实验室五元一体教学方式

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本文作者：包本刚 朱湘萍 单位：湖南科技学院 电子工程与物理系

实践教学是工科类学生人才培养的重要环节，是训练、提高学生的专业技能和职业岗位工作能力最有效的教学形式，其在高校教育、教学中的核心作用是无法替代的。因此，进一步加强和改革高校实践教学，对提高学生实践动手能力、综合分析及创新能力等具有重要的促进作用［1－4］。本文根据湖南科技学院电子工程与物理系近几年的实践教学经验，提出了一种以“创新实验室”为依托构建“五元一体”的实践教学模式，探讨培养工科类大学生的实践创新能力的新模式。

1“五元一体”实践教学模式的内涵

“五元一体”实践教学模式的“五元”是指实验教学、课程设计、工程设计、科技创新、专业实习5个实践教学单元。“一体”是指5个实践教学单元虽各自独立、分段实施、各自完整的教学环节，但内容从单一到综合、从简单到复杂，形式从课堂模拟训练到企业实习，相互影响，相互制约，后者以前者为基础，前者以后者为目标，层次递进，构成一个完整的职业能力培养教学新体系，为应用型人才培养提供了一个比较完整的实践平台［5］。

2依托创新实验室的“五元一体”实践教学模式实践针对电子设计大赛等的需要，2007年湖南科技学院电子工程系建立了创新实验室。学生自愿报名参加创新实验室学习，每个创新实验室都配备有一定的设备及网络，同时还有专任的指导教师给学生提供技术指导或者帮助学生解决一些实验设备或仪器等方面的问题。近几年，湖南科技学院电子工程与物理系的学生参加了电子设计大赛、程序设计大赛、挑战杯竞赛等，取得了优异的成绩，同时学生在就业方面也得到了很大的改善。所以创新实验室的建立，使实验室达到了真正开放，真正发挥了它的作用，真正培养了社会需要的应用型的人才。

2．1依托创新实验室，培养学生的自学能力在创新实验室，我们给学生提供了环境、设备及工具，学生可以利用资源熟悉一些仪器、设备的使用，做自己想做的实验，在实践中了解设备可用之处及存在的问题，同时可以想办法避免或解决这个问题，为学生有胆量、有自信、有兴趣地独立完成一些实验打下了基础。如果把创新实验与实验（实践）教学相结合，教师可以提前一段时间给学生布置任务，学生则可根据给定的任务查阅资料，了解实验原理及目的，自学设计实验方案，了解实验中可能出现的问题以及在实验中怎么避免或者降低这个问题出现的几率，还有实验中的注意事项。学生在实验中，教师没有必要给学生讲解实验原理及方案或者演示操作，但是由于学生知识或技术的欠缺，在实验中，不可避免地会出现这样或者那样的问题，教师可以提供适当的技术指导，引导学生对实验结果进行分析与讨论。这样，将书本知识与实践结果有机结合起来，从感性认识到理性认识，突出了学生在实践教学中的主体地位，有利于学生的自学能力得到锻炼和提高［6］。

2．2依托创新实验室，培养学生综合应用知识的能力课程设计最主要的特点是综合性较强，一般本科院校开课程设计最主要的目的是让学生综合运用所学的专业理论知识，设计一些与课程相关的项目，来发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力，其次是培养学生团队合作的精神。课程设计最大的缺点是需要较多的元器件和消费品，成本较大，上课相对比较麻烦。而创新实验室的学生最显著的特点是自学能力强、团队合作精神好。如果依托创新实验室开展课程设计，学生在课程设计的实践过程中既可以获得稳定、丰富的资源及实践场地，进行资源共享、节约开支，又可学习创新实验室的学生那种勤奋自学、吃苦耐劳品质及团队合作精神，相对减少教师上课的负担，扩大学生受益范围，让尽可能多的学生参与到实践操作中，最终达到培养学生综合应用知识的能力。

2．3依托创新实验室，培养学生的项目开发及开拓能力让学生参与工程设计的项目开发与实践，比如硬件原理图的设计、程序的编写、仿真、调试等实践活动，既能促进学生专业知识的学习，又能提升学生的专业素质，同时培养了学生项目开发的能力。但在一般本科院校中，工程设计实践活动是薄弱、欠缺环节，原因是工程设计项目少、师资欠缺、实践场地欠缺，导致能参与的学生很少［7］。依托创新实验室，指导教师按照各自特长及研究方向负责某固定创新实验室，将研究方向相同的学生组成一个团队，并根据学生的基础，给定难易程度适中的工程设计项目，限时完成。这样有实践平台、共享的师资、指定的任务及团队，大部分学生才能真正参与工程设计实践。只有通过自己真正贴近实际生产，自己动手设计、制作、编程、调试等实践活动，学生才能有效学习知识、积累知识、沉淀知识、应用和开发知识，学生项目的开发能力才能得到培养。

