摘要：新工科背景下需要實踐型、創新型人才，傳統教學模式已經不適應新形勢的要求，而全面的實驗教學改革是一個系統工程，需要社會力量、學校、院系、師生等多方合力不斷探索。分析了實驗室建設、教師素質、教學理念、教學方法、學生認識等影響高校實驗教學改革的因素，探討了改革的方向，提出了以實驗教學中心建設為依托，以雙師型教師為引領，以卓越人才培養為核心，以工程認證為契機，全面促進實驗教學改革，以期為新工科背景下高校實驗教學改革及新型工程人才培養模式的建立提供新思路。
關鍵詞：新工科;研究性學習;卓越人才;實驗教學改革
新工科的建設是以新經濟、新產業為背景，一方面設置和發展一批新興工科專業，另一方面推動了現有工科專業的改革創新[1]。新工科建設是適應新工業革命發展及新技術、新產業、新業態和新模式為特征的新經濟增長的必然要求[2-3]，是深入實施國家一系列重大倡議、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、創新能力[5]和國際競爭力，能夠終身學習發展，適應時代要求，滿足未來新興產業和新經濟需要的高素質、復合型人才[6]。新工科建設為高校帶來新機遇的同時也帶來了新挑戰，若不進行改革則難以適應新形勢甚至難以生存。實驗教學是培養工程人才尤其是大學生實踐能力的必要環節，也是高校新工科建設的重要部分。傳統實驗教學存在教學手段落后，教學儀器、設備陳舊[7]，實驗室布局不合理，管理不科學，教學實驗多以驗證性實驗為主，教學內容滯后[8-10]，對學生創新能力的培養不足，教師素質有待提高等問題。新工科背景下需要實踐型、創新型人才，傳統教學模式已不能適應新形勢要求，高校實驗教學改革迫在眉睫。筆者以食品專業為例，探討了影響高校實驗教學改革的因素及改革方向，以期為新工科背景下創新型工程人才的培養提供借鑒。
1資源整合、合理布局、統籌安排、科學管理，加強實驗室硬件設施建設
面向新工科建設的新型實驗室設計及裝備應滿足系統化、現代化、工程化要求。實驗室建設不能只看眼前，要著眼未來，放眼世界，按照新工科人才培養的需求改造升級。為適應新形勢，各高校出臺新政策，加強實驗室建設。河北農業大學食品科技學院緊跟時代步伐，加強實驗室硬件設施建設，改善實驗條件。按照新型工程人才培養目標設計，改造實驗室，更新實驗儀器與設備。
改革前，本科實驗室缺少多媒體設備，教學方式以板書為主。部分教學儀器、設備陳舊，不能適應現代工業發展的要求。一些大型儀器布局分散，缺乏專人管理，不能很好地發揮作用。改革后，將分布于不同樓層的本科教學實驗室整體搬遷到同一樓層，建立實驗教學中心，安裝監控和多媒體設備，實行統一管理，實現現代化、可視化教學。為便于開設大型實驗和實施模塊化管理，學院將實驗室按功能分區，分為理化檢驗區、微生物實驗區、食品工藝區等，另設葡萄酒生產線、啤酒釀造線和果汁生產線，可以滿足生產實訓的需要。不同功能區集中分布、緊密聯系，又有明顯的區域劃分，既可以獨立開設實驗，又可以協調統一，開設大型實驗。實驗中心由專人管理，使教學資源得到充分利用。
2采用先進的教育理念，改進教學內容和教學方法
新時期實驗教學應以問題為導向[11]，將“研究性學習的理念[12-17]”滲透到課堂教學，引導學生進行科學探索、大膽創新。根據新工科人才培養目標確定課程目標，根據課程目標提出問題，設計實驗，面向產業需求，培養創新型工程技術人才。實驗教學采用全方位、多角度、逐級遞進的培養方法，培養學生的實踐能力和創新能力。首先，減少驗證性實驗所占比例，增設綜合性實驗，設計、開發型實驗，基礎創新型實驗，學科交叉融合性實驗等，增強實驗課的趣味性和挑戰性。探究性實驗和設計開發類實驗只是設定待解決的問題，沒有現成的解決方法，也沒有明確的實驗結果。學生需要自己查閱資料，尋找合適的解決方法。這有利于學生發散思維，創造性地解決問題。很多新思路和新方法正是通過學生積極思考產生的。其次，要調整實驗順序，加強實驗間的銜接，按照新型工程技術人才的培養要求調整實驗內容，使之既有趣味性和挑戰性，又難度適中，讓學生樂于參與實驗，充分參與實驗，積極思考。第三，建立虛擬仿真實驗室和網絡教學平臺，利用虛擬仿真技術、線上線下實驗教學[18]相結合等現代教學手段輔助實驗教學。最后，加快工程認證步伐，以評促建，以評促改，根據工程認證要求，改革實驗教學內容和教學方法。
3鼓勵學生參與教師科研，課上實驗和課下實驗相結合，拓展學生的思維空間
