基于卓越工程师培养目标下的现代光学实验创新培养模式研究

1/8基于卓越工程师培养目标下的现代光学实验创新培养模式研究基于卓越工程师培养目标下的现代光学实验创新培养模式研究伴随着科学技术的进步和社会经济发展的需要，目前对人才尤其是工程技术人才的要求提出了更高的标准。目前要求工程技术人才不仅具有较高的实践能力和综合素质，而且具有在实践中灵活运用所学知识，创造性的分析和解决实际工程技术问题的能力。在此背景下，教育部在2016年的上首次提出“卓越工程师培养教育计划”1。该计划的目的是为满足国家走新型工业化道路、实施人才强国战略和建设创新型国家的要求，培养并造就一大批适应社会经济发展需要的、具有较强创新能力的工程技术人才，为我国高等教育面向社会和市场需求培养人才、全面提升高等教育工程质量，起重要的示范意义和引导作用。作为高等学校教学重要组成部分之一的实验教学，是培养卓越工程师的重要途径之一，在培养学生的工程实践能力和创新能力方面具有较强的优势并且具有理论教学所不可替代的作用；实验教学的过程是推行素质教育、培养本文由论文联盟HTTP/收集整理学生创新能力的重要途径之一2。但是目前我校的实验教学体系培养学生的工程2/8实践能力和创新能方面是一个薄弱环节。因此，本文结合我校现代光学实验课的教学实践，对构建面向卓越工程师的现代光学实验的培养模式进行探讨。1构建现代光学实验的指导思想和培养目标构建现代光学实验新模式的指导思想卓越工程师培养教育计划是指学校与企业密切配合共同为学生制定培养目标培养计划、共同参与培养计划的实施、在实施计划的过程中共同对学生进行评价，以达到增强学生的创新意识、提高并强化学生工程时间能力，不断提高和探索工程技术人才的培养模式。在指导思想上我们从工程技术教育的内涵出发，不仅要体现出“大工程观”理念下工程教育的内涵，而且要能反映“卓越工程师培养教育计划”强化培养学生的工程创新实践能力和时代要求3。1培养目标基于卓越工程师培养的教育教学计划本质是培养学生的工程实践创新能力，而我校目前现代光学实验教学体系的最薄弱环节是只注重验证性实验，对学生工程实践创新能力的培养仅停留在书面上，在实践教学中没能实施。基于卓越工程师培养的教育教学计划对实验教学的要求，即实验教学的目的是培养学生的实践创新能力，但是学生实践创新能力的培养却密切依赖于实验教学体系，即实验3/8教学体系的设计是否具有科学性、合理性，是否符合学生的实际知识水平和当前社会经济发展的实际需要，这将直接影响学生实践创新能力的高低。目前，现代光学实验的教学体系与实际严重脱节，存在许多问题，束缚了学生创新实践能力的培养。卓越工程师应具有知识和技能两大优势。知识优势是指具有厚实而综合的专业知识和基础扎实的科学理论知识；技能优势是指具有良好的科技思维和实践能力、良好的技术运用、推广和转换能力，不仅能够解决生产一线的具体问题，而且还能够把科学的知识、原理、技术和方法直接运用到具体的生产活动中，创造出现实的生产产品或解决问题的方案。同时卓越工程师还应具有工程的成本效益观念、技术创新意识、获取重要信息、统筹技术方案和运用高新技术等的专业能力。这类人才不仅能够实现知识型和技能型的有机结合，即把所学的专业知识和相关技术应用于自己的工作实践，而且能够根据客户和社会实际需求，进行深入研究，从而制定出解决问题的实际方案，或发明新技术、研制新产品。构建现代光学实验创新培养模式，强化学生创新能力培养目前，我国高等工程教育改革与发展的目标是根据当前社会经济发展的需要，重点培养学生的专业技能、实4/8际应用能力和操作能力；强化学生应用研究能力的培养，走产学研相结合道路，为社会和企业单位培养具有一定理论基础和较强的专业技术能力的应用性人才。基于目前的形势，培养社会需要的、实践能力强的高等教育培养模式的改革已势在必行4。探索以培养学生的思考问题的能力、独立完成操作的能力、基于实践的创新能力和分析解决实际问题的能力为中心的实验教学模式是众多高校实验教师始终努力追求的目标。为了满足社会经济的需求和适应卓越工程师教育的培养目标，我们以“突出基础、强化应用、拓展思维、注重能力、提高素质”作为我们的指导思想5，目的是培养学生的动手能力、创新能力、协作能力、综合能力和工程意识。