独立实验课教学管理模式的研究与实践:什么是阿米巴管理模式

　　如何做好独立实验课程的管理，目前国内还没有一套规范化的教学管理模式可循。本文论述了一套规范化的独立实验课教学管理方法和设计综合型、研究创新型实验项目的开设制度。它开发了适应“跨学期、分层次、多类型”的教学管理信息辅助系统。在独立实验课程管理方面进行了一些初步的探索，取得了一定的经验。
　　基础实验 独立设课 管理模式 设置规范
　　一、前言
　　整合实验教学内容与资源，更好地发挥实验教学在学生实践能力与创新精神培养中的作用是实验教学改革的当务之急。整合实验教学内容，使原来许多附属于理论课的实验内容独立成为一门实验课程，是许多高校实验教学改革的方向之一。我校实践教学与技能培训中心整合材料力学、机械振动、机械原理、机械设计、互换性与技术测量、金属加工机床、液压与气压传动等分属各课程的实验教学内容，开设了独立实验课程――《机械工程基础实验》。但是，对于独立设置的实验课程如何进行实验教学管理在国内高校还没有一个通用的管理模式可以借鉴。
　　二、独立实验课教学管理面临的问题
　　实践教学与技能培训中心2006年开始了以改革实验教学内容为核心，以独立设课为特征的《机械工程基础实验》课程改革，其目标是：以培养学生工程实践能力与创新精神为目标，强化实验教学在人才培养中的作用；整合、优化实验教学内容；实现分层次实验教学；学生自主选择实验项目，跨学期设课。《机械工程基础实验》管理模式的改革即是与该课程的改革相配套进行的。
　　由于《机械工程基础实验》课程主要面向机电一体化、机械制造及其自动化、车辆工程、材料成形与控制工程等9机械类和近机械类专业开设，学生约800人。《机械工程基础实验》独立设课后，实验教学仍然面临学生总量逐年增加；实验教学设备与教师资源相对不足；学生理论课较多，空余时间不足；实验开放运行难于管理等问题。因此，在教学中如何制订实验教学计划、如何设置实验项目、如何保证实验教学的顺利运行、如何对学生进行考核等问题是独立设课面临的首要问题。
　　三、教学管理模式探索
　　1.独立实验课教学管理方法的规范化
　　独立实验课教学组织分为各专业实验教学计划制订与每学期实验项目安排两个层面。
　　在实验教学计划制订上，独立设课后，中心根据各专业的人才培养目标和先修课程的情况制订了针对不同专业的实验教学计划，它决定了学生需要完成哪些实验模块与实验模块内哪些具体项目。实验教学计划的制订是整个实验教学管理的核心。实验教学计划根据不同专业的要求配置不同的实验模块，每个实验模块覆盖的实验内容分为基础型、设计综合型和研究创新型实验三个层次。学生除需要完成规定的必做实验项目外，还可以根据兴趣选择任选实验项目。
　　以我校2006级机电一体化专业开出的《机械工程基础实验》实验教学计划为例，它包括力学测试、机械设计、机床结构、振动测试、几何量测试、传动与控制共6个实验模块，共26个实验项目，58学时，具体请见表1。实验教学计划要求学生除了完成该专业所必须掌握的30个学时的必选实验项目外，可以根据自己的兴趣从28个学时的任选实验项目中选择18个学时，即学生必须完成48学时，方可取得本课程的3个学分。
　　在每学期实验项目安排上，由于每个实验采用开放运行，这给教学管理带来了一定的不可预测性。
　　开放运行的第一个问题是每个实验的上课时间问题。在实验项目安排上，独立设课后，由于实验项目增加，而每个项目的完成又需要跟理论教学相互配合，课程时间跨越了第四至第六三个学期。由于采用的开放式教学，学生自主选择实验项目完成的时间，但由于学生对每个项目应在哪个学期完成不是太了解。因此，给实验教学带来了一定的挑战，经过一段时间的运行，我们给出了每个项目的建议选择学期，以期望与理论教学紧密联系，促进相互理解，融会贯通，以保证教学效果。
　　开放运行的第二个问题是每个实验项目的排课问题。一方面，由于对任选实验学生有自由选择的权利，因此，实验人数难以确定；另一个方面，由于在第四至第六学期学生理论课程也比较重，白天能利用的空闲时间比较少，客观上造成了理论教学与实验教学的冲突，往往存在学生逃理论课来参加实验教学的情况。经过四年的运行实践，中心按照从整体上满足学生达到18学时任选实验的目标，确定了各任选实验项目的开课比例。比如，“循环动应力实验”开课比例为0.7，即按照每组10人的要求，完成全部学生的教学实验需要开设80批次（800人），实际开设56批次；同时，在实验开放时段尽量避免理论教学的高峰期，而安排在学生理论课相对较少的下午或晚上进行实验教学。
　　2.设计综合型和研究创新型实验项目开设制度的确定
　　实验教学改革的核心是实验教学内容的优化，即淘汰一些成旧的验证型实验项目，根据当前学科发展的现状以及我校的科研特色与成果新增一批设计综合型以及研究创新型实验项目。经过几年的不断改革实践，《机械工程基础实验》所包含的设计综合型实验项目比例得到了一定提高。但是，鉴于开设设计综合型和研究创新型实验的设置问题涉及学生知识能力水平、设备条件、耗材消耗、教师知识结构、课时限制等多方面的因素，如何科学合理的设置该类实验项目必须通过严格的程序进行规范，以保证开设实验项目既满足上述限制条件的要求，同时又有利于促进教师、学生参与到新项目的研究中。
　　关于设计综合型和研究创新型实验项目的设置规范，包括申报、评审、立项和检查验收等几方面工作。
　　（1）申报
