǎng)造成一定的制約。因此，必須對現(xiàn)有的實驗教學(xué)模式及其運行機制進行改革，并在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗，使之適應(yīng)新形勢發(fā)展的需要，更好地發(fā)揮對創(chuàng)新實踐型人才培養(yǎng)的作用。

2 實驗教學(xué)改革措施與方法

2.1 更新實驗教學(xué)思想，確立新的實驗教學(xué)目標［9］

為了適應(yīng)社會對人才創(chuàng)新實踐能力的需求，從根本上改變實驗教學(xué)從屬于理論教學(xué)的傳統(tǒng)模式以及實驗教學(xué)實施過程中存在的多種弊端，我們對實驗教學(xué)體系進行了探索和研究，并在我系范圍內(nèi)進行了局部嘗試。考慮到我校在河南及其周邊地區(qū)的影響以及大多學(xué)生畢業(yè)后實際從事的工作，我們認為我校作為一所國家示范性省屬高等專科學(xué)校，既不能像綜合性本科院校那樣，側(cè)重于對理論的理解和掌握，培養(yǎng)尖端學(xué)術(shù)型人才;也不能像職業(yè)技術(shù)學(xué)院那樣，一味突出職業(yè)技能，培養(yǎng)務(wù)實操作型人才，而應(yīng)當綜合考慮理論教學(xué)與實驗教學(xué)之間的合理銜接，走符合社會需求又具有特色的發(fā)展道路。所以我們?nèi)瞬排囵B(yǎng)的目標定位是：努力培養(yǎng)具有社會主義市場經(jīng)濟適應(yīng)能力和競爭能力，創(chuàng)新精神高，實踐能力強，具有良好職業(yè)道德和熟練職業(yè)技能的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

為實現(xiàn)我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標定位，我們實驗教學(xué)的理念是：按照夯實基礎(chǔ)、協(xié)調(diào)發(fā)展、注重實踐、外向拓展的要求，堅持整體優(yōu)化，健全體系，突出特色，整合完善，全面加強學(xué)生的實驗實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，融綜合素質(zhì)培養(yǎng)與實驗實踐教學(xué)過程，著力開發(fā)學(xué)生的非智力因素，切實提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力，逐步提升應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量，大大增強學(xué)生的就業(yè)競爭力和進一步的工作能力。

2.2 革新實驗教學(xué)體系，優(yōu)化整合實驗教學(xué)內(nèi)容［10］

根據(jù)學(xué)生的認知過程和實驗教學(xué)規(guī)律，我們將學(xué)科的實驗教學(xué)體系進行統(tǒng)一規(guī)劃，以“實驗+工程訓(xùn)練”為載體，全面提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力和工程應(yīng)用素質(zhì)?；诖?，我們建立了分階段、多層次、模塊化、開放型、創(chuàng)新性工程訓(xùn)練教學(xué)模式，并按照由淺入深，由單一到綜合，由基礎(chǔ)到高端的規(guī)律，遵循認知(感官)——技能(基礎(chǔ))——綜合(提高)——創(chuàng)新(設(shè)計)的層次設(shè)置四階段實驗課程，實現(xiàn)工程訓(xùn)練三年不斷。以我校電氣自動化技術(shù)專業(yè)為例，其模塊化實驗教學(xué)體系規(guī)劃如圖1所示。

圖1 電氣自動化技術(shù)專業(yè)模塊化實驗教學(xué)體系

在新的實驗教學(xué)體系下，我們制訂了新的實驗教學(xué)計劃，修訂了實驗教學(xué)大綱，并且各門課程精選教材和優(yōu)化整合實驗內(nèi)容。在實驗教學(xué)內(nèi)容中，及時把新技術(shù)、新理論和新方法充實到實驗教學(xué)中去，讓學(xué)生切實了解新技術(shù)的發(fā)展，適應(yīng)社會進步的潮流。在電氣自動化技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)中，我們不僅優(yōu)化整合了《自動控制技術(shù)及應(yīng)用》《PLC技術(shù)及應(yīng)用》《電力電子技術(shù)》《單片機技術(shù)及應(yīng)用》等多門課程的實驗教學(xué)內(nèi)容，將原來分散于各門課程之間的驗證型實驗項目集中起來逐步改為設(shè)計型、綜合型(具有一定創(chuàng)新性)的實驗項目，而且增開了《電氣制圖》《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》等實驗課程。在具體的實驗項目設(shè)計中，充分考慮傳統(tǒng)與現(xiàn)代、硬件與軟件、實際與模擬、實操與演示的搭配與結(jié)合，引入信息技術(shù)，并注重實驗的趣味性和對抗性。一方面精心設(shè)計基礎(chǔ)型實驗內(nèi)容，并充分保證實驗教學(xué)的質(zhì)量，讓學(xué)生做有所獲，提高學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)習(xí)的動力。另一方面多開各種體現(xiàn)專業(yè)特色的綜合型實驗，盡力做到既把實驗項目與專業(yè)實訓(xùn)課程結(jié)合起來，又把實驗項目與社會尤其是企業(yè)需求結(jié)合起來。再次，重點推進創(chuàng)新型實驗，切實提高實驗教學(xué)的層次和最終效果[11]。另外，還在規(guī)定每人完成必做的實驗外，增設(shè)任選實驗和自擬實驗。通過實驗項目的升級更新，實驗?zāi)康囊矎囊髮W(xué)生掌握基本的方法和技能逐步升級為訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力、分析問題和解決問題的能力;強化專業(yè)知識的理解與運用以及專業(yè)知識和相關(guān)知識的融合，進一步培養(yǎng)團隊合作精神與溝通協(xié)調(diào)能力，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。

