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[摘要]面向21世纪的高素质复合型人才培养，强调学校要培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。实验室开放教学是提高学生综合素质、培养创新能力的有效手段。结合机械专业教学实际，对实验室开放教学模式进行探讨。
[关键词]机械专业 创新能力培养 实验室开放教学
中图分类号：G71文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0510133－01
面向21世纪的高素质复合型人才培养，强调学校要培养学生的创新意识、创新精神和创新能力，要提高学生的综合素质。实验室是高校实施素质教育和创新型人才培养的重要基地，实验教学是本科教学中的重要环节。为了有效地利用实验室资源，加强实验教学工作，充分调动学生的学习主动性和创造性，提高学生的综合素质，结合我校部分院系的先进经验和机械专业本科实践、实验教学中的具体情况，我们进行了实验室开放模式的探索和尝试。
一、实验室开放的必要性
教育部在“高等学校本科教学质量与教学改革工程实施方案”中指出，大学生的实践能力不强，创新精神薄弱是当前人才培养质量中最突出的问题。实验教学是机械类本科教学的重要组成部分，其核心就是加强学生实践动手能力和实际解决问题能力的培养，促进学生全面、系统地掌握和深化理论知识，培养学生的综合能力和创新能力。实验教学质量的提高，对于改善本科教学中重知识轻技能、学生技术素质差、动手能力弱等问题，提高学生步入工作岗位后的适应能力，有着十分重要的作用。相对于传统的实验教学模式，实验室开放教学不仅能够满足学分制教学的需要，还可最大限度地利用实验室的场地、设备和师资资源，为学生提供自主发展和实践锻炼的环境，给学生创造自由选择项目、参与实践、创新的机会和条件。这样，就可调动学生参加科学实践和创新活动的积极性、主动性，激发学生的创新观念和意识，全面培养学生的创新性思维、实践动手能力和创新能力，有利于学生综合素质的全面提高。因此，全面深入地推进实验室开放教学模式改革刻不容缓。
二、实验室开放的内容
为了适应我校学分制教学的需要，充分利用现有的实验室资源，鼓励学生争取优秀，发展特长，开拓创新，引导学生在知识，能力，素质诸方面协调发展，提高学生的综合素质，我们在实验教学的体系及内容方面做了大量的探索和尝试，重点是培养学生的实践能力和创新能力。
（一）改革实验教学体系，循序渐进，分阶段开设开放实验
在实践教学中，根据专业人才培养目标，明确学生不同阶段应掌握和达到的实验技能和培养要求，将原来部分含于理论教学中的实验课独立出来，并按照学生认知的层次，开设适合不同层次的独立的开放实验课程，形成分层次、多模块、与理论教学有机结合又相对独立的科学系统的开放实验教学体系。
第一层次，专业基础实验层次。针对一、二年级的低年级学生，以演示和验证性的实验为主。例如，对机械原理、材料力学、金属材料等专业基础实验，实验室把应做的实验项目排定好时间，学生在预约的时间内来实验室完成这些实验。同时，实验室在排定实验项目之外的时间，向学生全天开放，学生可以做与本实验室相关而自己又感兴趣的实验项目；学生还可以利用实验室的设备条件，在老师的指导下进行课外科技创新活动。例如，我院开展的以学生为主体的科技创新活动在黑龙江大学2008年“金穗杯”大学生创新活动大赛中，有25项创新成果参加了比赛，全部获得了奖励。
这一层次的重点是通过实验培养学生的专业兴趣，在实验中提高学生动手操作的能力，鼓励学生多提问题，引导学生多思考、多设计、多动手，提倡小设计、小制作、小发明。
第二层次，综合性、设计性实验。主要针对三年级学生，以专业基础实验为起点，逐步进入综合性、设计性实验。将几门课程的实验融合在一起，给出实验的目的和必要的提示，但与基础实验不同的是不给出实验的具体步骤，而是以学生自主设计实验为主，指导教师只起辅助作用。这就要求实验前学生要充分发挥自主学习的能力，通过查阅文献资料给出详细的预习报告，并自主设计出实验方案。实验方案经指导教师检查合格后，学生就可开始做实验。由于实验的原理、方案、步骤以及所需要的仪器设备由学生自己选择、确定，实验又是在老师的指导下独立完成。因此，通过自身主导的实验过程，学生切身体验到科学实验和过程创新的历程，增强了创新意识和独立解决问题的能力，初步养成了科学、规范的研究习惯，对学生自身研究能力的提高起到了很好的作用。例如，我院机械专业开展的机构创新开放实验项目，就是由学生根据实验室条件独立选题、独立设计、独立开展实验创新研究。
