理工类大学专业实验教学平台的建设与探索——长春理工大学固体激光器综合实验平台的建设

李 霜 丁蕴丰（长春理工大学理学院，吉林长春，130022）

理工类大学专业实验教学平台的建设与探索
——长春理工大学固体激光器综合实验平台的建设

李 霜 丁蕴丰（长春理工大学理学院，吉林长春，130022）

按照“理工融合”的教育模式，针对理工类院校理科生的专业实验教学体系进行了改革和探索，分析了原有专业实验教学体系的不足，以长春理工大学固体激光器综合实验教学平台为例，介绍了自主创新综合专业实验教学平台的构成、可承担的教学任务及特色。教学实践表明，该实验平台的实际使用效果良好，达到了预期的建设目标。

理工融合；专业实验教学；自主创新

理工科院校，是以“理学”和“工学”为主要学科的院校，理学和工学是两个非常重要、紧密关联且具有丰富内涵的学科门类。“理工融合”是当今高等理工科教育中的一个世界性发展趋势［1］。目前，在我国无论是以“理工科”冠名的高等院校还是综合性较强但缺少工科专业设置的“综合性”大学之中，理科专业的毕业生往往“满腹经纶”。虽然他们的理论知识丰厚，但由于“重理轻工”的教育模式所致，相当数量的毕业生在面对实际工作时往往显得“英雄无用武之地”。这不仅造成了人才资源的浪费，也限制了理科专业自身的建设与发展。在理工类大学中，应借助“理工同校，理工互动”的优势，改革传统的培养模式，使理科专业的学生既可以从事基础的科学研究工作，也可以从事技术应用等方面的工作。因此，在理工类院校中，平衡理论教学和实验教学的关系显得尤为重要，尤其是加强理科生的实际应用能力及创新精神的实验教育是理科教育改革中的重要环节［1，2］。

长春理工大学的前身为长春光学精密机械学院，2002年正式更名为长春理工大学，它是一所以光电技术为特色，理、工、文、经、管、法协调发展的省属重点大学。作为全校唯一具有理学特色的理学院，对学校的发展具有举足轻重的作用。为了适应学校的总体发展规划，长春理工大学提出了“突出光学专业特色，以理为主、理工结合”的培养特色，实施教学、科研、生产相结合的创新人才培养模式，重点强调以“培养掌握自然科学扎实的基本理论和实际应用能力的新型复合人才”为培养目标。多年的教学经验让我们深刻体会到能力的培养要在实践中获得。要想将理论知识转化成技术能力，必须通过实践训练，而在学校阶段，实验课为学生提供了最直接、最有效的实践平台。实验教学是理科教学中的重要环节，它是理论教学的延伸。专业实验的目标不是简单地验证理论，而是培养学生应用专业理论知识分析和解决实际问题的能力［3，4］。

一、理工类大学专业实验教学存在的问题

专业物理实验课一般都在学生完成专业理论课学习后开设，此时学生已完成大学物理基础实验，具备了基本的实验操作能力，通过专业实验学习是为了更好地理解专业理论知识，并将其应用于实际，而过去的专业实验教学体系存在着诸多弊端和不足，具体归结为以下几点：

一是原有的专业实验以验证相关理论课程内容为主，是独立的、验证性的实验，缺乏系统性和综合性，学生只能依照教师的讲解和演示看实验现象，或简单地重复教师的操作，这样的实验缺乏自主性和设计性，不利于培养学生的独立思考能力和创造性思维。

二是很多实验仪器设备基本上都是封装起来的，看不到内部结构，学生面对的是一个“黑匣子”，学生感到仪器很陌生，因此对仪器的工作原理形成不了感性认识，造成理论与实验的严重脱节。

三是实验设备陈旧。科学技术迅猛发展，陈旧的实验设备不被淘汰，代表新技术、新理论的实验项目就不会引进到高校教学中来，而高校毕竟不是盈利单位，在投入资金有限的情况下，学校不应坐、等、靠，更不能跟在厂家后面等待他们开发新产品，而应该发挥学校的人才优势，结合科技发展和实际需求主动地研发新的实验项目。

针对以上存在的问题，结合专业培养特色，经过几年的教学摸索，长春理工大学对专业实验教学进行了改革，创建了固体激光器专业综合创新实验教学平台，打造出产、学、研相结合的综合性、开放性、创新性教学平台，形成了融知识、能力、素质为一体的理工融合型创新人才培养模式，并取得了一定成果。

二、固体激光器综合专业实验平台的构成

固体激光器综合专业实验室在实验体系和内容、实验教学模式等方面进行了全方位改革与实践，体现了多层次、多目标和多模式的特点，充分体现了长春理工大学光、机、电相结合的专业特色。在实验室功能设计上，改变了传统的按照理论课程设置实验教学内容的模式，减少验证性实验，强调结合科研方向和专业特色，增加了设计性和综合性实验，目的是让理科的学生能更多地接触激光技术知识，架起基础理论和激光应用技术的桥梁，开阔学生们的思路，使他们更加重视实践。这不仅有利于学生巩固和提高专业理论水平，也有利于培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

固体激光器综合专业实验平台的构成分为三部分：一是实验教学平台：完成相关专业本科生、研究生的教学任务；二是网络平台：建立激光技术学习网站，学生可以通过多媒体课件完成实验预习和实验总结。同时，借助互联网共享国内外最先进的科技信息，不仅可以拓宽学生的知识面，也可以为学生提供一个互相学习交流的平台。三是校企合作平台：利用学校的技术和企业的资金，根据科技需求研发新的实验教学仪器，实现“双赢”。

