賈博軒 徐輝 官兵

摘要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思辨能力和實(shí)踐操作技能。而適當(dāng)?shù)母母锟梢员苊鈧鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的若干弊端，從而更好地完成對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)。要以培養(yǎng)學(xué)生為主體，把培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神的研究型人才放在首位，因此，文章就以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不足提出一種多元化的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放模式，并且針對(duì)所在學(xué)院的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)推廣此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放模式，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué);實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放;物聯(lián)網(wǎng)工程

一、引言

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是國(guó)家新興專業(yè)，我院該專業(yè)本科人才的培養(yǎng)主要以面向工程實(shí)用為主。因此，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力至關(guān)重要，建立完善的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室可以很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。如何科學(xué)地、最大限度地利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室空間和資源來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力、動(dòng)手能力，擴(kuò)大學(xué)生的受益面，提高任課教師、實(shí)驗(yàn)教師從事實(shí)踐教學(xué)的積極性，是當(dāng)前我院相關(guān)專業(yè)建設(shè)中遇到的重要課題。

針對(duì)我院傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，結(jié)合我院現(xiàn)有的實(shí)際情況，圍繞培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力這一目標(biāo)，我們逐漸探索出了一種多元化的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放模式，并將其應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。此模式調(diào)動(dòng)了教師的工作熱情，提升了設(shè)備的利用率，增加了學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才奠定了基礎(chǔ)。

二、我院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的不足

（一）實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)較少

由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的不足，任課教師上課時(shí)多數(shù)時(shí)間以介紹為主。例如傳感器原理與應(yīng)用這門(mén)課，教師要介紹各個(gè)傳感器模塊的功能以及使用方法，因此占用時(shí)間較多，這樣一來(lái)，學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作的時(shí)間非常少，影響學(xué)生上課的積極性。

（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)缺乏探索性

大部分實(shí)驗(yàn)大綱僅要求學(xué)生對(duì)課程中的基本概念和基本理論進(jìn)行驗(yàn)證，從而導(dǎo)致學(xué)生的自主創(chuàng)新能力沒(méi)有充分發(fā)揮。例如，我院物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)箱有很多復(fù)雜的但具有研究意義和實(shí)際開(kāi)發(fā)意義的實(shí)驗(yàn)?zāi)K使用頻率較低，在實(shí)驗(yàn)大綱中涉及較少。

（三）物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)不斷擴(kuò)大的辦學(xué)規(guī)模沒(méi)有與硬件設(shè)施同步發(fā)展

由于學(xué)生人數(shù)不斷增加，實(shí)驗(yàn)課上會(huì)出現(xiàn)多人共用一臺(tái)計(jì)算機(jī)、一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱的情況，這樣不利于教學(xué)的開(kāi)展，又降低了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。

（四）實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率不高

實(shí)驗(yàn)室只有在上課時(shí)開(kāi)放造成了資源的浪費(fèi)，使實(shí)驗(yàn)設(shè)備在課余時(shí)間里無(wú)法利用、無(wú)法共享，降低了使用效率。

（五）實(shí)驗(yàn)室管理員的專業(yè)技能有待提升

實(shí)驗(yàn)室管理人員只起到管理作用，不具備解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題的能力，不能適應(yīng)高校教育改革的需要。

三、多元化實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放策略

基于對(duì)以上不足的分析，我們探索出了一種既滿足培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的需求，又符合我院實(shí)際情況、具有可操作性的多元化實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放模式。實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放既要做到在時(shí)間上、空間上的開(kāi)放，又要做到在實(shí)踐內(nèi)容、操作方式上的開(kāi)放。在保障全面開(kāi)放的前提下，具體的開(kāi)放策略如下：

（一）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放

教師需要對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的功能與使用方法進(jìn)行介紹，從而占用了大量的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，進(jìn)而擠占了學(xué)生的動(dòng)手時(shí)間。為此，在基本實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)外，我們開(kāi)放了實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以利用實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間做基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，這樣教師可以充分利用實(shí)驗(yàn)課堂介紹清楚各個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，在保證上課質(zhì)量的同時(shí)，把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)玫綄?shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間去完成，使學(xué)生可以多操作幾遍，強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)動(dòng)手能力，增加學(xué)生的操作熟練程度。

（二）拓展性實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放

根據(jù)教學(xué)大綱，結(jié)合各門(mén)實(shí)驗(yàn)課的特點(diǎn)，綜合我院現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的情況，增開(kāi)一系列有針對(duì)性、探索性的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。實(shí)驗(yàn)課上，實(shí)驗(yàn)教師布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。例如，我院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)開(kāi)設(shè)的嵌入式系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)課程，都是將課上教學(xué)引導(dǎo)與課下工程實(shí)踐相結(jié)合，通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室將以往基礎(chǔ)研究進(jìn)行整合和拓展，增強(qiáng)學(xué)生的綜合動(dòng)手能力。

