徐垚，胡艷

（浙江傳媒學(xué)院,浙江 杭州）

一 引言

黨的十九大召開以來，中國的教育改革進入了全新的發(fā)展階段，同時，隨著“新工科”建設(shè)的不斷深入，高等學(xué)校對新時代卓越工程科技人才培養(yǎng)的要求和目標也不斷提高。開放性創(chuàng)新實驗作為傳統(tǒng)實驗教學(xué)的補充和延伸，是一種新型的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，通過實驗平臺開發(fā)、實驗項目設(shè)計、實驗選題、實驗時間、實驗室和儀器設(shè)備開放、評價體系以及制度保障等多方面的實踐創(chuàng)新，有助于提升學(xué)生的創(chuàng)新能力、科研能力以及工程實踐能力[1-2]。

浙江傳媒學(xué)院媒體工程學(xué)院作為學(xué)校唯一的工科學(xué)院，開設(shè)了數(shù)字媒體技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程、廣播電視工程、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程等專業(yè)。學(xué)院結(jié)合國家“新工科”人才培養(yǎng)目標，順應(yīng)高等教育改革和發(fā)展的自身要求，滿足學(xué)生的課外實驗實踐要求，開展了開放性創(chuàng)新實驗的教學(xué)改革，探索了一套切實可行的工科類以學(xué)生科研、創(chuàng)新競賽為導(dǎo)向開放性實驗教學(xué)體系，并取得了一定的成效。

二 傳統(tǒng)實驗教學(xué)存在的問題

（一） 實驗項目固化及單一

一般情況下，高校的實驗教學(xué)都是嚴格按照已經(jīng)制定好的教學(xué)大綱開展實施，實驗項目，實驗課時，實驗時間段和實驗內(nèi)容都相對較為固定，而且實驗項目也都以驗證性類型為主，缺少創(chuàng)新性和綜合性的實驗項目，學(xué)生按照教師的講解或者實驗指導(dǎo)書就可以把實驗內(nèi)容按部就班地完成，重結(jié)果輕過程，實驗課上只要得出正常范圍內(nèi)的實驗結(jié)果，就算完成了實驗項目，學(xué)生不需要太多思考，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性都不高，更別說培養(yǎng)學(xué)生在實驗過程中的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力[3]。

（二） 實驗教學(xué)手段單一，教學(xué)效果不理想

傳統(tǒng)實驗教學(xué)為了鞏固和驗證理論教學(xué)，教師根據(jù)實驗需求準備實驗方案，花大量的時間在講解實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗?nèi)容和操作方法上面，學(xué)生被動地根據(jù)實驗步驟進行操作和實踐，只是簡單重復(fù)實驗，這種教學(xué)以教師為主體，強調(diào)了教師的教，而忽視了學(xué)生的學(xué)，學(xué)生進行科學(xué)實驗和的獨立思考的能力沒有得到有效鍛煉和提高。

另外，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)評價一般以實驗報告為主要依據(jù)，結(jié)合上課考勤和實驗考試，以實驗結(jié)果的準確與否評定實驗成績，這種評價方式難以體現(xiàn)學(xué)生的實驗基本素養(yǎng)，實驗過程中分析問題及解決問題的能力，無法激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，造成學(xué)生對實驗環(huán)節(jié)不重視，出現(xiàn)抄襲實驗報告，任意修改實驗數(shù)據(jù)等問題，教學(xué)效果不理想。

（三） 實驗室利用率較低

工科類的實驗室建設(shè)不同于其他類別的實驗室，往往資金投入大，設(shè)備專業(yè)性強，通用性低，大型儀器設(shè)備較多。電基礎(chǔ)類和計算機類的實驗室還好，能夠滿足多個工科專業(yè)的多門實驗課程的實驗教學(xué)，而其他專業(yè)性強的實驗室，往往只能滿足一個專業(yè)甚至一門課程的實驗教學(xué)，而且很多時候是單學(xué)期開課，在沒有安排實驗課程的學(xué)期經(jīng)常處于閑置狀態(tài)。另外，作為學(xué)校唯一的工科學(xué)院，即使實驗室全部開放共享，外學(xué)院的學(xué)生也沒有足夠的專業(yè)基礎(chǔ)能力來申請使用，造成了實驗室的利用率和儀器設(shè)備的使用率較低[4]。

