研究型大学构建五维实践教学体系的改革与实践

2013-12-23吕念玲梁权森殷瑞祥

实验技术与管理 2013年4期

吕念玲，梁权森，殷瑞祥

（1.华南理工大学实验室与设备管理处，广东广州 510641；2.华南理工大学教务处，广东广州 510641）

研究型大学作为国家拔尖创新人才的重要培养基地，在国家创新体系中占据重要地位［1－2］。开展研究型大学创新人才培养教学体系的研究并付诸实施，切实提高研究型大学学生的工程实践能力，具有相当的重要性和紧迫性。根据华南理工大学高素质、“三创型”（创新、创造和创业）、国际化的人才培养目标定位，依托“以工见长”的总体优势，我校相关部门围绕致力于培养现代“研究型工程师”和“科技型企业家”的任务，探索并提出构建五维实践教学体系。该体系采取分层次、分阶段、循序渐进的模式，由浅入深、由简单到综合、课内课外结合，为学生提供了完整的实验和实践的学习环节，并通过开放式实践教学，鼓励学生自主立项，充分调动学生学习的积极性和主动性，达到培养学生创新精神和工程实践能力的目的［3－7］。

1 建设目标与思路

五维体系建设是将课程实验、创新实践项目、学科社团科技活动、学科竞赛及产学研结合的综合实践5个分散的实践教学环节整合在“提高学生工程实践能力”体系的大框架之下，给予明确定位，并在建设中探索集成、创新效益，最终实现教学内容整合、教学资源共享、过程管理优化的协调运作。

五维实践教学体系分为5个方面（见图1）。

（1）以课程实验为主的基本实践教学。优化课程结构、改革教学内容，兼顾基础实践能力培养和创新能力培养，建立支撑创新型人才培养的实验教学课程体系。

（2）以各种大学生项目驱动的创新实践活动。通过国家大学生创新项目、百步梯项目等对学生进行工程化训练，重点培养学生初步科研能力、综合应用能力和创新能力。

（3）以各类学生竞赛活动为载体的“创新”训练。主要包括学科和科技竞赛，通过学科竞赛和训练过程，使学生夯实基础知识和锻炼创新技能，同时培养学生的竞争意识［8］。

（4）以各专业学生社团为凝聚点的学生创意实践。通过学科社团科技活动，让广大学生融入大学生活，提高学生的创新能力。

（5）以产学研结合的综合实践教学。通过推进校企联合实验室和实习基地的建设，增强学生的实战训练，在加强与企业联合办学、延伸学校实践教学平台的过程中保障产学研结合的可持续发展。

图1 五维实践教学体系

2 改革的探索与实践

五维体系建设立足于实践教学的5个层面，共同促进教学内容、教学资源及教学过程的紧密融合与协同创新。

2.1 以坚实学科基础为本，推动实验课程内容的改革和教学质量的提高

课程实验教学对提高学生实践能力具有重要影响，不断提高实验课教学质量，是五维体系建设的基础。

我们的第一个着力点是以全面体现实验教学特点为前提，以规范化管理为目标，在学校实践教学指导委员会领导下，对原有实验教学大纲进行了全面的梳理，并对大纲模板做了修订。新修订的模板明确了实验类型，并将学生参与度以及实验消耗性材料等信息导入大纲，进一步强化了大纲的引导作用，提升对实验教学的保障力度。实验课程教学大纲的修编工作在2011年12月完成，共更新898门实验课程的信息。

第二个着力点是将质量意识直接渗透进实验课堂。2010年10 月，学校举办首届实验课教学竞赛。竞赛独立设置，不设报名条件，竞赛过程与常规实验课的运行紧密关联。竞赛的评审标准针对实验课程特点，围绕课程整体设计和课程具体实施两方面，设置了11个评价关键指标。这一贴近一线课堂的竞赛方式，营造了广大教师关注实验课教学质量的氛围［9］。至今，竞赛已成功举办3届，共129名实验课主讲教师参赛。该项活动已成为我校的常态化工作。独立设置实验课竞赛，开创了国内实验教学改革的先河，成为提高实验教学质量的有效方式。

第三个着力点是强化例行巡查制度，进一步规范教学秩序。2010年春，由学校实验室与设备管理处组织一支研究生实验课巡查队伍，负责对全校本科实验课开课状况、教师职守情况等展开重点巡查，每学期巡查的实验课超过700节。这项工作与教务处教学督导员点对点的指导相融互补，切实起到规范实验课秩序，提高实验课教学质量的作用。

