加强教学基地建设培育实验教学示范中心

来源:用户上传      作者: 薛素铎　张红光　安　琳　赵一夫　兰劲华　朱　红

　　摘要：北京工业大学以教学基地为平台，深化实践教学改革，注重培养学生的创新精神和创新能力，提高学生的综合素质，把学生的受益情况作为评价实践教学过程的重要指标。本文介绍了北京工业大学在实践教学改革、培育实验教学示范中心方面的一些经验、理念和特色。
　　关键词：教学基地；实践教学；示范中心
　　
　　北京工业大学是一所以工科为主，理、工、经、管、文、法、艺术相结合的多科性北京市属重点大学，是国家面向21世纪重点建设的百所高校之一。2003年学校在教育部本科教学工作水平评估中取得了“优秀”的成绩，我校“知行结合、重在创新的实践教学”的办学特色得到了充分肯定。
　　我校在“九五”和“十五”期间，重视以实践教学为核心内容的教学基地建设，并以此为契机，深化实践教学改革，全面推进实践教学发展，作为其标志性成果的实验教学示范中心的建设工作取得了长足进步：2005年，电工电子实验教学中心被评为北京市实验教学示范中心；2006年，工程力学实验中心、化学实验教学中心被评为北京市实验教学示范中心，而且工程力学实验中心还被评为国家级实验教学示范中心。
　　
　　1、教学基地的建设思路及建设情况
　　“九五”期间，我校集中投资建设了面向本科生实践教学的10个教学基地、1个现代教育技术中心，实际投资近6000万元。“九五”教学基地的建设基本上满足了办学规模扩大后基础实践教学与专业实践教学的需要，有力地提高了学校的办学能力与办学水平。
　　“十五”期间，我校以培养“基础厚、口径宽、素质高、能力强”的应用型、复合型人才为宗旨，坚持“立足北京、服务北京”的办学定位和“知行结合、重在创新的实践教学”的办学特色，认真贯彻“实践教学一条线”的教改思路与模式，建设有利于培养学生创新精神、创新能力和实践能力的教学条件。所谓“实践教学一条线”，即把各实践教学环节作为一个整体进行考虑，以构建学生实践能力的整体培养目标体系。
　　我校在“十五”期间投入大量人力、物力和财力(近1亿元)进行教学基地建设，共计45个项目，建设内容涵盖公共基础实践教学平台、专业基础实践教学平台、专业实践教学平台、实习基地、公共教学平台(教室环境与设备、现代教育技术教学平台、外语教学平台、体育教学平台)等方面。
　　我校教学基地建设项目实行校院两级管理体制，采取“过程与结果并重”的管理措施，从立项规划到中期检查和末期验收，都制定了科学、严格的评价体系，评价体系坚持以学生为本、强化质量意识，将学生的收益情况作为衡量教学基地建设成功与否的关键指标。“十五”末期，2005年至2006年初，对校内教学基地进行了严格的考核和验收，从中发现先进、树立典型、总结经验、导引方向，结合国家和北京市实验教学示范中心的建设工作，积极组织其中优秀的实验教学中心进行申报工作。
　　
　　2、教学基地建设为实践教学改革提供了有力的保证
　　“十五”期间，以教学基地建设为基础，我校在“实践教学一条线”的教改思想的指导下，坚持“以学生为主体、以教师为主导”的原则，全面推进实践教学环节改革，取得了明显成效。
　　学校越来越多的实验课程及实验项目具有工程背景。例如：工程力学实验中心，吸收学生参加教师的科研项目，提供来自于实际的综合性和创新性实验项目，学生直接参与并主要完成了机车车轮的残余应力系统测试，为制定相关国家标准提供了实验依据。各学院日益重视将科研成果转化为本科教学实验项目，如数理学院的“光纤光栅温度传感实验”、环能学院的“间歇式活性污泥法实验”等。
　　学校积极推广实验单独设课，增加“设计性、综合性、创新性”实验的比例。据统计，2005年我校含有实验的课程数为162门，其中独立设课的实验课程数为83门，占总数的51.23％，含有综合性、设计性、创新性实验的课程数为153门，占总数的94.45％。
　　专业课程设计很多来自于教师的科研项目或科技竞赛中的实际题目。例如：电控学院在总结电子设计竞赛成功参赛经验及电子信息类本科生教学经验后，开出了“电子工程设计训练”的课程设计，学生必须完成从方案制定、电路设计、元件筛选、焊接组装、程序设计、系统调试到设计报告撰写、答辩等全部设计过程。
