公共基础实验教学平台的构建与实践

聂 丽，姚有峰，赵江东，赵敏福，汪明珠，郑 蕾

（皖西学院 基础实验中心，安徽 六安237012）

实践教学作为高等学校教学体系重要组成部分，对培养学生动手能力、创新意识、创造能力等方面都有着不可替代的作用［1］，实验教学是课程教学的重要组成部分，实验教学效果对学生的实践能力、创新意识和创新能力培养具有重要影响［2］。充分发挥实验课在人才培养中的作用，不仅是实践教学改革的要求，更是教育创新时代发展的必然要求［3］。

高等学校进入大众化教育发展阶段中，新升格的应用型本科院校纷纷应运而生，这些学校人才培养目标基本上是：培养面向基层、服务一线、德智体美全面发展；地方用得上、留得住，知识、能力、素质协调发展；具有创新精神和实践能力的应用型高级专门人才［4，5］。显然，这些院校要在学生的实验技能、综合能力培养上要下大功夫。然而，这类学校一方面过去对实验教学重要性认识不够，实验条件、实验设施本来就非常薄弱；二是刚刚升本，需要用钱的地方很多，实验教学经费紧张不言而喻。如何更好地利用实验资源，切实提高实验教学质量，除了加大经费投入外，整合、优化配置实验资源对于新建院校尤为重要。以皖西学院为例，2000年升本以来，经过4年的基础建设与投入，2006年全面启动“实践教学体系建设”工程，把4年的实践教学分为4大模块，即基础实践模块、学科专业实践模块、专业特色模块、素质拓展及创新实践模块［6］。其中将量大、面广的实验教学与相关专业实验进行剥离并重新整合，成立校级基础实验教学中心。以实践教学体系建设为平台，以教研改革为抓手，以大类培养为原则，以提高学生实践能力为目的，把开放式实践教学模式与实践能力、创新能力相结合。经过几年的探索与实践，形成了分层、分级实践教学体系，与之相适应的开放式教学、管理模式，为新建本科院校公共基础实践教学平台构建提供了新的途径。

1 重组实验教学内容，建立教学新体系

皖西学院基础实验中心主要开设《大学物理实验》、《基础化学实验》、《基础电子实验》和《电子工艺实习》4大基础实践课程。《大学物理实验》和《电子工艺实习》面向全校所有理工科专业开设；《基础化学实验》面向化学类、制药工程、生物科学、生物工程、食品质量与安全、环境专业、地理科学、土木工程、给排水工程等13个专业开设；《基础电子实验》面向电信、计算机、物理、机械等10个专业开设。我们从人才培养方案入手，根据不同专业人才培养目标需要，对各实践课程教学体系进行整合，改变过去传统的实验依赖于理论的课内实验、课程实验教学体系，进行独立设课与教学。

1.1 分级教学，因材施教

根据通识教育、大类培养原则，我们对《大学物理实验》、《基础化学实验》、《基础电子实验》和《电子工艺实习》进行独立设课，分级教学。根据专业特点以及该专业后续课程的需要，每级设有必修和选修实验项目，供不同层次、不同专业的学生选择。

1.2 制订分层、分级教学大纲，精心设计实验项目

在大纲制订中，打破原有的相关课程之间的条块分割，将课内、课程实验整合为独立实验实训课程。《基础化学实验》（1，2，3级）是由无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验课程进行整合而成；《大学物理实验》（1，2，3，4级）是将力、热、光、电、近代物理5部分实验整合而成；《基础电子实验》（1，2，3级）是由《电路分析》、《电工与电子技术》、《电工学》、《模拟电子线路》、《数字电路与逻辑设计》等几门课内实验整合而成；《电子工艺实习》（1，2级）是由基本元器件识别与测量、工具使用、收音机组装、电路板设计制作、单片机组装调试等构成。

各实验课程是将原课程或课内实验中的基本原理、基本技能、基本方法经过提炼，并根据教学要求和学生的认识规律，充实在实验项目中，使教学内容更符合学生的实际和各专业后续课程学习需要，制订出分层、分级实验教学大纲，供各专业使用。

