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构建适应创新型人才培养的实验教学体系 摘 要：从实验教学定位、创新人才基本特征、实验教学对创新人才培养的特殊作用出发，以广西大学国家级机械工程实验教学示范中心建设与改革为案例，对构建与理论教学并重的实验教学体系，适应创新人才培养方面的问题进行了研究与探索。 一、引言 目前，全世界在发展理念上已经形成一个最大的共识，就是：只有创新才能支撑未来的发展。这些年在国内大家普遍意识到：我们培养的学生实践能力和创新能力比较弱。因此，在国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）中，把实践能力和创新能力的培养提高到前所未有的高度，明确提出：要“优化知识结构，丰富社会实践，强化能力培养。着力提高学生的学习能力，实践能力、创新能力，探索贯穿各级各类教育的创新人才培养途径;鼓励高等学校联合培养拔尖创新人才”等等。 二、教育观念落后导致实验教学定位不合理 为什么我们培养的学生实践能力和创新能力偏弱？是中国的学生天生实践能力和创新能力就弱吗？大量实践证明并非如此，中国人是很聪明的。根源何在？根本的原因还在于我们的“教育观念相对落后，内容方法比较陈旧”这种状况在中国高等教育的许多方面都值得深思，本文仅从实践教学角度来探索。 长期以来，我国高等教育普遍存在“重理论、轻实践”的观念，实验教学被定位为辅助教学手段，仅仅是为了验证理论课堂上论述过的基本理论，仅仅是基本知识和基本技能的训练，这种不正确的定位导致了一系列不良的后果。（1）在时间的分配上，实验学时、学分只占很少的比例。成绩评定一般以理论为主，理论教学是课程考核的“硬指标”，实验成绩仅作为参考，是“软指标”。这种“一硬一软”的要求，很自然地使教师的“教”与学生的“学”重心向理论教学倾斜，导致了对实验教学的轻视和淡漠。（2）实验教学内容多为验证性、演示性实验，实验项目按课程设置，内容重复、分散，缺乏有利于学生实践能力、创新能力培养的综合性、设计性、研究创新性实验。低水平的实验教学模式，削弱了实验教学在人才培养方面的功能。（3）由于定位不合理，导致实验教学队伍层次低，结构不合理。因为是辅助教学手段，因此，有人错误地认为实验教学是低层次的劳动，实验教学只是简单重复的基本操作，是简单劳动，无法与理论教学的高层次脑力劳动相比，水平低、不能上理论课的教师才进实验室。所以，实验教学方面的付出远不及理论教学付出的回报高，导致恶性循环，高水平教师更不愿从事实验教学。 实验教学定位不合理，造成对实验教学的漠视，对实验教学人才培养作用的削弱，以及对实验教学队伍的不良影响等一系列后果，这已成为制约大学生实践能力、创新能力提高的障碍和桎梏，与建设创新型国家的人才培养战略是极不相称的。因此，落后的教育观念是当前高校创新人才培养最根本的影响因素。要从根本上解决我国高校创新型人才培养的问题，必须坚持邓小平“两手都要抓，两手都要硬”的理论，坚持科学发展观，坚持与时俱进，解放思想，大胆创新，突破传统的教育观念和教学模式，以现代教育的观点，从社会发展的需要出发，重新认识实验教学及其在人才培养中的重要地位和作用，树立实验教学与理论教学并重的观念。 三、充分认识实验教学对创新型人才培养的特殊作用 前些年，有学者提出我国高等教育面临人才培养转型的问题从培养服务型人才转向创新型人才的培养。随着科技的进步，国际竞争，产业结构与就业结构的变化，传统的服务型人才培养模式已不再适应社会发展的需要，创新型人才的培养是高等教育改革的必然。 创新型人才与服务型人才比较主要有4个方面的特征。1）知识结构的特征。创新型人才不但善于从教师和书本获取间接知识，而且善于从实践中获取直接知识，具有探索未知知识的能力;2）思维能力的特征。创新型人才不但注重正向思维，而且注重逆向思维和批判性思维;3）能力结构特征。创新型人才不但具有分析问题和解决问题的能力，而且具有发现问题和提出问题的能力。4）培养过程的特征。服务型人才强调共性，适于批量培养;而创新型人才以人为本，强调个性，要求个性化教育。 了解创新型人才与服务型人才的差异，有利于我们对实验教学在创新人才培养方面的特殊功能进行认识。从创新型人才的4个基本特征看，我们不难发现，实验教学在培养创新型人才方面有着理论教学不可替代的特殊作用。 （1）实验教学是学生获取直接知识和探索未知知识的重要途径。我们知道，实验教学强调的就是让学生自己动手去试验、实践和探索，强调实践是检验真理的唯一标准。实验过程中常会出现与教科书上不一样的结果，这会促使学生去分析、比较、质疑和思考，在反复的研究和探索的过程中培养学生获取直接知识的能力。显然，这种学习过程在理论教学中是不容易甚至是无法实现的。 （2）实验教学利于激发学生逆向思维，促进学生创新能力的培养。逆向思维是人们重要的一种思维方式，也叫求异思维，是对司空见惯的似乎已成定论的事物或观点反过来思考的一种思维方式。我们发现，学生对书本上或课堂上的知识一般很少提出质疑，这是因为绝大多数人认为这些知识是正确的。