三 開放性創(chuàng)新實驗設(shè)計

開放性創(chuàng)新實驗教學(xué)改革的初衷就是為了打破傳統(tǒng)實驗教學(xué)單純以驗證性為主的實驗教學(xué)做法，從頂層進行統(tǒng)一教學(xué)規(guī)劃、循序漸進、優(yōu)化實驗項目設(shè)計，根據(jù)實驗內(nèi)容將實驗項目劃分為“基礎(chǔ)型、綜合型、創(chuàng)新型”三個層次，構(gòu)建多層次的實驗教學(xué)體系[5]。其中，基礎(chǔ)型開放實驗以工科計算機類和電子信息類知識體系中理論性較強的基礎(chǔ)實驗項目為知識模塊，旨在引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)專業(yè)內(nèi)容有感性理解，主要針對大一學(xué)生設(shè)計；綜合型開放實驗以工科計算機類和電子信息類知識體系中綜合性、設(shè)計性較強的擴展實驗項目為知識模塊，旨在培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合實踐能力，主要針對大二、大三學(xué)生設(shè)計；創(chuàng)新型開放實驗以工科計算機類和電子信息類教師指定選題、學(xué)生自選題目為主，旨在培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作能力、科研創(chuàng)新能力，創(chuàng)業(yè)能力，主要針對大三、大四學(xué)生設(shè)計。

圖1 開放性實驗項目設(shè)計方案

四 開放性創(chuàng)新實驗教學(xué)平臺建設(shè)

（一） 實驗室硬件平臺建設(shè)

開放性創(chuàng)新實驗教學(xué)平臺的硬件設(shè)施以學(xué)院實驗中心為主體，中心共有9 個實驗大室，分別是廣電工程實驗室、廣電通信及信息網(wǎng)絡(luò)實驗室、應(yīng)用電子實驗室、電基礎(chǔ)實驗室、大學(xué)物理實驗室、數(shù)字媒體技術(shù)實驗室、計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)實驗室、軟件開發(fā)實驗室以及大學(xué)生科創(chuàng)中心，下設(shè)47 個實驗分室，實驗室總資產(chǎn)達6000 多萬元，實驗室總面積5000 平方米。同時，擁有3 個省級實驗教學(xué)示范中心：“廣電技術(shù)實驗教學(xué)示范中心”“廣電通信實驗教學(xué)示范中心”以及“動畫與數(shù)字技術(shù)實驗教學(xué)示范中心”。

學(xué)院將上述實驗室統(tǒng)一納入開放性創(chuàng)新實驗教學(xué)平臺的管理中來，采取定期開放和預(yù)約開放的形式對外開展實驗教學(xué)活動。基礎(chǔ)類的實驗室主要針對基礎(chǔ)性、綜合性的實驗項目進行開放，專業(yè)類的實驗室主要針對綜合型、設(shè)計型的實驗項目進行開放，此兩類實驗室以預(yù)約開放為主；科創(chuàng)類的實驗室主要針對創(chuàng)新型、創(chuàng)業(yè)型的實驗項目進行開放，此類實驗室采取定期開放的模式，固定時間內(nèi)一直保持開放，學(xué)生隨時隨刻可以進入實驗室學(xué)習(xí)。這種分類開放的模式滿足了不同層次學(xué)生對不同類型實驗項目的開放需求。

（二） 項目管理軟件平臺建設(shè)

開放性創(chuàng)新實驗項目管理平臺是一個基于B/S架構(gòu)的為開放性實驗教學(xué)服務(wù)的管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)前端以VUE2.0 為框架，后端使用SpringBoot 實現(xiàn)整體系統(tǒng)的開發(fā)，并通過MySQL 數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通和整體數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計和管理。用戶通過web 瀏覽器即可訪問該系統(tǒng)， 操作簡單、使用方便、易于維護。其登錄界面如圖2 所示。

