新工科背景下自研设备对应用型本科实验教学促进作用的探索——以安徽三联学院为例

李阿芳，郑 岚，张春光

（安徽三联学院 电子电气工程学院，安徽 合肥 230601）

1.引 言

从大多数应用型本科高校培养工科类学生的整个培养方案来看，理论教学和实践教学是工科类学生培养体系中的两大最重要部分和环节，而其中实验教学又是实践方面教学的主体，纵观全国各类工科类高校，都是通过实验教学完成实践教学这部分培养内容的。通过较为客观的实验室实验，不仅可以让学生掌握基本的实验技能、培养特定思维，还能够使学生加深对理论知识的理解，将理论与实践结合得更紧密。这是有利于社会生产发展的，更有利于培养学生的设计和创新能力，使学生的实践综合素质得到普遍提高。[1-2]先从专业技术方面来看，学生四年过后毕业达不到企业要求，有些人总是以理论知识不足为借口，而实际上很多学生的实践能力也近乎等于零。大学课堂的理论内容与实际需求严重脱节，老师只是单方面讲理论，而忽略了与理论密切相关的实践使用，只有通过亲自动手的实际使用，才能真正掌握理论知识。从这个角度看，实验教学对于学生的四年培养是重要的组成部分，不可或缺。再从提高学生实践能力方面来看，无论是各个高校还是国家都为了解决实践问题投入了大量的财力去建设工程中心、进行校企联合，但是都因为不同的原因效果不尽如人意。原因在哪里？我们结合近年来的工科教学发展来看，大多数的实践项目、实习项目、毕业设计，课程设计一部分可能是无实际意义的纸上项目，这一部分只是思想上的东西并没有真正去动手实践，到最后基本都是纸上谈兵，没有任何较强的实际意义，也不会带来较好的社会价值。只有把真正有用的实际项目和真正设计性、实践性的实验作为学生的实践活动，才能充分锻炼学生和检验学习效果，而且学生辛苦劳动的成果也可以产生真正的社会价值。很多老师感觉对于自妍实验仪器的创新很难，对于一个具体的实验设备无从下手尤其是专业相关项目，但是真正着手去做的话其实没有那么难。安徽三联学院电子电气工程学院各专业均是工科专业，为培养应用型人才，学院积极开展校企产学合作，与惠而浦(中国）股份有限公司合作共建实验室，与科大智能科技股份有限公司、美的集团合肥公司等多家知名企业共建校企合作基地，同时学院重视学生课外科技创新活动，组织学生多次参加全国大学生电子设计竞赛、全国物联网创新与创业大赛、安徽省“双百”科技竞赛、安徽省机器人竞赛等赛事，将所学知识转化为实际比赛中解决问题的能力，提高学生的创新思维及实际动手能力。本文根据目前社会发展要求、高校实验教学现状与发展以及高等教育改革与高等教育质量工程建设要求，简要论述通过自主研制实验设备来探索对应用型本科实验教学促进作用。

2.自主研制实验教学仪器面临的问题

一是专业实验特征。由于各应用型本科实验教学具有较强的特色性和易变性，即使是某一地区的相同专业，各高校也会根据自己的教学培养方案突出自己的教学特色，这使得实验仪器生产厂家难以找到和把握这方面一致的、规模较大的和相对稳定的需求；所以对于此类仪器一般只适合开设通识实验，在学校专业特色培养过程中意义并不明显。[3-4]随着社会的发展，与专业理论课程教学内容一样，专业实验教学也必须紧随社会发展做出相应改革。二是难以买到满足学校特色的专业实验教学仪器设备。具有较强特色的专业实验教学仪器设备一般需要定制，有的是价格高昂，对于普通应用型高校在有限的资金下无法采购，或采购数量少。另一方面，就全国范围内的应用型本科高校发展来看，各自制定的教学培养方案对应在专业实验教学上是各具特色的或是能够较好满足自己本校需求的教学实验仪器，对实验仪器生产厂家较难对此形成规模较大的和相对稳定的需求，因而开发相应的实验仪器设备产品效益难以保证。所以，现阶段的大部分生产厂家很少在此方面投入较多的资金，要么开发出的产品由于技术较先进，投资相对较大，专用性强，社会需求量小，往往这部分设备价格较贵。所以很难在市场上寻找到满足各自特色的专业实验教学需求的产品设备。[3-4]三是不利于售后及二次开发。近年来，众多高校抓住新一轮教育改革机遇，各省政府积极响应号召，大力推进本省教育建设工作进展，出现了仪器采购新一轮风潮。但对于应用型本科高校，部分专业具有自身特色，在仪器采购中相关产品并不能很好满足需求。而且特色专业需求量较小，具有专业特色培养的仪器设备往往会后期维护维修不及时，且因为厂家对自己的仪器设备有技术保密，使用的教师和学生很难进行二次开发，从长远来看，并不利于教师的教学和对学生的创新培养。

