研究生课程“现代测试技术实验”的教学改革实践

刘国福， 李 慧， 熊 艳

(国防科技大学 a.机电工程与自动化学院; b.人文与社会科学学院，湖南 长沙 410073)

0 引 言

实践能力是研究生培养质量的重要指标，也是研究生具备自主创新能力的重要基础。而研究生实验教学是提升研究生实践能力的重要途径[1-2]。大量的事实证明，研究生实验技能的高低，决定其科技创新水平的高低。如何提高研究生培养质量，营造良好的科研环境，促进研究生科技创新能力的提高，成为当代研究生教育工作者的主要课题[3-7]。

国防科技大学为加强研究生实践能力的培养，要求理工类研究生必须完成2学分独立设置的专业实验课。仪器科学与技术系承担着学校仪器科学与技术一级学科的学科建设和人才培养任务，自2002年起就开设了针对提高研究生动手能力的实践环节必修课程“现代测试技术实验”。开课的目的是通过实验设计，启发学生的创新思维；通过系统实验，提高学生独立解决实际问题的能力。经过十来年的摸索、改进，通过课程内容的设置、教学方法的改革，使得实验课收到了较好的效果。下面笔者依据从事该课程教学与实验的工作积累，谈谈在该课程教学改革方面的探索与认识。

1 教学改革主要内容

1.1 课程模式与教学内容改革

传统的课程设置与教学模式为：① 以理论课教学为主、实验教学为辅，少数选修课甚至根本不做实验。这种模式往往使理论与实际脱节，不利于培养学生的工程实践与技术创新能力；② 理论课、实验课单独设课，这种方法表面看起来是强调了实验环节，但是两者之间融合、协调、沟通不够，缺少系统性，实践效果经常事倍功半，有时对教学资源是一种浪费[8]。

“现代测试技术实验”课程具有技术先进、发展迅速、实践性强等特点，我们采取的教学模式既不同于理论课、又不同于实验课，也不同于技术培训班，而是一种结合各自优点的新型教学模式。具体教学内容安排与教学模式为：在36学时的课程总学时中，课堂讲授12学时，设计性、创新性实验20学时，研讨课4学时。课堂讲授的12学时中，现代测试系统技术现状与发展趋势2学时，测试系统的动、静态测试方法2学时，测试系统与仪器2学时，现代测试理论2学时，总线技术与虚拟仪器2学时，现代测试系统设计方法2学时。在20学时的实验与工程设计时间中，安排了基础实验内容为4～8学时，而12～16学时为设计性、创新性实验，这种教学模式比较适合应用广泛的先进通用技术类研究生课程教学，可在较短的时间内，迅速有效地提高学生的理论水平、工程实践与创新设计能力。4学时的研讨课教学则可以充分挖掘课程参与者(学生和教师两个方面)的学理潜能，最大限度地进行认知互动，从而深化对课程主题的认识，实现学术交流的最佳效果，达到“学有所获，教学相长，日学日进”的教育境界。

1.2 教学方法和手段改革

改变以往只有课堂教师讲授的教学方式，学习西方发达国家一流大学的研究生课堂组织方式，积极引导学生开展自主研讨[9-10]。研讨内容的确定采用以下两种方式交叉进行：① 授课教师根据不同教学环节指定研讨内容，并下发讨论提纲，学生根据提纲课外准备，然后集中讨论，阐述自己对指定议题的看法；② 由学生根据课程大纲规定的内容范围，选定自己感兴趣的相关议题，提交课堂进行讨论。首先是学生阐述其中的科学技术问题和相应解决措施和方法，再由其他的同学进行提问、辩论和反驳。在教学方式上我们采取了以下几种方式：完善课上演示实验条件，使授课内容“形象化”；合理安排讲授、研讨和实验3个教学环节；将传统的板书教学和现代多媒体教学手段有机结合起来；树立以人为本、兴趣牵引实验、实验带动创新的理念，充分调动学员的积极性；建立“现代测试技术实验”课程网站，充分发挥网络的作用，增强老师与学员的交流。

