高校实验教学模式

高校开放创新实验教学模式改革的研究与实践教育部高等学校实验教学指导委员会秘书长东南大学教务处副处长熊宏齐教授报告提纲•实验教学与高素质创新人才培养•开放创新实验教学体系设计思想与原则•开放创新实验教学体系建设要素•实验教学开放管理与模式创新案例实验教学与高素质创新人才培养•高素质创新人才–具有远大的目标、坚定的信念、健全的人格、健康的体魄、扎实的知识基础和优秀的创新能力，成为报效祖国、造福人类、引领社会的精英人才和栋梁之材。一、实验教学与高素质创新人才培养•创新人才具备的素质与能力–在创新意识方面•创新性人才具有广泛而稳定的兴趣；敏于感知、勤于思考，善于发现并提出问题；不满足现状，具有很强的求新、求变的理想和偏好。–在创新思维方面•创新性人才能够将发散思维和聚合思维有机统一，协调运用；能够较快地从纷繁的信息中产生逻辑的结论；思维活动表现为自主性，不轻信，不盲从；变通性，能举一反三，触类旁通，不拘泥于常规，善于从多个角度观察问题；独特性，思路新颖，常能独辟蹊径解决问题；流畅性，心智活动连贯顺畅，不易因枝节问题干扰而中断；统摄性，善于跨学科思考问题，表现出思维的辨证综合能力。一、实验教学与高素质创新人才培养•创新人才具备的素质与能力–在创新技能方面•创新性人才文化修养深厚；知识准备充分，不仅广博而且专精；记忆准确，想象丰富，表达简洁明快；资料信息的收集处理加工技能超群；喜欢动手，有较强的相关领域的操控能力；相关技能熟练，独特。–在创新品格方面•创新性人才有积极的人生价值取向和强烈的成就动机；喜欢冒险，敢于挑战，我行我素；自信，意志坚强，锲而不舍，勇于和乐于应付挫折解决难题；实事求是，不怕被孤立，具有怀疑和质问一切的精神；勤奋而有责任感，心境乐观，情绪稳定；有开放的意识和合作精神；精力充沛且专注，抗干扰能力强。一、实验教学与高素质创新人才培养•实验教学的概念实验教学是指学生利用仪器设备，在人为控制条件下，引起实验对象或现象的变化，通过观察、测定、分析、综合、设计等获得知识、发展能力和养成素质的教学活动。在启始阶段，学生在教师指导下，通过基本操作训练，掌握基本知识、基本方法和基本技能。随着教学进程的不断深入，学生主动实验的意识逐步增强，自主实验的要求不断提高，实验教学活动逐渐转变到学生自己设计实验方案，自己控制实验过程，自主分析实验结果，系统撰写实验报告的高级阶段。一、实验教学与高素质创新人才培养•实验教学的作用–教育家郭秉文教育思想：德智体三育并重•德育的标准：养成对国家负责的国民的完善人格。–人格的要素：包括坚强的体魄，充实的精神，以及道德、学术、才识三个方面。–学术：包含知识和技能。–技能：如应用、工艺、造型，要使之精熟。•智育的标准：养成思想及应用能力。–实现智育的标准，着重采取两种方法。»一是养成思想的能力，必注重兴疑与试验。»二是欲养成应用能力，必注重理想、理论与实际的联络。•实验的作用。–一为学理之佐证，二为探求发明创造之途径。一、实验教学与高素质创新人才培养•实验教学的作用1、五个有利于•有利于培养学生理论联系实际的作风、严谨求实的科学态度和独立动手的工作能力；•有利于帮助学生理解、掌握和运用理论知识；•有利于学生学会综合调查、分析测试、方案设计、编写报告；•有利于学生发展观察思考与创新设计等能力；•有利于学生增强社会责任感，增强就业竞争力和社会发展力。一、实验教学与高素质创新人才培养•实验教学的作用2、相对于理论教学，实验教学的五个更加有利于:•突出主体，有助于学生主动建构科学的知识体系•突出手、脑并用，有助于促进理论与实践结合•突出研究探索，有助于培养学生创新意识和能力•突出综合设计和多元分析结合，有助于提高学生综合科学素质•突出知、情、意、能的高级复合作用，有助于学生取得创新成果并得到全面综合发展一、实验教学与高素质创新人才培养•实验教学的作用–激发学生的创新意识•学生创新意识，是在基本技能训练基础上，随着实验过程中新现象的不断出现，学习兴趣的不断浓厚、求知欲的不断提高和好奇心的不断强化而被激发的。