　　毕业设计选题大多结合生产、科研中的热点问题，80％左右是真实课题，许多毕业设计成果最终都应用到实际工程中。例如，建规学院建筑学专业的毕业设计“北京延庆县千家店中心广场设计”，所作方案一举中标并且完成了全套施工图；数理学院的本科生毕业设计成果“无线鼠标试验”已经转化为实验项目。
　　“十五”期间我校实验室开放重点向内涵方向发展，依靠实验教学内容将学生“吸引”进实验室。一是各实验室尽量提供多个综合性、设计性实验，由学生自由选择；二是鼓励学生自主学习、自我研究和自我发展，自己带着问题进入实验室。例如：电工电子实验教学中心建设了电工电子自主创新实验平台，面向学生开放，为学生参加大学生电子设计竞赛等课外科技活动提供了优良的条件。物理实验中心开发了“物理实验教学网络管理系统”，通过网上预约方式，学生可自主地选择实验内容和实验时间；同时还开设了仿真实验项目并且挂到校园网上，学生可以利用仿真实验进行预习。化学实验教学中心在完成校内实验教学任务的同时，承担了北京地区其他高校47个班次1389人的实验课程，为我校赢得了良好的社会声誉。
　　
　　3、利用教学基地构建实践平台，智力和非智力因素培养并重，提高大学生的综合能力
　　“十五”期间，我校除了在教学计划内重视学生的创新能力与创新意识的培养外，还积极利用科技竞赛、兴趣小组等课外科技活动来培养学生的个性，挖掘学生的潜力、发展学生的特长。
　　我校本科生参与科技竞赛活动的多方位、立体性网络已经建立。我校参加或举办的科技竞赛不仅有国际级和国家级的精英式竞赛，也有面向广大学生、使尽量多的同学体验竞赛魅力的各类校级赛事，如北京工业大学电子设计竞赛和“智慧三人行”数学建模竞赛。“十五”期间，我校共有295队获省部级以上的奖项，获奖近600人次，其中：国际奖10项，全国一等奖30项，二等奖53项，三等奖67项。
　　我校重视校内实习基地建设，使校内实习基地与校外实习基地形成优势互补，充分保证了实习教学质量。例如：机械工程训练中心建成了网络环境下的先进制造技术与传统加工技术相结合的综合型实践教学平台，学生可通过校园网自主选择上课(机)时间和内容、自主学习电子教案、随时上传作业或加工程序、随时查询各子课程成绩，教师可对实习全过程进行动态管理。中心建立了创新制作室，学生可以根据指导教师或科技竞赛的要求或自己的想法，在此独立地制作创新作品。
　　学校大力支持与倡导试行本科生“导师制”，把本科教育从批量化培养转变为个性化、创新型教育。例如：

材料学院根据本身的科研优势，较早地实行了“导师制”和“育才计划”，实验室对学生开放，尽早吸引学生参与教师科研活动。“十五”期间，材料学院本科生与教师合作公开发表学术论文66篇，其中被SCI收录29篇，被EI收录30篇；与导师一道获国家发明专利2项；其中学生以第一作者发表论文14篇。
　　
　　4、实验教学示范中心重在建设过程，是实践教学改革成果的重要体现
　　在全校范围重视教学基地建设和实践教学改革的大氛围下，为国家级和市级实验教学示范中心的培育和成长提供了沃土，工程力学实验中心便是其中的典型代表之一。
　　“十五”期间，工程力学实验中心在学校各方共投资1773.55万元进行建设的前提下，积极推进实践教学改革。根据循序渐进的学习规律和力学学科的特点，实验中心将工程力学实验分成三类：基本型、综合设计型和研究创新型实验。基本型实验在排课上与课堂教学同步进行，保证基础理论在先，基本实验操作随课紧跟，“讲”与“做”连贯进行。综合设计型实验是在教学计划之外由学生自己选择和设计的力学实验，主讲教师给予必要的指导。研究创新型实验是由学生结合所学专业，综合运用各门课程的知识，由学生自主选择、自行设计、自己完成的实验。
　　在实验教学与科研、工程和社会应用实践结合方面，工程力学实验中心一直坚持以下原则：
　　(1)实验教学研究和理论教学研究相结合
