“开放式”实践教学体系的构建与实施——以“电气工程实验中心”为例

乔占俊，李学哲，徐 斌

(华北科技学院机电工程学院，北京东燕郊 101601)

0 引言

应用型本科院校以“厚基础、强能力”为教育理念，以学生工程实践及综合应用能力培养为目标，而应用型本科院校的实践教学体系则承载着对学生工程实践技能、应用能力以及创新精神培养的重任。因此，结合学校特色，淡出传统封闭式实验教学，构建适宜应用型人才培养需求的实践教学体系，探索实施“开放式”实践教学已成为当前高校实践教学改革的必然选择［1－3］。

适应“开放式”实践教学改革需要，从实验及工程实训出发，通过推进“三层次两结合”实验室规范化建设和实践教学体系完善，制定科学合理的实验室管理制度和实践教学激励机制，设立实验室开放专项基金和实践学时学分，加强实践教学师资队伍建设等措施，探索实施以学生为中心的“开放式”实践教学，即解决了实验室开放过程中成本增加、工作量增加等问题，又使学院相关专业学生的工程实践技能和综合应用能力得以提高，创新能力、科学探索精神及团队合作意识得到加强［4－6］，同时也使学院“电气工程实验中心”的实践教学和管理水平提高到一个新水平。

1 “开放式”实践教学理念

应用型本科人才培养注重实践性、应用性和技术性，注重工程实践能力和综合素质及发展潜能的培养［7］;强调相对宽泛、深厚、扎实的理论基础教育，以及自主学习、知识更新等后续发展能力的培养。基于此，学院“电气工程实验中心”尝试创建以“开放”为主题，以“三层次两结合”为抓手的“开放式”实践教学理念。

1)“开放”的主题:实践时间开放、实践教学内容开放、实践教学方式开放、实践教学管理手段开放、实践教学评价机制开放。

2)“三层次两结合”的抓手:实践教学与理论教学结合、实践教学与工程实际结合，逐步形成“基础层、实践层、综合应用层”的人才培养机制。首先，依据应用型本科院校教学要求，结合电气工程学科特点，修订教学大纲，以加强基础理论与基本实践能力培养;其次，在基础层的基础上，增加实践选修学时与学分，鼓励学生多进实验室，深入电气设备等生产企业，通过各类实验、实习切实提高基本实践技能;此外，在实践层的基础上，鼓励学生结合工程实际，尝试各类电气小器件、小设备的创新设计，鼓励学生积极参与各类电气设备制造与试验、电力系统运行与维护等应用性实践过程，为其毕业后顺利从事相关工作打下必要的基础。

2 优化整合资源，构建“开放式”实践教学资源平台

2.1 整合校内实践教学资源

为搭建“开放式”实践教学资源平台，学院将“电力系统及自动化实验室”、“继电保护实验室”、“电气控制实验室”、“机电一体化实验室”、“电工技能实训室”、“高低压电气设备实验室”、“电工室外操作技能训练基地”等整合为“电气工程实验中心”，实现资源优化配置与集中管理，以为“开放式”实践教学提供便利。

1)提升实验室的教学服务功能，调整实验室结构布局，更新仪器设备，配备电化教学设施，尝试将“电器学”、“电力系统继电保护原理”等理论课程的教学迁移至相应实验室进行，探索实施理论与实践“并行”的“开放式”教学［8］。

2)补充购置能满足开放性实验要求及教师科研需要的仪器和设备，既为学生独立进行综合性、设计性等实验创造条件，也为学生参与教师科研项目创造条件。如实验中心新购置的“电力系统及自动化综合试验系统”、“电力系统动态模拟试验系统”等科研实验设备。

3)优化配置实践教学人员构成，从相关企业引进曾从事多年电气工程工作的高级工程师承担实践教学指导等任务，解答学生在开放性实验、实训、实习等过程中遇到诸多工程实际问题。

4)开放实验室，设立实验室开放基金，规定选修实验学时、学分，鼓励兴趣浓、能力强、肯钻研的学生选修实验学分或参与教师的科研项目，在教师指导下查阅文献、拟订实验方案，探究各类电气工程专业难题。

2.2 加强校企合作，拓展校外实践教学资源

学习借鉴河南工程学院应用型人才培养方面的先进经验，“实验中心”与相关生产企业签订合作协议，开展校企产学研合作，拓展“开放式”实践教学新资源，提高实验室开放水平，为我校应用型人才的培养做出了有益、必要的补充。