2．4依托创新实验室，培养学生的创新能力和创新精神大学生的创新活动形式是多样的，比如大学生创业计划大赛、全国大学生电子设计大赛、全国大学生物理竞赛、全国大学生数学建模竞赛等。以创新实验室为基础，本着“开放实验室促进创新，实验成果服务社会”的育人理念，建立以大学生科研课题、大学生研究性学习和创新性实验项目、大学生“挑战杯”科技创新发明制作、大学生电子设计大赛实践平台，加强大学生的科技创新实践教学环节，积极组织学生参加全国大学生电子设计竞赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、ACM国际大学生程序设计竞赛、微软全球嵌入式大学生挑战赛等学科竞赛，为不同个性的学生提供发展舞台，培养大学生的科技创新能力和创新精神［8］。

2．5依托创新实验室，共享企业资源，培养学生企业需求的基础实践能力为了提高就业，理工科学生专业实习常常采用校企合作，这样学生的学习能力、实践能力、创造能力、就业能力、创业能力和沟通能力可得到很好的锻炼和升华［9］。但在校企合作的过程中也出现了一系列问题，比如，培训时间短、内容多，一些软件操作从没接触过或不熟练，以及学生在校学习的专业知识比较基础等，造成了学生实践压力大，部分学生无法在规定的时间内达到企业需求人才的要求。如果依托创新实验室，共享企业资源，包括企业的技术、资金和设备，采用开放式实践教学，就能让学生在进校学习几门专业课后，提前学习、操作企业提供的软件和实验设备等，衔接学生从学校到企业的过渡，培养学生对企业需求的基础实践能力和适用能力［10］。依托创新实验室，在学生专业实习中，加强校企合作的力度，进一步深化合作项目，进一步完善校企合作培养人才模式，缩短大学生与企业人才需求之间的距离，使毕业学生基本可以实现专业对口就业，实现学校育人与企业用人的“无缝对接”，为学生进行生产实习、毕业实习创造了良好的条件。

3总结与体会

为了使“实验教学、课程设计、工程设计、科技创新、专业实习”5个实践教学单元有机结合，有效促进实验教学改革，达到培养学生能力的目的，应该根据“五元”的不同层次、不同要求进行合理的改革与实践。

3．1更新“五元”实践教学内容，制定合理的实践教学计划（1）更新实验教学内容，规范现有专业的实验教学大纲，明确专业课程的实验项目，处理好基础验证性实验和综合设计性实验的比例，加大专业实验室的开放力度，培养学生的基本实验能力和综合设计能力。（2）更新课程（或工程）设计项目，改正课程（或工程）设计的考核方法。可把“项目教学法”应用到课程教学之中，规范课程（或工程）设计内容及设计流程，也可根据自己的科研情况及学生的专业水平，提供一些难易适中的项目，内容要接近生活或实际应用。同时要改正课程（或工程）设计的考核方法，包括教师工作量考核方法和学生成绩考核方法，这样可以激励教师的工作积极性，同时，当学生通过自己现有的专业知识和自学实现了项目设计，领悟了知识的应用，也提高了学习的积极性，达到培养学生实际动手能力和解决问题能力的目的。（3）整改现有的“大学生创新实验室”，开展多种形式的科技创新活动及各种科技竞赛活动［11－13］。一般本科院校的“大学生创新实验室”数目逐渐增加，但功能和方向不是很确定，比如，一个实验室只有一位专业指导教师，没有一个很好的指导团队。所以要根据专业培养目标确定实验室的功能和研究方向，再根据专业教师的研究方向和所教课程为“大学生创新实验室”配备专业的指导教师团队。同时，我们要依托“大学生创新实验室”开展各种科技创新活动或科技竞赛活动。比如以大学生科研课题、大学生“挑战杯”科技创新发明制作、大学生电子设计大赛、大学生研究性学习和创新性实验项目建立平台，加强学生的科技创新实践教学环节，让学生参与到活动当中去，体会用自己的知识解决问题或者取得一定成绩的乐趣。

3．2建立和健全校企合作模式应该与其他学校和企业单位多联系和沟通，了解社会的需要，同时，也要加强校企合作，进一步深化合作项目，进一步完善校企合作培养人才模式，加强大学生的专业实习力度，发挥企业在应用型人才培养中的作用，缩短大学生与企业人才需求之间的距离。

4结束语

依托创新实验室，发挥“大学生创新实验室”在课外实践教学环节的指导作用和带动作用，构建与实践“五元一体”实践教学模式。在实践与探索的基础上，要充分理清“五元一体”实践教学模式各个环节之间的关系，抓好学生课外实践教学环节，全面、系统地培养大学生的实践动手能力和解决问题的能力，才能有效推进实践教学改革，培养出更多、更好的适应社会发展的创新应用型人才。