　　有意向的实验教师首先填报“重庆理工大学设计综合型（研究创新型）实验项目申报表”，同时项目负责人作好评审论证的准备工作，并附上所需消耗材料购货清单和配套设备清单
　　（2）评审
　　设计综合型和研究创新型实验项目的内容涉及多学科、多门课程，因此实验项目设置研究内容是否合适需要由二级学院组织专家、教授组成的学科组对项目内容范围、难易程度、课时设置、可行性等方面进行初步评议。然后再由教务部门组成广义的包括设备管理人员、财务人员、实践教学管理人员参加的教学指导委员会对项目进行现场评审。评审的依据主要有以下几点：项目内容审核，即所申报项目的实验内容是否符合现行的教学大纲及专业培养目标的要求，作为实验主体的学生已做过哪些基本实验，是否已具备了完成此项实验的基本技能，难易程度是否适当；实验基本条件，即实验学时能否保证，项目的主要设备是否已经具备，或者设备计划是否已经落实，耗材计划是否适当，拨款年度确定等；项目性质界定，即是否是真正意义上的设计综合型实验或研究创新型实验。
　　（3）立项
　　通过评审的实验项目，由实验室项目负责人与教务处签订投资协议书，协议书中具体规定了双方的责任与义务。
　　（4）检查验收
　　根据项目的筹建起止时间进行阶段检查和完成验收。阶段检查的主要内容有：投资经费的使用情况，是否专款专用，是否完成阶段目标，存在哪些实际问题，是否需要调整或改进等。在实验项目研究完成后，由项目负责人提供必需的教学文件和相关的技术资料、试做报告等，实验教学科组织专家进行现场验收。
　　对未按计划的或经验收不合格者，限期整改，并视具体情况按照协议书的有关规定追究责任。对投资挪作它用者，将予以追回。另外，由于此项工作的开展意味着相应的资金投入，因此，在预审阶段就应该慎重对待，严格把关，避免因决策失误造成资金浪费。其次，在开发设计综合型（研究创新型）实验时，要注意紧紧围绕学生的综合能力、初步设计能力及创新意识培养这一目标，注意与课程设计、课外科技活动、集中的综合训练相结合，注意与科研课题、成果及资源的互动共享，注意与学科建设及学院的整体教学改革协调一致。
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　　《机械工程基础实验》独立设课后，由于课程跨第四至第六三个学期，且学生原则上可以自由选择上课学期，因此给实验管理带来了一些新的问题。比如，选择某实验项目的可能有大二的学生（第四学期），也可能有大三（第六学期）的学生，实验项目成绩管理是个突出问题。另外，同一专业不同年级实验教学计划也可能有所调整。因此，开发与独立实验课相适应的“跨学期、分层次、多类型”教学管理信息系统是非常紧迫的任务。
　　实验教学管理信息系统应具有实验教学计划查询、实验室及设备信息查询、实验项目预约、实验成绩登记与查询、师生交流等功能模块。实验教学计划查询功能能够根据学生的学号显示其相应的实验教学计划，学生完成了哪些必选和任选实验项目，分别完成了多少学时，还有多少学时未完成等信息；实验室及设备信息查询功能主要显示各实验室所开设的实验项目、上课地点以及每项目所能容纳的学生人数；设备信息查询功能则提供了该实验项目所使用的仪器设备介绍、使用方法以及注意事项等信息；实验项目预约功能能够让学生在网上随时进行实验项目预约，实现实验室的预约开放，有利于教师资源的有效利用；实验成绩登记与查询功能能够方便教师进行实验报告成绩的登记，克服了以前成绩只能按班级进行手工成绩等级的弊端，只要输入学生学号，按系统默认选择五种成绩之一即可，学生也可通过网络随时查阅自己的实验项目成绩，在完成规定的必选与任选实验项目以后，系统可以自动算出该门课程成绩；师生交流功能主要以站内短信的形式完成学生向老师提问和老师的定向回答。此外，实验教学管理系统还有通知栏，学生信息查询、教师工作量统计等功能。
　　四、独立实验课运行情况
　　以培养学生的工程实践能力与创新精神为目标，将依附于各门理论课程的实验项目独立出来，同时根据人才培养目标增加一定的设计综合型和研究创新型实验项目，以系统的观念打造一门独立的实验课程，强化了实验教学在人才培养中的积极作用，有利于促进学生对所学理论知识的融会贯通，有利于学生解决实际问题能力的提高，避免了不同课程内容之间的相互割裂，具有十分积极的意义。经过4年的运行，我们已经逐步解决了“学生选课学期混乱”，“实验课程与理论课程时间冲突”等突出问题，管理逐步趋向有序。实验教学改革在提高学生工程实践能力方面和培养创新精神方面已初见成效，后续课程的任课教师普遍反映：经过独立实验课训练的学生，分析问题和解决问题的实际能力比以往明显提高。
　　这一改革思路也得到了重庆市教委的充分肯定。2006年，我中心被评为重庆市实验教学示范中心。2009年，中心的教学改革成果“一般本科院校机械专业实验教学改革的研究与实践”获重庆市教学成果二等奖。
　　五、结语
　　整合、优化实验教学内容，使原来附属于理论课程的实验内容独立成为一门实验课程，是近年许多高校实验教学改革的一个方向。通过四年的不断改革与探索，我们在独立实验课程管理方面取得了一定的经验，但严格地说这项工作还处在实验和探索阶段，需要经历一个不断完善的过程。围绕人才培养目标，强化实验教学的地位和作用还将是实验教学改革的一个永恒主题。
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