1.3 分层次模块化实验教学

参加“现代测试技术实验”课程学习的学生来自于全校航空航天与材料学院、机电工程与自动化学院、电子科学与技术学院、光电学院等4个学院的不同学科，有应届的本科毕业生、工作多年再考取的研究生(有一定实践经验的人员)以及部分在职进修人员，这些学生的水平相差很大，使得课程教学内容安排、教学重点与进度都难以掌握。实践中，我们采用了分层次模块化的实验教学方式。① 我们以仪器科学与技术学科的学生知识基础为参考进行课堂教学，统一施教，但对不同学科专业的学生提出了不同的要求。② 在实验课部分我们将实验内容分为基础实验、系统设计实验和创新设计部分；③ 根据每个学生的知识基础、学科与科研方向、学生意愿，把全部学生分别组合成多个实验小组，根据不同的培养任务来完成相应的实验内容。我们特别鼓励学生结合学位论文课题、科研项目进行创新设计，现已有部分研究生将专题实验与其所做课题结合起来综合考虑，取得了较好的效果。这种分层次模块化教学方式既有利于基础好的学生更深入地钻研，也有利于基础一般的同学循序渐进、由浅入深地学习，从而提高了学生的学习兴趣与积极性。近两年的实践表明，这种教学方式适合于不同学科、不同基础的学生学习，增强了学生的独立工作能力，优化了教学资源，大大提高了教学效果[11]。

1.4 科研与教学良性互动，丰富学生创新实践内容

任课老师大多同时主持或参与了多项国防科研项目或基础研究项目，具有丰富的科研实践经验。近年来，我们将一大批科研成果中的成熟关键技术编入教材或作为案例，充实丰富教学内容。通过科研经历的生动讲述，使学生了解现代武器装备对传感器与测试技术的迫切需求。这样就大大提高了学生的学习兴趣和热情，也使得课程具备了明显的军事特色。同时，一批高水平科研成果运用于实验开发与建设以及学生的创新实践，充分发挥了科研对教学和人才培养的促进作用。同样，学生的创新思维和思想也给任课老师以极大的启示，2003年至今课程组老师连续申请到现代测试技术有关的国家自然科学基金项目6项，充分体现了教学与科研、教师与学生之间的良性互动。

1.5 改革考试办法，重在考核能力

研究生阶段的教学方法与考试方法均与本科生阶段有很大的不同[12-15]。本科生阶段主要强调基本知识和基本训练，而研究生阶段更强调素质和能力的培养。包括：动手能力、工程实践能力、实践中运用理论知识解决实际问题的能力、相互合作能力和总结表达能力等。像本科生那样只进行笔试已经不适合对研究生的诸多能力的考核，尤其是实验课程。改革后的考核方式为：根据学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力及完成实验的质量给出相应的成绩，其中基础部分实验占40%，设计和综合性实验占40%，读书报告、实验报告和研讨课占20%。综合设计报告应该包括：方案设计、硬件原理图、软件流程框图、调试中遇到的问题及心得。这种考试方法能够尽可能地考核学生的各项能力，督促研究生有意识地加强工程实践和创新能力的锻炼。

1.6 改革实验室管理机制

现代测试技术实验室挂靠在学院仪器科学与技术学科研究生实验中心。该中心运用全开放式管理模式，为学生自主学习、个性发展、培养创新能力提供了充裕的时间和空间，使学生成为实验的主人、教学的主体，变被动学习为主动实践，极大地激发学生的实践兴趣，促进学生创新思维、创新能力的发展[16]。我们还将实验室的实验设备和开展的项目等公开，让研究生在自由、开放的研究环境中选择实验和接受专业指导。只有这样，才能实现实验条件的共享，实现实验资源的动态流动，提高实验室的使用效率，最大限度地开发研究生的科研创新能力。

2 结 语

上述教学改革措施围绕专业理论知识、工程实践和创新设计展开，专业知识学习与相应的实践知识及经验学习相统一，较好地解决了理论与实践的二元分离，促使学生触类旁通，将所学知识结合到今后的专业实践中去，实现了既丰富理论学习内容、又锻炼和提高应用与实践能力的目标。

几年来的教学实践效果和学生的反馈信息来看，通过上述几个方面的教学改革，确实激发了学生学习的兴趣，拓宽了他们的学科视野，提高了他们的工程实践能力和创新能力，真正体现了“知识、素质、能力综合培养”，基本上达到了本门课程开设的目的。今后需要注意跟踪当前国际先进水平，不断修改教学内容，开发研制新的实验，以满足培养综合素质高、实践创新能力强的人才的需要。

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