1)实验条件所限，诸如“电气设备过电压冲击试验”、“交流耐压试验”、“冲击合闸试验”等实验项目学院内尚无法完成。通过校企产学研合作，鼓励学习优秀、肯钻研的学生申请到相关企业进行类似贴近工程实际的实验，并获得双倍学时、学分。实验过程中，学生可获得企业工程技术人员的现场指导与帮助。

2)学院多位专业老师参与相关企业的产品研发，为其提供技术支持，基于此，多年来诸多学生的毕业设计、毕业实习等均在相关企业内完成;企业设立定向奖学金，奖励电气工程一线的学生，并优先接收基础扎实、实践能力强的毕业生就业。

2.3 挖掘资源潜能，开发“综合性、设计性”实验项目

经过多年扶植建设及探讨实践，结合校内实验设备及实验资源，“实验中心”开发出有一定深度的综合应用性、创新设计性实验项目，并建立了相应的开放实验项目选项库，配备“双师型”教师对学生实验过程进行指导。例如，结合“DJZ－ⅢC型电气控制及继电保护综合实验台”等设备，开发“三段式电流微机保护”、“电流电压联锁微机保护”等综合性实验项目;结合“WDT－ⅢC型电力系统综合自动化试验装置”，开发“同步发电机准同期并列”、“电力系统暂态稳定”等设计性实验项目;结合校企产学研合作项目及校外实践资源，开发“电气设备过电压冲击试验”、“交流耐压试验”、“校正三相变压器组别或单相变压器极性”等与工程实际紧密相关的实验项目。

在“综合性、设计性”等应用性实验过程中，要求学生理论与工程实践相结合，查阅资料、制定方案、调试实验、分析结果，对实验现象进行分析、处理、储存并创造性地加以应用，实现“感性→理性”，再由“理性→感性”的认知过程;同时，在实验过程中，使学生真正体会到一个科技工作者进行科学探究的艰辛历程，其严谨的逻辑思维以及综合实践能力进一步得到培养。

2.4 “开放式”实践教学的师资构建

“开放式”实践教学对实验指导教师和实验技术人员的素质提出了更高的要求。为此，“实验中心”通过多年建设与完善，从三个方面逐步完成了“开放式”实践教学师资平台的搭建。

首先，学院从师资培养机制、教师授课学时分配等方面，积极引导理论授课教师参与实践教学、实验指导，避免理论与实践脱节;激励理论授课教师根据自己的科研项目及参与企业应用技术研发等项目，结合工程实际需要开发新的开放性实验项目，加强实践教学和电气工程实际的联系，加强学生实际应用能力的培养。

其次，基于应用型本科院校的定位，“实验中心”借鉴部分高职院校的做法，先后引进多名曾在发电厂、变电所等电力部门从事过多年电气运行及维护工作，既有较深厚的专业理论知识，又具备丰富的电力系统运行经验的“双师”型教师参与校内“开放式”实践教学，发挥其工程实践经验丰富等优势，承担部分理论教学任务和校内外实践教学指导。

再次，在校企合作中，聘请企业工程技术人员担任学生的校外实践指导教师和毕业设计指导教师，形成一套互惠互利的合作机制，切实加强实践教学和工程实际的联系，加强实践教学和学生需要的联系，逐步形成开放的、特色鲜明的实践教学体系和应用型人才培养的机制。

3 “开放式”实践教学的管理、实施及考核

在成功搭建“开放式”实践教学资源平台后，依据修订后的“开放式”实践教学大纲，逐步完善“开放式”实践教学的管理、实施及考核办法，切实保证“基础层、实践层、综合应用层”的人才培养机制的落实。

3.1 “开放式”实践教学的管理

1)实践教学的师资管理。一方面，在实践教学指导学时及课酬分配、实验室开放基金申请等方面，鼓励教师积极参与“开放式”实践教学，开发开放性实验项目;另一方面，在实践教学指导过程的管理上，要求教师结合应用型人才培养的目标，不断学习，增加知识储备，以保证实践教学质量。同时，建立学生对教师的实践教学测评等考核机制，落实责任制，杜绝走过场，切实保证应用性的实践教学指导。

2)实践教学资源的管理与维护。对于校内实践教学资源，落实责任制，尝试“师生共管”模式，杜绝粗放式实践教学，严格实验操作规程，形成规范、良好的实验、实践习惯，防止“开放式”实践教学引起的设备损坏率上升等问题。对于校外实践资源，主要是加强与合作企业的沟通与联系，为学生的应用性实践教学提供便利条件，一方面鼓励学院教师参与企业的产品研发与技术指导，另一方面聘请企业工程技术人员为校外实践教学指导教师，并依据学院外聘专家课酬标准支付课酬，以保证“开放式”校外实践教学的顺利实施。