现代光学实验创新培养模式是以深化教学内容、重建课程体系、改革教学模式、教学方法和教学手段为核心。建立现代光学模块化实验教学体系的新模式构建以PPT课件为核心的辅助教学形式目前我国高等教育已经进入大众化阶段，作为普通本科院校，所进行的高等教育不再是精英教育，而是以提高学生素质为己任的大众教育，因此学生对抽象理论知识的理解存在一定的困难。利用多媒体课件指导学生预习实验，既可以直观地让学生了解仪器的结构、工作原理和调5/8节方法，又增加了学生对实验的感性认识。对于需要仔细和重点观察的实验现象，可以将该内容做成FLASH动画并根据需要采用停止和慢动作等方式，给学生以具体形象的视觉效果和信息；对于实验操作过程中违规操作可能产生的后果利用多媒体课件进行模拟，以引起学生的足够重视起到有效避免事故发生的作用；对于实验中不能或不易观察的实验现象，可以利用课件进行模拟，使学生获得的表象认识，加深学生对抽象的理论知识的理解。使以PPT课件为核心的辅助教学与实验操作教学形成优势互补，达到最佳的教学效果。3演示实验演示实验是实验教学的重要一环，能吸引学生的注意，锻炼学生的观察能力，激发学生的探索热情。演示实验可分为启发性演示实验、验证性演示实验、强化教学效果的演示实验和调节性的演示实验。现代光学实验中的演示性实验是指启发性演示实验和调节性的演示实验。启发性演示实验是由实验结果启发学生思考从而继续设计实验引出新的结果。利用启发性演示实验，根据实验结果，启发学生思考实验原理及其相关知识，从而弥补学生对实验原理及相关知识的掌握。调节性演示实验是使学生掌握基本操作程序和操作过程中的注意事项而进行的演示性实验。在演示实验设置一些科研题目供学生选择，学生可以通过6/8小论文的形式或者是小制作的形式对演示实验进行开发。3操作实验通过演示实验，学生对实验原理和基本操作有力基本的了解，接下来就是让学生亲自进行实验操作。实验操作是实验的核心部分，其目的是使学生在理解实验原理的基础上，让学生掌握仪器内部结构、原理和使用方法，并进一步培养学生解决实际问题的方法和能力。与此同时还要培养学生的基本实验技能、实验程序、实验操作技能，学会正确处理实验数据，分析和评价实验结果。最重要的是养成实事求是的科学态度和严谨的工作作风。3综合设计型实验在完成演示实验和操作实验的教学任务后，学生对实验仪器和实验原理有了充分的了解和掌握，在此基础上，我们选拔学生，为他们开放实验室，鼓励他们对实验课相关问题进行进一步探索。在现有的实验条件下，根据学生的专业特点和自身的兴趣提出课题和研究项目用以开拓思维、培养创新能力为目的综合设计型实验。在该实验阶段指导教师的参与要适度，要以学生为主，仅对于实验项目的创新性、合理性和可行性进行必要的建议和指引，不过多参与实验，充分发挥学生自身的能力。通过综合设计实验的训练，既要培养学生跨学科思考问题的能力和综合使用多种实验仪器的能力，又要培养学生在比较复杂的情况7/8下，观察现象、测量与处理数据、综合分析与判断并解决实际问题的能力，为学生架起理论知识和现代工程技术之间联系的桥梁7。同时也能培养学生综合运用所学理论知识，科学分析并选择实验方案，系统分析和科学评价实验结果，进行研究性学习的能力；培养学生的沟通、交流、团结协作以及对社会的认知能力；培养学生的社会责任感和职业责任感，这对学生的自主创新能力以及科研能力培养都是十分有利的。3应用型实验应用型实验是现代光学实验的最后一个阶段，也是实验体系的最高层次和最终目标。该层次的实验内容既要包含所学课程的主要知识，又要注重与实践工程的结合。应用型实验的项目是来源于工程实践，主要是利用所学专业知识与工程实践相结合，解决一个具体工程问题。学生在该实验阶段要根据实验要求首先进行系统设计，接下来是选定实验方案，最后是完成系统调试和实验。该阶段的实验在实验内容的设计和实施方法上，突出了实验内容的应用性、工程性和系统性。结语根据当前社会经济发展的需要和卓越工程师培养教育计划，构建了基于卓越工程师的现代光学实验创新培养模式。从指导思想和培养目标、实验创新培养模式和模块8/8化实