2.2 解决影响实验室开放质量的关键问题，保障开放共享

实验室是五维体系实施的基本支撑条件。我们从强化实验室内涵建设和优化开放管理两方面入手，激发出实验室的活力。

2.2.1 以内涵建设为基础

（1）实施开放实验的培育项目立项工作。开放实验是与开放实验室配套的综合实验项目，可供本科生完成课程实验后选做。获批立项的开放实验项目在2年的培育期内每项可获1万元的经费支持。项目结题后，纳入学校开放创新资源库，向全校学生推荐；学校对每个项目的实际应用情况进行3年跟踪。目前2010年立项的27个项目已顺利通过结题验收，成果入库。开放实验的培育项目充实了实验室开放的内涵，实现五维体系中学生课程实验与创新实验的有效衔接。

（2）立项建设25个大学生实践创新基地。2009年学校以立项的方式推动大学生实践创新基地建设。这种立项涉及教学内容建设、装备改造及创造与发明等3个方面，强调：①项目来源于基地建设的实际需求；②项目成果经过转化后能够为实践教学所利用；③项目申报以教师为主导，但必须有学生团队参与其中［10］。这种项目建设模式将开放实验室运行、基地内涵建设和创新人才培养紧密关联起来。目前共有140个项目通过结题验收。在出版的3部《大学生实践创新基地成果汇编》材料中收录了各类成果411项。

2.2.2 以制度建设为保障

从2010年开始，我们在全校本科教学实验室推行使用“开放实验登记卡”，登记卡记录学生所做的开放实验内容、实验所用时间、及实验消耗材料等情况。开放实验使用的耗材可获专项补贴；“开放实验登记卡”也成为统计实验室开放情况和辅导开放实验工作量的依据。学校于2010年修订《实验技术系列人员考核管理办法》，正式将开放实验室管理工作量纳入考核指标体系，激励实行教师和技术人员做好开放实验室的服务工作［11］。

在内涵支撑和制度保障的双重激励下，实验室开放程度不断提高。2010年度，我校本科实验室开放实验人时数为29.5万；2011年度该数据升至65.7万。

2.3 促进专业学生社团活动与实践教学紧密融合

我校北校区共有学生社团68个，按活动内涵可分为学术型与公益型两种。学术型社团包括机器人协会、工业设计协会、无线电爱好者协会等；公益型协会包括：爱心社、创业协会等。社团利用兴趣爱好相近，成员覆盖面广的特点，逐渐融入实践教学活动，是推动实践创新的活跃力量。

在五维体系建设中，学校以部分学术型协会为试点，重点支持团队学术交流、学术进修，组织优势团队参与各级各类课外创新活动申报等。许多技术实力强的团队，在自律管理和开展技术培训及交流等方面显示出了特色。如无线电爱好者协会，他们承担了电信学院新生的焊接实训技能培训任务，与电工电子实验中心现有的实验课程实现互补和融合，充分显示了我校以工见长的学科特色和实践育人的传统。

2.4 建设学生课外自主实验环境

随着全方位教学理念渗透，高校学生的实践训练面向实验室外拓展是必然趋势。五维体系作为实施全方位实践教学的一种模式，所涉的5个实践模块与大学生的学生活密切关联，渗透到学生课程、课外的方方面面［12］。从课堂实验到学科竞赛，随着实践能力和学习主动性的不断提升，学生在体系的5个阶段对课外自主实践环境的需求越来越迫切。所以，在创建五维体系的过程中，我们在为学生提供课外自主实验环境方面进行了大胆尝试。

2.4.1 实验教育融入学生生活

融入的突破口是从实验室进驻学生宿舍开始的。2012年初，我们在学校宿管处支持下，选择电信学院作为试点单位，将学院的电子科技创新实验室从电信实验楼迁至电信学院学生集中的北三宿舍一楼，实验室使用面积为150m2，配备仪器设备35套，由无线电协会实施全开放管理，接受全校学生预约使用。据不完全统计，该实验室2011 年开放人时数为270 065，有力地支撑了学生课外实践活动的开展。

2.4.2 支持便携设备研发

学校以立项方式支持有条件的实验中心展开学生使用的便携式设备研发工作。如支持电气信息与控制国家级实验教学中心建设单位开展便携式数字存储示波器研发，研发出的样机机身尺寸为14cm×11cm×5 cm，重500g。研发团队就有关的技术问题发表了论文，定型的样机已获批量生产，供学生试用［11］。该项研发填补了便携波形显示设备在课外实践应用领域的空白。

