林海波　楊利達　高奇峰

摘要：本文論述了傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式和改革實驗教學(xué)方式，特別對改革實驗教學(xué)方式的基礎(chǔ)實驗教學(xué)方式，綜合性、設(shè)計性實驗教學(xué)方式，創(chuàng)新性實驗教學(xué)方法進行的闡述，并且比較了傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式和改革實驗教學(xué)方式優(yōu)缺點，說明改革實驗教學(xué)方式培養(yǎng)控制類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要性。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；創(chuàng)新能力

一、引言

當(dāng)今時代，科技進步日新月異，國際競爭變得日趨激烈。而各國之間的競爭，是民族創(chuàng)新能力的競爭。我國作為發(fā)展中國家，要想在激烈的國際競爭中占據(jù)有利位置，就必須走科教興國的道路。高等教育是培養(yǎng)人才的搖籃，是經(jīng)濟發(fā)展的強大后盾，中華民族能否在二十一世紀(jì)取得更大的發(fā)展，關(guān)鍵在于我國的高等學(xué)校能否培育和造就出適應(yīng)時代發(fā)展的大批創(chuàng)新人才。因此，高等學(xué)校必須加快教學(xué)改革，大力開展創(chuàng)新教育，著重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新能力，將教學(xué)目標(biāo)由培養(yǎng)“知識型”人才轉(zhuǎn)向培養(yǎng)“創(chuàng)新型”人才。

長期以來，控制類專業(yè)各教研室制定專業(yè)教學(xué)計劃、教學(xué)大綱，習(xí)慣于把專業(yè)實驗課附屬于專業(yè)課，少量安排若干學(xué)時的教學(xué)實驗，實驗大多是觀摩性、驗證性實驗?；旧鲜菍W(xué)生按照實驗指導(dǎo)書規(guī)定的幾個實驗項目，學(xué)會一些操作，而無創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。

二、傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)常常是老師仔細(xì)講解實驗?zāi)康摹?nèi)容、步驟，甚至將結(jié)論預(yù)先告訴學(xué)生，學(xué)生只需“照貓畫虎”進行實驗即可。這樣雖然能夠提高學(xué)生操作的熟練程度，卻不能培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，我們改革了實驗教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的實驗興趣、培養(yǎng)學(xué)生思維能力。

例如：比較典型計算機控制技術(shù)實驗壓力、流量、溫度和水位單回路控制，學(xué)生根據(jù)老師提供的實驗指導(dǎo)書預(yù)習(xí)，完成實驗?zāi)康?、?nèi)容、步驟并寫在實驗報告上，實驗課上老師仔細(xì)講解壓力、流量、溫度和水位單回路控制實驗中P、I、D參數(shù)整定，學(xué)生根據(jù)老師講解按部就班完成實驗，記錄相關(guān)參數(shù)，總結(jié)結(jié)果并寫在實驗報告上。在實驗教學(xué)方式上存在問題，學(xué)生非常被動的按部就班完成實驗，無法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

另一個案例低壓電器控制實驗電機正反轉(zhuǎn)控制，老師提供實驗指導(dǎo)書包含電氣原理圖和接線圖，學(xué)生利用成套實驗設(shè)備，輕松完成實驗。這種實驗教學(xué)方式培養(yǎng)不了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、改革實驗教學(xué)方式培養(yǎng)創(chuàng)新能力

為了培養(yǎng)創(chuàng)新能力改革實驗教學(xué)方式，將實驗教學(xué)方式分為：基礎(chǔ)實驗教學(xué)，綜合性、設(shè)計性實驗教學(xué)，創(chuàng)新性實驗教學(xué)。對于學(xué)生打好基礎(chǔ)是根本，提升綜合性、設(shè)計性能力是保障，最后培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

1、基礎(chǔ)實驗教學(xué)方式

基礎(chǔ)實驗主要培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能，教師以講座形式向?qū)W生講授實驗基本理論和基本知識、實驗技術(shù)原理、數(shù)據(jù)處理方法、科學(xué)研究方法、文獻查閱、科學(xué)論文和技術(shù)報告的撰寫方法等；學(xué)生須預(yù)習(xí)實驗講義的內(nèi)容，然后每個學(xué)生在實驗室獨立完成實際操作訓(xùn)練和數(shù)據(jù)測量，課后再撰寫實驗報告。對于基礎(chǔ)實驗教學(xué)，在方式上進行了改革，主要是將學(xué)生被動學(xué)習(xí)變主動學(xué)習(xí)，老師給出相關(guān)知識點，并講解實驗基本理論和基本知識、實驗技術(shù)原理、數(shù)據(jù)處理方法、科學(xué)研究方法、文獻查閱、科學(xué)論文和技術(shù)報告的撰寫方法，學(xué)生自己寫出實驗?zāi)康?、?nèi)容、步驟，并且完成實驗內(nèi)容。