3.自制实验设备是促进应用型本科实验教学的重要手段

一是自制实验设备能提高实验教学效率。在实验室的建设与管理工作中，加强仪器设备的管理，提高其完好率，延长其使用寿命显得十分重要。一方面我们可以对实验室的设备建立仪器设备维修档案，定期维护保证其正常运行；当仪器设备出现故障时应进行登记，记录故障的原因和维修情况等情况。另一方面，我们要加强教师对相关仪器设备的了解，可以通过培训或者是进修相关知识。[5]这部分工作不仅给仪器建立起了完整的技术资料，还可以总结设备的维修技术经验。二是自制实验设备能提高实验室仪器设备使用率，保证实验教学质量 。随着众多高校都在试图抓住新一轮教育改革机遇，另一方面为了各省政府积极响应号召，大力推进本省教育建设工作进展，全国众多高校相继出现了仪器采购一轮又一轮风潮。高校实验室投资力度的加大，实验室仪器设备的总值也在迅速增加，加强实验室仪器设备的科学化、规范化管理、提高实验室仪器设备的使用效率，同时保证实验教学质量，已成为高等学校特别是工科类院校实验室仪器设备管理的一项重要任务，这对我们教师队伍提出了更高的要求。为了提高仪器设备的利用率，各实验室在满足本学院学生实验教学、科研任务的前提下，应增加一些增强学生之间合作的综合性和创新型实验，学生也可以根据自己的兴趣选择实验题目，也培养了学生的分工合作能力；在老师的指导下自主完成整个实验的全过程，学生在实验中通过对数据和现象的分析，进行理论知识的开拓和应用。除此之外还可以培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生建立对实际问题之后分析、解决的一系列的思维，提高对所学知识的应用能力。并在此基础上，拓展学生的创新能力。[1-6]这里所说的创新能力是可以创新性地解决生活、工作、学习的各种问题，结合专业的创新需要扎实的专业理论基础，更需要新技术和新方法，这正是高等教育最希望的目标。创新创业是一项非常有意义的事情，我们在教导学生开展创新创业活动的同时、让学生了解创新的本质、让学生在完善自己的同时，我们的教师队伍也要提高对创新创业的认识程度，所以自研实验教学设备另一方面还可以提高学院的创新创业氛围。

4.自制实验设备能挖掘实验室现有资源的潜力

一是开发实验室辅助设备。根据各专业课程内容更加灵活地安排实验环节的具体内容；选取部分有实践经验的老师带领学生设计单个实验室更贴近应用的实验设备。例如单片机实验室，基于目前或市场通用的单片机进行开发一套辅助设备。二是根据专业侧重点更改辅助设备。根据各专业特色及方向更加合理地安排实践教学侧重点；例如单片机实验，目前我院几个专业大纲及项目是相同的，进行自研设备教学时，就完全可以根据各专业侧重点进行项目更改及外部辅助设备更改。电气专业侧重执行部分控制，电信专业侧重检测应用，通信专业侧重信号转换，自动化专业可以侧重控制部分。三是衔接各课程之间的联系。自制实验设备可以对各实验课程之间进行有效衔接，还可以通过一条知识链条串起对各课程的掌握，让学生对所学知识总体有宏观的认识，加深学生对系统知识的把握。例如我安徽三联学院就将电子技术课程设计、电子线路CAD课程设计、单片机和传感器等若干个实验课程打造成完整的一个体系课程，让学生体会各课程之间的联系，这样也更有利于自研设备的二次开发及深度开发。四是提高教师的实验能力。打造“学科竞赛平台+师生指导团队+协会社团”的新型实践教学模式。在实践教学当中把“学科竞赛平台+师生指导团队+协会社团”相结合的“三位一体”实践教学模式，一方面充分发挥学生的主体作用，调动学生的积极性和创造性，另一方面充分展现教师的主导作用，为学生提供切实可行的指导，并在我校的创新人才培养方面取得了显著成效。学习和借鉴其他高校的可用经验，让学生进得了实验室、开展得了实验项目、参加得了相关竞赛活动。在此基础上，创新性地解决生活、工作、学习的各种问题，结合专业的创新需要扎实的专业理论基础，更需要新技术和新方法，这正是高等教育最希望的目标。

依托安徽省质量工程项目经费和我们学校的相关经费支持下，积极寻求高校间或者是高校与企业间合作，实验室建设取得明显成效。目前所有的大学里都在搞创新创业活动，国家非常重视，设置了国家级，省级奖项。要将这些真正创新创造出实际意义，能够成为社会生产力，为社会带来价值，国家和学校必须把握好创新活动的导向。创新创业是一项非常有意义的事情，我们在教导学生开展创新创业活动的同时、让学生了解创新的本质、让学生在完善自己的同时，我们的教师队伍也要提高对创新创业的认识程度，树立强烈的责任感。

5.结语

在新时代工科背景下的应用型本科实验教学现状与特点的基础上，通过分析安徽三联学院的实验教学改革实例，来分析如何充分调动教学、科研、大学生科技活动对实验教学的有利影响，提升高校对设备的开发能力，提高教师的教学效率和质量。进而得出通过自研设备提升实验教学水平是促进应用型本科实验教学的重要手段。通过自主研制实验设备提升实验教学水平是高校教育深化改革必须要迈出的一步，当今社会快速发展，生产力和制造水平日益提升，这也为高校自行开发研制可满足自身特色的实验设备提供了可能，也是促进应用型本科实验教学提升的重要手段，注重专业实验教学设备的自主研制改革和管理是促进应用型本科实验教学及其持续发展的重要保证。