摘要：新工科背景下需要實踐型、創(chuàng)新型人才，傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)不適應(yīng)新形勢的要求，而全面的實驗教學(xué)改革是一個系統(tǒng)工程，需要社會力量、學(xué)校、院系、師生等多方合力不斷探索。分析了實驗室建設(shè)、教師素質(zhì)、教學(xué)理念、教學(xué)方法、學(xué)生認識等影響高校實驗教學(xué)改革的因素，探討了改革的方向，提出了以實驗教學(xué)中心建設(shè)為依托，以雙師型教師為引領(lǐng)，以卓越人才培養(yǎng)為核心，以工程認證為契機，全面促進實驗教學(xué)改革，以期為新工科背景下高校實驗教學(xué)改革及新型工程人才培養(yǎng)模式的建立提供新思路。

　　關(guān)鍵詞：新工科;研究性學(xué)習(xí);卓越人才;實驗教學(xué)改革

　　新工科的建設(shè)是以新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)為背景，一方面設(shè)置和發(fā)展一批新興工科專業(yè)，另一方面推動了現(xiàn)有工科專業(yè)的改革創(chuàng)新[1]。新工科建設(shè)是適應(yīng)新工業(yè)革命發(fā)展及新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新經(jīng)濟增長的必然要求[2-3]，是深入實施國家一系列重大戰(zhàn)略、提升國際競爭力和國家硬實力的必然選擇[4]。“新工科人才”是具有更強的實踐能力、創(chuàng)新能力[5]和國際競爭力，能夠終身學(xué)習(xí)發(fā)展，適應(yīng)時代要求，滿足未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟需要的高素質(zhì)、復(fù)合型人才[6]。新工科建設(shè)為高校帶來新機遇的同時也帶來了新挑戰(zhàn)，若不進行改革則難以適應(yīng)新形勢甚至難以生存。實驗教學(xué)是培養(yǎng)工程人才尤其是大學(xué)生實踐能力的必要環(huán)節(jié)，也是高校新工科建設(shè)的重要部分。傳統(tǒng)實驗教學(xué)存在教學(xué)手段落后，教學(xué)儀器、設(shè)備陳舊[7]，實驗室布局不合理，管理不科學(xué)，教學(xué)實驗多以驗證性實驗為主，教學(xué)內(nèi)容滯后[8-10]，對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不足，教師素質(zhì)有待提高等問題。新工科背景下需要實踐型、創(chuàng)新型人才，傳統(tǒng)教學(xué)模式已不能適應(yīng)新形勢要求，高校實驗教學(xué)改革迫在眉睫。筆者以食品專業(yè)為例，探討了影響高校實驗教學(xué)改革的因素及改革方向，以期為新工科背景下創(chuàng)新型工程人才的培養(yǎng)提供借鑒。

　　1資源整合、合理布局、統(tǒng)籌安排、科學(xué)管理，加強實驗室硬件設(shè)施建設(shè)

　　面向新工科建設(shè)的新型實驗室設(shè)計及裝備應(yīng)滿足系統(tǒng)化、現(xiàn)代化、工程化要求。實驗室建設(shè)不能只看眼前，要著眼未來，放眼世界，按照新工科人才培養(yǎng)的需求改造升級。為適應(yīng)新形勢，各高校出臺新政策，加強實驗室建設(shè)。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院緊跟時代步伐，加強實驗室硬件設(shè)施建設(shè)，改善實驗條件。按照新型工程人才培養(yǎng)目標設(shè)計，改造實驗室，更新實驗儀器與設(shè)備。

　　改革前，本科實驗室缺少多媒體設(shè)備，教學(xué)方式以板書為主。部分教學(xué)儀器、設(shè)備陳舊，不能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求。一些大型儀器布局分散，缺乏專人管理，不能很好地發(fā)揮作用。改革后，將分布于不同樓層的本科教學(xué)實驗室整體搬遷到同一樓層，建立實驗教學(xué)中心，安裝監(jiān)控和多媒體設(shè)備，實行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)現(xiàn)代化、可視化教學(xué)。為便于開設(shè)大型實驗和實施模塊化管理，學(xué)院將實驗室按功能分區(qū)，分為理化檢驗區(qū)、微生物實驗區(qū)、食品工藝區(qū)等，另設(shè)葡萄酒生產(chǎn)線、啤酒釀造線和果汁生產(chǎn)線，可以滿足生產(chǎn)實訓(xùn)的需要。不同功能區(qū)集中分布、緊密聯(lián)系，又有明顯的區(qū)域劃分，既可以獨立開設(shè)實驗，又可以協(xié)調(diào)統(tǒng)一，開設(shè)大型實驗。實驗中心由專人管理，使教學(xué)資源得到充分利用。