在项目设置上力求将培养学生实验技能与趣味性、应用性和实用性相结合。如《大学物理实验》的演示实验——高压带电作业、扫描成像、超导磁悬浮现象等项目，趣味性浓厚，学生兴趣很高；《基础化学实验》开设“食用白醋中醋酸的含量测定”、“番茄发电”、“菠菜中有机色素提取及分离”等项目，体现了化学应用性；《基础电子实验》开设“集成运放应用”、“组合逻辑电路设计”、“555电路设计”等项目，体现了综合性、实用性。实验项目设置与专业需要联系起来。如为食品、地理环境类专业开设 “六安片茶中咖啡碱的提取及含量测定”、“淠河铁矿中全铁含量的测定”等基础化学实验项目；为电类专业开设安装单片机最小系统，为其他理工科专业开设安装收音机等训练项目，根据不同专业特点进行实验实训，充分体现了因材施教的特点。

在项目内容中按照基本技能、技能应用、综合提高的层次进行设置。如1级项目主要安排基本技能训练；2级项目是在1级的基本技能了解和初步掌握的基础上进行应用；3级主要体现在综合应用、提高层面上，在这一级中还开设了设计性实验。

2 加大改革力度，构筑开放式实践教学大平台

2.1 适应开放式教学要求，建立网络选课系统

为了提供学生自主学习平台，促进学生自主学习空间，我们与外校共同开发了网络选课与管理系统，全面实现大学物理实验、基础电子实验、电子工艺实习和基础化学实验网上预约、网络选课、网络答疑等，彻底打破长期以来固定时间、固定班级、固定项目的传统，构建起开放式的教学管理模式。

2.2 探索开放式实验教学新模式

大学物理实验是皖西学院最早进行实验改革课程，如今已成为全校理工科专业必修实践课程之一。随着专业结构的调整及招生人数的增多，大学物理实验教学也出现了一些新的问题：学生人数增多与实验室、仪器套数及教师有限等矛盾。为缓解此矛盾，从2008年秋学期开始，学校为物理实验室全部添置了多媒体设备，教师将开设的所有实验项目制作成视频、幻灯、动画，把实验指导讲义、教案、思考题、数据处理等所有教学资料上传到校园网上，学生通过网络课前预习、课堂自学、课后巩固。

为使学生在课堂上有足够时间动手操作，提高实训效果，课堂教学采取学生自己实验为主，教师辅导为辅模式，对于课前没有很好预习的学生，可以请求教师指导，更多地是让学生自己借助视频边“看”边“动手”完成实验任务。这种模式对学生自主学习能力的引导和动手能力培养起到了积极推动作用。

2.3 建立仿真、演示实验室，开设虚拟、演示实验

为了提高学生的实验技能，帮助学生进行实验预习、实验巩固，我们建立了仿真实验室，配备了开放式自学触摸屏等。同时分别从中国科技大学、大连理工大学购置了大学物理、基础化学、电子学等仿真实验，开设模拟实验，不仅可以解决暂不具有的大型实验设备短缺问题，更主要的是为学生提供了预习、自学和巩固的平台。

演示实验可以将抽象的概念形象化，将让人难以想象和理解的物理规律得到直观展现。笔者从2006年开始筹建物理演示实验室，采取购买、研制、开发等形式已建100多个演示项目。通过预约等多种形式进行开放，先后接待校内外来访学生达5000余人次。演示实验室的建立，其功能不仅仅是验证和帮助学生理解抽象难懂的物理理论，激发学生对自然科学奥秘的探究兴趣；同时，物理演示实验室还成为学校乃至地方中小学科普教育、素质拓展实践基地之一。

为文科学生开设一定的物理实验和化学实验，这在新建本科高校中相对少见。为了培养文科学生具备一定的、必需的实践能力及科学素养，我们在实验开课中，借助演示实验、仿真实验，同时选择一些趣味性强、与生活联系紧密的实验项目为文科学生开设。