第三层次，工程实践实验层次。主要针对高年级学生即将步入工作岗位和个性化发展的需要，开设一些与工程实际相结合的选修综合性实验项目，鼓励学生发展特长、开拓创新。在这一层次，学生可根据自己所选修的理论课模块和专业方向，结合自己的特长、爱好和就业方向，选作或设计实验项目，重点是提高学生走向工作岗位的实战能力。由于这一时期学生提出的实验要求往往与工程实际结合紧密，如数控编程、数控机床操作、液压控制等，因此要强调指导教师的指导能力，注重学生实际能力的提高。通过这一层次的开放实验项目，促使学生理论与实际相结合，引导学生在知识、能力、素质诸方面协调发展。
（二）充分利用相关学科的教学资源，拓展学生知识面
随着新技术的不断出现，尤其是计算机技术、信息技术在制造业中的广泛应用，目前的机械工程学科正在迅速发展成为一个集机械、电力电子、信息、材料、计算机、控制等多学科融合的一个学科体系。如何能让学生在有限的时间里尽可能多地了解相关学科的知识、改善学生的知识结构和思维方式、提高学生的整体素质是机械专业本科教学所面临的新的课题。显然，单纯地增加课程是很难达到目的的。因此，生动直观的开放性实验为我们带来了新的思路。
在实际的实验教学中，为满足经济社会和市场对机械专业复合型人才的要求，我们注意为学生开设针对性强、内容丰富的开放性实验。比如，为提高学生机电融合和测控技术方面的应用能力，我们开设单片机和PLC方面的开放实验项目；为扩大学生在机电一体化技术方面的视野，我们开设生物医学工程与电子医疗仪器方面的开放性实验项目；为促进学生在数控技术、先进制造技术方面的应用能力，我们开放数控加工设备，组织专任
老师为学生辅导，满足学生设备操作方面的要求。通过这些开放性实验的开展，有力促进了我院基于机械、电气、电子等相关学科高度融合的大机电本科教学平台的建设，提高了本科实验教学的效果。同时，拓宽了学生的知识结构，加深了学生对机械及相近学科各个领域相互渗透的理解，建立了学生“大制造”和“大工程”的意识，提高了学生的综合素质，也为学生成为复合型、创新型人才奠定了良好基础。
三、制定激励政策，建立良性循环的开放机制
为了调动学生的积极性，鼓励学生进入开放实验室，结合我校学分制教学的实际，制订了对学生的激励政策：
第一、实行学分奖励。对固定设置的独立开放项目，设定一定的学分，学生完成项目后即可得到相应的学分；对学生自主设计的实验项目、科技创新，根据其复杂程度、技术含量和完成情况，给予创新学分。
第二、鼓励学生依托实验室，自主选题进行科研立项。组织学生申请学校每学期的学生科研项目，结题后组织专家对项目进行评比，设立专门的开放资金，对优秀项目进行奖励。
第三、依托开放实验室，成立创新团队。以5-10人组成小组，分工合作，以老带新，使低年级同学尽快培养出专业兴趣和实践动手能力。
第四、发现人才，提早进入教师的研究项目。在开放性实验中表现突出、创新能力较强的学生，根据学生意愿推荐到相关教师的研究项目中，为学生进入研究性学习、开展实验创新研究提供有利的环境和条件。
四、结语
高校的实验室开放是一项长期而复杂的系统工作，也是培养面向21世纪高素质创新型人才的重要途径。只有重视并做好实验室开放工作，才能充分发挥实验室在培养具有创新精神和实践能力的人才方面的重要作用，调动学生自主学习的积极性，提高实验教学水平，培养出适应经济社会发展和市场需要的高素质复合型人才。
2007年黑龙江大学新世纪教育教学改革工程项目资助（项目编号：07CC139）
参考文献：
[1]朱秀民，搞好实验室开放培养创新人才[J].实验室科学，2007（6）.
[2]陈宁宁,高校工科实验室的开放与实验教学模式的改革[J].实验技术与管理，2006(4).
[3]白雪峰、李沛,关于专业实验室开放的探讨[J].实验室研究与探索，2006(7).