　　2采用先進的教育理念，改進教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

　　新時期實驗教學(xué)應(yīng)以問題為導(dǎo)向[11]，將“研究性學(xué)習(xí)的理念[12-17]”滲透到課堂教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)探索、大膽創(chuàng)新。根據(jù)新工科人才培養(yǎng)目標確定課程目標，根據(jù)課程目標提出問題，設(shè)計實驗，面向產(chǎn)業(yè)需求，培養(yǎng)創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。實驗教學(xué)采用全方位、多角度、逐級遞進的培養(yǎng)方法，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。首先，減少驗證性實驗所占比例，增設(shè)綜合性實驗，設(shè)計、開發(fā)型實驗，基礎(chǔ)創(chuàng)新型實驗，學(xué)科交叉融合性實驗等，增強實驗課的趣味性和挑戰(zhàn)性。探究性實驗和設(shè)計開發(fā)類實驗只是設(shè)定待解決的問題，沒有現(xiàn)成的解決方法，也沒有明確的實驗結(jié)果。學(xué)生需要自己查閱資料，尋找合適的解決方法。這有利于學(xué)生發(fā)散思維，創(chuàng)造性地解決問題。很多新思路和新方法正是通過學(xué)生積極思考產(chǎn)生的。其次，要調(diào)整實驗順序，加強實驗間的銜接，按照新型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)要求調(diào)整實驗內(nèi)容，使之既有趣味性和挑戰(zhàn)性，又難度適中，讓學(xué)生樂于參與實驗，充分參與實驗，積極思考。第三，建立虛擬仿真實驗室和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，利用虛擬仿真技術(shù)、線上線下實驗教學(xué)[18]相結(jié)合等現(xiàn)代教學(xué)手段輔助實驗教學(xué)。最后，加快工程認證步伐，以評促建，以評促改，根據(jù)工程認證要求，改革實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。

　　3鼓勵學(xué)生參與教師科研，課上實驗和課下實驗相結(jié)合，拓展學(xué)生的思維空間

　　傳統(tǒng)實驗課一般都有現(xiàn)成的實驗指導(dǎo)，學(xué)生課上按步驟完成實驗，參與度低，課上思考很少，思維能力沒有得到有效鍛煉，實驗內(nèi)容很難留下深刻印象。由于課下缺少持續(xù)性訓(xùn)練，很多技能掌握得不夠熟練。新工科背景下，應(yīng)鼓勵學(xué)生加入教師科研團隊，參與教師科學(xué)研究和項目申報，將課上實驗和課下實驗結(jié)合，使實驗教學(xué)有延續(xù)性，綜合培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力、專業(yè)知識遷移能力和綜合應(yīng)用能力。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院以“卓越人才”培養(yǎng)計劃為核心，以開放實驗室、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作室為依托，實行導(dǎo)師“一對一”培養(yǎng)。通過大學(xué)生科技競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目研究等活動，指導(dǎo)學(xué)生進行產(chǎn)品研發(fā)、企業(yè)服務(wù)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目孵化，實現(xiàn)了課上實驗和課下實驗無縫對接，拓展了學(xué)生的思維空間，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

　　4加強校企合作和國際合作

　　加強實驗室與國外名校、著名實驗室間的溝通，堅持“引進來，走出去”的原則，引進外國留學(xué)生，將本校的學(xué)生送出去，互通有無，取長補短。加強校企合作，建立實驗、實習(xí)、實訓(xùn)基地，將實驗課堂轉(zhuǎn)移到工廠、車間，做到“產(chǎn)、學(xué)、研”一體化，讓學(xué)生了解車間實際，學(xué)以致用。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院與美國伊利諾伊香檳分校、日本筑波大學(xué)等國外知名高校、國內(nèi)劉伶醉酒業(yè)、匯源果汁、新希望集團、君樂寶乳業(yè)等多家企業(yè)建立了溝通，在國際合作和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合方面取得了良好的效果。

