实验教学改革对工科大学生创新能力培养的探索

实验教学改革对工科大学生创新才能培养的探究〔〕:

摘要：通过分析我校城建学院土木系工科实验传统教学存在的问题，结合高等工程教育培养目的，通过采取开放性实验室教学、创新实验方式和平台建立的讨论，提出了"三层次、四模块、五结合";的总体框架及不同层次的实验的考核评价方法，建立相应的评价指标体系，对进步工科大学生创新才能提出了有益的方法和建议。

关键词：实验教学改革；创新才能培养；总体框架；考核评价方法

本文引用格式：王瑞芳，等.实验教学改革对工科大学生创新才能培养的探究[J].教育现代化,2022,6(27):65-67,78.

ExperimentalTeachingReformaboutTrainingEngineeringCollegeStudents'Creativity

WANGRui-fang,LIDan,LIAOYi-shun

(DepartmentofCivilEngineeringofUrbanConstructionCollegeofWuhanUniversityofScienceandTechnology,WuhanHubei)

Abstract:ThroughthetraditionteachingproblemsofdepartmentofCivilEngineeringofUrbanConstructionCollege,binewithtrainobjectiveofhighereducationofengineering,openexperimentalteaching,innovationexperimentmethodsandplatformarediscussed,totalframeaboutthreelevels,fourmodules,fivebinesandassessmentsaboutdifferentlevelexperimentsareputforward,relevantevaluationindexsystemsarebuilt,usefulmethodsandsuggestionsaboutimprovingtheinnovativeabilityofengineeringcollegestudentsareputforward.

Keywords：Innovationexperimentteaching;Innovationabilitytrain;Totalframe;Assessments

一实验现状分析

实验教学是工科院校培养学生创新精神和理论才能的重要途径，随着全球科技和经济的开展，学校办学要求的进步,国家和社会对人才要求越来越高。创新是国家和社会开展的灵魂【1】，传统的实验教学形式难以满足新工科人才培养的要求【2】，特别是对像我校以培养应用型人才为主的地方性大学而言,开展实验教学改革的研究,进步学生探究精神和动手才能，是很有必要的。

以我校城建学院土木系土工实验教学现状为例进展分析，从实验室的管理到教学内容体系都存在着一些问题,使实验教学未到达创新效果，主要表如今:①师生们一般认为实验教学是配合理论教学,是为了学生更好地理解教材知识点，而没有把培养学生的科学实验素质、进步学生的思维和动手才能作为教学目的【1】；②我系土工实验室仪器陈旧、落后，本科生的实验主要是验证型，实验学时只有6学时，实验内容陈旧、单一；③在传统的实验教学中，一般实验前由是实验教师准备好仪器如液限塑限平衡仪，提早将实验土样制作好；在学生动手做实验之前，先讲解实验原理，并将实验过程操作演示给学生看，这样导致学生缺乏独立考虑，形成惰性，难以培养学生发现问题和动手操作才能。传统实验教学方法，抹杀了学生的积极性和主动性，与如今的培养创新型人才、新工科学生的主旨相违犯【3】。

二本文研究的目的

创新是进步国家国力、社会开展的引擎力，21世纪高等工程教育应培养具有"创新精神、理论才能和创业精神";的高素质工程科技人才【4】，2022年开始施行的"国家大学生创新性实验方案";是高校本科教学"质量工程";的重要组成局部，大学生属于思维活泼的群体，是国家和民族振兴的主导力量。由于目前大局部工科院校实验存在上述现象，加上网络媒体对大学生的诱惑，少数学生沉迷于网络不能自拔。如何改变目前的实验现状，及把学生从电脑面前引入到实验室，这是需要采取很多方法和措施的。本文旨在探究进步学生的学习自主性、创造性的精神，以到达培养"动手才能强、专业面广、综合素质高、具备工程创新意识";的工科人才培养目的【2】。

三实验教学改革方法

〔一〕淘汰陈旧、损坏的仪器,更新局部仪器

我校城建学院从2022.9从市区搬到郊区的新校区，局部实验仪器经搬运后，有些损坏或功能受到影响。如压缩实验仪器的底座，水准泡很难居中，无法控制实验基座程度；还有灵敏度高的百分表，移位受到震动后，量测准确度大大下降。对于根底实验，尤其是创新性实验，假设没有性能良好的实验仪器和观测器材，很难得到准确的实验数据，就会影响科学规律的获得，会大大下降学生对创新实验的积极性，从而影响实验才能的进步。因此，学院和系里应该每年申请一定的实验经费，将性能不好、年久失修的仪器、耗材更换。只有性能良好的仪器设备，才能得出准确的数据，从而能让有创新意识的学生进步探究未知领域的兴趣和积极性。

