卓越工程师计划

适应卓越工程师培养需求加强开放性实验室建设

2010年教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。在教育部公布的“第二批卓越工程师教育培养计划高校”名单中长沙理工大学榜上有名。实施“卓越工程师教育培养计划”应结合我校教育的实际，进一步坚持“着力培养具有创新精神和实践能力的德智体美全面发展的应用型高级专门人才”的培养目标，鼓励与促进大学生开展创新实践活动，开发其创新性思维，启发出大学生的创新能力。而开放性实验室建设在实现素质教育目标、培养创新型人才，提高学生科研能力、自我管理能力和团结协作能力等方面都起着重要的作用。

1.在“卓越计划”背景下，传统实验室教学已不适应培养计划的需要

1）传统实验教学内容固定,不利于因材施教。

从实验安排上来看,全班学生在同一时间段内,在同一地点,进行同样内容的实验,对于基础较好的学生可能会迅速完成实验,有较多的富余时间,出现了“吃不饱”的现象,而对于基础较薄弱,或动手能力较差的学生就可能无法按时完成实验。另一方面,传统实验教学通常属于验证性实验,使用固定的教材,规定相同的实验内容,学生只要按照实验教材上列明的实验步骤做好每一步,不需进行任何改动,一般都会得到成功的、意料之中的实验结果,个别即使实验做得不太成功的学生,也可以借鉴一下别人的实验结果。整个实验过程缺乏主动和探索,无法实现对学生的创造性思维的培养。

2）传统实验教学手段落后,不能满足培养学生创新意识和创新能力的需要。

今后,实验教学的改革必然向压缩演示性、验证性的实验内容,增加综合性和创新性实验内容的方向发展。但是,如何保证让学生在验证性实验教学内容压缩后,仍能深刻地理解基础理论知识,熟练地掌握基本实验操作技能,在完成综合性和创新性实验时,能不因基本操作的失误而导致实验的失败,以及如何在有限的教学时间内提高综合性和创新性实验的教学效果是在实验教学改革中新出现的、必须尽快解决的一个重要问题。

3）传统实验室功能单一,不能适应培养学生工程实践能力的需要。

虽然经过十余年的不断改革,各高校开始打破实验室的院系界限和专业界限,

将原有的课程教学实验室进行了撤消、调整和重组,实行仪器设备、实验教学人员的统一调度,提高了实验室的工作效率和使用效益,但各门课程的实验教学内容仍相对独立,未能对实验室的开放工作提供有利的支撑,不利于实验室教学新体系的建立。

2.“卓越计划”背景下，构建开放性电子信息专业实验平台

传统的高校实验教学体系下,学生的创新能力、发现问题和解决问题的能力不能得到有效培养,无法适应新世纪创造性人才培养的需要。通过十几年高校改革的探索和实践,各高校已对实验室如何培养创新型、高素质、综合型人才形成了基本共识,要使高校实验室真正成为大学生实践能力和创新精神的培养基地,必须对现有的实验室进行改革,构建开放性实验室。由学生根据自己的兴趣和特长独立拟定实验方案,组成合作团队,设计实验技术路线,独立操作完成实验过程,指导老师对整个实验不进行任何干预,只有在学生提出请求时,才到实验现场给予必要的启发与引导,实验完成以后对实验结果和实验报告进行审查和评估。开放性实验的整个过程都由学生自主决策,强调学生的主体作用。

开放性实验教学应达到的最基本要求是通过专业课程的实验教学验证理论知识,帮助理解掌握理论知识,通过对综合性实验的操作培养学生的基本技能、动手能力,而其最根本的目的,是通过设置与实践活动和科技研究相关的开放性实验,培养学生发现问题、分析问题、解决问题能力,培养创新意识、合作精神和科研能力协调发展的复合型人才。学生在实验过程中有很大的自由空间,他们的好奇心和求知欲得到了满足,探索的热情和创新精神得到了尊重和保护,他们通过主动学习,独立思考,发展自己的个性,挖掘出学习潜能。事实证明,建立开放性实验室是培养学生能力的必由之路,尤其对于学生创新能力的培养、专业知识的拓展和实践技能的获取以及实际工作能力的提高都收到了明显的效果。因此,构建开放性实验室是知识经济时代的需要,对于“卓越工程师教育培养计划”有着重要的意义。

3．实验室开放的主要形式

在构建开放性电子信息实验平台的改革和探索中，我们可以采用两种形式的开放来兼收并蓄:一是时间和空间上的开放,即学生可以通过一定的方式自行选择时间、选择实验室进行实验；二是实验内容、手段、方法的开放,即学生可以

自行选定实验的内容、手段和方法,只要提前向实验室提出申请,在经过审批并获得许可后,就可进入实验室。在时间和空间上的开放,是实验室开放的初级阶段和基本要求,而教学内容、教学方法、教学手段上的开放,以及观念意识上的开放是实验室开放的高级阶段和本质要求。主要表现在以下形式上：

1）教学项目,时间开放型。

教学实验室,主要是用于满足师生的日常教学计划。除此之外,还可在业余时间进行统一的对外开放,允许缺课或未能按时完成实验的同学进入实验室进行基础性实验的操作,提高基本实验技能的操作能力,满足不同基础背景同学的需要。这一层次的开放主要是时间上的开放,是最基本的开放。

2）科技活动,学生参与型。

这种类型的开放性实验室,是根据教师科研项目或各类学科竞赛活动,增设科研性、创新性实验,吸引学生的积极参与,为基础较好、能力较强的优秀学生提供实践、锻炼和提高的机会。利用这类实验,学生可以综合所学知识,掌握简化了的科研程序,在学习过程中较早地接触科研实验,培养学生严谨的工作作风和独立的科研工作能力。这一层次的开放除了时间上开放外,空间和实验形式的开放程度也大大增加。这类实验,需要指导老师提前对外公布实验内容,以供学生根据自身特点进行选择,提前由导师进行培训,为进入实验室作好准备。

3）自主实验,自选课题型。

学生可以根据自己的兴趣爱好,自己联系相应的实验室,自行选择科研课题,独立或与团队合作进行课题的方案设计、试验装置安装与调试,得出实验结果,完成课题研究并撰写实验报告或实验论文。这一层次的开放是以学生为主,教师为辅,是在时间、空间、形式等方面的全面开放方式,对培养学生分析问题、解决问题的能力起到很好的作用。

4．实验室开放的保证措施

1）建立新的教学体系,适应开放的需要。

实验教学应根据各专业课程教学大纲的要求,紧紧围绕能力培养构建内容体系,整合或更新基础、简单的实验内容,逐步扩展和增加具有专业性、综合性和创新性实验,同时要安排好教学实验内容间的渐进性和整体性,避免低水平重复,注重培养学生的动手能力和发现问题、解决问题的能力,提高实验教学的整体有效