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1、阶段化、模块化、层次化和开放式工科实验教学体系的探索与构建 高校是国家培养人才的基地，高校实验室是培养创新人才的摇篮，实验教学是创新性高等教育的重要环节，发挥着理论教学不可替代的作用。文章分析了传统实验教学体系的不足，根据工科专业复合型、应用型的培养目标，为增强学生的实践能力、创造能力和就业能力、创业能力，设计构建了“阶段化、模块化、层次化、开放式”的工科实验教学新体系，同时建立实验教学新体系的保障机制。 实验教学是理工类本（专）科人才实践能力培养的最重要的实践教学环节，对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有重要作用；对于激发学生学习兴趣、促进学生将知识转化为能力、逐步地完成
2、由学习者到实践者的转化，满足社会对应用型专业人才的需求，具有不可替代的作用。实验教学体系的优劣是影响实验教学效果的重要因素。建立以能力培养为基本目标的实验教学体系，改变传统的以知识传授为终极目的的教育模式，是当前高等教育改革的方向。 目前，在高校传统的实验教学模式仍占主导地位，这种实验教学模式已经不适应学科发展和创新人才培养的需要。传统的教学理念导致实验教学处于被动而难以自成体系，实验课只是理论课的辅助形式，没有相应的实验环境来承担实践和创新的任务，这种状况不利于大学生创新意识和实践能力的培养，也严重影响了我国高等教育事业的发展。 一、传统实验教学体系现状及存在问题 （一）实验教学理念 传统的
3、实验课存在着实验内容陈旧且一成不变、教学手段落后和重理论、轻实践等问题。实验项目的开设、仪器设备的操作、实验教学的管理等往往以教学人员为主体，很少兼顾学生对知识探究的需求，这种教学模式和教学手段制约着学生个性的发展和创新能力的培养。在这种重理论、轻实践的实验教学理念指导下，学生只能被动地接受训练，没有环境进行实践和探究，学习的主动性和积极性受到限制，久而久之将导致学生自我动手能力、发现问题能力和解决问题能力欠缺，不能适应我国科学技术进步和社会发展的需要。 （二）实验教学模式 实验教学体系尚未独立、完整，多数实验教学依附于理论课程教学1，实验教学在课程体系中所占的比重较低；实验教学计划缺乏弹性与
4、灵活性；实验教学内容陈旧、形式单一，实验课中验证性实验偏多，综合性、设计性实验偏少；实验教学方法与教学手段较为落后，学生自己动手动脑进行创新实验的机会少；实践课程安排仍按理论课的模式进行安排。学生在整个实践教学环节中处于被动状态，缺乏独立思考、动手实践的过程。 （三）实验教师队伍 工科实验教学对教师的要求较高，教师必须非常熟悉工程领域的实践过程，才能够有针对性的指导学生。但是，实验教学的教师趋于年轻化，大多数从学校到学校、从理论到理论1，没有实践经验和企业工作经历，无法将理论与工程实际相结合，也就不能给学生良好的示范和指导。一些高精尖技术技能实践教学任务无法落实，只能做一般性技能训练，不能满足
5、培养高素质复合型应用型人才的需要。 （四）实践教学基地 现代科技与工程发展迅速，学校不可能建立最先进的实践教学场地，校内实践教学基地只能是一些基础性的工程训练；而且校内实践教学基地的建设还未能高效整合相关资源，实验室与科研平台还无法真正实现对本科生完全开放。因此，校外实习是学生真正认识、参与社会实践的重要环节。但是目前很多企业考虑到企业成本，不愿意甚至拒绝学生顶岗实习，导致学生校外实习只能走马观花，缺乏实质性的工程训练。 （五）实验教学质量评价体系 实验教学质量评价体系缺失，实验教学质量监控体系不够完善。实践教学不可能和理论教学一样定时、定点的进行，给实践教学质量监控带来一定的难度。 传统实验