2.4 将科研成果转化成设计性、研究性开放实验项目

将科研成果转化成实验项目，是吸引学生早期参加科研，激发学生科研兴趣的最佳方式，也是培养学生科技创新的重要途径之一。教师将科研课题转化为设计性、研究性实验开放项目，近年来，由学生实验、教师指导的科研、教研论文：“2，4-二氯苯氧乙酰基硫（脲）衍生物的合成及生物活性”、“偶氮苯主体分子设计合成几阴离子识别”、“1，5-二（苯甲醛）双缩二胺基硫脲-汞离子配合物应用于阴离子识别研究”、“磺酰脲衍生物的合成及生物活性”、“摆动式多谱勒效应实验仪”、“用打点计时器做激发源测量杨氏模量”、“基于单片机控制的多参数实时采集与处理系统”，分别发表在《应用化学》、《化学试剂》、《农药》、《物理实验》、《皖西学院学报》和《电子技术》等省级、国家级或国家级重点刊物上；由王春余等人设计生产的“摆动式多普勒效应实验仪”已通过了专利申请，拟投放市场。

2.5 依托中心实验室，开展科技创新活动

依托中心实验室，借助皖西学院“大学生素质拓展计划”，进行实验室开放，设立开放基金，提供研究性学习项目，供全校学生选择。此外，结合校团委安排学生活动，积极组织承办学科竞赛，如物理实验竞赛、趣味化学竞赛、焊接技能竞赛及电子设计竞赛等，尤其是电子设计竞赛已成为皖西学院学生科技创新特色活动之一，并在省、全国大学生电子设计竞赛中多次获奖，与本省同类高校相比成绩显著。

3 建立高效实践教学管理模式

3.1 构建公共基础实验教学平台基本框架

为了使教学资源得到充分利用，节约办学成本，提高办学效益，我们将大学物理、基础化学、基础电子原分散在各系的设备、实验室和实验技术人员从相关学院中分离出来，成立基础实验中心，实验教学运行、实验室建设由中心统一管理，统一建设，使教学资源、配置得到更好地优化。

3.2 建立开放式实验室管理系统

将开放式教学的过程管理与实验室教学和具体实验的辅助运算结合起来，形成了从提出实验项目发布、时间和地点预约等，到完成实验并发布成绩等一整套网络教学与管理相结合的先进运作方式。

3.3 建立一系列与开放式教学相适应的管理制度

教育创新要从教育管理体制创新开始，只有管理体制创新了，才能做到教育的创新。为了提高教学质量，强化实验管理，建立了一系列与之相适应的管理制度。如开放管理制度、实验考核办法等。将开放式教学的过程管理与实验室教学和具体实验的辅助运算结合起来，形成了从提出实验申请到完成实验、发布成绩等一整套网络教学与管理相结合的先进运作方式。

4 结语

经过几年的努力，公共基础实验教学平台的建设取得了可喜的成绩。2009年学校教学成果奖评比中，基础实验中心申报的“大学物理实验课程体系、教学模式、内容及方法综合改革”获得一等奖；“基础化学实验课程体系及教学模式改革研究”和“依托校级实验中心，建立大学生电子科技创新基地”分别获二等奖；2010年在安徽省“质量工程”项目遴选中，皖西学院申报的“公共基础实验教学平台构建与实践”获教学成果二等奖，并在安徽省部分高校联盟教学工作协作组会议上作经验交流，受到了与会学校的关注。

［1］沈建国，刘中元.改革基础实验教学提高创新实践能力［J］.高等理科教育，2002，41（1）：87-90.

［2］张春晔.提高非化学专业实验课教学质量的探索与实践［J］.江苏大学学报（高教研究版），2003，25（4）：80-83.

［3］池进.加强教学过程中的实践训练，提高教学质量［J］.高等理科教育，2007，72（2）：108-110.

［4］李成，范晓蓉.校级实验中心运行机制的研究与实践［J］.实验技术与管理，2009，26（7）：109-110.

［5］姚有峰，赵江东，汪明珠.从电子设计竞赛谈电子类实践教学改革［J］.实用技术与管理，2009，26（7）：131-132.

［6］聂丽，赵江东，夏鹭平，等.高等学校实践教学体系的构建与探索［J］.实验室研究与探索，2007，26（4）：126-128.