工程实验教学改革探索

工程实验教学改革探索

陈嘉健  ,李琦

佛山科学技术学院 土木工程系 广东 佛山52800

摘要：工程实验教学改革需要以新工科教学战略目标为引领，作为髙校教育综合改革一部分，增强与其他交叉学科领域的合作，打造互动协作的平台。本文结合工程实验教学专业定位和培养目标，完善优化课程教学内容体系；以学生兴趣和能力培养为核心，增加综合创新性试验内容；采用多元化评价教学方式优化教学过程，对课程考核方式进行探索，为今后课程教学质量的持续提出了方向和思路。

关键词：工程教学；教学效果；实验；新工科

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基金项目：佛山科学技术学院2023年实验室开放创新基金。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》明确指出，在高等院校本科教育过程中，要加强实验室等基本建设，支持学生参与包括工程实验教学在内的科学研究，强化实践教学环节，充分发挥高校和实验室在国家创新体系中的重要作用。培养学生创新精神和实践能力是土木工程专业实践教学的重要环节，是获得工程师训练的重要途径之一。目前，各大高校对工程实验教学的建设十分重视，但大多数局限于理论教学的改革和体系构建，忽略了实践教学的完善。实际上，实践教学作为强化学生实践能力的关键教学环节，是培养创新意识，重塑创新思维的重要推手。该课程的学习可帮助学生熟悉工程实验的基本原理，掌握材料各项性能的检测方法，培养设计实验、收集、处理、分析与解释数据的能力，以及培养主动发现问题、思考问题、创新性解决问题的能力。本文探讨新工科理念下工程实验教学的改革举措，以期为相关实践教学改革提供借鉴与参考。

一、 工程实验教学当前存在问题浅析

1. 实验教学方式陈旧

当前众多高校的工程实验教学均是成熟的验证性试验，例如土木工程学科中的水泥细度、标准稠度、强度等级、骨料表观密度、堆积密度与颗粒级配、混凝土制备及其和易性和强度等级测定，缺乏综合性和设计性实验。传统的验证性实验无法保证工程实验教学内容的实效性和前沿性，也难以激发学生的积极性与探索欲，难以培养学生自主学习与自主解决问题的能力，更无法拓展学生的开放性思维，不符合新工科建设背景下创新型人才培养的核心思想，不符合工科学生素质全面提升的要求。

2. 实验考核方式固化

工程实验教学的考核指标多以预习情况和实验报告为主，而这种考核评价模式过于片面、单一。由于实验内容基本相同，学生的预习报告和实验报告的相似度高，经常出现抄袭的现象且难以甄别，无法全面客观地反映学生的学习成果和掌握程度，也不易准确评价学生的动手能力，更难以评估学生的创新思维及自主解决问题的能力。同时，这类评价方法也消磨了学生自主创新实验的热情与兴趣，不利于学生分析能力和创新思考能力的培养。

3. 实验讲解方式过时

高校在开展工程实验教学过程中仍沿用传统的教学模式。实验操作前，学生通过预习了解实验内容并完成预习报告；实验操作中，针对实验基本原理、操作流程与注意事项，通过老师先讲解、学生后操作的形式，完成实验内容教学和实验数据记录；实验操作后，学生分析实验数据与规律并撰写实验报告。在此过程中，学生缺乏对知识应用的主动性与创造性，导致无法形成基本的创新意识，学生分析和解决问题能力得不到较好的锻炼，难以达成培养学生创新能力的目的。

二、 工程实验教学改善着手点

为强调学生的实践动手能力，突出人才培养特色，教师需要在实验教学中，要不断完善实验教学标准，全面增设创新性、研究性、设计性实验内容。为此，深入开展工程实验教学创新性、研究性和设计性探索非常必要，可以从以下三方面着手：

1. 开放共享实验室

实验室开放制度的建立是工程实验教学改革的基础。受到有限课时量的制约，在课余时间开放实验室可为学生自主开展创新实验提供硬件保障。实验室开放共享是培养创新人才的重要保障和客观要求，该系统可以通过电脑或手机端进行学习和考试，方便快捷。学生通过一定量的在线学习和练习后，参加在线考试，通过后发放实验室准入证书，享受开放实验室资源及带来的学习乐趣。

2. 引导学生自主实验设计

创新性、研究性和设计性实验可以激发学生的学习兴趣，使学生在实验过程中变被动为主动，在发现问题、分析问题和解决问题、查阅文献、实验技能等方面得到较为全面的训练。根据人才培养新理念和实验教学的特点，逐步形成以学生为中心、以自主学习为主线的工程实验教学思想。在传统实验教学模式的基础上，增设创新性、研究性和设计性实验教学，完善了实验教学体系，既可以完成对相关课程知识的验证和重现，还能够提高学生的创新精神和实践能力，是形成高水平人才培养体系的重要组成部分。能力与创新的前提即为激发兴趣，以学生兴趣为中心，目标即为培养具备工程应用能力的人才。这种以学生自主创新实验为主的教学模式，不仅能激发学生主动学习新知识的热情与兴趣，而且有助于培养学生自行设计实验、自主解决问题、开展探索性研究的能力。

3. 多元化考试制度

教学模式和实验内容的改革可激发学生的兴趣与学习热情，并为学生创新实践能力的培养提供条件，而合理的考核评价方法则是保障教学效果与学习效果的基础。除了预习报告和实验报告，可对学生的方案设计、实验操作和分析总结等多环节进行考核。多元化考核方法可缩小单一方式对学习效果评估的偏差，从而使得考核结果更为客观、全面，不仅有利于整体评估学生对工程实验教学知识点的掌握与应用情况，而且有助于从专业视角评估学生从工程实验创新提升的角度思考问题、组织协调、收集信息的实践能力。

三、 工程实验教学小结与展望

人才培养实践经验证明，传统的课程实验在提高学生对基本理论、基本知识的掌握和强化上功不可没，必须予以重视。在新形势下，随着社会进步和行业发展，对人才培养质量提出了新的要求。提出创新性、研究性和设计性实验，并不是否定传统工程实验教学模式，而是对原有工程实验教学模式的有益补充。在保证传统工程实验教学的基础上，有效开展创新性、研究性、设计性实验项目，推进专业特色与优势建设，提升人才培养质量，实现培养符合时代发展与要求的高水平本科人才，为行业发展和地方社会经济建设做出高校应有的贡献。

研究资助项目

佛山科学技术学院2023年实验室开放创新基金。

参考文献

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