圖2 開放性創(chuàng)新實驗項目管理平臺登錄界面

平臺根據(jù)項目管理需求將系統(tǒng)用戶分為三種權(quán)限，分別為管理員、教師和學(xué)生，不同用戶在注冊完成之后通過用戶名和密碼登錄后，進入各自管理權(quán)限的子系統(tǒng)。管理員負責(zé)整個系統(tǒng)后臺的管理任務(wù)，包括發(fā)布項目、項目管理、用戶管理、公告管理、成果管理、結(jié)題報告管理、獎項管理、設(shè)備管理以及實驗室管理等功能權(quán)限。教師用戶具有發(fā)布項目和成果查看等功能權(quán)限。學(xué)生用戶具有項目申請、預(yù)算提交、成果提交、獎項申請、結(jié)題報告申請、資料下載等功能權(quán)限。開放性創(chuàng)新實驗項目管理平臺框架圖如圖3 所示。

圖3 開放性創(chuàng)新實驗項目管理平臺框架圖

開放性創(chuàng)新實驗項目管理平臺為開放性實驗教學(xué)的日常管理工作提供了有效支持，滿足了師生對實驗項目內(nèi)容設(shè)計、選題申報、實驗室開放、儀器設(shè)備借用、實驗成果管理等功能需求，提高實驗室資源的利用率。所有開放性實驗項目的實施都通過平臺進行，無論是項目申請、過程管理還是項目結(jié)題都不需要紙質(zhì)文檔，全程網(wǎng)絡(luò)化管理[6-7]。

（三） 運行和管理機制

開放性創(chuàng)新實驗項目的申報針對全校學(xué)生開放，按照自由申請、擇優(yōu)資助的原則進行管理，申報項目的學(xué)生組建自己的項目團隊，團隊必須由3-5 名學(xué)生組成，鼓勵團隊成員由不同年級不同專業(yè)組成，所有要申報的團隊都需要提前在開放性創(chuàng)新實驗項目管理平臺進行賬號注冊，然后由團隊負責(zé)人統(tǒng)一在系統(tǒng)內(nèi)添加團隊成員，進行項目申報操作。項目申報的主要內(nèi)容包括項目類型選擇，項目來源選擇，項目團隊信息，項目指導(dǎo)教師，項目主要內(nèi)容簡介等。學(xué)生提交項目申請之后，由項目實施的負責(zé)老師組織相關(guān)專家進行審核，對符合要求的實驗項目同意立項，并給予每個項目500~2000 元的直接經(jīng)費資助，硬件類的主要資助學(xué)生購買耗材、電子元器件等，軟件類的主要資助學(xué)生購買設(shè)計開發(fā)相關(guān)的素材、服務(wù)等。立項通過的團隊可以通過開放性創(chuàng)新實驗項目管理平臺進行實驗室開放和設(shè)備借用的預(yù)約申請，由對應(yīng)的實驗室管理人員審批通過后才可以進入實驗室開展實踐活動。

為了保障開放性實驗項目安全有序地開展，學(xué)院要求學(xué)生進實驗室之前，必須參加實驗中心開展的安全教育和培訓(xùn)。通過培訓(xùn)使學(xué)生們對實驗室安全、儀器設(shè)備操作規(guī)范、實驗室管理制度等有較好的了解，使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)、良好的實驗習(xí)慣，只有通過最終實驗室準入考核的學(xué)生才允許進入實驗室獨立實踐操作。另外，學(xué)院制定了《大學(xué)生開放性創(chuàng)新實驗項目申報書》《大學(xué)生開放性創(chuàng)新實驗項目結(jié)題報告》等管理文檔，修訂了原有的《媒體工程學(xué)院實驗室開放管理辦法》《媒體工程學(xué)院實驗室儀器設(shè)備管理辦法》等管理制度配合開放性實驗教學(xué)項目的開展。

