羅從雙

(河南城建學(xué)院 土木與交通工程學(xué)院, 河南 平頂山 467036)

以技術(shù)裝備研發(fā)為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究

羅從雙

(河南城建學(xué)院 土木與交通工程學(xué)院, 河南 平頂山 467036)

借助技術(shù)裝備實(shí)踐課題的研究,以教師在研課題為依托、以技術(shù)裝備研發(fā)為目的,探索了開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。研究結(jié)果表明,借助教師課題、設(shè)置技術(shù)創(chuàng)造的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力,并且可以產(chǎn)生一些小制作、小發(fā)明,形成一系列的自制裝置,補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備。

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)； 技術(shù)裝備； 設(shè)備研發(fā)； 科研課題

各高校重視學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的教育,進(jìn)行了以學(xué)生的充分發(fā)展作為教學(xué)目標(biāo)的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式等一系列的開(kāi)放創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革[1-8]。隨著開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的發(fā)展和推廣,開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)由全方面改革轉(zhuǎn)移到特色和個(gè)性發(fā)展模式[9-15]。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的類型傾向于科研項(xiàng)目、競(jìng)賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)、學(xué)生自主管理等方面。為了加強(qiáng)沒(méi)有碩士點(diǎn)的應(yīng)用型本科院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平、提升學(xué)生的技術(shù)水平和能力、提升實(shí)驗(yàn)室技術(shù)裝備的自主研發(fā)能力,通過(guò)以教師科研項(xiàng)目為依托進(jìn)行的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,提升學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力,以及提高儀器設(shè)備的創(chuàng)新和優(yōu)化。

1 研究問(wèn)題的提出

1.1 核心概念的界定

(1) 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)是圍繞教師科研項(xiàng)目的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。

(2) 開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)是有指導(dǎo)教師輔助完成的目標(biāo)任務(wù)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

(3) 技術(shù)裝備的創(chuàng)新優(yōu)化針對(duì)地下工程(隧道、地鐵、地下空間、巖土等)方面的儀器設(shè)備。

(4) 實(shí)驗(yàn)室類型為沒(méi)有碩士點(diǎn)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的本科院校實(shí)驗(yàn)室。

1.2 實(shí)施條件

本課題依托我校城市地下空間工程實(shí)驗(yàn)室,重點(diǎn)培養(yǎng)和選拔的學(xué)生為城市地下空間工程專業(yè)的大一至大四年級(jí)的本科生，主要依托隧道與地下工程教研室教師的在研科研項(xiàng)目。項(xiàng)目主持人目前在研的科研項(xiàng)目如表1所示。

表1 教師在研項(xiàng)目一覽表

2 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

2.1 現(xiàn)狀分析

目前很多高校實(shí)驗(yàn)室都在積極開(kāi)發(fā)創(chuàng)新型開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,進(jìn)行教學(xué)改革模式的探索,形式較豐富,方式多樣化,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的資源開(kāi)展校內(nèi)校外的開(kāi)放項(xiàng)目,教師、學(xué)生的開(kāi)放項(xiàng)目,興趣型、競(jìng)賽型、教學(xué)型等多種類型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)開(kāi)展創(chuàng)新開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,提高儀器設(shè)備的利用率,提升學(xué)生和教師的創(chuàng)新能力,提高教學(xué)的水平和層次等。

2.2 存在的問(wèn)題

實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的各類開(kāi)放項(xiàng)目取得了很大的成效,但是也存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

(1) 實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備有限,開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目形式單一,內(nèi)容簡(jiǎn)單。

(2) 開(kāi)放項(xiàng)目的管理不完善,達(dá)不到預(yù)期效果。

(3) 學(xué)生和教師的創(chuàng)新性沒(méi)有得到充分的調(diào)動(dòng)和開(kāi)發(fā),很多項(xiàng)目出現(xiàn)夭折現(xiàn)象。

