浅谈仪器科学与技术实验改革

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摘要：随着社会经济的发展和科学技术的进步，当今社会对仪器科学与技术的应用型人才的需求量不断增加。测控技术实验教学作为大学阶段的重要实验课程之一，是培养应用型人才的主要途径，所以在实验教学中，我们不仅要注重学生实践能力和专业素质的培养，更重要的是要激发学生独立思考的能力和创新意识。为了解决目前实验教学中所存在的问题，我们需要根据近几年的实验教学经验进行相应改革，进一步提高实验教学水平，为培养应用型人才打下坚实的基础。

关键词：仪器科学与技术；实验教学；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）28-0263-03

大学实验教学，是高效教学体系的重要组成部分，是学生理论联系实际的有效途径，对大学生综合素质的全面提升具有重要的意义。作为21世纪的大学生，不仅要具有坚实、宽广的理论基础，更需要有较强的实践能力和创新能力，从而在进入社会后能够学以致用，发挥当代大学生的先进性作用。因此，提高教学实验水平，培养应用型人才，正越来越受到社会各界的关注。随着教学改革的不断深入，针对教学实验中所存在的问题，加强实验室设备建设、深化实验教学内容改革、进一步提高实验教W师资力量的综合素质，是提高实验教学水平的重要措施。

一、测控系实验存在的问题

（一）教学形式过于单一

目前，仪器科学与技术的实验教学只是以各自学科为主，完全忽略了各个课程理论知识和技术技能之间的联系，没有系统综合地把各个实验课程联系起来。这种实验教学形式虽然在一定程度上可以训练并巩固实验课程的基本技能，但是从长远的角度上看，不利于学生理论知识框架的全面完整构建，也不利于学生创新能力的培养。

传统的仪器科学与技术实验教学往往过分捆绑于理论教学，而且整个实验步骤的描述过于详细。在实践课堂中，只是针对实验教程中所提出的一个小知识点，按照实验步骤要求进行反复地设计、操作，实验内容不仅过于简单，还烦琐无趣。教学内容的不灵活，大大限制了学生自主钻研能力、发散性思维以及创新能力的提高。同时，在整个实验教学中，还缺乏对学生实践操作能力的培养，不利于学生综合素质能力的提高。

（二）实验教学资源不够完善

仪器科学与技术实验教学在整个教学的过程中往往涉及到很多硬件设备，然而随着招生规模的不断扩大，不断扩充后的学生规模与有限的实验教学资源（包括实验设备与实验教学场地）存在着矛盾。往往是实验设备根据计划刚刚扩充，学生人数的扩充就超过了设备配备增加的比率，因此经常会出现在整个实验过程中有多名学生共用一台实验设备的情况，从而导致部分学生根本无法获得充足的时间进行实验，不利于学生理论知识的巩固以及实践操作能力的提升。

另一方面，当今信息学科专业技术更新快，新兴技术的发展日新月异，这就要求设备更新的速度更加迅速、及时。然而由于经费等问题，现有的实验室硬件设备的升级换代很难跟上科技前沿，不能满足实验教学的需求，严重制约了信息学科的发展。此外，在原有实验设备的二次开发方面还有待于提高，不仅硬件平台不完善，而且软件支持也很欠缺，对锻炼学生的自主创新能力没有起到积极的作用。

（三）教学人员水平受限

随着实验技术与设备的更新与增配，实验教学人员的技能水平与理论素养未能完全与之同步发展，提供的培训与进修的机遇有限，难以满足自身素质与能力的发展需求，因而使实验人员在教学过程中的指导水平受到了一定的限制。

（四）评价方法的不足

目前，对于学生实验成绩的评价，主要采用学生完成实验报告，老师批阅的表面形式。其成绩最终的判定结果完全取决于是否符合老师的标准，整个过程中学生始终处于被动状态，没有达到实验课着重培养学生实践操作能力、创新能力的目的。而且以纸面报告作为成绩评定的方式，容易使部分学生弄虚作假，从而导致学生无法从实验中获取本应该掌握的工作技能、实际操作技巧等，形成了只会说、不会做的尴尬局面，学生无法从实验课中获取应有的收益。

二、改革原则

1.坚持“以人为本，以学生为主体”。实验教学的最终目标是培养“厚基础，宽口径，强能力，高素质”的新世纪人才。仪器科学与技术实验教学改革必须坚持“以人为本，以学生为本，理论与实践并重，开放与创新并存”的实验教学核心理念，以学生个体发展和社会整体需要为结合点，形成以基础实践能力、综合设计能力、应用创新能力、研发创业能力相结合的实验教学体系，培养具有丰富专业知识、开拓创新意识和扎实创业能力的开创性专业人才。

