1、对实验教学相关热点问题的研究与实践,2017年7月22日长春,1、构建实验与实践能力培养标准2、实验教学开放及优质资源利用3、实验队伍结构与实验室的功能4、信息技术与实验教学深度融合,制定依据教育部相关专业人才培养标准（基本要求）相关专业培养标准的只有知识、能力、素质、基本学时等方面的原则要求满足学校的本科人才培养目标根据学校的人才培养目标构建具体的知识、素质、能力要求，并构建相应的课程体系和教学内内容特色优势通识实验体现学校特色与优势专业实验体现专业特色与优势,制定依据与特色优势,学生实验与实践能力培养标准,课程体系培养目标、能力要求、课程结构、实验项目、培养模式、方式方法、学习评价等（建立
2、知识、能力、素质实现矩阵）管理体系班级规模、师资配备、设备环境、教师发展、质量保障等,实验与实践能力培养标准,学生实验与实践能力培养标准,1、专业实验实践能力培养之课程体系专业培养目标；毕业生必须具备的知识、能力和素质要求；课程体系与教学内容（课程、项目、每个项目的功能）；模块化的实验实践课程（包括课程名称、学时等）及每门课程（具体到实验项目）与毕业生的知识、能力和素质的关联矩阵。培养模式、教学方式方法学生知识、能力、素质评价标准,学生实验与实践能力培养标准,专业培养目标知识结构和专业能力原则要求案例（东南大学生物医学工程专业）培养适应现代社会发展要求，具有扎实的理论基础，宽广的专业视野，良好
3、的人文素质；在医疗器械、医学影像、生物医学材料、生物信息技术、医学信息工程、神经信息工程、临床工程等生物医学工程相关领域从事科学研究、工程设计和技术开发等工作的德智体美全面发展，具有创新实践能力和国际竞争力的应用型、研究型专业人才和管理人才。,学生实验与实践能力培养标准,将培养目标细化为毕业生应具备的知识、能力、素质（以东南大学生物医学工程专业为例）具有扎实的数学、自然科学、电子技术、生物医学工程和医学基础知识；（基础知识）掌握医学电子学、生物电子学、生物信息学、医学物理等专业方向基本理论和方法，了解专业学科前沿、应用背景和发展方向；（专业知识）具有在生物医学工程领域开展医学仪器系统设计，计算
4、机应用开发，基础或应用研究的能力；（研究能力）能熟练阅读专业的科技文献资料，具备一定的外语口头及书面交流能力；（阅读与外语能力）德智体美全面发展，具有团队合作精神、一定的口头及书面交流能力、组织协调能力、良好的科学精神和职业道德。（沟通、协调、职业道德）,学生实验与实践能力培养标准,课程体系与教学内容毕业生知识、能力和素质实现矩阵（东大生物医学）,学生实验与实践能力培养标准,课程体系与教学内容毕业生知识、能力和素质实现矩阵（东大生物医学）,学生实验与实践能力培养标准,进一步细化到实验项目清单,进一步细化到每个实验的作用,培养模式与教学方式方法在学科交叉融合培养、教学科研结合培养、学校行业合作培
5、养、国内国际联合培养等方面。研讨式、问题探究式、任务驱动式、开放式、课内外结合式、虚实结合式、有效利用现代信息技术等方面。,学生实验与实践能力培养标准,学生学习达成度评价标准根据实验课程的性质，制定评价标准。实验成绩评定包括实验中表现、实验报告情况和以及研究创新等方面，实验考试主要以实验操作考核为主。基础实验主要考核学生的基本理论知识和基础实验技能达成度；综合设计实验重点考核学生对基本理论知识、基本实验技能的综合运用能力，为研究探索实验的开展奠定基础；研究探索实验重点评价学生的团队精神、科研能力和创新意识。,学生实验与实践能力培养标准,2、专业实验实践能力培养之管理体系实验班级规模与教师配备实
6、验实践条件保障与环境教师在教学中的作用 实验实践教学改革与实验室建设完备的质量保障体系,学生实验与实践能力培养标准,核心内容是将学生的专业实验与实践能力培养的路径、实验实践内容、资源配置、质量保障等要求以明确清晰的路线图的形式呈现出来。从学生视角看，是一张能力实现的导航图；从教师视角看，是一张教学的坐标系；从管理人员视角看，是一张教学资源配置图；从用人单位的视角看，是一份人才质量说明书。,学生实验与实践能力培养标准,学生实验与实践能力培养标准,1、构建实验与实践能力培养标准2、开放评判校准及优质资源利用3、实验队伍结构与实验室的功能4、信息技术与实验教学深度融合,关于开放：开放主体、基本要素,