2.3 改進實驗教學(xué)方法，更新完善實驗教學(xué)手段

在實驗教學(xué)過程中，我系根據(jù)不同專業(yè)不同課程的特點，改進實驗教學(xué)方法，改變以教師和教材為中心的程式化教學(xué)模式，建立以學(xué)生為中心、實現(xiàn)以學(xué)生自我訓(xùn)練為主、強調(diào)合作式、探究式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。各實驗教學(xué)安排由淺到深，由簡單到綜合，并能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。注重培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度，相互協(xié)作的團隊精神及勇于開拓的創(chuàng)新意識[12_13]。對于計劃內(nèi)實驗教學(xué)，采取課內(nèi)外相結(jié)合的實驗方式。對于基礎(chǔ)性實驗，采取課外預(yù)習(xí)，課內(nèi)實驗，課外完成實驗報告的教學(xué)方式;對于綜合設(shè)計型實驗，采取課外設(shè)計，課內(nèi)仿真，實際制作(課內(nèi)外結(jié)合)，課內(nèi)調(diào)試的實驗方式。于計劃外的實驗教學(xué)，采取開放的實驗教學(xué)模式，如大學(xué)生第二課堂、電子設(shè)計大賽、PLC編程大賽、科技創(chuàng)新等活動，專門配備實驗指導(dǎo)教師，利用創(chuàng)新實驗室，為學(xué)生提供場地、元件、器材和儀器設(shè)備，積極支持大學(xué)生課外科技活動。從教學(xué)的角度，對不同層次的實驗采用不同的教學(xué)方法。對基本技能實驗，現(xiàn)場示范，一對一講解，一絲不茍糾錯;對于綜合設(shè)計性實驗，強調(diào)啟發(fā)式教學(xué);對于研究創(chuàng)新型實驗，采用教師引導(dǎo)式教學(xué)，強調(diào)學(xué)生獨立解決問題能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

為了激發(fā)學(xué)生參與實驗教學(xué)的熱情，發(fā)掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能，我們積極采用新的教育技術(shù)手段。我系各實驗室都配備了多媒體投影設(shè)備，所有實驗課都可采用多媒體教學(xué)。在教學(xué)過程中，將軟件仿真技術(shù)引入實驗教學(xué)。對有些驗證性實驗，學(xué)生利用先進的仿真軟件進行實驗，對有些在硬件實作不易觀察和不易實現(xiàn)的現(xiàn)象獲得感性認識，改善實驗效果，提高實驗效率。對于設(shè)計實驗，學(xué)生利用仿真軟件，在完成項目設(shè)計方案后，利用軟件仿真，驗證方案的正確性和可行性，然后硬件實現(xiàn)，改變傳統(tǒng)的實驗?zāi)Ｊ?，使學(xué)生掌握自動化系統(tǒng)的設(shè)計方法和手段。

2.4 加強實驗室建設(shè)，提高實驗教師自身素質(zhì)和水平

建設(shè)好驗室，將有力地推進實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革。抓好實驗室建設(shè)和實驗教學(xué)對全面提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，多出高水平的人才無疑具有非常重要的意義[14]。為保障實驗教學(xué)的順利實施，切實提高實驗教學(xué)質(zhì)量，我系積極投身實驗室建設(shè)工作。在原有實驗室整合的基礎(chǔ)上，我們和美國羅克韋爾自動化公司聯(lián)合建立了羅克韋爾自動化實驗室，實驗室采用全新的軟硬件設(shè)備，可同時容納80人進行電氣自動化技術(shù)專業(yè)綜合實訓(xùn)，該實驗室現(xiàn)已成為新鄉(xiāng)市重點實驗室;擴建了原有的電力電子技術(shù)實驗室、PLC應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)實驗室、過程控制實驗室和計算機控制技術(shù)綜合實驗室，這些實驗室不僅增加了設(shè)備臺套數(shù)，還完善了相關(guān)輔助設(shè)備如計算機、投影儀、示波器等的配置;此外，還自制了10套西門子自動化綜合實驗裝置。這些實驗室的建設(shè)對學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)起到了關(guān)鍵的作用。