〔二〕以根底类试验为根本，建立开放性实验室

任何实验，都是以最根本的根底实验为根底,根底实验可培养学生的动手操作才能、数据分析和处理的才能。以水力学课程为例，学生在做水流动量定理实验时模拟水泵充水前，一定要注意将容器上面的玻璃盖盖上，防止水溅四溢。这虽然是一个细节问题，但可进步学生对科学实验认真、慎重的态度；在计算砝码力臂时，应将标尺读数减去支座处对应的刻度，这样得出的数据才是砝码对应的力臂，计算结果才会准确。有少数学生做实验，并未注意这个问题，导致实验计算结果有误，实验仪器如图1所示。

通过根底性实验，学生在掌握根本实验原理、操作方法以后，培养动手才能和对科学严谨的精神，为创新性实验的进展奠定根底。对于大二、大三同学可以建立开放性实验，由学生或在教师的指引下构建实验主题，制定实验方案、选择实验仪器或利用已有实验装置进展改良；教师可以联络工程实际或自己的课题作为实验内容，引导学生选择实验仪器、加载装置、控制构造构件破坏的标准，在实验中浸透各学科的知识。实验设计方式可以多变，实验解决方法也有多种形式。学生在课程时间不冲突的情况下，和实验室管理教师预约，利用自己的业余时间来完成创新实验【5】。

〔三〕"以学生为主体";和"双向鼓励制";教学方法在创新实验中运用

建立师生双向鼓励制度，突出"以学生为主体";的地位。教师由传统的讲解、演示实验过程，变为启发、引导的方式，即审核学生的实验构思、方案；检查学生实验操作标准性，合作性，创新点等。为进步师生创新实验的积极性，可借鉴我校信息学院建立的"双向";鼓励政策：教师指导学生进展创新创业活动，所花费的时间可在年底折算为教师工作量；学生进展创新实验、、申请专利和自主创业经历都可以折算为学分，对于学生奖学金的获得和保研都很有裨益，以此来调动师生的创新积极性。

〔四〕"三层次、四模块、五结合";的总体框架

根据我校城建学院不同专业的教学特点，建立"四模块";实验平台，包含：建筑与城规实验平台、土木工程实验平台、建筑环境与能源应用实验平台、给排水实验平台【6】。结合社会开展及培养具备"创新精神、理论才能和创业精神";的新工科人才目的,提出了根底实验、综合实验、创新实验为一体的"三层次";；实验应先立足于理论课程，然后和工程理论、教师科研等结合，如图2所示。

〔五〕根据学生特点，因材施教

对于不同的学生，学习才能和潜质不同。有的学生擅长分析推导、有的重在归纳总结，有的擅于创新。教师应根据学生的不同情况，采取不同的方式来引导学生，充分发挥他们的潜力。对有科研课题的教师，教师可结合课题性质及学生的潜力，让学生参与课题实验。土力学的根底实验之一是应变式直接剪实在验，测定的是在静荷载下土体的抗剪强度指标；土木系学生在教师指引下可以改变施加剪力的方式，将空压机和电气比例阀可给土样施加循环动荷载，这样可测出动荷载下土样的抗剪强度，可模拟振动、交通荷载和地震荷载下土体的抗剪性能，如图3所示；我系建材廖教师在指导学生本科毕业论文时，引导学生进入自己的科研工程。图4是全自动水泥收缩测定仪，可实现自动测试水泥的收缩，主要评价混凝土的开裂敏感性。廖教师在指导学生的创新实验时，有意识地让本科生参与自己的课题。学生在参与实验时，学习热情高涨，积极性很高。学生在参与创新实验时，获得了很好的效果。

工程理论方面，如用于基坑支护的玻璃纤维锚杆，是和普通锚杆、预应力锚索不同材料的锚杆，其材料物理、力学性能和普通锚杆不同。教师可和岩土基坑单位结合，利用我校土木系实验中心的万能压力机、疲劳试验机及抗拔试验仪器，来测定玻璃纤维锚杆和不同土、岩石的抗拔力及循环荷载下的承载力，从而把这些数据、结论运用到工程理论中。

〔六〕建立不同层次实验的考核评价方法

结合不同的学生要求，针对三个层次的实验，提出并制定不同的考核评价方法【7】。比方，对于根底性实验，权重可取0.3～0.4，进步性实验，权重可取0.5～0.6，创新性实验，权重可取为0.7～0.8。对于创新性实验存在探究未知领域，实验结果存在未知性，对实验的考核不能以实验结果的成败作为主要考核根据。对于考核评价不合理之处，教师之间及与学生进展不断沟通、反响，找到一条合理公正的评价方法。加强实验过程的考核，全过程进展质量监控。教师可检查实验方案的合理可行性、实验操作的自主性、标准性、及互相合作、协调的才能等方面来进展评定成绩。

四结语

结合我院土木系实验室建立与开展现状、学生特点，提出了以根底实验为起点，突出"以学生为主体";、建立师生"双向鼓励制";及"三层次、四模块、五结合";的总体框架，并拟建立不同层次实验的考核评价方法，来进步学生的创新思维和意识，逐渐到达工科创新人才培养的目的和要求。

参考文献

【1】杨晓燕，钱伟兴，陈宁.培养创新性人才的实验教学体系与形式探究[J].实验室研究与探究,2022,28(11):156-158.