2.5 高效推动多元化学生创新实践活动的开展

在开放实验室和大学生实践创新基地的有力支撑下，学生创新活动蓬勃开展。

2.5.1 强化创新实践与实验室支撑条件的关联

在开放实验室与创新基地的硬件条件和技术能力日趋成熟的情况下，从2010年开始，我们对部分学生参与的实践创新项目（SRP）实施绑定实验室的改革举措。即学生申报SRP项目时，需明确填报其项目研究实验具体实施的场所（实验室），同时除指导教师外，还需要实验室相关技术人员的签署认可。此举将学生在创新实践过程中对实验条件和技术指导的“需求”，与实验室可以提供的“支撑”条件对接，有效解决了学生在创新实践过程中的实际问题，实现实验室优质资源共享［14－15］。

2.5.2实施以学生为本的管理改革

2010年我校成功举办我校首届创新论坛，2011年组建学生创新俱乐部，让学生机构参与项目管理工作；同时制定了《华南理工大学本科生科技创新优秀指导教师奖评选办法》，以鼓励教师参与学生科技创新活动的指导工作。

2.5.3 推动多层次的创新立项

2010年及2011年，我校共获国家大学生创新性实验计划项目122 项，广东省大学生创新实验项目275项，中央高校基本科研业务费本科生自主选题项目80项，以及校级SRP 项目1 104项。项目总经费额777万元。在产学研结合的综合实践项目建设方面，2010年我校立项的产学研合作项目数共计50 项，项目总经费额82万元；2011年产学研合作项目数共计47项，项目总经费额100万元。

3 解决的主要问题

3.1 建设三位一体协调运作模式

教学内容改革、教学资源建设、教学过程管理作为培养高素质工程技术人才不可或缺的组成部分，在人才培养过程中具有同等重要的地位。三者只有做到紧密衔接、有效结合，才能充分发挥最大功效。在日常教学过程中，三者之间往往存在着教学内容脱节、重复、教学资源浪费、过程管理松散等问题，影响了工程实践教学的实施效果。

五维体系建设过程，就是通过对课程体系和教学内容进行整合，对教学资源进行共享，对过程管理进行优化，建设了等层次递进的实践教学体系；五个模块既保持了各自的特色、特点，同时强化了与其他模块的柔性连接；教与学、课程与实验、理论与实践在体系中实现融合与互动。

3.2 进一步完善实践教学管理

实验课因实验环境、实验设备、实验对象及实验手段的不同，具有明显的各异性。现行的实验教学管理模式多为理论课教学模式的移植，对实验课运行管理显得薄弱。

五维体系建设根据实践教学特点，首先将学生参与度以及实验耗材等内容以教学大纲的形式固化下来，强化教学大纲在教学全过程的纲领作用和约束作用；同时创新地独立设置教学竞赛，以无条件报名参赛、常态化竞赛的模式与日常教学运行融合，形成关注质量的常态氛围；组织实验课现场巡查，扩大实验课规范运行的督导面。这些措施强化实验课运行管理，是对实践教学质量管理模式的充实与完善［16－18］。

3.3 建设活力的实验室开放与管理机制

在五维体系架构里，实验室的使用效益得到有效提升。实验室拥有多重角色：除承担实验授课任务外，提供开放实验供学生自主选做，真正成为有开放内容的、主动服务于学生的开放实验室；同时，实验室与学生创新项目的绑定，又使实验室成为学生课外的实践创新基地。深化实验室内涵建设，深度共享建设成果，成就了五维体系各模块间得以融合与协同的基础。

3.4 把实践教育教学融汇到大学生活的各个方面

五维体系所涉的5个实践模块，与在校大学生的生活密切关联，渗透到学生课程、课外的方方面面。以“高频率出现，多机会参与，低门槛准入”的特点，营造实践学习的氛围，尽最大的努力，把参与实践学习的机会给予学生。

4 结束语

随着社会主义市场经济的深入发展和经济全球化的趋势，社会对人才提出新的、更高的要求。高等院校要在激烈的竞争中立稳脚跟，求生存，谋发展，就必须更加注重人才培养模式的改革与创新，切实把握好着力点，努力提高教学质量，谋求长远可持续发展。

五维体系建设理念具有重要的理论意义，即以提高学生工程实践能力为出发点，不断深化工程实践教学改革，创新和完善大学实践教学的理念和模式。通过五维实践模块的建立，将教学内容改革、教学资源建设、教学过程管理三位一体协调运作。同时，通过这种多层次实践教学体系的建立，将教与学紧密融合，高度互动。五维体系改革具有一定的实践价值，这一工程实践教学体系已在华南理工大学开展了具体的实践与探索，我们会把创新意识教育和创新实践活动有机结合，理论联系实际，并及时总结经验。希望这种探索能为所有研究型大学提高学生工程实践能力提供借鉴作用。

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