(4) 投入與產(chǎn)出比例失調(diào),耗費(fèi)的實(shí)驗(yàn)室資源沒(méi)有得到預(yù)期成果和成效。

(5) 創(chuàng)新開(kāi)放項(xiàng)目與傳統(tǒng)教學(xué)項(xiàng)目界限不清,管理模式模糊。

(6) 實(shí)驗(yàn)室損耗較嚴(yán)重,儀器設(shè)備自主研發(fā)水平停滯不前,雖然前期取得一些專利成果(見(jiàn)表2),但是與專業(yè)、行業(yè)以及實(shí)驗(yàn)室設(shè)備不匹配,不能補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備資源,更不能對(duì)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)裝備進(jìn)行補(bǔ)充和擴(kuò)容。

表2 已經(jīng)授權(quán)專利一覽表

想要通過(guò)創(chuàng)新型的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)研發(fā)技術(shù)裝備,必須有有針對(duì)性并具體可行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,以及指導(dǎo)教師和學(xué)生共同努力，才有可能達(dá)到效果。為了解決目前存在的問(wèn)題,通過(guò)河南省教育技術(shù)裝備和實(shí)踐教育研究課題,結(jié)合教師具體的在研項(xiàng)目,充分利用實(shí)驗(yàn)室,選拔一定的教師和學(xué)生進(jìn)行技術(shù)裝備研發(fā)探索,既可培養(yǎng)學(xué)生、提高實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備利用率、改革教學(xué)模式、完成科研項(xiàng)目、研發(fā)技術(shù)裝備、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備,又可產(chǎn)出一批高水平研究成果。

3 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ教剿?/h2>

根據(jù)教師現(xiàn)有的在研項(xiàng)目制定出所需要開(kāi)設(shè)的開(kāi)放項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)要求,特別是有針對(duì)性地引導(dǎo)進(jìn)行儀器設(shè)備、裝置的研發(fā)與制作,以及專利的申報(bào)。提前擬定開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,選拔的學(xué)生和設(shè)定的項(xiàng)目進(jìn)行雙向匹配組合。通過(guò)學(xué)生參與科研項(xiàng)目、完成項(xiàng)目的相關(guān)內(nèi)容,通過(guò)儀器設(shè)備自主研發(fā),激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力,圍繞實(shí)驗(yàn)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器或發(fā)明創(chuàng)造新設(shè)備。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中探索學(xué)生管理模式、在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)過(guò)程中優(yōu)化培養(yǎng)方案,達(dá)到最終的預(yù)期目標(biāo)。

3.1 研究思路

根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)施方案制定的技術(shù)路線如圖1 所示。

3.2 實(shí)施措施

本研究課題的過(guò)程分為前期準(zhǔn)備、過(guò)程實(shí)施、成果整理分析、結(jié)項(xiàng)等幾個(gè)方面,人員主要有項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及其團(tuán)隊(duì)成員、學(xué)生、相關(guān)實(shí)驗(yàn)室人員,有科研項(xiàng)目的教師、學(xué)校及學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)。本項(xiàng)目涉及到的研究?jī)?nèi)容主要有開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的政策文件、教師科研項(xiàng)目的遴選以及實(shí)驗(yàn)任務(wù)的制定與分解、實(shí)驗(yàn)方案的制訂與實(shí)施,學(xué)生的選拔、管理、考核與獎(jiǎng)勵(lì),以及實(shí)驗(yàn)成果的撰寫(xiě)與整理(研究報(bào)告,論文,專利,方案等)、技術(shù)裝備研發(fā)與優(yōu)化、方針政策的制定與優(yōu)化。