2.坚持科学性原则。根据教育要“面向现代化，面向世界，面向未来”的方针，使学生在实验教学中掌握现代化学的基本理论、方法和技能，并通过实验来认识自然、培养学生的能力和创造精神。因此，在实验教学内容上必须保证教师讲授的正确性、科学知识的可靠性；要根据学生的认识能力和发展潜力，引导他们学习现代化学科的新成就、新技术。

3.坚持信息技术与实验教学相结合。将信息技术与大学实验教学整合，不仅能改变传统的教学手段，将现代化的教学思想、教学理念融于传统大学实验教学中，更重要的是使大学实验教学与实践相结合，增加了实验内容的灵活性，从而增强学生在实践中的动手能力和自主钻研能力。现代信息技术的应用，丰富了实验教学内容，还大大降低了实验教学的成本。建立在现代信息技术基础上的实验教学内容已经成为开发教育资源、提高教育利用率、支持后进地区实验教学发展的有力力量。

4.坚持实践结合创新的理念。现如今，许多高校普遍存在只注重教授课本现有的理论知识并让其熟悉掌握的情况，忽视了学生的实践能力与创新能力，实验教学的主要目的在于培养学生的实验素养，提高学生的实践能力与科研能力。因此我们应坚持理论结合实践，实践结合创新的教学模式，把教改的重点放在培养学生获得知识和运用知识等方面，提高学生的探索能力和创新能力。实验教学在提升学生能力方面有重要的作用，主要是指在学生掌握课本知识的基础上，增加实践活动，将已学知识灵活灵用到实践活动中去。实践与创新相结合的原则，应运用于整个实验教学中去，培养学生的创新意识，结合教学对学生进行科学精神、科学态度和科学方法的教育。要根据能力结构的层次，有计划地实施教学。

5.坚持教学内容和形式的与时俱进。本次实验改革倡导师生共同探索的原则，不断从科学研究、学术交流、社会实践等渠道追踪学科发展的最新趋势，不断探索更新教学内容和总结不同类型实验教学的规律。一是要主动思考、研究实验教学改革问题；二是要树立竞争意识，积极参与教学改革项目立项工作，力争得到更多支持；三是树立项目运作观念，通过项目形式对实验教学问题展开专门研究；四是树立精品意识，不断探究实验教学改革的新情况、新问题、新趋势，寻求实验教学的最优模式。

三、改革措施

实验教学是高校教学中的重要环节，改革传统的实验教学方式来适应社会发展的需求，应从实验教学形式，提高学生的综合素质、实践动手操作能力，以及学生未来的就业发展等问题出发，如图2所示。

实验改革对于加强课程的系统实践训练、提高学生对专业问题的综合分析与解决能力、培养学生的创新能力具有非常重要的作用。而目前我们的实验教学多以验证性的、孤立的基础实验为主，这对于提高学生对本门知识的综合运用能力非常有限。因此，其改革的目的旨在提高学生对本门知识实践应用的能力，以及独立思考、自主创新的能力。

1.树立新的实验教学理念。实验改革是提高教学质量、提高就业率的需要，而树立新的实验教学理念则是实验改革的根本。测控系实验坚持教学与科研并重、理论与实践相结，以能力为核心的实验教学理念。为实现上述实验理念，我们应该以建设满足现代实验教学需要的“高素质实验教学队伍”，建设以设备先进、资源共享、开放服务的“实验教学环境”等为基础，以全面提高实验教学水平和学生实践动手能力为目标。在实验过程中，学生始终是实验活动的主体，充分发挥主观能动性和创造性；教师给学生提供较宽阔的思维空间和选择余地，使学生独立解决实际问题的能力和创新能力得到提高。

2.消减验证性实验，增加综合性、设计性实验。验证性实验过多，容易导致学生失去对科学实验的兴趣，不利于学生独立思考、自主创新能力的培养。因此，我们在设计课程时只选取有代表性的实验内容，将验证性实验的数量控制在所开出实验的30%左右；同时，改进验证性实验，在其中融入探索和研究的成分，增加学生思考和探索的内容，使学生通过操作达到对基本知识、技能的系统化、完整化理解的效果。

