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摘要：为实现工程认证教育对实践教学环节的新要求，结合某地方高校建筑环境与能源应用工程专业实验教学现状进行改革，将与科研、工程项目、社会应用实践相关的创新、综合型实验引入到该专业实验教学中，开创以学生为中心的教学方法，建立新的实验教学评价方式，并以教学改革实例进行分析，通过实验教学改革提升学生的创新能力、解决工程实际问题的能力和科学探索的能力，为培养创新应用型人才奠定良好的基础。
关键词：工程教育专业认证；创新应用型人才；实验教学；教学改革
本文引用格式：齐子姝,等.工程教育专业认证下创新应用型人才培养与实验教学改革研究[J].教育现代化,2019,6(36):6-8.
为适应工科教育改革新趋势，很多工科高校积极参与工程教育专业认证。在工程教育认证过程中遵循三个理念：成果导向、以学生为中心和持续改进，这些理念对引导和促进专业建设与教学改革、保障和提高工程教育人才培养质量至关重要[1-3]。特别对于土建类高校，面向工程教育认证就更需要各高校不断更新教育理念，把创新应用型人才培养作为人才培养的重要目标，培养学生的创新思维意识，提高学生的动手实践及解决实际问题的能力，这些能力的提升是高等教育实验教学改革的重要目标。实验室是创新应用型人才的培养基地，因此，创新应用型人才的培养和实验教学有着密切的联系。本文是以某高校建筑环境与能源应用工程专业为例，探讨在工程认证以及教育改革背景下，如何通过实验教学改革来推动土建类高校创新应用型人才的培养。
一 专业实验教学现状
实践能力是地方高校培养本科人才的重要方面，实验教学和生产实习是培养本科生动手实践能力的两大关键环节。目前专业实验课程的教学内容多以验证性实验为主，这部分内容是对理论知识中某一知识点的验证，并未将所学知识点进行融会贯通，而且实验内容与实际工程应用相差甚远。以某地方高校建筑环境与能源应用工程专业为例，目前其专业实验教学的安排并不符合工程教育专业认证的要求，特别是相关基础课程和主干专业课程安排中并没有把工程实际案例或者本专业前沿的科研项目成果引入到专业课的实验教学中，这样不利于学生的工程能力的培养和创新思维的提高。传统建环专业实验课内容对应的是某一章节某一知识点，根据培养方案的要求，专业课程的实验项目一般在2-3个，这样就把一门课程的知识点进行了分解，每个实验相对独立，没有将知识点进行整合。而工程教育认证中要求的是知识的整合能力、运用知识解决工程实际问题的能力，以成果为导向出发反向设计，使学生通过实验课程对本门课程的知识体系有整体的把握，使得所学知识与实际工程应用很好的结合起来。基于工程教育专业认证对学生发展的要求，现对建环专业实验教学从教学模式、教学内容、教学方式、教学过程及评价方式等多方面进行改革，以满足工程教育认证形式下对工程教育实践环节所提出的新的要求，同时为培养创新应用型人才奠定良好的基础。
二 实验教学改革措施
（一）实验教学模式改革
工程专业教育认证下的实践教学是工程教育人才培养的重要环节，它需要将学生学到的理论知识、学生自身的动手操作能力和对实际工程的应用能力整合到一起，这就需要对实验教学模式进行改革。新的实验教学模式强调三个转变：从知识课堂向能力课堂转变、从重学轻思向学思结合转变、从重教轻学向教主于学转变[4]。实验教学原则也相应进行改变，需要包含互动性原则、综合性原则、实用性原则、开放性原则和创新性原则。互动性原则——实验教学过程从以教师主讲学生只要倾听的模式转变为学生为实验教学的主体，教师不再一把抓，而是将实验教学内容进行分解，注重引导学生观察、思考和讨论，自主制定实验方案和实验过程步骤，在整个实验教学过程中教师与学生始终保持积极互动，帮助学生理解实验教学目标，把握学习方向，顺利完成实验内容。