項(xiàng)目的具體實(shí)施步驟如圖2所示。

圖1 技術(shù)路線圖

圖2 項(xiàng)目的實(shí)施步驟

4 研究結(jié)果與分析

針對(duì)性地設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、明確的實(shí)驗(yàn)任務(wù)以及良好的管理模式,取得了很大的成效。開(kāi)放創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)施1年內(nèi),完成了10項(xiàng)科研項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,申報(bào)了5項(xiàng)實(shí)用新型專利、2項(xiàng)發(fā)明專利,申報(bào)專利明細(xì)見(jiàn)表3。學(xué)生撰寫(xiě)相關(guān)論文5篇,優(yōu)化或改造的實(shí)驗(yàn)小型儀器8臺(tái)。通過(guò)小制作、小發(fā)明在多項(xiàng)建模大賽中獲得好名次,激發(fā)了學(xué)生參加大學(xué)生科創(chuàng)基金項(xiàng)目、挑戰(zhàn)杯項(xiàng)目以及各類項(xiàng)目比賽的積極性和主動(dòng)性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的研究成果較系統(tǒng),都是圍繞科研項(xiàng)目開(kāi)展的,學(xué)生一方面熟悉了行業(yè)知識(shí),參與了教師的科研項(xiàng)目,另一方面還提高了創(chuàng)造能力和水平,大大提升了開(kāi)放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的效果,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

表3 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)申請(qǐng)專利一覽表

本研究方案之所以能夠取得成效,主要是定位集中、選題明確、針對(duì)性強(qiáng)。教師、學(xué)生、專業(yè)、課題都是圍繞隧道與地下工程。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主要采取的措施有以下幾個(gè)方面：

(1) 設(shè)置學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)課題。

(2) 選拔積極上進(jìn)、求學(xué)欲望強(qiáng)和自學(xué)能力強(qiáng)的學(xué)生。

(3) 實(shí)驗(yàn)期間為學(xué)生創(chuàng)造良好實(shí)驗(yàn)氛圍。

(4) 提供學(xué)生實(shí)驗(yàn)所需的空間及相關(guān)配套設(shè)備和措施。

(5) 教師有重點(diǎn)地培訓(xùn)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力。

(6) 設(shè)置合理獎(jiǎng)罰機(jī)制,并滿足學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)的初心目的。

通過(guò)針對(duì)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,完全實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式+創(chuàng)新人才+創(chuàng)新技術(shù)裝備相結(jié)合的培養(yǎng)模式,真正實(shí)現(xiàn)了教師+實(shí)驗(yàn)室+學(xué)生+行業(yè)+技術(shù)裝備的完美結(jié)合。

5 結(jié)語(yǔ)

高校實(shí)驗(yàn)室是個(gè)雙重平臺(tái),既要滿足正常教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生的基本技能,又要完成一定的科研項(xiàng)目,提高教師的水平和能力。通過(guò)以教師在研課題為依托、選拔學(xué)生重點(diǎn)圍繞課題設(shè)置技術(shù)研發(fā)的開(kāi)放實(shí)驗(yàn),不僅開(kāi)放了實(shí)驗(yàn)室,而且還提升了實(shí)驗(yàn)室技術(shù)裝備研發(fā)的水平和能力,在“中國(guó)制造”的大潮中,增加實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的自主研發(fā)和制作發(fā)明。

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Research on experimental teaching mode based on technical equipment development

Luo Congshuang

(School of Civil and Transportation Engineering, Henan Institute of Urban Construction, Pingdingshan 467036, China)

With the help of the research on the technical equipment, by relying on the teachers’ research projects, and with the purpose for the development of technical equipment, an open experimental teaching mode is explored. The research results show that the experimental projects with the teachers’ research and with the technical creation can stimulate the students’ innovative and creative ability, and can also help the students to make some small productions, gizmos, and a series of home-made devices that can complement laboratory equipment.

open experiment; technical equipment; equipment development; research project

G642.0

: A

: 1002-4956(2017)09-0177-04

2017-03-07

2015年河南省教育技術(shù)裝備和實(shí)踐教育研究課題(GZS081)；河南省科技計(jì)劃項(xiàng)目(172102310459)；河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目(15A410003)；河南城建學(xué)院青年骨干教師資助培養(yǎng)項(xiàng)目(2014008)；河南城建學(xué)院“科研能力提升工程”資助前沿基金(2016078)

羅從雙(1980—),男,吉林臨江,博士,副教授,實(shí)驗(yàn)室主任,主要從事地下工程方面的實(shí)驗(yàn)、教學(xué)與科研工作.

E-mail:lcs@hncj.edu.cn

10.16791/j.cnki.sjg.2017.09.044