多层次、开放性、信息化实验教学模式的探索与应用

王 倩

（武夷学院 土木工程与建筑学院，福建 武夷山 354300）

多层次、开放性、信息化实验教学模式的探索与应用

王 倩

（武夷学院 土木工程与建筑学院，福建 武夷山 354300）

实验教学是本科教育教学的重要组成部分，是理论教学的继续、补充、扩展和深化，随着近几年社会对应用型人才需求的不断增长，传统的实验教学模式已经不适合现代化高校的发展，不利于创新人才的培养，为了培养创新，适应社会的应用型人才，有必要对传统的实验教学模式进行改革，建立多层次、开放性、信息化的实验教学模式.

实验教学；多层次；开放性；信息化

1 引言

实验教学是本科教育教学中的重要组成部分，是理论教学的继续、补充、扩展和深化，是树立学生工程意识、培养学生实践动手能力和创新能力，增强学生综合素质的重要环节.随着社会发展和科技进步，社会对于学生的要求已经不再是以前学以致用，而是有所创新，这就要求实验教学不仅是教授学生专业知识，同时还要培养学生实践能力和分析问题，解决问题的能力，在这种形势下，要求高校要改变旧的实验教学模式，探索新的实验教学体系和教学模式，促进学科发展和进步，培养适应社会的的产业人才.

2 传统实验教学存在的问题

2.1 实验教学不受重视

在实验课程的设置上，传统的实验教学，是隶属于理论教学的，实验内容也是依据理论课程设置的，相当于是理论课程的辅助,实验成绩也是做为理论课程的平时成绩来考核的，没有单独的考核方式.[1]这些课程设置上的不足，导致学生不够重视实验，实验教学达不到应有的成效.

2.2 实验课程设置不合理，实验层次低

实验课程设置不合理，缺乏整体性，全局性，各专业课程独立设置实验，使得实验内容无相关性，或内容重复.如土木工程专业的《土木工程材料》和《材料力学》这两门课程都会安排金属材料拉压实验，《土木工程材料》和《土力学与基础工程》这两门课都会安排材料颗粒筛分实验，如果不是实验室统一安排，很可能就会造成实验内容重复.同时实验项目设置单一，只有少数的一些验证性实验，没有串联多个专业课程的综合设计性实验，实验课程层次低，设置不合理.

2.3 实验室开放率低

传统实验教学内容单一，实验室利用率低，实验设备使用率低，学生除了课程安排的课内实验，其他时间基本不会使用实验室，学生想利用实验室做实验，没有政策上的支持和鼓励，使得想用实验室而不得，削减了学生动手和创新的热情，使得自己科研创新的想法没处实施，而实验室和实验设备一直处于闲置状态，也造成了很大的资源浪费.[1]

3 土木工程多层次、开放性、信息化实验教学模式探索

随着近几年高校的发展壮大，社会对应用型人才的需求不断的增长，传统的实验教学模式已经不适合现代化高校的发展，不利于创新人才的培养.为了保证实验教学的质量，培养适应社会的应用型人才，有必要对传统的实验教学模式进行改革探索，建立多层次、开放性、信息化的实验教学模式.

3.1 多层次的实验教学体系

土木工程专业是一门实践性，应用性很强的专业，根据土木工程专业人才培养方案，对传统实验教学体系进行优化和改革，更新了实验教学内容，在原来验证性实验基础上增加了综合性，创新性的实验内容，将实验课程分为三个层次，基础性实验，综合性实验，创新研究性实验.[2]基础性实验是本科生必须达到的实验要求，学生根据实验指导书的要求，在实验老师指导下，完成实验.综合性实验是在基础性实验的基础上，将多个知识点揉合成一个综合性问题，一般是老师给出一个实验题目，学生根据所学课程，自己进行学习研究，拟定实验方案，设计实验方法，独立完成实验，得出实验结论.[2]创新研究性实验以结构设计大赛，大学生创新项目，教师科研课题为主，通过教师指导，使学生加入到实际工程或科研课题中，运用自己所学知识，解决实际工程问题和科研问题.

3.11 基础性实验

对于基础性实验，为了使实验教学更规范合理，学生更重视，我们实验室从2015级学生开始，采用基础性实验课程单独设课，实行学分制，这样就使得实验课程与理论课程独立分开，改变实验课程隶属于理论课程的状况，建立独立的考核体系，提升实验课程的重要性.实验课程作为必修课程，每门实验课程最少12学时，最低0.5个学分，要求学生每个实验都要自己动手完成，通过正确的实验操作，进行实验过程观察，数据计算和处理，分析得出被验证的原理或结论.最后根据自己实验资料综合处理，形成完整的实验研究报告.实验教师也根据人才培养方案不断的调整，开发设计新的实验项目，优化教学内容，根据土木工程专业发展趋势，更新相对陈旧的实验内容，引入反映新技术，新科技的内容，做到与时俱进，与工程实际接轨.

3.12 综合性实验

对于综合性实验，实验室将原来单一知识点的实验项目，进行优化，通过一个综合性的问题将多个知识点联系起来，形成一个综合性的实验项目，使原来单一实验达不到的教学目标通过综合性的实验来完成，这样增强了专业课程之间的联系，使各知识点能联系起来，提高了学生融会贯通的能力.随着实验室教学的深入，实验室也更多的研究和开发新的综合性实验，争取使实验内容向广度和深度扩展，提高实验教学的效果，达到实验教学的目的.