综合性、设计性实验是要求学生运用某一课程或多种课程知识，依靠掌握的基础理论知识和基本操作技能，完成实验全程操作的实验教学。综合性、设计性实验教学方案的精心设计与组织实施，营造了适宜培养学生创新能力和提高素质的良好环境，它着重培养学生的独立解决实际问题能力、创新能力的组织管理能力。在实验过程中，学生始终是实验活动的主体，充分发挥主观能动性和创造性；教师给学生提供较宽阔的思维空间和选择余地，使学生独立解决实际问题的能力和创新能力得到提高。综合性、设计性实验内容占所有实验学时的40%。

3.系统编写实验教材。实验教学改革主要是通过选择最为合适的实验内容，通过加强学生的基础知识，拓宽口径，增强学生专业的适应性，以此来提高学生的基本能力、创新能力等。在教学过程中通过进行一系列的改革措施，努力完善现有的教学体系。每个院校培养学生的方式、方法都是不同的，实验是培养学生动手能力最直接、最有效的途径之一，教师应该根据学生所使用的课本以及学生毕业后主要的就业取向，来系统地编写实验教材，这样才可以更好地做到因材施教，更重要的是，可以更有效地检验学生所学的知识，也为学生将淼木鸵档於了一定的基础。

4.开放实验室的方案。由于课堂时间有限，学生完成必做的实验项目后，就很少有选做实验项目的。另外，对于一些能力较弱的同学甚至课内不能完成基本实验内容。针对这种情况，我们可以开放实验室，这样一来，能力较弱的同学可以有较多的时间去完成基本实验内容，同时给积极性高的学生提供一个更好的实践平台。建立实验室网络管理系统是很有必要的，学生可以通过实验室网上预约系统对实验室进行预约和查询，对于不同专业的同学，还可以跨专业选择自己感兴趣的内容进行实验。时间与空间的开放给学生提供了更多的实验机会，实验内容的开放有利于培养学生的实践能力。

5.加大实验设备投入。由于信息科学的学科发展特点的需要，中心的发展规划应不断跟进新兴技术与理论的发展脚步，在满足成熟技术更新过程中的资源配备需求的同时，投入一定比例的资源在科技创新平台的建设中，大力支持实验教学与学生实践在创新平台中的发展与探索，可以考虑利用校企合作的模式，不仅能了解社会的实际人才需求，而且还能增加学生的社会实践经验，从而为满足社会新技术发展的需求而培养创新型高素质人才。

6.实验成绩评定的改革。目前个别同学对实验很不重视，在实验过程中，不是把精力放在实验操作技能的提高上，而是更多的关注实验报告的写法，这不仅极大地损害了那些认真进行实验操作的同学的学习积极性，更重要的是，不利于学生实验的提高。针对这种现象，我们应系统全面地对实验成绩评定体系进行改革。首先将测控系实验作为一门独立课程，引起学生重视，端正学生学习的态度。其次要建立多元化的实验成绩评定模式，就是要加大实验操作在实验成绩中的比例。

7.加强校企结合。首先，校企合作为学生提高了有利的实践平台，提高了学生实践创新等综合能力，同时也增强了学生的就业竞争力。其次，校企合作能很快使毕业生转变成社会人。同时通过理论结合实践，提高了学校的教育质量，最关键的是锻炼了学生的动手能力，提高了对问题的综合分析能力。最后，校企结合能使学生很快地了解就业信息，实现学生就业和企业用工的顺利对接。

四、结束语

仪器科学与技术是一个专业面很宽的多学科结合的行业，是现代工业技术的重要支柱。由于受到现代科学技术发展的影响，传统的实验教学手段严重遏制了学生的应用能力的发展，这一趋势使其面临着新的机遇和挑战。因此应该适应新的技术发展，对实验教学进行更深入的思考和研究。本次测控系实验改革优化了教学资源，遵循了因材施教的教学理念，有效地激发了学生的学习兴趣和积极性，提高了实验教学质量，具有很好的推广和借鉴价值。

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Abstract：With the development of social economy and the science and technology，the demand of applied talents in instrument science and technology is increasing faster. The instrument science and technology experimental teaching is one of the most important curriculum in the college life，and is the main way to cultivate applied talents. So it is significant that not only pay attention to the cultivation of the ability and quality，more important is to stimulate students' independent thinking and innovation consciousness during the experiments. To solve the existing problems in the experiments，we should reform the experimental teaching correspondingly according to the experimental teaching experience in recent years，improving the level of experimental teaching and laying a solid foundation to cultivate applied talents.

Key words：instrument science and technology；experimental teaching；reformation