相比而言，在实验教学中很多实验是我们正在做的，经常会出现与教科书上不一样的结果，这会促使学生产生更多的质疑。这种质疑会激发学生的逆向思维，十分有利于学生创新能力的培养。 （3）实验教学是学生进行探究式学习，培养创新能力的最佳舞台。探究式学习的主要特点是引导和启发学生去发现问题和提出问题，善于发现问题和敢于提出问题正是创新型人才必备的能力特征。实施探究式学习，一般以小组方式出现，师生零距离接触和交流，容易营造交互式、讨论式、探索式的教学氛围，提高教学的效率和效果。显然，与理论教学相比，从创新能力培养的角度来说，实验教学无论是在教学环境还是在教学条件或是教学的组织形式上都更具优势。 （4）实验教学易于贯彻以人为本的教学理念，实施多元化、个性化的人才培养模式。理论教学由于受到严谨的计划、固定的模式和有限的投入等诸多的约束，在实施因材施教和多元化、个性化人才培养方面，在目前的教学管理体制下是难以做好的。与之相比，实验教学具有很好的机动灵活性和适应性。实验可以分成若干小组进行，甚至个人独立进行，可以根据自身的兴趣与爱好、基础和能力自由选做，这些不能不说是理论教学望尘莫及的。 四、构建与理论教学并重的实验教学体系，适应创新型人才培养 综上所述，我们可以得出这样一个结论：培养高素质创新型人才必须高度重视实验教学的建设与改革，必须摈弃陈旧落后的教育观念，坚持理论教学与实验教学并重的教育思想，构建与理论教学并重的实验教学体系，形成理论教学与实验教学并重的创新型人才培养支撑体系。 广西大学自2000年开始提出“以实验课独立设课为龙头，全面推进实验课程体系实验教学内容改革和开放实验室建设”的教改思路。要求各学院从专业培养目标出发，对实验教学体系和理论教学体系进行统筹规划，整体构思，并紧密结合科学技术和生产实践发展，将最新科研成果和先进生产技术融入实验教学体系，减少验证性实验，增加综合性、设计性、研究创新性实验，构建与理论教学并重，适应创新型人才培养的实验教学体系。经过十多年的研究与探索，广西大学已立项建设了近百门实验独立设课课程，涉及理、工、农、林、传媒、商学等六十多个专业的基础课、专业基础课、专业课。实验课独立设课的改革，带动了全校实验课程体系，实验教学内容改革和开放实验室建设，为实验教学示范中心建设奠定了良好的基础。比如，机械工程实验教学中心是广西首批省级实验教学示范中心，也是广西首批国家级实验教学示范中心，该中心最大的特色就是从专业培养目标角度，系统规划实验教学改革，将机械工程原附属于理论课的二十多门实验课系统优化重组为7门独立开设的实验课，再加上课外实践与科技创新模块，构建了与理论教学并重、适于创新型人才培养的实验教学体系。 这些独立开设的实验课，都是从专业培养目标角度，对原附属于理论课的实验进行系统的优化，并融入最新实践技术和教师的科研成果重组而成。比如，机械CAD/CAM及数控技术实验课程和现代机械加工实验技术课程优化重组方式及构成如下。 （1）机械CAD/CAM及数控技术课程。机械类专业学生的核心能力是机械CAD/CAM及数控技术应用能力。因此，该课程是机械类专业学生的主干课程，它的优化设计和重组显得尤为重要。我们以大型CAD软件、数控加工中心、三坐标测量仪等大型软件硬件和教师自主研发的“车铣钻CAD/CAM一体化系统”“网络化开放式数控系统实验教学和设计开发综合平台”为支撑，将计算机绘图、CAD机械设计、机械CAD/CAM实训、数控技术实训、实习、毕业设计等实验、实践教学内容优化重组，并融入最新实践技术和教师的科研成果，开发系列的综合性、设计性、研究创新性实验项目，构建了包含基本实验、提高型实验、研究创新型实验三个层次教学内容的机械CAD/CAM及数控技术实验课程。 （2）现代机械加工实验技术课程。该课程以大型工程软件及教师自主研发的“面向中小企业的产品数据管理（PDM）系统”“企业资源计划（ERP）系统”和加工中心、电火花加工机床、三坐标测量仪等软硬件为支撑，将计算机集成制造、计算机辅助工程分析、生产信息化技术、现代制造技术等专业课程群的实验和最新实践技术、教师科研成果优化重组，构建以解决实际生产方案为主线，适应地方中小企业多品种、小批量生产模式的生产组织与决策、技术应用与开发创新、信息管理与集成的现代制造工程实验课程。 学生课外实践与科技创新模块，面向全校机类和近机类本科生，利用网络化实验教学课件、网络化虚拟仿真实验平台，提供全开放的自主学习的实验教学环境。根据专业类型和学生的需求设置基本型、提高型和研究创新型实践活动，把研究创新意识贯穿始终，增强学生创新意识和工程实践能力。鼓励学生积极参加课外创新设计及各种创新设计大赛，参加中心老师的科研项目，也可通过课外创新实践项目立项并取得相应学分，提高学生创新实践能力和科学研究能力。 经过十多年的探索与实践，广西大学实验室建设和实验教学改革取得了显著成效，学生实践能力和创新能力不断提高。当然，就学生创新能力培养方面，广西大学与整个中国的高等教育一样，还处在探索和实践阶段，我们前面的路还很长，还需要我们不懈地努力。