固体激光器专业综合实验平台支持的基本实验

三、固体激光器综合专业实验平台的特色

固体激光器综合专业实验平台的最大特色就是所有设备都是通过自行研制、设计、安装和调试完成的，这不仅解决了资金不足的问题，更重要的是让学生亲自参与实验仪器的研制、安装和调试，不仅可以使其很好地了解固体激光器的基本组成和原理，掌握固体激光器的主要性能及基本技术参数的测试方法，同时还可以启发学生在亲身投入体验中，探求科学的结论，养成探索的精神。

固体激光器综合专业实验教学平台的另一特色就是在实验教学模式上实行开放式管理，所有的实验教学内容向广大师生开放，采取了网上预约、开放的自主实验形式，学生根据所学专业及个人兴趣方向自选实验题目，使理、工科学生可以在一个实验室里做实验，甚至合作，不同学科背景的学生相互能够有较多的交叉和影响，有利于思维方式和知识的交叉融合。同时，在不影响正常授课的情况下，感兴趣的教师和研究生也可以到实验室进行科研工作。开放式实验教学不仅可以最大化地有效利用现有资源，重要的是改变了学生在实验课堂上被动化、程式化的学习，激发了学生的学习兴趣和主动性。另外，长春理工大学还采用了计算机辅助教学手段，学生可以在网上进行实验预习，通过多媒体课件，了解实验基本原理、知识点阐述、完成思考题分析、实验安全问题，还可以结合具体实验仪器了解基本元器件的参数、基本使用及维护。多媒体辅助教学和实验室开放制度的实施克服了学生将大量时间花费在写实验预习报告上，以及预习时因看不到实验仪器而导致一知半解的问题，使教师在课堂上的讲解可以更加精练、更突出重点，也相应延长了学生动手做实验的时间，物理实验课整体的效率得到很大提高。

四、固体激光器综合实验平台承担的教学任务

长春理工大学固体激光器专业综合实验室自筹建以来承担了多项教学任务，主要有理学院光信息科学与技术专业本科生的专业实验、毕业论文、科研训练、大学生科技创新竞赛，全校相关专业的开放性实验以及激光技术专业方向硕士研究生的培养。长春理工大学固体激光器专业综合实验平台支持的基本实验见上表。

五、专业实验平台取得的成果

长春理工大学固体激光技术实验室自建立以来，已经取得了丰硕的成果，在教学上，承担了大量专业实验教学工作，近年来指导本科论文近百篇，而且多篇选入长春理工大学校优秀毕业论文。同时，学生在教师的指导下，多次参加大学生科技创新大赛并获得优异成绩。实验室除了完成教学任务外，还自主研发了教学仪器，销往国内多所院校，参与产品研发的学生可以作为技术人员为合作单位进行培训，讲解仪器的使用和维护，这不但为学生提供了一个锻炼机会，更是为他们提供了一个展示自我的平台，已经有合作单位优先录用了长春理工大学实验室毕业的学生，并表示这些学生走上工作岗位后，不仅理论知识扎实，动手能力强，更具有团队协作精神。

实验室不仅对全校师生开放，对外也多次接待来自兄弟院校考察组的调研访问。2008年6月，美国纽约州立大学的赫光生教授来访理学院，参观了固体激光器综合实验室，给予了很高的评价，并在长春理工大学选派优秀的研究生到美国州立大学进行联合培养。2009年7月，实验室与美国海洋光学集团中国分公司建立了联合实验室，以“相互学习、优势互补、共同提高”为基本原则，利用企业的先进设备优势和学校人员优势，建立共享的研发平台。

“理工融合”是高等理工科教育中的一个新的、重要的课题，而理工类高校中的理科生专业实验教学尤其重要，实验教育对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神和实践能力具有特殊作用。根据科技发展和社会进步的需要，为了培养融知识、能力、素质为一体的理工融合型创新人才，长春理工大学对原有的实验教学模式进行了整合，建立了综合的、开放的、集产学研为一体的创新专业实验平台。汲取历史的经验和教训，长春理工大学科学地对专业理论教学和实验教学进行定位，认识和处理好二者之间的关系，促进理工互动和理工融合，向培养具有理科基础和技术应用能力的复合新型人才的培养目标迈进了一步。

［1］ 韩玉芬.创新实验——理工融合的实践教育模式［J］.北京邮电大学学报：社会科学版，2004，6（2）：75-80.

［2］ 王葵如.亦理亦工专业试点改革的研究与实践［J］.北京邮电大学学报：社会科学版，2004，6（1）：65-67.

［3］肖井华.“理工融合”的物理实验课程改革［J］.北京邮电大学学报：社会科学版，2003，5（4）：59-62.

［4］ 罗意平，潘迪夫.专业实验教学改革的研究与实践［J］.实验室研究与探索，2002，21（3）：16-18.

Construction and Exploration on Experimental Teaching Platform in University of Science and Technology

LI Shuang，DING Yun-feng

In accordance with the education model of“combining science with engineering”，this paper aims at reforming and exploring the professional experiment teaching system for science students in the colleges of science and technology.It analyses the shortcomings of the old experimental teaching system.It is proved by the teaching practice that the application effect of the platform is satisfactory and it has achieved all its prospective constructive goals.

combining science with engineering；professional experimental teaching；independently innovative

G642.423

A

理工融合创新型人才培养模式的研究与实践（吉林省高等教育教学研究课题）

李霜（1978-），女，硕士，讲师，研究方向为新型光电功能材料、专业物理实验教学。