SCI论文（www.lunwensci.com）:
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标，通过采取开放性实验室教学、创新实验方式和平台建设的探讨，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，对提高工科大学生创新能力提出了有益的方法和建议。
关键词：实验教学改革；创新能力培养；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能力培养的探索[J].教育现代化,2019,6(27):65-67,78.
Experimental Teaching Reform about Training Engineering College Students'Creativity
WANG Rui-fang,LI Dan,LIAO Yi-shun
(Department of Civil Engineering of Urban Construction College of Wuhan University of Science and Technology,Wuhan Hubei)
Abstract:Through the tradition teaching problems of department of Civil Engineering of Urban Construction College,combine with train objective of higher education of engineering,open experimental teaching,innovation experiment methods and platform are discussed,total frame about three levels,four modules,five combines and assessments about different level experiments are put forward,relevant evaluation index systems are built,useful methods and suggestions about improving the innovative ability of engineering college students are put forward.
Key words：Innovation experiment teaching;Innovation ability train;Total frame;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实践能力的重要途径，随着全球科技和经济的发展，学校办学要求的提高,国家和社会对人才要求越来越高。创新是国家和社会发展的灵魂[1]，传统的实验教学模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,提高学生探索精神和动手能力，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行分析，从实验室的管理到教学内容体系都存在着一些问题,使实验教学未达到创新效果，主要表现在: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、提高学生的思维和动手能力作为教学目标[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老师准备好仪器如液限塑限平衡仪，提前将实验土样制作好；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思考，形成惰性，难以培养学生发现问题和动手操作能力。传统实验教学方法，抹杀了学生的积极性和主动性，与现在的培养创新型人才、新工科学生的主旨相违背[3]。
二 本文研究的目的
创新是提高国家国力、社会发展的引擎力，21世纪高等工程教育应培养具有“创新精神、实践能力和创业精神”的高素质工程科技人才[4]，2007年开始实施的“国家大学生创新性实验计划”是高校本科教学“质量工程”的重要组成部分，大学生属于思维活跃的群体，是国家和民族振兴的主导力量。由于目前大部分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。本文旨在探索提高学生的学习自主性、创造性的精神，以达到培养“动手能力强、专业面广、综合素质高、具备工程创新意识”的工科人才培养目标[2]。
三 实验教学改革方法
（一）淘汰陈旧、损坏的仪器,更新部分仪器
我校城建学院从2007.9从市区搬到郊区的新校区，部分实验仪器经搬运后，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，无法控制实验基座水平；还有灵敏度高的百分表，移位受到震动后，量测精确度大大下降。对于基础实验，尤其是创新性实验，若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，从而影响实验能力的提高。因而，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提高探索未知领域的兴趣和积极性。
（二）以基础类试验为根本，建立开放性实验室
任何实验，都是以最根本的基础实验为基础,基础实验可培养学生的动手操作能力、数据分析和处理的能力。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，但可提高学生对科学实验认真、谨慎的态度；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。
通过基础性实验，学生在掌握基本实验原理、操作方法以后，培养动手能力和对科学严谨的精神，为创新性实验的进行奠定基础。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行改进；教师可以联系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、控制结构构件破坏的标准，在实验中渗透各学科的知识。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，和实验室管理老师预约，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“双向激励制”教学方法在创新实验中运用
建立师生双向激励制度，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；检查学生实验操作规范性，合作性，创新点等。为提高师生创新实验的积极性，可借鉴我校信息学院建立的“双向”激励政策：老师指导学生进行创新创业活动，所花费的时间可在年底折算为老师工作量；学生进行创新实验、发表论文、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]。结合社会发展及培养具备“创新精神、实践能力和创业精神”的新工科人才目标,提出了基础实验、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，然后和工程实践、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，学习能力和潜质不同。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。对有科研课题的老师，教师可结合课题性质及学生的潜力，让学生参与课题实验。土力学的基础实验之一是应变式直接剪切实验，测定的是在静荷载下土体的抗剪强度指标；土木系学生在老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；我系建材廖老师在指导学生本科毕业论文时，引导学生进入自己的科研项目。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。廖老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，取得了很好的效果。
工程实践方面，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联合，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、结论运用到工程实践中。
（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]。比如，对于基础性实验，权重可取0.3～0.4，提高性实验，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索未知领域，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依据。对于考核评价不合理之处，教师之间及与学生进行不断沟通、反馈，找到一条合理公正的评价方法。加强实验过程的考核，全过程进行质量监控。教师可检查实验方案的合理可行性、实验操作的自主性、规范性、及相互合作、协调的能力等方面来进行评定成绩。
四 结语
结合我院土木系实验室建设与发展现状、学生特点，提出了以基础实验为起点，突出“以学生为主体”、建立师生“双向激励制”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，来提高学生的创新思维和意识，逐渐达到工科创新人才培养的目标和要求。
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模式探究[J].实验室研究与探索,2009,28(11):156-158.
[2]周开发，曾玉珍.新工科的核心能力与教学模式探索[J].重庆高教研究，2017（3）：22.
[3]邵晓蓉.基于四位一体的土木工程实验教学改革与实践[J].大学教育,2016,7:152-154.
[4]郭婷,方伊,童志平,等.“一个根本,五个结合”实验教学新模式与高等工程人才培养[J].实验室研究与探索,2008,27(12):69-71+85.
[5]姜兵,何建平.开放土力学实验室创新实验的教学改革研究[J].Experiment Science＆Technology,2006,6(3):72-74.
[6]谢素霞，李志坚，吴伶锡，等.关于大学生创新能力培养实验平台建设的探讨[J].当代教育理论与实践,2016,8(11):173-175.
[7]孙家国，谷艳玲.基于创新创业能力的土木工程专业实践教学体系探究[J].高等建筑教育,2016,25(4):126-129.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！ 文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jiaoyulunwen/9414.html
