祁永慶 崔雪

摘 要：介紹了新工科的概念和內(nèi)涵，分析了應(yīng)用型本科傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要弊端，在新工科背景下從學(xué)生職業(yè)能力和學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的開放與利用等方面對(duì)應(yīng)用型本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革探討。

關(guān)鍵詞：新工科；應(yīng)用型本科；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

應(yīng)用型本科院校是培養(yǎng)社會(huì)發(fā)展需求的應(yīng)用型技術(shù)人才和現(xiàn)場(chǎng)工程師的搖籃。根據(jù)《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》（下文簡(jiǎn)稱為《通知》），應(yīng)用型本科院校應(yīng)圍繞工程教育改革，深化產(chǎn)教融合，不斷推進(jìn)人才培養(yǎng)模式改革和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生在工程實(shí)踐中的綜合能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在工程教育人才培養(yǎng)中的作用十分重要。在新工科背景下進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，是對(duì)工程教育新理念、人才培養(yǎng)新模式的探索，有助于提高學(xué)生在知識(shí)交叉融合、批判性思維、終身學(xué)習(xí)等方面的綜合素質(zhì)，提升應(yīng)用型本科專業(yè)教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。

一、新工科的概念和內(nèi)涵

根據(jù)教育部的《通知》，在2017年上半年先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”、“天大行動(dòng)”和“北京指南”等新工科建設(shè)的三個(gè)文件，在全國(guó)高校掀起了新工科建設(shè)的熱潮。新工科是在新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命、新經(jīng)濟(jì)背景下高等教育改革的重大戰(zhàn)略選擇，緊緊圍繞工程教育改革的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系全面開展。新工科的內(nèi)涵是以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對(duì)變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[1]。

二、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要弊端

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)的重要組成部分，是學(xué)生工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的必要環(huán)節(jié)。以上海電機(jī)學(xué)院的熱動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，熱動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本任務(wù)是使學(xué)生鞏固、深化和應(yīng)用熱能傳遞規(guī)律的理論知識(shí)，掌握熱能傳遞過程中基本的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐、獨(dú)立分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科研精神[2]。盡管應(yīng)用型本科院校十分重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中仍主要存在以下問題：

（1）缺乏對(duì)學(xué)生職業(yè)能力和學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的教學(xué)活動(dòng)。在學(xué)生不熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備的情況下，要求學(xué)生按照指定的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生很少關(guān)注實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其背后的理論知識(shí)。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)忽視了對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的訓(xùn)練與職業(yè)能力的培養(yǎng)，甚至存在部分學(xué)生“走過場(chǎng)”的現(xiàn)象，嚴(yán)重束縛了學(xué)生的創(chuàng)造思維，容易導(dǎo)致學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣。

（2）實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)跟不上新工科背景下新專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)步伐。截止2016年底，我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)新設(shè)22個(gè)本科專業(yè)，全國(guó)高校累計(jì)布點(diǎn)1401個(gè)[3]。新專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍缺口很大，但往往是由校內(nèi)在崗的實(shí)驗(yàn)教師兼任。一方面，高校實(shí)驗(yàn)教師普遍缺乏其自身所學(xué)專業(yè)以外的專業(yè)知識(shí)，很難適應(yīng)新專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。另一方面，高校實(shí)驗(yàn)教師普遍缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，沒有解決工程現(xiàn)場(chǎng)的專業(yè)能力，無法有效地培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

（3）專業(yè)實(shí)驗(yàn)室開放的利用率不高。盡管大部分高校實(shí)驗(yàn)室已全面向本校學(xué)生開放，但是專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備閑置的現(xiàn)象普遍比較嚴(yán)重。以上海電機(jī)學(xué)院的熱動(dòng)實(shí)驗(yàn)室為例，傳熱學(xué)和工程熱力學(xué)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)課每學(xué)年總課時(shí)不超過100課時(shí)，其余時(shí)間實(shí)驗(yàn)設(shè)備處于閑置狀態(tài)。因此，承擔(dān)教學(xué)任務(wù)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室利用率較低，極易造成專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的資源浪費(fèi)。