综合性原则——传统的验证性实验只针对某一章节的理论知识而设定，改革后的实验要求学生对本门课程的知识点要有整体的思路，良好的数学思维，和独立的动手能力，这样才能更好的制定实验方案、设计实验步骤，对实验测试结果进行分析处理；实用性原则—要求实验内容的设定要贴近实际工程项目，为日后学习和实际工作中打下坚实的基础。开放性原则——实验室在时间、空间和内容上对学生进行开放，通过实验室开放整合实验资源，完善实验教学体系，系统化培养具有创新思维能力和能够解决实际工程问题能力的人才。创新性原则—实验内容的设置上要求在本学科领域具有前瞻性，与科研、工程项目和社会应用实践相关的创新型、综合型实验内容，每学年应不断更新实验项目。
（二）实验教学内容改革
实验教学内容从原来验证性实验为主，现增加一些综合性、设计性、研究性，创新性的实验项目。实验项目在原来教师指定实验项目完成的基础上，增加一些选修的实验项目，这部分实验项目的来源主要有以下几个方面，一是实验中心教师拟定的项目，这类项目多以学生的技能训练、综合训练、工程实际案例等为主；二是学生在参加课外科技活动或科技研发活动时自拟的实验项目，在实验室中独立完成实验项目的方案设定、测试和结果分析；三是高水平的科研项目，这类项目多以学生参加教师的科研项目为主，使学生尽快了解本专业科研的发展趋势，培养学生独立性、团队协作、动手实践和创新应用能力。
（三）实验教学方式及教学过程改革
建环创新型实验教学方法不再以教师主讲为唯一的方式，而是分为4个阶段实施。第1阶段：实验前期准备阶段。改革后的实验项目应突出“创新”和“应用”两个原则，因此在实验项目选题时，教师应结合工程实际内容来设定选题。学生按照教师设定的题目自行查阅文献资料，设计实验方案、实验步骤，确定在实验中所需用到的仪器设备。在前期准备工作完成之后，教师组织学生以PPT形式将以上工作内容进行汇报。教师在此过程中只进行旁听和引导，并对于学生的疑问进行解答，让学生对自己设定的实验方案互相探讨，分析方案的可行性，培养学生分析问题和解决问题的能力。
第2阶段：实验操作阶段。在学生设计好实验课题和实验方案后，自行分配实验小组，并以小组为单位自主完成实验设备的组合和调配，控制及连接，并独立完成实验数据采集和数据整理，并以小组为单位整理数据并分析。在实验进行前，教师根据第1阶段学生最后确定的实验方案组织学生进行实验操作，为学生提供相应的测试仪器，并对仪器设备的使用方法和注意事项进行讲解。在实验过程中，教师为学生进行疑难解答。如果遇到实验方案设计问题而使实验无法进行或偏离最初的设置，应引导学生自行思考、查阅资料、与同组学员共同探讨解决问题。对于顺利完成实验的同学，可以根据学生的能力层次不同及时进行调整、选取具有一定难度、深度和复杂性的问题，实现因材施教。在实验操作结束后，学生通过对实验数据进行分析整理，总结出在实验过程中遇到的问题及解决办法，提高实验项目实施的可行性。此阶段不但可以锻炼学生的动手操作能力，并且培养学生分析问题解决问题的重要能力。
第3阶段：实验总结梳理阶段。实验结束后，实验以小组为单位进行探讨交流。在交流活动中，先由学生总结出实验过程中遇到的问题，如何解决的，此次实验方案有什么不足和可以改进的地方，对于同一实验目的，还有几种实验设计方案可以尝试，小组之间可以互相提问，鼓励学生提出多种实验方案，激发学生的创新思维。学生讨论结束后，由教师进行总结具有代表性的问题，对于有固定答案的思考题，教师应给出正确的答案，对于一些开放性的问题，教师引导学生思考，课后查阅资料，作为思考题写到实验报告上[5]。探讨交流结束后，学生需自行完成实验报告。传统的实验报告是由教师给出实验目的、实验原理、实验内容、实验操作步骤和测试表格，学生只需要填写测试表格中的数据，回答固定的思考题就可以，思考题的内容多以理论性问题为主。改革后的实验报告由学生自行写出实验目的、实验原理、涉及到的知识点、运用到的计算公式、实验方案、实验步骤、测试数据等内容。在实验报告后写出本次实验中遇到了哪些问题，解决的方案有哪些，对比后得到结论及实验还有需要改进的地方等。学生在这一过程中进行思考，总结和反馈，有利于培养学生的创新思维。