•实验教学既对理论教育中较为抽象的、难以被学生理解的知识点进行检验和印证，又补充了理论教育之不足，更为重要的是由此激发了学生的兴趣和求知欲，是培养学生在承传与创新、规范与突破、发展与改革、理论联系实际、独立思考与交流借鉴相结合的过程中激发和强化创新意识的有效途径，是开启学生健全心智的“金钥匙”。一、实验教学与高素质创新人才培养•实验教学的作用–拓展学生的创新思维•学生在实验活动中，手、耳、眼、脑都得到充分利用，触、视、听、嗅等多种功能共同参与，通过使用仪器、记录、测试数据、撰写实验报告等环节，亲身体验实验的全过程。•实验的过程，不仅需要动手操作、感官观察，还需要学生充分调动自己的思维去想象、思考、推测结论。引导学生从实验中发现问题、分析问题，并利用所积累的理论和实践知识解决问题，为创新思维的拓展提供了必要的条件。一、实验教学与高素质创新人才培养•实验教学的作用–增长学生的创新技能•实验教学相对理论教学，更具有直观性、实践性、综合性、探索性和启发性，是培养学生掌握科学实验方法与技能、提高学生综合素质、动手能力与创新能力的主要手段。•学生在实验过程中，能验证和巩固在课堂上学到的理论知识，掌握严谨、扎实的实验技能和一套完整的实验方法。学生的观察能力、操作能力、思维能力都会逐步提高。同时学生在实验中要选择、安装和调试实验仪器、设计实验方案、测量和记录数据、排除实验故障，这些操作过程可以使学生的创新技能得到充分发展。一、实验教学与高素质创新人才培养•实验教学的作用–涵养学生的创新品格•学生在设计实验方案、实施实验步骤、分析实验结果的过程中，会遇到各种各样的困难，这就要求学生开阔思路，反复修改实验方案和屡次尝试新的实验方法，直至得到正确的实验结果。科学实验的过程是不断积累经验、不断探索的过程。•无论是探索性实验还是验证性实验，都不会一帆风顺，只有不断地重复，甚至是试误付出大量时间和劳动，才能得到期望的结果。这无疑锻炼和培养了学生不畏艰难、坚韧不拔的勇气和毅力，积极探索、勇于创新的精神。而这又恰是创新人才所必备的品格。实验中生发出的自信、自律和责任感，则是推动学生继续创新的强大的情感力量。一、实验教学与高素质创新人才培养创新意识创新思维创新技能创新品格高校实验教学创新人才能力要素一、实验教学与高素质创新人才培养关于创新对学生而言，大部分的创新只是发现了自己过去不知道的事实。因此，创新性实验固然要帮助学生将来成就伟大的创新，但现在的主要任务却是要使得学生体验到创新的快乐和自信，激发学生的创新欲望，并创造条件使这种可贵的品质保持下去，鼓励学生持续性地把发现的“新”深究下去，培养他们创新的能力，这才是创新性实验教学的本真目的。创新能力的培养融入大学实验教学的每个环节、每个实验（包括基本实验）。一、实验教学与高素质创新人才培养•实验教学与高素质创新人才培养–实践能力培养是高素质创新人才培养的着力点。–实验教学是培养高素质创新人才基本理论知识、基本方法技能和综合素质的主渠道。–实验教学改革是培养高素质创新人才研究探索型教学模式改革的突破口。–以“开放”（开放教学内容、教学环境和教学资源）、“创新”（通过实验激发创新意识，拓展创新思维，增长创新技能，涵养创新品格）作为实验教学改革的关键。一、实验教学与高素质创新人才培养开放创新实验教学改革要求：更新实验教学理念，精选实验教学内容重构实验教学体系，丰富实验教学项目活化实验教学方法，优化实验教学资源开放实验教学管理，提高实验教学质量大力推进实验教学的开放与创新，促进大学生创造性发展，形成大学生创新能力与素质一、实验教学与高素质创新人才培养开放创新实验教学体系设计思想与原则二、开放创新实验教学体系设计思想与原则关于指导思想关于教学体系关于项目内容关于开放教学1.围绕专业培养目标和人才培养规格，培养具有创新精神和实践能力的全面发展的专业人才。2.