作者简介：
宋义林，男，汉族，山东省荣成市人，黑龙江大学机电工程学院副院长，教授，日本金泽大学创成系统科学专业博士毕业，2007年度国家人事部高层次留学人才回国工作资助受资助者，主要从事机械专业教学和研究工作。
[关键词]机械专业 创新能力培养 实验室开放教学
中图分类号：G71文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0510133－01
面向21世纪的高素质复合型人才培养，强调学校要培养学生的创新意识、创新精神和创新能力，要提高学生的综合素质。实验室是高校实施素质教育和创新型人才培养的重要基地，实验教学是本科教学中的重要环节。为了有效地利用实验室资源，加强实验教学工作，充分调动学生的学习主动性和创造性，提高学生的综合素质，结合我校部分院系的先进经验和机械专业本科实践、实验教学中的具体情况，我们进行了实验室开放模式的探索和尝试。
一、实验室开放的必要性
教育部在“高等学校本科教学质量与教学改革工程实施方案”中指出，大学生的实践能力不强，创新精神薄弱是当前人才培养质量中最突出的问题。实验教学是机械类本科教学的重要组成部分，其核心就是加强学生实践动手能力和实际解决问题能力的培养，促进学生全面、系统地掌握和深化理论知识，培养学生的综合能力和创新能力。实验教学质量的提高，对于改善本科教学中重知识轻技能、学生技术素质差、动手能力弱等问题，提高学生步入工作岗位后的适应能力，有着十分重要的作用。相对于传统的实验教学模式，实验室开放教学不仅能够满足学分制教学的需要，还可最大限度地利用实验室的场地、设备和师资资源，为学生提供自主发展和实践锻炼的环境，给学生创造自由选择项目、参与实践、创新的机会和条件。这样，就可调动学生参加科学实践和创新活动的积极性、主动性，激发学生的创新观念和意识，全面培养学生的创新性思维、实践动手能力和创新能力，有利于学生综合素质的全面提高。因此，全面深入地推进实验室开放教学模式改革刻不容缓。
二、实验室开放的内容
为了适应我校学分制教学的需要，充分利用现有的实验室资源，鼓励学生争取优秀，发展特长，开拓创新，引导学生在知识，能力，素质诸方面协调发展，提高学生的综合素质，我们在实验教学的体系及内容方面做了大量的探索和尝试，重点是培养学生的实践能力和创新能力。
（一）改革实验教学体系，循序渐进，分阶段开设开放实验
在实践教学中，根据专业人才培养目标，明确学生不同阶段应掌握和达到的实验技能和培养要求，将原来部分含于理论教学中的实验课独立出来，并按照学生认知的层次，开设适合不同层次的独立的开放实验课程，形成分层次、多模块、与理论教学有机结合又相对独立的科学系统的开放实验教学体系。
第一层次，专业基础实验层次。针对一、二年级的低年级学生，以演示和验证性的实验为主。例如，对机械原理、材料力学、金属材料等专业基础实验，实验室把应做的实验项目排定好时间，学生在预约的时间内来实验室完成这些实验。同时，实验室在排定实验项目之外的时间，向学生全天开放，学生可以做与本实验室相关而自己又感兴趣的实验项目；学生还可以利用实验室的设备条件，在老师的指导下进行课外科技创新活动。例如，我院开展的以学生为主体的科技创新活动在黑龙江大学2008年“金穗杯”大学生创新活动大赛中，有25项创新成果参加了比赛，全部获得了奖励。
这一层次的重点是通过实验培养学生的专业兴趣，在实验中提高学生动手操作的能力，鼓励学生多提问题，引导学生多思考、多设计、多动手，提倡小设计、小制作、小发明。
第二层次，综合性、设计性实验。主要针对三年级学生，以专业基础实验为起点，逐步进入综合性、设计性实验。将几门课程的实验融合在一起，给出实验的目的和必要的提示，但与基础实验不同的是不给出实验的具体步骤，而是以学生自主设计实验为主，指导教师只起辅助作用。这就要求实验前学生要充分发挥自主学习的能力，通过查阅文献资料给出详细的预习报告，并自主设计出实验方案。实验方案经指导教师检查合格后，学生就可开始做实验。由于实验的原理、方案、步骤以及所需要的仪器设备由学生自己选择、确定，实验又是在老师的指导下独立完成。因此，通过自身主导的实验过程，学生切身体验到科学实验和过程创新的历程，增强了创新意识和独立解决问题的能力，初步养成了科学、规范的研究习惯，对学生自身研究能力的提高起到了很好的作用。例如，我院机械专业开展的机构创新开放实验项目，就是由学生根据实验室条件独立选题、独立设计、独立开展实验创新研究。