　　5提高教師自身素質(zhì)

　　教師大多數(shù)時間在學(xué)校教書育人，與企業(yè)和社會的接觸較少，尤其是年輕教師，出校門、進校門，理論知識扎實，但實踐能力不足，因此要加強教師隊伍建設(shè)，提高教師的實踐能力[19]。“打鐵還需自身硬”，高校專業(yè)課教師要緊跟形勢，關(guān)注學(xué)科前沿和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不斷完善和提高自己的業(yè)務(wù)水平;了解新工科人才培養(yǎng)要求，合理制定教學(xué)目標，設(shè)計教學(xué)實驗，改進教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法;密切關(guān)注新工科建設(shè)的政策和項目，爭取更多的經(jīng)費支持。2017年2月，教育部發(fā)布《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》，提出要樹立創(chuàng)新型、綜合化、全周期工程教育“新理念”，探索實施工程教育人才培養(yǎng)的“新模式”。2018年3月，教育部辦公廳公布首批“新工科”研究與實踐項目名單[20]，202個“新工科”綜合改革類項目、410個“新工科”專業(yè)改革類項目，共612個項目獲批，其中食品農(nóng)林類專業(yè)改革項目19項。“新工科”建設(shè)要求人才培養(yǎng)從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向。為適應(yīng)新形勢，各高校也出臺新政策，一些高校設(shè)立了新工科研究與實踐項目、研究性教學(xué)改革項目等，并予以經(jīng)費支持。這有助于深入研究新工科的內(nèi)涵和特征，提出工程教育改革的新思路和新方法，形成更加完善的人才培養(yǎng)模式，也為全面開展實驗教學(xué)改革奠定基礎(chǔ)。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院注重雙師型人才培養(yǎng)，每年暑期選派優(yōu)秀青年教師到企業(yè)進行為期7d的參觀學(xué)習(xí)。學(xué)院教師也可申請為期6～12個月的企業(yè)中長期鍛煉機會，學(xué)院鼓勵青年教師進入企業(yè)博士后流動站進行博士后研究，這些優(yōu)秀教師將成為實驗教學(xué)改革的骨干力量。

　　6學(xué)生層面的改革

　　傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師將實驗課內(nèi)容設(shè)計好、儀器設(shè)備調(diào)試好、實驗材料準備好，學(xué)生需要做的就是課堂聽課，并通過基本操作完成實驗[21]。改革后學(xué)生將更多地參與到實驗教學(xué)中，花費的時間和精力大大提高，要克服惰性，充分發(fā)揮主觀能動性。要改革實驗課的管理方法和考核方式，提高門檻，建立監(jiān)督和激勵機制，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的積極性得到充分發(fā)揮，變被動學(xué)習(xí)為主動探索。傳統(tǒng)實驗教學(xué)考核方式主要是實驗報告，同組實驗報告內(nèi)容相似，很難體現(xiàn)不同學(xué)生間的水平差異。實驗教學(xué)考核應(yīng)將基本知識(筆試)和基本技能(面試)考核分開，同時結(jié)合課堂表現(xiàn)記錄平時成績，綜合考查學(xué)生的基本知識和基本技能。

　　7結(jié)語

　　總而言之，新工科建設(shè)是一個長期工程，不是一蹴而就的。新工科背景下的實驗教學(xué)改革需要社會力量、學(xué)校、院系、師生等多方協(xié)作，不斷改革探索、創(chuàng)新。實踐表明，以“實驗教學(xué)中心建設(shè)為依托，以雙師型教師為引領(lǐng)，以卓越人才培養(yǎng)為核心，以工程認證為契機”的實驗教學(xué)改革顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，使實驗教學(xué)更好地為新型工程人才培養(yǎng)助力。

　　參考文獻

　　[1]

　　“新工科”建設(shè)行動路線(“天大行動”)[J].高等工程教育研究，2017(2)：24-25.

　　[2]新工科建設(shè)指南(“北京指南”)[J].高等工程教育研究，2017(4)：20-21.

　　[3]新工科建設(shè)形成“北京指南”[J].教育發(fā)展研究，2017，37(Z1)：82.[1] 2 [3]

　　推薦閱讀：食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報國家級期刊征稿函