6、教学体系所暴露出来的问题已经成为制约教学质量和毕业生就业的重要问题。因此，在深入理解教学质量内涵的基础上如何增强大学生实践能力、创造能力和就业能力，重新构建适合于工科专业的全面、科学、操作性强的实验教学体系是当前亟待解决的问题。 二、实验教学体系构建的原则 （一）目标性原则。实验教学体系的构建要紧紧围绕专业培养目标和人才培养规范进行。作为教学型高校，要培养具有创新精神和实践能力的专业人才，这是构建科学的实验教学体系的出发点，也是评价实验教学体系是否科学合理的重要依据。 （二）系统化原则。遵循教育规律并认识规律，结合各个专业特点，按照组成实践教学活动的各环节的地位、作用及相互之间的内在联系，形成
7、互相衔接，彼此连续的实践体系，并贯穿于教学全过程。 （三）一体化原则。不仅要做到实践教学活动各要素之间的协调统一，还要从人才的全面素质和能力发展的要求出发，注意教学各个环节的相互配合，强化彼此之间的内在联系，注意实践教学与理论教学的相互支撑和互相渗透，与教学内容和课程体系改革相适应，使实验教学体系既相对独立，同时与理论教学相得益彰。 三、构建阶段化、多模块、多层次、开放式的实验教学体系 （一）构建阶段化、多模块、多层次的实验能力培养体系 近年来，我们在学习、交流、研究、实践的基础上，按照由简单操作到综合训练、从加强专业理论的理解到综合运用专业理论的能力等实验教学特有的认知规律和功能，构建新的分
8、阶段、分模块、分层次系统的实验能力培养体系。 “阶段化”指的是基础阶段、提高阶段和发挥阶段。基础阶段要求学生在较好地掌握基础理论知识的基础上，掌握系统的设计方法，能对系统进行仿真、实验参数和结果分析。提高阶段培养学生对复杂系统的设计和实验能力，为进行更深层次的专业学习和毕业设计打好基础。发挥阶段对优秀的本科生实行开放式教学，结合各种设计大赛、课外科技活动和科研项目培养学生的工程实践能力。 “多模块”指的是基础模块、应用模块、综合模块和专业模块。基础模块主要培养基本的实验能力和基本素质。应用模块主要培养学生应用所学理论和系统实验的能力。综合模块培养学生综合应用所学知识，解决实际问题的能力，掌握使
9、用和开发新设备、新技术的能力。专业模块主要培养学生进行复杂系统的设计，应用现代设计技术及方法，解决复杂问题的能力和创新能力。 “多层次”指的是验证性、提高性、设计性、综合性和研究性。基础阶段按验证性、设计性和综合性三个层次教学，以设计为主；提高阶段以设计性、综合性为主；发挥阶段以综合性和研究开发性为主。 上述阶段化、多模块、多层次的训练，在知识体系上力求构建一个有宽度（实验内容丰富）、有厚度（专业基础实验和综合设计实验）、有尖峰（学有余力学生创新高度）的金字塔结构，使大面积学生在完成专业基础实验和专业综合设计实验后，具有初步设计、制作、调试和总结的能力；少部分学生具有一定的科研能力和创新基础，
10、逐步提高动手能力，培养了学生的创新意识和解决问题的能力。 （二）综合性开放式实验教学氛围 落实新的实验教学体系，注重理论教学、实践教学与科研的结合，课堂教学与自主学习相结合，实行开放式教学。 1.时间与空间开放。实验室按教学计划对相关实验项目实行全天候开放，学生可根据自己的具体情况选择合适的时间到实验室熟悉各种仪器或完成相关的实验操作，实验室在时间和空间上给学生提供较大的选择性，可极大地激发学生学习的积极性和主动性。 2.教学内容开放。把实验项目进行合理整合、精选和更新，并对不同专业、不同基础、不同能力的学生做出必修或选修的实验要求，根据学生兴趣和能力的不同，可以分别选择基础验证性、综合设计性
11、和研究性实验。 3.教学方式开放。实行以学生为主体，学生学习与教师讲授、辅导相结合的模式。教师只在相关实验知识、操作规程和主要仪器的使用上给予重点讲解，然后让学生自己查阅文献资料，补充相关知识，了解实验原理、目的、步骤和数据处理方法，写出预习报告，自己决定实验时间，独立完成全部实验。 4.实验设备的开放。学生可根据每次所选的实验项目，从实验室申请所需设备，自行搭建实验平台。 5.实验项目的开放。学生在完成常规基础实验之后可自行选择综合性、创新性的实验项目，或者自行设计实验项目。对于综合性实验，学生可分组实验，有助于培养学生合作的能力及团队精神。 四、建立工科实验教学体系的保障机制 （一）不断完