第三层次，工程实践实验层次。主要针对高年级学生即将步入工作岗位和个性化发展的需要，开设一些与工程实际相结合的选修综合性实验项目，鼓励学生发展特长、开拓创新。在这一层次，学生可根据自己所选修的理论课模块和专业方向，结合自己的特长、爱好和就业方向，选作或设计实验项目，重点是提高学生走向工作岗位的实战能力。由于这一时期学生提出的实验要求往往与工程实际结合紧密，如数控编程、数控机床操作、液压控制等，因此要强调指导教师的指导能力，注重学生实际能力的提高。通过这一层次的开放实验项目，促使学生理论与实际相结合，引导学生在知识、能力、素质诸方面协调发展。
（二）充分利用相关学科的教学资源，拓展学生知识面
随着新技术的不断出现，尤其是计算机技术、信息技术在制造业中的广泛应用，目前的机械工程学科正在迅速发展成为一个集机械、电力电子、信息、材料、计算机、控制等多学科融合的一个学科体系。如何能让学生在有限的时间里尽可能多地了解相关学科的知识、改善学生的知识结构和思维方式、提高学生的整体素质是机械专业本科教学所面临的新的课题。显然，单纯地增加课程是很难达到目的的。因此，生动直观的开放性实验为我们带来了新的思路。
在实际的实验教学中，为满足经济社会和市场对机械专业复合型人才的要求，我们注意为学生开设针对性强、内容丰富的开放性实验。比如，为提高学生机电融合和测控技术方面的应用能力，我们开设单片机和PLC方面的开放实验项目；为扩大学生在机电一体化技术方面的视野，我们开设生物医学工程与电子医疗仪器方面的开放性实验项目；为促进学生在数控技术、先进制造技术方面的应用能力，我们开放数控加工设备，组织专任
老师为学生辅导，满足学生设备操作方面的要求。通过这些开放性实验的开展，有力促进了我院基于机械、电气、电子等相关学科高度融合的大机电本科教学平台的建设，提高了本科实验教学的效果。同时，拓宽了学生的知识结构，加深了学生对机械及相近学科各个领域相互渗透的理解，建立了学生“大制造”和“大工程”的意识，提高了学生的综合素质，也为学生成为复合型、创新型人才奠定了良好基础。
三、制定激励政策，建立良性循环的开放机制
为了调动学生的积极性，鼓励学生进入开放实验室，结合我校学分制教学的实际，制订了对学生的激励政策：
第一、实行学分奖励。对固定设置的独立开放项目，设定一定的学分，学生完成项目后即可得到相应的学分；对学生自主设计的实验项目、科技创新，根据其复杂程度、技术含量和完成情况，给予创新学分。
第二、鼓励学生依托实验室，自主选题进行科研立项。组织学生申请学校每学期的学生科研项目，结题后组织专家对项目进行评比，设立专门的开放资金，对优秀项目进行奖励。
第三、依托开放实验室，成立创新团队。以5-10人组成小组，分工合作，以老带新，使低年级同学尽快培养出专业兴趣和实践动手能力。
第四、发现人才，提早进入教师的研究项目。在开放性实验中表现突出、创新能力较强的学生，根据学生意愿推荐到相关教师的研究项目中，为学生进入研究性学习、开展实验创新研究提供有利的环境和条件。
四、结语
高校的实验室开放是一项长期而复杂的系统工作，也是培养面向21世纪高素质创新型人才的重要途径。只有重视并做好实验室开放工作，才能充分发挥实验室在培养具有创新精神和实践能力的人才方面的重要作用，调动学生自主学习的积极性，提高实验教学水平，培养出适应经济社会发展和市场需要的高素质复合型人才。
2007年黑龙江大学新世纪教育教学改革工程项目资助（项目编号：07CC139）
参考文献：
[1]朱秀民，搞好实验室开放培养创新人才[J].实验室科学，2007（6）.
[2]陈宁宁,高校工科实验室的开放与实验教学模式的改革[J].实验技术与管理，2006(4).
[3]白雪峰、李沛,关于专业实验室开放的探讨[J].实验室研究与探索，2006(7).
作者简介：
宋义林，男，汉族，山东省荣成市人，黑龙江大学机电工程学院副院长，教授，日本金泽大学创成系统科学专业博士毕业，2007年度国家人事部高层次留学人才回国工作资助受资助者，主要从事机械专业教学和研究工作。