3)规范“开放式”实践教学流程。“实验中心”公布开放性实验项目、实验学分及实验指导教师，学生填写“开放性实验申请表”并提前预约，指导教师审查申请表中关于实验目的、实验准备情况等内容，并按照约定时间准备实验设备;需要在校外企业进行的实验、实践项目，指导教师做好赴外实验、实践的沟通、联系及准备工作。

3.2 “开放式”实践教学的实施

在“开放式”实践教学内容的安排上，破除以单个理论课程为基础进行实验的传统模式，构建体现多目标(基本实践能力、综合设计能力、工程应用能力)和多层次(基础层、实践层、综合应用层)的实践教学体系，既包括专业课程验证性、综合性、设计性实验，也包括各类训练、设计实习等。突出“综合”与“应用”，力求系统链接各类实验、实践，强化学生工程实践及综合应用能力的培养。

为保证“开放式”实践教学的实施效果，在获得开放性实践、实验等项目审批后，学生须查阅相关文献资料，做好实验项目的预习，掌握实验原理和方法，制订科学合理的实验方案;指导教师与实验技术人员须做好开放实验项目各种仪器设备的准备工作。在实验、实践期间，要求指导教师认真负责、全程监护，帮助学生解答自主实验过程中遇到各种问题，以保证实验项目的安全、顺利完成，降低仪器设备损坏率。实验、实践教学完成后，要求学生对实验数据记录、实验操作过程、实验结果、收获与体会等进行认真总结，撰写并提交实验报告、研究论文;指导教师对学生开放性实验过程及结果进行评估，包括实验报告的批改、成绩与学分的评定等。同时，学生在学院教师评价系统对指导教师及技术人员的工作进行评价，以作为教师工作量核定的依据之一。

3.3 “开放式”实践教学的考核与激励

“实验中心”根据“开放式”实践教学的不同环节建立激励与考核机制，以多种形式、从多个角度全面客观地考察学生对基础理论、基本技能的掌握，引导和鼓励学生通过多种形式的实践，努力提升其综合应用能力和专业素质。

1)将“开放式”实践教学纳入学生实践教学环节，规定最低开放性实验选修学分数，鼓励和引导学生主动参加开放性实验;指导教师根据学生在实验过程中完成实验的情况，包括实验方案设计、实验操作技能、实验数据处理，以及学生撰写的综合性、设计性实验报告、研究论文等，综合考核评估学生应用能力水平，给出实验、实践成绩及选修学分。

2)引导和激励学生完成“综合应用性”和“创新设计性”试验并取得相关成果，诸如发表论文、参加各类应用技能竞赛等，并以此作为优先推荐评审奖学金、优秀毕业生等的条件。

4 结语

以应用型人才培养为目标，树立“开放式”实践教学理念，整合校内实践教学资源，加强校企产学研合作，拓展校外实践教学资源，开发应用性实践、实验项目，完善“开放式”实践教学师资构成，构建“开放式”实践教学体系，改进实践教学管理手法，切实保证“基础层、实践层、综合应用层”的人才培养机制的落实。多年来，学院相关专业毕业生就业单位反馈信息显示，毕业学生能够较快地接受专业新知识、新信息，培训周期短，上手快，综合应用能力较强;也显示出我院“电气工程实验中心”应用型人才培养模式下的“开放式”实践教学改革成效显著。

［1］ 杨珩.开放性实验教学对创新型复合人才培养的探索［J］.实验室研究与探索 ，2008，27(3):129.

［2］ 张军，吴春雷.关于高校实验室开放的几点思考［J］.教育与职业，2010，(15):161 －163.

［3］ 王峰，鱼静.高校开放实验室与学生创新能力培养［J］.实验室研究与探索，2011，30(3):320－322.

［4］ 郑家茂.构建开放创新实验教学体系推动学生自主学习［J］. 中国高等教育，2009(5):39－41.

［5］ 岑岗，余建伟.构建学生自主管理的开放型项目教学新环境［J］.实验室研究与探索，2011，30(2):158－160.

［6］ 侯凤才，张国华.高校实验室开放存在的问题与对策分析［J］.实验室技术与管理，2011，28(1):177－179.

［7］ 沈宏琪，麦林.应用型本科实践教学探讨［J］.中国大学教学，2009，28(19):107－108.

［8］ 刘少海，乔占俊.“实验型”课程教学模式的研究［J］.实验室研究与探索，2007，26(5):90－92.