孫秀娟，趙洪亮，王傳江，馬　進

(山東科技大學　電氣與自動化工程學院，山東　青島　266590)

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貫徹“質(zhì)量工程”，開展創(chuàng)新性實驗成效分析

孫秀娟，趙洪亮，王傳江，馬進

(山東科技大學電氣與自動化工程學院，山東青島266590)

為了加強教育部“質(zhì)量工程”建設(shè)項目的引領(lǐng)和示范作用，做有針對性的改進和提高，該文以我校國家級電工電子實驗教學中心的創(chuàng)新性實驗教學為例，對近年來的實施過程及效果采用分類、數(shù)據(jù)統(tǒng)計及比較等方法進行了分析，得出通過合理設(shè)置實驗教學體系、引入競賽培養(yǎng)機制，可以對學生進行工程素質(zhì)培養(yǎng)，取得突出成效。此外，對實際教學中存在的問題及不足進行了闡述，并提出了具體的改進對策，對促進創(chuàng)新性實驗教學改革具有重要的參考價值和借鑒意義。

質(zhì)量工程；創(chuàng)新性實驗；實踐教學；成效分析

2007年，教育部啟動了有9個分項目的“高等學校本科生教學質(zhì)量與教學改革工程”[1](簡稱“質(zhì)量工程”)。 創(chuàng)新性實驗計劃是“質(zhì)量工程”的重要內(nèi)容之一，旨在培養(yǎng)大學生對科學研究和探索未知的興趣，激發(fā)大學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，鍛煉大學生思考問題、解決問題的能力，培養(yǎng)其從事科學研究和創(chuàng)造發(fā)明的素質(zhì)[2]。

1　開設(shè)創(chuàng)新性實驗成效分析的必要性

創(chuàng)新性實驗本身也是對實驗教學的一種創(chuàng)新，經(jīng)過幾年的探討建設(shè)，具體實施的效果，對教學質(zhì)量的提高有哪些推動和促進作用，抑或有哪些不足之處，則需要認真總結(jié)、分析，便于進一步做有針對性的改進和完善，以期真正實現(xiàn)“質(zhì)量工程”項目所具有的引領(lǐng)、示范和反哺作用。因此，對此類問題做實際調(diào)查和深入研究很有必要。

從目前查閱文獻來看，關(guān)于創(chuàng)新性實驗，重點在于介紹如何實施或設(shè)計實驗內(nèi)容，或者如何建立及管理創(chuàng)新性實驗室等，對具體創(chuàng)新性實驗實施效果做詳細分析、研究針對性的改進策略的文獻較少[3-10]。

教學效果的反饋對教學質(zhì)量的進一步提高有著十分重要的意義，本文除介紹山東科技大學的創(chuàng)新性實驗外，還跟蹤整理近6年來創(chuàng)新性實驗的實施情況，重點研究了實施效果的成功與不足之處，提出了具體的改進和建設(shè)方向。

2　我校創(chuàng)新性實驗開設(shè)的理念和目標

山東科技大學結(jié)合質(zhì)量工程建設(shè)，在唯真求新理念的引導下，成功申報了國家、省、校3級近160項質(zhì)量工程項目，涵蓋了7個分項目，其中包括2007年申報的國家級電工電子實驗教學中心，2013年該中心順利通過驗收。

文獻[11]中對山東科技大學電工電子中心的建設(shè)以及開設(shè)的實驗項目做了總體介紹。文獻[12]中具體介紹了創(chuàng)新性實驗實施、組織與管理等情況。綜合來說，山東科技大學的創(chuàng)新性實驗，以“研究、自主、開放”三性合一的創(chuàng)新性實驗教學理念為指導，以培養(yǎng)學生主動性、創(chuàng)造性以及獨立運用所學知識分析解決問題的能力為目標，按照“選題—調(diào)試制作—撰寫報告—結(jié)題考核”的步驟來完成。具體實施時，分“基礎(chǔ)—新技術(shù)—綜合”3個層次開展項目的建設(shè)和實施工作。實驗中心有2個固定創(chuàng)新實驗室和1個臨時實驗室，可同時提供50多個公共機位，在不影響正常實驗室教學的情況下，學生也可在專業(yè)實驗室申請機位做創(chuàng)新性實驗。以學生自治和教師管理相結(jié)合，教師在整個過程中主要起指導、監(jiān)督和考核的作用。選題等信息則在中心網(wǎng)站上實時更新。