2、綜合性、設(shè)計性實驗教學(xué)方式

綜合性、設(shè)計性實驗是培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識解決實際問題的主要途徑。教學(xué)時教師主要起“指導(dǎo)、引導(dǎo)、解惑”的作用?！爸笇?dǎo)”就是向?qū)W生講解實驗的進行方式、學(xué)生需要的理論知識；“引導(dǎo)”就是在學(xué)生查閱文獻、設(shè)計實驗方案、調(diào)試儀器、測量數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果討論等過程中，教師與學(xué)生共同分析各方案的利弊，向正確的方向指引，但不包辦或指定學(xué)生實驗方案；“解惑”就是當(dāng)學(xué)生在自主實驗時遇到疑問或?qū)嶒炇】偨Y(jié)教訓(xùn)時，教師對學(xué)生有疑問的地方或未注意到的地方進行解答。

在實驗內(nèi)容的設(shè)立上本著“以學(xué)生為主體，教師指導(dǎo)”的原則，學(xué)生帶著任務(wù)目標(biāo)去學(xué)習(xí)掌握與實驗項目相關(guān)的控制專業(yè)理論和實驗技能，使學(xué)生既充分體驗到獲得實驗結(jié)果的成就感，又激發(fā)其自主學(xué)習(xí)、自主實踐的興趣，有利于培養(yǎng)其獨立學(xué)習(xí)、獨立探究的能力。

通過“指導(dǎo)、引導(dǎo)、解惑”的教學(xué)方法，使學(xué)生不僅熟練掌握實驗技能和實驗技術(shù)，而且學(xué)會提出問題、分析問題和解決問題的科學(xué)方法，開拓思路，熟悉和體驗研究過程，使學(xué)生形成科學(xué)思維，培養(yǎng)科學(xué)精神，提高其綜合素質(zhì)。

以51單片機溫度多路檢測系統(tǒng)設(shè)計與制作為例，教師只提出基本要求：

為了實現(xiàn)對環(huán)境中多點的溫度進行檢測，提出了一種基于AT89C51單片機并采用數(shù)字化單總線技術(shù)的多路溫度采集系統(tǒng)方案。

這是一個綜合性、設(shè)計性實驗，涉及相關(guān)課程有：信號與系統(tǒng)、數(shù)字電路、模擬電路、微機機原理及應(yīng)用、51單片機原理及應(yīng)用、C語言和匯編語言程序設(shè)計等，通過“指導(dǎo)、引導(dǎo)、解惑”的教學(xué)方式，學(xué)生的綜合性、設(shè)計性能力得到很大提高，為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下了良好的基礎(chǔ)

3、創(chuàng)新性實驗教學(xué)方法

創(chuàng)新性實驗是學(xué)生與教師共同進行的實驗，每個創(chuàng)新性實驗一般由2-3名學(xué)生進行，需有一個以上指導(dǎo)教師，實驗中心再配備一名實驗技術(shù)人員，學(xué)生設(shè)計實驗方案，教師進行審查把關(guān)，實驗技術(shù)人員負(fù)責(zé)儀器使用及實驗室安全等。

開展創(chuàng)新性實驗主要依托科研項目進行，將最新科研成果轉(zhuǎn)化為實驗項目，并不斷更新實驗內(nèi)容，實現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機結(jié)合。包括本科生研究培養(yǎng)計劃、國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃、本科生導(dǎo)師制及校企（或科研院所）合作制等。

中心積極推動學(xué)生通過項目參與到教師承擔(dān)的各類課題研究中，進一步強化學(xué)生從事控制類專業(yè)調(diào)查和研究的實際工作能力。另外，學(xué)院實行本科生導(dǎo)師制，鼓勵有科研興趣的學(xué)生進入科研實驗室，協(xié)助老師進行科研課題研究，取得了很好的成效。

在大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目《基于西門子PLC的中藥萃取控制系統(tǒng)設(shè)計和仿真》中，學(xué)生創(chuàng)新能力得到了很大提高。

通過創(chuàng)新性研究項目的實踐鍛煉，學(xué)生能夠把握科技前沿、社會需求，建立先進的科學(xué)思想，探索、思考新的科學(xué)問題，同時其研究成果也為科研發(fā)展或者社會科技服務(wù)做出了貢獻。

四、結(jié)束語

綜上所述，通過改革實驗教學(xué)方式和傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式的比較，改革實驗教學(xué)方式，能夠培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

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