傳統實驗課一般都有現成的實驗指導，學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，實驗內容很難留下深刻印象。由于課下缺少持續性訓練，很多技能掌握得不夠熟練。新工科背景下，應鼓勵學生加入教師科研團隊，參與教師科學研究和項目申報，將課上實驗和課下實驗結合，使實驗教學有延續性，綜合培養學生的思維能力、創新能力、專業知識遷移能力和綜合應用能力。河北農業大學食品科技學院以“卓越人才”培養計劃為核心，以開放實驗室、創新創業工作室為依托，實行導師“一對一”培養。通過大學生科技競賽、創新創業項目研究等活動，指導學生進行產品研發、企業服務、創新創業項目孵化，實現了課上實驗和課下實驗無縫對接，拓展了學生的思維空間，提高了學生的創新能力。
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，引進外國留學生，將本校的學生送出去，互通有無，取長補短。加強校企合作，建立實驗、實習、實訓基地，將實驗課堂轉移到工廠、車間，做到“產、學、研”一體化，讓學生了解車間實際，學以致用。河北農業大學食品科技學院與美國伊利諾伊香檳分校、日本筑波大學等國外知名高校、國內劉伶醉酒業、匯源果汁、新希望集團、君樂寶乳業等多家企業建立了溝通，在國際合作和產學研結合方面取得了良好的效果。
5提高教師自身素質
教師大多數時間在學校教書育人，與企業和社會的接觸較少，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，提高教師的實踐能力[19]。“打鐵還需自身硬”，高校專業課教師要緊跟形勢，關注學科前沿和產業發展，不斷完善和提高自己的業務水平;了解新工科人才培養要求，合理制定教學目標，設計教學實驗，改進教學內容和教學方法;密切關注新工科建設的政策和項目，爭取更多的經費支持。2017年2月，教育部發布《關于開展新工科研究與實踐的通知》，提出要樹立創新型、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”專業改革類項目，共612個項目獲批，其中食品農林類專業改革項目19項。“新工科”建設要求人才培養從學科導向轉向產業需求導向。為適應新形勢，各高校也出臺新政策，一些高校設立了新工科研究與實踐項目、研究性教學改革項目等，并予以經費支持。這有助于深入研究新工科的內涵和特征，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模式，也為全面開展實驗教學改革奠定基礎。河北農業大學食品科技學院注重雙師型人才培養，每年暑期選派優秀青年教師到企業進行為期7d的參觀學習。學院教師也可申請為期6～12個月的企業中長期鍛煉機會，學院鼓勵青年教師進入企業博士后流動站進行博士后研究，這些優秀教師將成為實驗教學改革的骨干力量。
6學生層面的改革
傳統教學模式下，教師將實驗課內容設計好、儀器設備調試好、實驗材料準備好，學生需要做的就是課堂聽課，并通過基本操作完成實驗[21]。改革后學生將更多地參與到實驗教學中，花費的時間和精力大大提高，要克服惰性，充分發揮主觀能動性。要改革實驗課的管理方法和考核方式，提高門檻，建立監督和激勵機制，激發學生的學習興趣，使學生的積極性得到充分發揮，變被動學習為主動探索。傳統實驗教學考核方式主要是實驗報告，同組實驗報告內容相似，很難體現不同學生間的水平差異。實驗教學考核應將基本知識(筆試)和基本技能(面試)考核分開，同時結合課堂表現記錄平時成績，綜合考查學生的基本知識和基本技能。
7結語
總而言之，新工科建設是一個長期工程，不是一蹴而就的。新工科背景下的實驗教學改革需要社會力量、學校、院系、師生等多方協作，不斷改革探索、創新。實踐表明，以“實驗教學中心建設為依托，以雙師型教師為引領，以卓越人才培養為核心，以工程認證為契機”的實驗教學改革顯著提高了學生的學習興趣和學習積極性，使實驗教學更好地為新型工程人才培養助力。
參考文獻
[1]
“新工科”建設行動路線(“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]新工科建設形成“北京指南”[J].教育發展研究，2017，37(Z1)：82.[1] 2 [3]
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