3　融合創(chuàng)新性實驗的教學體系

電工電子實驗教學中心秉承“以培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新精神為目標，以高水平學科平臺為依托，夯實基礎(chǔ)，強化綜合，倡導創(chuàng)新”的實驗教學理念，采取“科學定位、系統(tǒng)規(guī)劃、逐次推進、不斷完善”的建設(shè)思路，以學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線，把創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)貫穿于實驗教學各個環(huán)節(jié)，構(gòu)建了三層次、九模塊的電工電子實驗教學體系。該體系包括“基礎(chǔ)—新技術(shù)—綜合”3個層次，每個層次均包含驗證性實驗、綜合/設(shè)計性實驗、創(chuàng)新性實驗3大模塊。形成了“研究、自主、開放”三性合一的創(chuàng)新性實驗教學模式，建設(shè)了一大批創(chuàng)新性實驗項目，把創(chuàng)新性實驗納入正常實驗教學，使創(chuàng)新活動及早開展并連貫化，由原來面向少數(shù)學生的精英教育變?yōu)槊嫦虼蟛糠謱W生的大眾教育，擴大了學生受益面，形成了完整、獨具特色且教學效果良好的實驗教學體系，如圖1所示。

圖1　融合創(chuàng)新性實驗的實驗教學體系

4　創(chuàng)新性實驗的成效

對近幾年創(chuàng)新性實驗的實施效果進行分析，發(fā)現(xiàn)以下3個方面特點顯著。

4.1參與學生的覆蓋面廣

學院允許學生從二年級下半學期開始修創(chuàng)新性實驗學分，涉及的專業(yè)有自動化、電氣工程、通信工程、電子信息和生物醫(yī)學等。由于每個學期所學課程不同，創(chuàng)新性實驗的側(cè)重點也不同，因此分3個等級來進行。第一級偏重于基本電路的搭接，在修完電路、數(shù)字電路和模擬電路等基礎(chǔ)課程后可以進行；第二級偏重計算機應(yīng)用系統(tǒng)，學完單片機、微機原理、嵌入式系統(tǒng)等課程之后進行；第三級偏重于專業(yè)課知識，學完EDA、數(shù)字信號處理、自動控制原理、電機拖動等專業(yè)課程后進行，此部分因?qū)I(yè)性強且分散，需按專業(yè)另行分析。為做統(tǒng)計，對3年來所有專業(yè)參加一級、二級創(chuàng)新性實驗的學生人數(shù)進行計算，情況如表1所示，圖2是與其相對應(yīng)的統(tǒng)計比例圖。

表1　創(chuàng)新性實驗參加人數(shù)統(tǒng)計

圖2　創(chuàng)新性實驗參加人數(shù)統(tǒng)計圖

4.2促成了良好的競賽培養(yǎng)機制

近幾年，在創(chuàng)新性實驗平臺基礎(chǔ)上，學生的動手能力和創(chuàng)新精神確實有所提高，在各類科技競賽活動中屢獲佳績。主要參與的競賽有：全國電子專業(yè)人才設(shè)計與技能大賽、“飛思卡爾”杯智能汽車競賽、 “西門子杯”工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽、信息技術(shù)應(yīng)用水平大賽、山東省機器人大賽、“挑戰(zhàn)杯”大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽、“博創(chuàng)杯”全國大學生嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計大賽、全國大學生數(shù)學競賽(非數(shù)學類)等。近5年來，學生參與全國、省級大學生科技競賽獲國家級、省部級獎勵200余項。圖3是近3年學院學生參與科技創(chuàng)新競賽的統(tǒng)計情況圖。

圖3　學生參與科技創(chuàng)新競賽情況統(tǒng)計表

從圖3中可以看出，學生參與的競賽種類數(shù)、競賽的獲獎次數(shù)、獲獎學生數(shù)以及參與指導的教師數(shù)目均呈逐年上升的趨勢。另外，近年來學生獲得專利47項，其中發(fā)明專利3項。

在電工電子實驗教學中心夯實的創(chuàng)新性實驗基礎(chǔ)上，在各種競賽項目推進下，我校于2014年成立了大學生創(chuàng)新實踐聯(lián)盟，進一步加大力度促進校園創(chuàng)新文化項目建設(shè)。在創(chuàng)新性實驗穩(wěn)步推進的基礎(chǔ)上，會更容易取得成果。

4.3促使學生形成良好的工程素養(yǎng)