（四） 評估體系

開放性創(chuàng)新實驗項目的考核不以實驗結(jié)果準確性、實驗報告質(zhì)量、實驗考試成績等為依據(jù)，更重視學(xué)生的思路創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、項目創(chuàng)新，更重視鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的科研能力[8]。對于項目立項的學(xué)生團隊在實驗室進行開放實驗需達到一定的學(xué)時要求，對于申報立項的創(chuàng)新實驗項目統(tǒng)一進行結(jié)題檢查，以立項項目參加學(xué)科競賽、高水平專業(yè)大賽獲獎，國家級、省級創(chuàng)新項目立項為主要評價依據(jù)，以發(fā)表論文、申請發(fā)明專利、著作權(quán)等為次要評價依據(jù)，對項目獲得突出成果的項目追加經(jīng)費獎勵以支持后續(xù)的課題研究。

五 項目實施效果

（一） 激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

開放性創(chuàng)新實驗教學(xué)實施以來，強調(diào)以學(xué)生為中心，以問題為導(dǎo)向，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主體，教師啟發(fā)引導(dǎo)為輔助，設(shè)計了多層次多難度的實驗項目，將學(xué)生基礎(chǔ)實驗教學(xué)、科研項目、競賽活動、畢業(yè)設(shè)計、創(chuàng)業(yè)活動等各個環(huán)節(jié)有效地融合在一起，學(xué)生可結(jié)合自身基礎(chǔ)選擇完成相應(yīng)的實驗項目，也可根據(jù)自己的興趣和研究方向自選題目，為不同學(xué)生量身打造不同的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生在實踐的過程中不斷鍛煉自己的實踐能力，創(chuàng)新精神、科研素質(zhì)和團隊協(xié)作能力，充分調(diào)動和提高了學(xué)生參與實驗活動的積極性，為后續(xù)的學(xué)生競賽和畢業(yè)設(shè)計積累了豐富的經(jīng)驗[9]。

（二） 發(fā)揮了實驗室的育人功能

開放性實驗教學(xué)的開展需要對實驗室資源統(tǒng)籌管理、合理安排、開放共享，有利于學(xué)院對實驗室資源進行合理配置。自開放性創(chuàng)新實驗項目實施開展以來，實驗中心加大了實驗室的開放力度，一是對實驗室場所的全面開放，保證學(xué)院所有實驗室在工作日和雙休日都可以正常開放；二是對實驗室儀器設(shè)備的全面開放，保證所有可出借的設(shè)備都可以正常開放借用。學(xué)生在課余時間可以隨時進入實驗室開展課題研究，提高了實驗室及儀器設(shè)備的利用率，從而實現(xiàn)了實驗室高效開放共享，發(fā)揮了實驗室的育人功能[10]。

（三） 提高了學(xué)生的科研創(chuàng)新能力

在開放性創(chuàng)新實驗教學(xué)模式下，實驗項目層次逐漸提高，學(xué)生的各項能力也隨之不斷加強。依托于開放性實驗教學(xué)項目，學(xué)生參加大學(xué)生電子設(shè)計競賽、大學(xué)生多媒體作品設(shè)計競賽、大學(xué)生電子商務(wù)競賽、大學(xué)生服務(wù)外包創(chuàng)新應(yīng)用競賽、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)與信息安全競賽等省級以上學(xué)科競賽獲獎二十多項，獲國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目、浙江省新苗人才計劃立項十多項，大大提升了我校的影響力和知名度，也提高了我校在全國高等學(xué)校學(xué)科競賽排行榜的排名。

六 結(jié)語

開放性創(chuàng)新實驗教學(xué)以新工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標，從實際出發(fā)，以學(xué)生為主體，滿足了學(xué)生的個性化發(fā)展需求，增加了學(xué)生對實驗實踐課程的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的分析解決問題能力，培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識、科研素養(yǎng)和創(chuàng)新思維，增強了學(xué)生的就業(yè)核心競爭力，提高了實驗教師隊伍的業(yè)務(wù)水平，提高了師生團隊的協(xié)作能力，實現(xiàn)了實驗室資源共享，提高了儀器設(shè)備的利用率，促進了實驗教學(xué)的改革。