實驗教師作為實驗教學(xué)的設(shè)計者和執(zhí)行者，對實驗教學(xué)起到了關(guān)鍵的作用，其能力和素質(zhì)的高低直接影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效果。為此，我系十分注重對實驗教師能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。我系先后從企業(yè)引進三位資深的工程師充實實驗教師隊伍，并且不定期地對實驗教師及實驗技術(shù)人員進行有關(guān)計算機、實驗室設(shè)備和實驗室管理、實驗操作技術(shù)等方面知識的培訓(xùn)，采用參加學(xué)術(shù)會議，實驗培訓(xùn)班和實驗教學(xué)競等方式了解、掌握最新實驗技術(shù)和實驗教學(xué)手段，以更新、提升實驗教師的專業(yè)實踐教學(xué)能力，適應(yīng)實驗教學(xué)的要求。另外我系還實行剛參加工作的青年教師到實驗室鍛煉一年，以增強實驗教師隊伍的活力和競爭意識。

3 實驗教學(xué)改革實踐

以電氣自動化技術(shù)專業(yè)2009和2010級學(xué)生為實施對象，在他們在校學(xué)習(xí)的近3年時間內(nèi)我們進行了實驗教學(xué)改革的嘗試和實踐。具體做法是：

(1)以《PLC技術(shù)與工程應(yīng)用》《單片機原理及系統(tǒng)設(shè)計》和《電氣制圖》三門實踐性較強的課程為突破口，在課程實驗學(xué)時由原來10學(xué)時分別增加到60學(xué)時和28學(xué)時的情況下，由授課經(jīng)驗豐富的老師協(xié)同實驗老師共同制定實驗教學(xué)大綱，編寫相配套的項目式實驗教材，并采用討論式互動教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)等多種教學(xué)方法和手段，邊講邊做，使學(xué)生在“學(xué)中做、做中學(xué)”，不僅加深了對理論的理解和掌握，更鍛煉了實踐操作能力。

(2)修訂專業(yè)認識實習(xí)、課程設(shè)計和專業(yè)綜合實訓(xùn)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的大綱和指導(dǎo)書，在實踐訓(xùn)練中突出學(xué)生的主體地位和主觀能動性的發(fā)揮。如在專業(yè)綜合實訓(xùn)中，以PF40變頻器的網(wǎng)絡(luò)化控制為例，教師制訂實訓(xùn)的目標，由學(xué)生設(shè)計項目方案及實施方法，教師考查方案的可行性，給出參考意見，并在實訓(xùn)中引導(dǎo)學(xué)生達到實訓(xùn)目標。如此，學(xué)生不僅得到技能訓(xùn)練，更增強了分析問題與解決問題的能力和信心。

(3)鼓勵具有較強實踐和科研能力的教師承擔(dān)主干課程，這些教師結(jié)合自己講授的課程，將最新的技術(shù)和研究成果在第一時間內(nèi)傳授給學(xué)生，使學(xué)生能及時、全面地了解相應(yīng)領(lǐng)域的理論與實踐知識。

(4)革新實踐教學(xué)考核辦法，考核方式包括實驗操作、實驗報告、實驗題問答、筆試、設(shè)計實驗等，一門實驗考核包括至少上述方式中的三種;考核過程貫穿整個學(xué)習(xí)過程。

(5)頂崗實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生去校外實習(xí)基地學(xué)習(xí)，使學(xué)生深入生產(chǎn)實際，把本專業(yè)所學(xué)理論知識與生產(chǎn)實踐有機結(jié)合，深入理解和領(lǐng)會所學(xué)知識，激發(fā)學(xué)生的思考興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新思維能力。

事實證明，經(jīng)過實驗教學(xué)改革，學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力得到了巨大的提高。學(xué)生參加電子設(shè)計大賽、羅克韋爾自動化技能大賽和自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試大賽都取得了良好的成績。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對實驗教學(xué)的滿意率達90以上，連續(xù)三年，我系畢業(yè)生就業(yè)率保持在96以上，居同類院校前茅。

4 結(jié)束語

實驗教學(xué)是整個教學(xué)過程中不可缺少的有機組成部分，是重要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一。通過實驗教學(xué)改革培養(yǎng)了學(xué)生工程實踐能力，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新意識，收到了良好的效果，達到了培養(yǎng)創(chuàng)新實踐型人才的目標，為學(xué)生走向社會奠定了堅實的基礎(chǔ)。所以，本文論述的實驗教學(xué)改革的方法和措施具有一定的推廣應(yīng)用價值。

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Reform and EXp loration of EXperimental Teaching Based on the Practice of Innovation Talents Cultivation

ZHANG Shilei，MENG Xinyuan
(Department of Automation Control，Henan Mechanical and Electrical Engineering College，Xinxiang 453002，China)

In view of the demand for high-quality engineering technical personneland the status ofexperimental teaching for some vocational colleges，the necessity of experimental teaching reform were expound.Taking the experimental teaching reform of our system as the basis and the practice of innovation talents training as the target，we explored the experimental teaching reform and problems，as well as put forward some useful new experiment teachingmethod.Practice has proved，the new mode of experimental teaching can inspire the students'initiative and creativity，it is better for the practice of innovation talents cultivation.

experimental teaching;teaching reform;innovation practice;teaching idea;teachingmethod

G640；G40_012；G642.0

A

10.3969/j.issn.1672_4550.2014.01.050

2012_12_24

張士磊（1982_），男，碩士，講師，研究方向：網(wǎng)絡(luò)通信及其控制技術(shù)、實驗教學(xué)及管理。