第4阶段：实验成果认定阶段。根据学生在实验结束后提交实验报告、论文或实物等实验成果，由实验指导教师评定成绩。
（四）实验教学评价方式改革
实验教学评价是检验学生知识掌握程度的重要方式，科学合理的评价方法能够监督和检验学生的学习效果[6]，同时可以反映出教师在教学改革工作中所做的改进内容是否适当。学生最终的实验成绩评定分为三个部分：第1阶段占25%，审查学生资料查阅情况，实验方案设计是否合理及小组汇报情况为评价依据；第2阶段占35%，以学生上课时学习态度和动手操作过程作为评价依据；第3、4阶段占40%，以实验报告和小组讨论交流情况为评价依据。实验教学评价方式的改革使教师能更好的了解学生对本门课程知识的掌握程度，在整个实验过程中能更关注学生的学习效果，同时通过学生的反馈充分了解学生是否适应改革后的实验教学模式与实验教学内容，及可以提升的部分。将学生对实验课程的评价和教师对学生实验成果的评价综合起来，为实现工程认证下实验教学改进提供有效评价依据。
三 教学改革案例分析
现以建环专业《空气调节》课程为例进行分析，将改革前后实验教学情况进行对比，如下表1所示。
通过表1可以看出，改革前的实验项目是验证性实验，以掌握制冷系统的组成和各部件的工作过程为主。改革后的实验项目类型是综合性实验，具有设计性和研究性的特点。实验内容结合课程理论内容，选择适当的测试仪器和设备，测定空调机组运行工况参数。首先，用空气焓降法测出机组制冷量；然后用冷却盘管冷却水法测出机组制冷量。利用空气焓降法测定空调机组制冷量，将待测实验机组(吊顶式空调机组CX788)置于实验房间内，由邻室另一台组合式空调机组(CU971)来保证实验房间空气状态，通过测出实验房间中被测机组进、出口空气的干、湿球温度及流量等数据，按实验前制定的设计方案，计算制冷量得到结果。最后总结实验方案，结合数据完成情况及小组讨论结果，完成实验报告。经过实验教学改革可以激发出学生的创新意识，培养了学生的创新精神，提高学生的动手实践能力，同时也使实验教学内容更为丰富和完整。
四 结论
在工程教育专业认证背景下，针对地方高校工科专业在实验教学中存在的问题进行实验教学改革研究，构建一套工程认证背景下的专业实验教学改革方案，可以进一步推进地方高校工科专业实验教学改革，提高学生的实践能力、创新能力，促进建环专业高等教育质量的提高，为培养土建类高校创新应用型人才服务。
参考文献
[1]李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中国高等教育,2014(17):7-10.
[2]李志义.解析工程教育专业认证的学生中心理念[J].中国高等教育,2014(21):19-22.
[3]李志义.解析工程教育专业认证的持续改进理念[J].中国高等教育,2015(Z3):33-35.
[4]李志义.适应认证要求推进工程教育教学改革[J].中国大学教学,2014(6):9-16.
[5]刘艳.以问题为导向的“三环”实验教学研究[J].实验科学与技术,2017,(5):122-125.
[6]荣瑞芬,闫文杰,李京霞.实践教学课程考核评价模式探索[J].实验技术与管理,2011(3):232-234.
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