12、善实践教学管理制度 根据新时期人才培养目标的要求，进一步制定、修订和完善实践教学的管理文件，加强检查和监督措施，同时结合不同学科和专业特点，制定和充实完善加强实践教学的规章制度，并严格执行，使实践教学管理更加科学、合理、规范、高效，确保实践教学质量的不断提高2。 （二）加强实验教学教师队伍建设，形成一支稳定的、结构合理的实验教师队伍 为提高实验教师队伍素质，制定了适合实验教师队伍特点的中长期发展规划，依靠科学合理有效的激励机制来提高教师队伍的实践能力，打造一批同时拥有理论知识和工程实践能力的高素质的“双师型”教师。我们采取了“学先进”，观摩优秀实验教师对实验的准备和对学生实验的指导；“请进来”
13、，请有关专家教授上课培训；“走出去”，送部分实验教师到重点高校实验室进修培训或鼓励支持教师进入企业进行一段时间的工作和再实践学习，通过相关专业的职业资格考试等办法。通过这些措施让实验教师学习先进的教育理念、教学方法，把最新理论、最前沿的研究成果融入到实验教学中，推动实验教学的快速发展3。 （三）建立与完善实验教学质量监控体系 遵循实验教学过程的流程，按照“线面点”模式设计实验教学质量监控体系，其中“线”是实验教学环节的过程，“面”是实验教学监控环节，“点”是实验教学监控内容4，如图1所示。 建立反馈机制，开展学生评教活动，对教师实验教学质量评价采用百分制指标进行量化考核，注重实验教学的过程规范
14、管理。学校成立教学督导组、听课评课队伍、教学信息员队伍，制定相应的考核标准，对实验教学的过程和结果进行全程质量监控与管理，确保实验教学质量。建立实验教学质量监控制度，对实验教学各项环节有切实可行的措施和评估指标，如同理论教学授课一样，要求教师严格按实验教学计划规定的内容和要求，精心组织学生进行实验和实训。同时加强实验教学中间环节的规范化管理，通过实施“专职督导”、“学生评教”、“同行互评”、“领导听课制度”和对实验教学环节的单独评估监控评价实验教学质量，掌握学生学习状况，对实验教学环节出现的问题及时进行调节和解决。 五、实验教学效果分析 （一）实验教学地位得到了提高 实验教学新体系是一个独立的
15、、系统的实验教学模式，该体系以学生能力培养为主线，按层次和模块设计，与理论教学既有机结合又相对独立，有效地改变了实验教学依附于理论教学的传统理念，克服了一些学生不重视实验教学的现象，使学生理论知识的学习和实践能力的培养齐头并进，形成了理论教学与实验教学协调发展的氛围，使实验教学在学校人才培养和教学工作中的地位得到提高，也为学生探索精神、科学思维、实践能力和创新能力的培养提供了保证。 （二）促进了各层次学生的发展 实验教学新体系符合学生的认知和实验技能提高的规律，使实验由易到难，循序渐进，层层深入，既确保了每个参加实验的学生对理论知识和实验技能的掌握，又给优秀的学生参加各种科技竞赛、参与老师的科
16、研课题提供了机会，也有利于拔尖学生的培养，使各个层次的学生都能得到充分的发展空间。 （三）培养了学生解决实际问题的能力和创新能力 实验教学新体系包括了学生从入学到毕业的全部实验课程，为学生提供的是一个全程的实验机会，每一次实验都将促使学生实践动手能力的强化，最终培养出实践动手能力强、具有创新意识和创新能力的高素质人才。如在基础阶段的实验教学中学生掌握了设备、仪器仪表的使用，学会了观察、记录和处理相关实验数据，能够写出符合要求的实验报告，培养了学生最基本的动手能力和实验技能。在提高和发挥阶段中，学生通过综合设计型实验和研究创新型实验，在查阅资料和自行设计的过程中，学生分析问题、解决问题和创新的能力得到了显著提高。 六、结束语 在提高实验教学质量的改革过程中，培养方案的修订是方向标，平等的政策、配套资金以及合理的考核制度等在实践教学改革平台上扮演不同角色，作为教师的我们应该紧紧围绕适应社会需要的培养方案，不断改进自身的工作态度与业务水平，实现共同提高，目的是想把实践教学搞好，切实地提高学生的综合能力，使我们的人才尽早加入到国际竞争中去，也使我们的大学毕业生能够尽快适应社会的需要，尽快为国家做出贡献。 第 12 页