三、新工科背景下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

（1）以學(xué)生為中心，對(duì)照工程職業(yè)能力要求，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。第一，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核評(píng)價(jià)方式。為了切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重，要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)教師予以必要的指導(dǎo)和糾正。根據(jù)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案、學(xué)習(xí)態(tài)度、操作技能、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)答辯等情況綜合評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)，可極大地避免“走過場(chǎng)”的現(xiàn)象。第二，更新傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。利用學(xué)校已有的計(jì)算機(jī)機(jī)房，開發(fā)與課程相關(guān)的綜合性和設(shè)計(jì)性的仿真實(shí)驗(yàn)。學(xué)生結(jié)合自己的學(xué)習(xí)興趣，通過計(jì)算機(jī)建模，仿真不同工況下的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不僅可驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性、加深對(duì)理論知識(shí)的理解，而且在仿真實(shí)驗(yàn)中可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、體驗(yàn)自主學(xué)習(xí)的樂趣、養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。第三，豐富學(xué)生第二課堂，為培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新意識(shí)提供場(chǎng)所和機(jī)會(huì)。鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合自己的興趣愛好，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的科技創(chuàng)新項(xiàng)目。學(xué)生在遵循實(shí)驗(yàn)室相關(guān)規(guī)章制度的基礎(chǔ)上，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開展自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)并驗(yàn)證方案的可行性，為進(jìn)一步優(yōu)化創(chuàng)新方案提供依據(jù)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)交叉融合能力和批判性思維。

（2）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的建設(shè)，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教師的工程實(shí)踐能力。在新工科工程教育的新理念中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是教學(xué)活動(dòng)不可缺少、不可分割的組成部分，且實(shí)驗(yàn)教師是該環(huán)節(jié)中的具有主導(dǎo)作用。第一，建立健全實(shí)驗(yàn)教師深入企業(yè)開展工程實(shí)踐的制度，鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)教師在企業(yè)內(nèi)掛職鍛煉，切實(shí)幫助企業(yè)解決實(shí)際工程難題，在工程實(shí)踐中提高自身的工程素養(yǎng)。第二，加強(qiáng)對(duì)新專業(yè)實(shí)驗(yàn)教師的專業(yè)知識(shí)和技能培訓(xùn)。學(xué)校應(yīng)制定切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍培訓(xùn)計(jì)劃，提供專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持[4]，鼓勵(lì)新專業(yè)的專職任課教師參與實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)，對(duì)新專業(yè)實(shí)驗(yàn)教師給予必要的專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，通過培訓(xùn)、進(jìn)修等各種方式提高其專業(yè)水平，使之能勝任專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工作。第三，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教師的新教學(xué)理念、新教學(xué)模式的培訓(xùn)，使實(shí)驗(yàn)教師能夠根據(jù)新工科工程教育的要求，積極開展基于工程項(xiàng)目、工程案例等多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程職業(yè)能力。

（3）加大專業(yè)實(shí)驗(yàn)室開放力度，提高專業(yè)實(shí)驗(yàn)室利用率。第一，圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容開展相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)接當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展需求和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新需求。不僅能夠提高專業(yè)實(shí)驗(yàn)室資源的利用率，而且能夠深化產(chǎn)教融合、校企合作，推動(dòng)傳統(tǒng)工科專業(yè)改造升級(jí)。第二，鼓勵(lì)學(xué)生在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，積極申報(bào)校級(jí)、省市級(jí)等大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目。在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，學(xué)生通過查閱資料、小組討論、方案設(shè)計(jì)、反復(fù)試驗(yàn)、成果演示等過程，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，促使學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和批判性思維，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。第三，完善學(xué)生預(yù)約登記的實(shí)驗(yàn)室管理制度。建立健全實(shí)驗(yàn)室開放管理制度和運(yùn)行管理機(jī)制是加大開放實(shí)驗(yàn)室工作的必要保障，應(yīng)堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的原則，加大實(shí)驗(yàn)室相關(guān)管理制度的宣傳教育，包括儀器設(shè)備操作規(guī)程、儀器設(shè)備損壞賠償辦法、安全用電用水及消防知識(shí)等內(nèi)容。

四、結(jié)語

目前，國(guó)家推動(dòng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，實(shí)施“一帶一路”、“中國(guó)制造2025”等重大戰(zhàn)略，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新。新工科背景下的應(yīng)用型本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革需要圍繞新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系開展，把培養(yǎng)未來的應(yīng)用型工程技術(shù)人才作為目標(biāo)，加快我國(guó)工程教育的改革創(chuàng)新與實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

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[4]杜洪琳，楊智涌，唐安奎.論新建本科院校實(shí)驗(yàn)室教師隊(duì)伍的問題與建設(shè)[J].成都師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2015 （2）.

資助項(xiàng)目：[JP2]上海電機(jī)學(xué)院2017年的重點(diǎn)教研教改項(xiàng)目（No. A102241700902）和重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目（No. A102241701032）[JP]

作者簡(jiǎn)介：祁永慶（1977-），男，上海電機(jī)學(xué)院電氣學(xué)院，博士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)楣夥b備及其自動(dòng)控制、光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)、熱能利用等。