　　强调所有教师都要开展教学研究，强调理论教学研究和实验教学研究并举。从事理论教学的教师必须参与该课程的实验指导，亲自制定并不断完善实验内容，改进实验方法，研制试验仪器，引导学生完成“实践－认识－再实践－再认识”过程。
　　(2)教学研究与科学研究相结合
　　引导学生利用实验方法研究实际工程问题和力学学术问题。实验室开设的提高性、创新性综合实验全部具有工程背景，与教师的学术研究有着密切的联系。
　　(3)实验教学与学生课外科技活动相结合
　　工程力学实验中心已经成为大学生参加课外科技活动的重要场所。学生利用实验室的仪器和软件完成了多项研究课题，部分被列入校本科生科研项目(星火基金)。
　　(4)实验室建设与科技服务相结合
　　实验中心对内面向全体学生，对外面向教学、研究和工程单位开放。中心利用北京高校强度检测具有的计量认证资质和学校工程数值模拟中心的优势，承接大量科研课题为社会服务。近几年来，先后有多家工程单位和国际知名高技术公司与学校建立了科技协作关系。
　　
　　5、实验教学示范中心应具有鲜明的特色，而特色在于长期的积累
　　实验教学示范中心应当具有鲜明的特色，只有如此，才具备示范性和先进性。特色在于长期不懈的坚持和积累，而非一朝一夕之功。我校工程力学实验中心在长期建设与发展过程中，所形成的实验教学特色如下：
　　(1)多层次、多来源、多效益的精细型实验的打磨
　　多层次指基本型、综合设计型和研究创新型3种试验。研究创新型实验必须体现在学生的自主设计上：学生自主制定试验题目、方案、步骤，写出计划书，经批准后，实验中心提供适当的工具和材料，学生自己动手做出某种装置并进行试验。注意“试验”而不是“实验”。“试验”更多带有探索的色彩，学生也将面临更多的困难，因此更具有挑战性，从而有利于培养学生的综合能力。
　　多来源指实验群除了来自材料力学、理论力学和流体力学固有的实验，还有从科研、技术开发中提炼出来的实验，以及学生从校园、宿舍等耳闻目睹的现象中发掘出的实验。
　　 多效益指上述多层次、多来源的实验对学生们培养的效果，不仅使他们掌握了各专业所需的基本的力学实验技能，掌握了数值模拟著名软件的使用，也为他们以后的发展打下坚实的基础。
　　精细型的实验指采用导师制的办法，使对学生的指导摆脱以往粗放式的状态，向精耕细作发展，使实验教学有一个很大的提高，师生互动中使广大学生受益。
　　(2)时空开放、氛围宽松、主动探索的实验环境营造
　　时空开放包括时间与空间的两个内容，时间上，实体实验室从周一至周五对学生全天开放，数值实验室每周7天全部开放。空间上，实验场地从实验室延伸到操场、教师的开发项目现场。
　　宽松的氛围是独立自主、分散进行的开放式实验教学方式的直接结果。让每位学生独立安排各自的实验，允许实验失败的同学重做实验，鼓励有兴趣的同学尝试创新，既充分发挥了学生的主观能动性使其能够更好的完成实验，又充分利用了实验设备和实验场地。
　　由于实验中心为学生提供实验设备和场地，并安排有丰富经验的实验教师或研究生值班，对学生进行辅导，尽量帮助学生将构思变为现实，学生可以随时与值班教师或研究生讨论问题，这种宽松自由的学术交流环境有利于学生主动地进行探索。
　　(3)实体实验与数值实验比翼齐飞，使工程力学实验内涵得以扩充和丰富
　　我校工程力学实验中心从2000年起开始尝试在力学实验中引入数值实验。实体实验与数值实验在不同课程和不同实验中的侧重点有所不同。在理论力学、材料力学、工程力学和流体力学的基本型实验中，全面引入数值分析实验：在综合设计型及研究创新型实验中，采用了实体实验与数值实验相对照的方式，学生可将实验结果与数值结果互相对照，自行验证结果的正确性。采用数值方法以后，对实验结果的显示更加直观、生动，对结果的分析更全面、深入。
　　强大的数值模拟功能与先进的实验仪器结合，不仅扩大了工程力学实验的内涵，也为解决复杂的工程问题提供了有力的手段。新的实验技术也激发了学生的学习兴趣，提高了解决问题的能力，使学生有很大的成就感。
　　
　　[责任编辑：杨裕南]

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