吳立榮 程衛(wèi)民 于巖斌

（[1]山東科技大學(xué)礦業(yè)工程國家級實驗教學(xué)示范中心 山東·青島 266590；[2]山東科技大學(xué)礦業(yè)與安全工程學(xué)院 山東·青島 266590）

1 緒論

工程教育是我國高等教育的主要組成部分，2003年我國開始試行工程教育認證，并于2016年6月正式加入國際工程教育認證組織——華盛頓協(xié)議，確定了以學(xué)生能力成長為宗旨的工程教育目標，明晰了12項工程專業(yè)教育畢業(yè)達成指標。實驗與實踐教學(xué)是工程教育中不可或缺的重要教育教學(xué)環(huán)節(jié)，科學(xué)有效地實施實驗教學(xué)是保障工程專業(yè)人才培養(yǎng)畢業(yè)達成的一項關(guān)鍵任務(wù)。

實驗教學(xué)是工科院校的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，不僅有利于促進課堂理論學(xué)習(xí)效果，而且在培養(yǎng)學(xué)生表達溝通、團隊合作、組織協(xié)調(diào)、實踐操作和創(chuàng)新能力方面具有重要的作用，有利于發(fā)展素質(zhì)教育，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。

目前實驗教學(xué)中存在以下問題：（1）實驗條件欠缺，為演示性實驗或?qū)嶒炘O(shè)備種類缺乏。實驗教學(xué)常常走過場、效率低，嚴重影響教學(xué)質(zhì)量的提高。（2）實驗設(shè)備數(shù)量不足，不能使每個學(xué)生有效參與到實驗中去。（3）多為基礎(chǔ)性實驗，創(chuàng)新性和綜合性實驗缺乏。（4）實驗教學(xué)效果缺乏有效的評價體系，不能如實掌握學(xué)生的掌握情況。（5）實驗手段單一，缺乏與現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合，如虛擬實驗平臺的建設(shè)。

對于高校實驗教學(xué)的研究，呂念玲等探索出一套實驗教學(xué)過程管理系統(tǒng)方法。李磊等以工程能力培養(yǎng)為目標，以學(xué)生志趣為中心，將行業(yè)需求導(dǎo)向融入到教學(xué)實施過程中，充分發(fā)揮在線教學(xué)平臺和課程管理的作用，實現(xiàn)課程內(nèi)容的快速更新和迭代。吳淮等提出了“以賽促學(xué)”的實驗教學(xué)模式探索與設(shè)計。葉紅等設(shè)計了“虛擬仿真實驗”鑲嵌在實驗室實驗教學(xué)中，組成了“線上線下”相結(jié)合的實驗教學(xué)模式，卞勇華，周曉濤，吳峰，魏薇等研究了微課、翻轉(zhuǎn)課堂在實驗教學(xué)的教學(xué)模式。孟昭霞，夏晉等研究了基于實驗教學(xué)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。楊選瑾，高東鋒，魏薇等研究了實驗教學(xué)與信息化技術(shù)的融合。

目前對于實驗教學(xué)的研究主要集中在實驗教學(xué)過程管理模式探索，信息化技術(shù)如虛擬實驗平臺的運用，以及翻轉(zhuǎn)課堂的融入，以提高實驗教學(xué)的效果。

為了使學(xué)生主動掌握、能夠掌握實驗課程的知識并具備相應(yīng)的能力，有必要充分運用現(xiàn)代技術(shù)和先進的教學(xué)方法，從教師、學(xué)生、設(shè)備、教學(xué)方法、評價管理等方面出發(fā)，多角度、多環(huán)節(jié)構(gòu)建一套多元融合的實驗教學(xué)創(chuàng)新模式，用于實踐教學(xué)，并建立實驗教學(xué)效果評價體系，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，動態(tài)管理，不斷更新改進。

2 實驗教學(xué)創(chuàng)新模式——“導(dǎo)、學(xué)、講、結(jié)、踐、核、新”

本文提出線上線下結(jié)合多元融合實驗教學(xué)方法體系——“導(dǎo)、學(xué)、講、結(jié)、踐、核、新”，從導(dǎo)（教師講解+線上學(xué)習(xí)資料），學(xué)（線下小實驗），講（PPT匯報），結(jié)（教師總結(jié)），踐（實驗環(huán)節(jié)、實驗?zāi)Ｐ?模擬、競賽環(huán)節(jié)、學(xué)研結(jié)合），核（考核、獎懲措施）和新（反饋、更新）等七個方面開展系統(tǒng)、全面的研究，見圖1，并在流體力學(xué)、壓力容器等實驗教學(xué)中進行了應(yīng)用。