3.13 创新研究性实验

对于创新研究性实验，主要以结构设计大赛、大学生创新实验和教师科研课题为主.结构设计大赛每年举行一次，采用不同的设计题目,涵盖大学所学的所有结构类型.2017年结构设计大赛题目为木质多层房屋抗震结构模型设计、制作和加载实验，要求学生制作的模型既要轻巧，又要经受住振动台模拟的各方向地震力而屹立不倒，模型没有大的变形，这不仅考验学生的结构和力学知识，还要求他们有比较强的动手能力.这个设计题目也是基于我国近几年地震频繁发生，在房屋结构设计时，要进行抗震设计的一个现实背景.在比赛中，参赛选手要求按照题目进行结构选型，并对结构模型进行力学分析并动手进行模型制作，然后在模拟地震的震动台上进行加载施力，检验模型的抗震能力和变形能力.整个结构设计大赛，从构思，设计方案再到结构计算，模型制作，都是由学生团队自己独立完成，这就增强学生实践创新能力和团队合作能力，提高了学生的职业技能素质，为将来进入社会工作奠定了坚实的基础.同时通过创新研究性实验可以增加专业学习趣味，提高学生对于土木工程专业的热情，培养学生的科研能力和创新探索精神.

多层次实验教学是根据学生的特点和兴趣方向由浅入深，循序渐进的实施不同的教学模式，对于大一，大二学生，集中在大学的前三个学期，主要以基础性实验为主，使学生通过实验加深对所学课程的理解，掌握实验基本原理和实验方法步骤，重点培养学生的基本实验技能及认真求实的态度.对于大二，大三学生，集中在大学的四到六学期，主要是综合性实验，重点培养学生融会贯通，学以致用，综合运用所学知识的能力.对于大三大四学生.集中在大学七八学期，主要是创新研究性实验，以老师科研及结构设计大赛为主，使学生最大的接近工程，尽早的接触到高水平的科研，重点培养学生的科研素质和创新探索能力.

3.2 开放性的实验教学体系

多层次的实验教学体系需要实验室开放性的教学体系配合，随着实验教学模式的改革，为了满足多层次实验教学的要求，实验室由原来的封闭式管理转向开放式管理.对于基础性课程,一般采用实验室统一安排时间，以班级为一个主体，实验教师统一授课，统一进行实验指导.对于综合性实验，一般采用选课系统，实验室通过土木实验教学中心网络信息平台，发布开放性实验项目，开放时间，学生根据自己的时间和兴趣自己选择，进行网上预约，经实验审核通过后，按照所预约时间进入实验室进行实验.对于创新研究性实验，由于实验时间比较长，实验过程比较复杂，实验室一般都是全天性开放，学生根据自己的实验内容和实验室空闲时间，向实验室提出申请，具体包括实验时间，小组成员，成员分工，实验计划书，实验安全预案等，实验室经过审核研究，认为可行通过后，学生即可进入实验室设计完成实验.

3.3 信息化的实验教学体系

多层次、开放性的教学体系需要信息化的体系做基础，随着信息化的发展和实验室的扩大，实验室传统的以纸质文件,手工记录为主的管理渐渐不适用现在的实验室发展，信息化的实验教学模式逐渐提上日程.[3]开放性实验选课，实验室安全实时监督，仪器设备使用管理都需要细致性、实时性数据，实验室对外开放，学生进入实验室前的安全培训及考核都需要信息化的实验室来配合，这就要求实验室管理要有一定的信息化水平.为了更好的进行实验教学管理，实验室建设了土木实验教学中心网络信息平台，这就拓宽了学生的学习途径.利用网络信息平台提供实验课程信息及实验教学相关资料，并通过网站平台公布实验中心近期开放的实验项目及可选的开放性实验的时间，实现网络信息辅助实验教学的作用，使网络成为引导学生实验的第二课堂.[4]

4 土木工程多层次、开放性、信息化实验教学模式实施效果

通过这一年的实验教学改革，学生对实验课程的积极性和兴趣逐渐高起来，学生逐渐的重视实验，热爱实验，有通过实验解决实际问题的想法和热情.学生从传统的实验教学中被动实验翻转到自己设计，自己探索，自我为主的实验模式，这对于动手能力，创新能力和综合解决问题的能力的提升有很大的帮助.

5 结语

实验教学作为高校教育的一个重要组成部分，对于专业人才的培养起着不可替代的作用，加强和改进实验教学体系对于培养学生的动手能力和创新能力有重要的作用，实验教学模式的合理性和创新性对于学生进入社会，接触专业有更好的帮助，使得所学知识不止存在于课本上，还存在于周围自己能看，能接触到的地方，培养了学生学以致用，融会贯通的能力，使所学知识活起来，为自己所用，为社会所用，同时对于培养更深层次的创新和科研人才具有重要的作用.

〔1〕么洪飞，闫华，徐凤霞.自动化专业开放实验教学模式的构想与探究[J].高师理科学刊,2016（8）.

〔2〕秦杰，刘红玲，刘恩岐，巫永华，陈尚龙，唐仕荣.地方本科院校分层次开放性实验教学体系的构建与实践[J].实验室技术与管理,2013（10）.

〔3〕吴迪，毕胜，谭克俊.建设创新型、信息化、开放性的电工电子实验室[J].中国现代教育装备,2015（3）.

〔4〕张靖静，肖鹏，李综琦.土木工程专业系列实验教学平台建设[J].高等建筑教育,2011（20）.

G642.423

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1673-260X（2017）10-0217-02

2017-07-18