文 / 王國(guó)強(qiáng) ，李俊 ，石萬(wàn)元 ，周永利 ，楊晨

（1.重慶大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，重慶 400030；2.低品位能源利用技術(shù)及系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶400030）

大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新已成為現(xiàn)代化國(guó)家新征程的時(shí)代要求，以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新經(jīng)濟(jì)，需要大量具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的新工科人才。因此，高等教育越來(lái)越需要向提高創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的教育模式轉(zhuǎn)變。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要手段，是強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。我國(guó)高等工程教育越來(lái)越重視實(shí)踐性和綜合性，正在從注重基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳授的教育模式向提高工程實(shí)踐能力的新型教育模式轉(zhuǎn)變。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分，將越來(lái)越得到重視和強(qiáng)化，但目前能動(dòng)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍存在很多問(wèn)題。

1.目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問(wèn)題

（1）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一，缺乏綜合性、研究性。能源與動(dòng)力工程大類(lèi)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)有的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課大部分屬于課夾實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多停留在驗(yàn)證階段，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)與后續(xù)的應(yīng)用性和技術(shù)性的專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)完全隔離，沒(méi)有形成系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)框架和體系。

（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容孤立，缺乏交叉性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程大多是按照理論課程設(shè)置的，僅僅是理論教學(xué)的輔助部分。各門(mén)課程按照自身的需要開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。

（3）教學(xué)模式枯燥，缺乏吸引力。大部分學(xué)生課前預(yù)習(xí)流于形式，只在教師講解前草草瀏覽實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟一知半解，上實(shí)驗(yàn)課時(shí)只能是被牽著鼻子走。

2.開(kāi)放型綜合實(shí)驗(yàn)構(gòu)建思想

（1）建設(shè)以分布式能源系統(tǒng)為主線，具有層次性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，注重培養(yǎng)能源動(dòng)力類(lèi)的專(zhuān)門(mén)人才，在傳授基本知識(shí)和技能的同時(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

（2）建設(shè)全新的實(shí)驗(yàn)體系與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)教師科研向教學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化的特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)，有機(jī)融合理論教學(xué)和工程實(shí)踐，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供強(qiáng)有力的支撐。

（3）建設(shè)特色鮮明的以新能源利用和節(jié)能減排為主題的能動(dòng)類(lèi)專(zhuān)業(yè)系列實(shí)驗(yàn)課程，特別注重培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

3.開(kāi)放型綜合實(shí)驗(yàn)構(gòu)建

3.1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目構(gòu)建

分布式能源系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目難易程度不同，包含三個(gè)層次的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可結(jié)合自身的情況選擇適合自己的層次。

（1）綜合型實(shí)驗(yàn)。學(xué)生修完《傳熱學(xué)》《工程流體力學(xué)》等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課后，在掌握基本理論的基礎(chǔ)上，通過(guò)綜合型實(shí)驗(yàn)把理論知識(shí)融會(huì)貫通?？晒W(xué)生選擇的綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如表1所示。

表1 綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（2）自主設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。學(xué)生選擇自主設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)的要求，在實(shí)驗(yàn)課之前自行查閱參考文獻(xiàn)等資料，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，最后實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。可供學(xué)生選擇的自主設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如表2所示。

表2 自主設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（3）實(shí)踐創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。教師應(yīng)將在研的科研課題轉(zhuǎn)化到實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，形成實(shí)踐創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，著重強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。可供學(xué)生選擇的實(shí)踐創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如表3所示。

表3 實(shí)踐創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

3.2 小班制構(gòu)建

學(xué)校開(kāi)發(fā)網(wǎng)上預(yù)約選課系統(tǒng)，全天候開(kāi)放預(yù)約。學(xué)生選課時(shí)，選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和上課時(shí)間。3個(gè)學(xué)生形成一個(gè)小組，3個(gè)小組形成一個(gè)小班制教學(xué)班，這樣做的好處是，保證每個(gè)學(xué)生都能自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。

3.3 翻轉(zhuǎn)課堂構(gòu)建

翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施可以概括為三個(gè)環(huán)節(jié)。

（1）課前環(huán)節(jié)。教師在課前將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、實(shí)驗(yàn)教案、PPT課件等電子版本資料通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（如BBS、QQ群）分享給學(xué)生。

（2）課堂環(huán)節(jié)。教師詢(xún)問(wèn)小組實(shí)驗(yàn)方案，并引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)小組間互動(dòng)提問(wèn)和互相糾錯(cuò)，由教師進(jìn)行歸納，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出優(yōu)化后的最佳方案。教師對(duì)每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行巡查指導(dǎo)，避免因?qū)W生錯(cuò)誤操作危及人身和設(shè)備安全。實(shí)驗(yàn)課堂時(shí)間主要用在師生互動(dòng)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作以及小組討論上。

（3）課后環(huán)節(jié)。教師分析學(xué)生的興趣愛(ài)好和掌握知識(shí)的程度，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化和完善教案。然后，教師批改以小組為單位的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，著重評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的有效性和創(chuàng)新性。

4.應(yīng)用效果

學(xué)校采用問(wèn)卷調(diào)查形式考查開(kāi)放型綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用效果，主要調(diào)查實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、小班教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂三個(gè)方面。

（1）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。21%的受訪者認(rèn)為目前的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目綜合性一般，有待提高；少數(shù)4%的受訪者認(rèn)為綜合性很強(qiáng)；僅有1%的極少數(shù)受訪問(wèn)者認(rèn)為綜合性很差。這便說(shuō)明，目前實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目得到了多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可。

（2）小班教學(xué)。76%的受訪者認(rèn)為小班教學(xué)在促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手能力方面起了很大作用，提高了學(xué)生的主動(dòng)性；14%的受訪者認(rèn)為作用較大；8%的受訪者認(rèn)為作用一般；另有2%的受訪者認(rèn)為基本沒(méi)用，不想做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生還是能“渾水摸魚(yú)”。

（3）翻轉(zhuǎn)課堂。64%的受訪者表示喜歡，也有22%的受訪者表示一般。但因?yàn)樾枰约涸O(shè)計(jì)方案，所以有9%的受訪者認(rèn)為較難，有5%的受訪者認(rèn)為很難。可以看出，翻轉(zhuǎn)課堂有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

5.結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供了層次型、開(kāi)放型綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，采用了基于小班制的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)放性強(qiáng)、綜合性好，能鼓勵(lì)學(xué)生積極使用新方法，調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性。以學(xué)生為中心的翻轉(zhuǎn)課堂，充滿(mǎn)了師生互動(dòng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作交流，有效避免了學(xué)生“照葫蘆畫(huà)瓢”以及機(jī)械重復(fù)教師講解的實(shí)驗(yàn)步驟，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望。