圖1 線上線下結(jié)合多元融合實驗教學(xué)方法體系

3 實驗教學(xué)效果評價

對某實驗課運用模糊綜合評判法評價實驗教學(xué)模式的效果。

第一步：普通因素集確定。

采用特爾斐法確定普通因素集U為：此時，U={理論知識的掌握（u1），綜合實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)（u2）}，u2={實驗操作能力（u21），自我學(xué)習(xí)能力（u22），創(chuàng)新能力（u23），表達能力（u24），團隊合作精神（u25）}；

第二步：權(quán)重集確定。

利用特爾斐法對每種一級指標因素Ui（i=1，2），賦予一個相應(yīng)的權(quán)重ai（i=1，2），構(gòu)成權(quán)重集A1=（a1，a2）且 ，ai≥0（i=1，2），此時 A1=（0.32，0.68）；同理，二級指標權(quán)重集 A2i=（0.35，0.16，0.21，0.13，0.15）（i=1，2 …，5）。

第三步：評價集確定。

選擇與所研究對象相適應(yīng)的評價集合V={v1，v2，…，vm}，其中元素Vj（j=1，2，…，m）分別代表各種可能的評價結(jié)果：評價集 V={非常好（v1），較好（v2），一般（v3），較差（v4），非常差（v5）}；

第四步：模糊綜合評價。

（1）二級指標單因素評價。

①對二級指標進行單因素評價，對一級指標“影響綜合實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)”的二級指標開展評價，利用特爾斐法確定評價集元素Vj（j=1，2，…，5）的隸屬程度rij，形成單因素模糊評價集Ri=（ri1，ri2，…，rim）（i=1，2，…，5）及單因素評價矩陣 R：

②二級指標綜合評價集可由模糊變換R1與因素權(quán)重集A2i（i=1，2…，5）相乘得到：

（2）一級指標單因素評價。

①對一級指標的各因素進行評價，利用特爾斐法確定評價集元素Vj（j=1，2，…，5）的隸屬程度rij，形成單因素模糊評價集 Ri=（ri1，ri2，…，rim）（i=1，2，…，5）及單因素評價矩陣 R：

②將模糊變換R與因素權(quán)重集A1相乘得到二級指標綜合評價集：

（3）將綜合評價集的評價指標進行歸一化，并作為評價結(jié)果。

由以上模糊綜合評價指標可知，34%的人認為該實驗教學(xué)模式效果是非常好的，36%的人認為該實驗教學(xué)模式效果是很好的，23%的人認為該實驗教學(xué)模式效果是一般，4%的人認為該實驗教學(xué)模式效果是較差，3%的人認為該實驗教學(xué)模式效果是非常差。

4 分析

在“導(dǎo)、學(xué)、講、結(jié)、踐、核、新”實驗教學(xué)模式中，學(xué)生通過“導(dǎo)”環(huán)節(jié)教師講解和泛雅平臺內(nèi)容進行理論知識的學(xué)習(xí)，通過“學(xué)、講、結(jié)、踐”環(huán)節(jié)實現(xiàn)對理論知識的鞏固。通過“學(xué)、踐”環(huán)節(jié)的小實驗和實驗室實驗，實現(xiàn)學(xué)生實驗操作能力的培養(yǎng)。通過“講、踐”環(huán)節(jié)的PPT制作，實驗?zāi)Ｐ椭谱?實驗?zāi)M、知識競賽和學(xué)研結(jié)合環(huán)節(jié)實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力、自我學(xué)習(xí)能力和團結(jié)合作能力的培養(yǎng)。通過“講、踐”環(huán)節(jié)的PPT匯報和競賽活動環(huán)節(jié)實現(xiàn)學(xué)生表達能力的培養(yǎng)。通過“核”環(huán)節(jié)實現(xiàn)教學(xué)過程的有效開展。

通過對實驗教學(xué)模式實驗效果進行模糊綜合評判可知，34%的人認為教學(xué)效果是非常好的，36%的人認為教學(xué)效果是很好的，可見，該實驗教學(xué)模式通過線上環(huán)節(jié)和線下環(huán)節(jié)從各個角度對學(xué)生的知識和能力進行了有效的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)。

5 結(jié)論

（1）從線上環(huán)節(jié)、線下環(huán)節(jié)出發(fā)，提出了多元融合的實驗教學(xué)創(chuàng)新模式——“導(dǎo)、學(xué)、講、結(jié)、踐、核、新”。

（2）運用模糊綜合評判法，從知識和能力兩個方面出發(fā)，對實驗教學(xué)模式的教學(xué)效果進行了評價，分析了存在的問題，有利于不斷改進、更新，提高實驗教學(xué)效果。