遵循认识规律和教育规律，运用系统科学的方法，结合专业特点，系统地构建开放式创新性实验教学课程体系。实验教学教学体系的创新二、开放创新实验教学体系设计思想与原则1、指导思想把实验室开放管理，方便学生、教师进入实验室，促进其精力投入实验教与学，作为实验教学管理改革的重点。把精品实验项目、条件装备、环境营造、网络助学与管理、实验教学环节质量标准建设等作为实验教学条件建设的重点。创新拓展实践活动、创建精品实验项目、建设现代开放实验平台、建设开放创新性实验教学质量标准等作为实验教学改革建设的重点。把队伍建设和管理体制改革、政策制度建设作为实验教学持续发展机制探讨的难点。二、开放创新实验教学体系设计思想与原则突出“早”突出综合突出开放突出创新突出理论与实践融合、课内与课外结合2、实验教学体系二、开放创新实验教学体系设计思想与原则认识体验—原理方法—综合探索—设计创新迅速进入，熟悉环境，学会使用仪器设备实践中逐步掌握基本原理和方法，逐步培养创新设计的意识和能力从知识建构角度看从在校学习时序看快速进入基于问题的学习，强化研学2、实验教学体系二、开放创新实验教学体系设计思想与原则一年级上：尽早进入综合开放环境、进行认识体验（开设通识基础实验综合课程，注重趣味性、操作性、实用性、可设计为夏令营、培训班、预备班等形式）一年级下、二年级上：掌握基本实验的原理方法与技能（独立设课或课群、综合设计等）从课程环节设计看二年级下及以后，基本具备自主设计、创新实验的能力开设基于学科综合的实验研讨课2、实验教学体系课内过渡到专题实验为主，课堂理论教学与实验教学结合、尝试实验室与课堂不分家课外过渡到自主设计为主：包括设计系列项目、竞赛、选修专题，广搭SRTP舞台，吸引学生、教师参与，给出自主研学学分二、开放创新实验教学体系设计思想与原则贯穿育人全程与生产实际相结合与科研项目相结合与社会需求相结合贯通课内课外课程选择项目选择要求选择综合专题实验学科基础实验普识基本要求国省级大学生创新活动计划校级科研训练计划院系科研训练计划贯通课内课外自主立项科研训练参加教师科研训练参加学科竞赛活动提交自主研学作品发表论文申请专利课外学术论文撰写六种自主研学途径专业主干综合实验课程设计层次化模块化课程东南大学层次化、模块化、课内外一体化的开放出现式创新性实验教学体系通识基础全面开放模式引导学科基础整合课程重组实验专业方向课程设计专题实践模块化系列化课程电工电子实践初步电路实验数字逻辑实验电子电路实验模拟系统设计数字系统设计机电控制系统设计综合电子系统设计单片机应用系统实验辐射的相关专业信息工程电子科学与工程自动化计算机科学与技术生物医学工程电气工程及其自动化测控技术与仪器机械设计制造及其自动化课程特点理念：开放性个性化创新性特点：综合性系统性模块化层次化EDA实验高频电路综合设计电子电路综合设计微机系统与接口实验微机系统综合设计嵌入式系统实验数字信号处理实验传感器与检测技术实验通信电子线路实验自动控制原理实验综合电子系统设计热能与动力工程应用物理学光信息科学与技术电工电子实践课程微机硬件应用实践综合电子系统设计国家精品课程大电类电工电子系列实验平台课程电类学科基础实验教学体系整合案例土建类学科实验平台课程整合案例思路－研究性学习，确立教学大纲基本内容。让学生亲自动手，经历一个从设计、仿真、优化，到制版、测试、分析的完整过程，模拟“科学研究”与“工程实际”，为学生留下创新与深入研究的空间。课程名称：综合课程设计课程依托：毫米波国家重点实验室综合设计课程建设案例实现课内外一体化的实验公选课：《机电一体化与机器人技术》，包括基本型、提高型和综合型实验项目，课程前期属于课内，后期属于课外。为参加课外科技活动和参加校级机器人竞赛的学生提供方便的途径并奠定基础。课内外一体化课程建设案例设立专项基金设置课外研学学分成立三级组织机构统一管理学生课外科技创新活动学校出台相关文件引导高水平的学科、科研支撑自主研学六种课外自主研学途径自主立项参加科研实践训练参加教师科研项目研究参加学