（三）創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放

我院物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)室配設(shè)的實(shí)驗(yàn)箱有：物聯(lián)網(wǎng)智能云控制平臺(tái)、嵌入式綜合教學(xué)科研平臺(tái)等。這些實(shí)驗(yàn)箱中有一些模塊在以往的教學(xué)中并沒(méi)有涉及到，例如NFC通信模塊、GPS模塊等。這些模塊可開(kāi)發(fā)性高，所實(shí)現(xiàn)的功能又很實(shí)用。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)新性自主研發(fā)，主動(dòng)地運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，從而深入掌握實(shí)踐知識(shí)要點(diǎn)，增強(qiáng)獨(dú)立解決困難的信心，提高靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。此外，在實(shí)踐中學(xué)生可以組成興趣小組、協(xié)會(huì)等，共同探索實(shí)踐，這也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。教師從知識(shí)的傳授者變?yōu)閷?shí)踐的指導(dǎo)者，根據(jù)學(xué)生不同的情況給予有針對(duì)性的幫助。學(xué)生從被動(dòng)的接收者變?yōu)橹鲃?dòng)的實(shí)踐者，真正地參與到實(shí)際研發(fā)中去。同時(shí)，我們鼓勵(lì)教師在創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間進(jìn)行科研，提倡教師帶領(lǐng)本科生、研究生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研實(shí)踐，從而培養(yǎng)學(xué)生的科研精神，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度。例如，我院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教師每周一次帶領(lǐng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間開(kāi)設(shè)研究生討論班進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（四）能力培養(yǎng)性實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放

針對(duì)綜合能力比較強(qiáng)的學(xué)生，定期聘請(qǐng)專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)公司中具有開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的工程師在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間對(duì)其進(jìn)行培訓(xùn)，開(kāi)展課堂外專業(yè)技術(shù)講座，使學(xué)生與現(xiàn)代科技實(shí)時(shí)接軌，這對(duì)于學(xué)生未來(lái)就業(yè)和事業(yè)發(fā)展大有裨益。例如，我們給學(xué)生開(kāi)展了《機(jī)器人講座》、遠(yuǎn)程醫(yī)療與監(jiān)護(hù)系統(tǒng)培訓(xùn)等活動(dòng)。同時(shí)，利用實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間定期給實(shí)驗(yàn)室管理人員進(jìn)行培訓(xùn)，使其更多地掌握前沿科學(xué)知識(shí)，提升綜合應(yīng)用能力、指導(dǎo)能力和專業(yè)水平。例如，我們組織實(shí)驗(yàn)室管理人員參加了物聯(lián)網(wǎng)智能云控制平臺(tái)、嵌入式綜合教學(xué)科研平臺(tái)的使用和維修方法培訓(xùn)、大屏幕實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)演示培訓(xùn)等。

四、實(shí)驗(yàn)室管理制度

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放建設(shè)中，一定要加強(qiáng)各方面的管理，并且建立健全的、與學(xué)院相匹配的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理制度，包括《實(shí)驗(yàn)室教師值班制度》《儀器設(shè)備使用、借用制度》等。同時(shí)嚴(yán)格要求學(xué)生執(zhí)行《實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理?xiàng)l例》《實(shí)驗(yàn)室安全準(zhǔn)人制度》等，從而使實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放工作有依有據(jù)、有條不紊地開(kāi)展。另外，要不斷改善實(shí)驗(yàn)室條件，對(duì)儀器設(shè)備定期更新?lián)Q代，打好創(chuàng)新人才培養(yǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

五、未來(lái)展望

高校實(shí)驗(yàn)室在信息化建設(shè)方面還不夠完善，我們計(jì)劃在本文所提出的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行信息化升級(jí)，建立“實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放信息管理平臺(tái)”。例如，實(shí)驗(yàn)教師可以利用校園網(wǎng)在“平臺(tái)”上發(fā)布實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放信息，實(shí)時(shí)提供實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放情況和實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用情況的信息，以方便學(xué)生查詢;學(xué)生從“平臺(tái)”上得到相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放信息后，結(jié)合自身?xiàng)l件，優(yōu)化時(shí)間安排，合理推進(jìn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)度。同時(shí)“平臺(tái)”可實(shí)現(xiàn)交叉學(xué)科的實(shí)驗(yàn)室預(yù)約，優(yōu)化資源配置，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，為培養(yǎng)復(fù)合型人才提供條件。同時(shí)，我們也會(huì)進(jìn)一步分析我院師生在試用期間所提出的有關(guān)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理模式的反饋意見(jiàn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐中提出的新問(wèn)題、新設(shè)想，進(jìn)一步優(yōu)化升級(jí)這一開(kāi)放管理模式。

六、結(jié)語(yǔ)

在本文中，我們總結(jié)了傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的若干不足，并結(jié)合我院現(xiàn)有條件，創(chuàng)新性地提出了多元化的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放模式，并將其運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐。此模式提供了充裕的學(xué)習(xí)環(huán)境，給予了學(xué)生更多實(shí)踐動(dòng)手的機(jī)會(huì)，有效地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，調(diào)動(dòng)了科研興趣，提升了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，對(duì)學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)起到積極的促進(jìn)作用，同時(shí)實(shí)踐教學(xué)工作也取得新的進(jìn)展，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來(lái)如果可以借助計(jì)算機(jī)、傳感器等一系列多方位的智能化、科技化的手段，將其應(yīng)用于開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的預(yù)約、管理、學(xué)習(xí)等模塊中，將更有效地提升實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的綜合質(zhì)量，這也將是我們下一步工作的主要方向。