培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)，就是使他們能獨立思考各種工程問題，能抓住復雜多變的實際問題的主要矛盾，具備工程簡化能力，建立合理、經(jīng)濟、簡便的解決實際工程的能力以及結(jié)合實踐自我學習自我完善的能力，使他們成為合格的工程技術(shù)人員[13]。

以往的實驗教學以驗證性實驗為主，硬件設(shè)施也多是模塊化的實驗箱或設(shè)備，學生被動地按指導書步驟連接模塊導線即可，往往不了解模塊內(nèi)部原理，不會自主設(shè)計新的系統(tǒng)，自主性、創(chuàng)造性被抑制。融入創(chuàng)新性實驗的實踐教學改革，通過引入仿真軟件、可靈活設(shè)計硬件的創(chuàng)新實驗基板等，克服了舊實驗教學模式的弊端，不再局限于硬件器件選擇和設(shè)計好的系統(tǒng)框架，使學生的動手能力、自主創(chuàng)新能力、獨立分析和解決問題的能力顯著增強，對提高學生的工程技能、培養(yǎng)學生的工程思維、形成工程意識具有重要作用[14]。

5　問題及改進建議

從實施創(chuàng)新型實驗反饋的意見來看， 尚存在一些問題制約實踐教學質(zhì)量的提升。

5.1實驗教學管理系統(tǒng)有待完善

學生成績錄入的管理系統(tǒng)與現(xiàn)有的教務(wù)系統(tǒng)不銜接，成績整理浪費大量人力，使教師對教學指導的投入精力大打折扣，因此亟待建立與時俱進的符合實際情況的創(chuàng)新實驗管理系統(tǒng)。

5.2實驗室開放程度不夠

學生在器件選擇、設(shè)備借用、時間利用上還受一定限制。目前能做到在工作日，不影響正常實驗教學的情況下開放。但是在非工作日，如晚上、周末、節(jié)假日等，在沒有實驗老師管理的情況下難以實現(xiàn)對外開放。而這些時間，恰恰也是學生最好利用的時間。這個矛盾，還需尋求更合理的方式解決。

5.3教學時間段安排不盡合理

創(chuàng)新性實驗往往排在每學期的期末，集中一周或兩周的時間來完成。時間、地點的選擇太集中，使得學生在相同的時間選做實驗，師資力量明顯不足。教師要集中指導大批學生，往往力不從心，輔導不及時，教學質(zhì)量下降。學生因為時間緊迫，可能會匆忙結(jié)題，缺乏深入研究。

建議從學期初就布置創(chuàng)新性實驗，允許學生在整個學期里安排時間完成?？己松峡山梃b復旦大學“大學生創(chuàng)新性實驗計劃”推出的彈性化工作周制度[15]，每年6個工作周中，任何一個工作周里學生都可以提交申請報告、申請中期匯報、提交結(jié)題

報告。這種方式可以較好地緩解集中實施實驗的各種弊端。

5.4網(wǎng)絡(luò)交流平臺不完善

現(xiàn)有實驗信息管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雖然內(nèi)容全面，但基本上以單向的信息發(fā)布為主，網(wǎng)絡(luò)功能較弱，不能進行實時互動。例如，網(wǎng)上選題版塊更新不及時則會造成進一步的混亂；缺少論壇交流版塊，不能實時就創(chuàng)新性實驗的相關(guān)問題進行討論、答疑等。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可以借鑒其他高校的方案，如常州大學的實踐教學質(zhì)量管理平臺設(shè)計方案[16]，再根據(jù)實際情況做進一步的改進。

6　結(jié)束語

對山東科技大學國家級電工電子中心的創(chuàng)新性實驗實際開展情況和實施效果進行分析總結(jié)，重點討論了取得的突出成效，指出了實際存在的問題和不足，并提供了一些具體的改進對策與建議，為類似院校的相關(guān)教學方面提供了參考，希望能起到借鑒和促進作用，縮短創(chuàng)新性實驗的建設(shè)過程，進一步提高教學質(zhì)量，取得更大的成績。

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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

煤炭高等教育實驗室工作研究會建設(shè)項目(00201507)；山東科技大學優(yōu)秀教學團隊建設(shè)項目(2016)。

孫秀娟(1974-)，女，碩士，副教授，主要從事單片機與嵌入式系統(tǒng)、檢測技術(shù)與傳感器方面的研究工作。

G642

Adoi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.04.036