7、实验室开放的主体：学生学生想做的实验都在实验室来完成。实验室有条件保证学生完成各类实验。实验室开放的基本要素内容、时间、空间、仪器设备、指导模式等。,开放评判标准及优质资源利用,关于开放：实施载体（实验项目）,开放评判标准及优质资源利用,关于开放：实验项目对开放的要求,开放评判标准及优质资源利用,实验项目对实验室开放的要求实验室的开放关键是实验教学内容的开放。不同的实验项目类型对实验室有不同的开放要求。实验室开放的重要评判标准：各类实目的比例：设计性、研究探索性实验比例高，为深层次开放创造条件。各类项目利用率：设计性、研究探索性实验利用频度高，则实验室才实现实质性开放。,关于开放：评判标准,开
8、放评判标准及优质资源利用,项目类型（为深层次开放创造条件）实验项目按基础型、综合设计型、研究探索型三类设置，其中综合设计型、研究探索型实验项目的比例为50%左右。项目利用（开放度的评判）综合设计型、研究探索型实验项目的利用频度高，综合设计型、研究探索型实验项目的实际使用人时数达到50%以左右（基础实验室一般应达到30%以上）。,1、基本实验项目配置与利用,开放评判标准及优质资源利用,实践环节类型（为深层次开放创造条件）课外积极开展学科竞赛和课程学习竞赛，鼓励学生自主提出实验课题进行研究活动，推进研究性学习；课外活动系列化、类型丰富，可持续；学生课外学习成绩或学分具有有效性。课外环节利用（开放度
9、的评判）开设的选修课、各类竞赛活动、学生进行自主进行项目研究等实验教学量（人时数）占实验室实验教学总量的比例不断提高(目前为5%左右)。,2、课外研究性实践环节设置与利用,开放评判标准及优质资源利用,依托学科平台建设（为深层次开放创造条件）以学科为支撑，实验课程设置涵盖专业基础、专业，教学活动涵盖课程教学和毕业设计、学生科研训练；以学科为统领，教学实验室建设与科研实验室建设紧密结合，管理体制以挂靠院（系）为主。科研实验室开放（开放度的评价）科研实验室开出教学实验项目、实验研讨课等，在科研科实验室完成大学生科研训练、开展实验实践类学科竞赛等，这些教学工作折合人时数达到实验教学总人时数的10%（？
10、）以上。,3、学科实验室整体资源利用,开放评判标准及优质资源利用,创新实践训练、学科竞赛、课程设计中的创新训练项目，高度切合工程教育的CDIO模式：构思（C）-设计（D）-实施（I）-运作（O）I、完整工程CDIO的虚拟仿真II、专业问题的虚拟仿真,4、开展学生创新制作实践模拟CDIO,开放评判标准及优质资源利用,针对专业实验知识点或实验方法，教师凝炼题目、学生自主选题，学生完成真实科研项目。完成科研项目、撰写科研报告。完成实验报告（贵重仪器上完成基础实验）。学生科研过程中，对所要求专业知识点或实验方法的基本原理、基本方法、基本实验条件要求进一步进行凝炼与强化，并完成实验报告；包括基本原理、实
11、验方法、实验过程、实验数据记录、实验结果分析等）。,5、科研项目和贵重仪器的开放,开放评判标准及优质资源利用,1、构建实验与实践能力培养标准2、实验教学开放及优质资源利用3、实验队伍结构与实验室的功能4、信息技术与实验教学深度融合,队伍结构,实验队伍结构与实验室功能,队伍的教学、科研、技术要求,实验队伍结构与实验室功能,近年来：学历提高明显，亟待营造适应环境硕士学历是进入实验室的基本要求，部分高校要求是985高校、211高校学历；博士学位人员开始大量进入实验室（工程、理科、医学等学科）；抓住人才溢出的时机，我们应该做什么？适应高学历人员的技术发展、安心稳定“务正业”的环境营造迫在眉睫。,技术队
12、伍存在问题,实验队伍结构与实验室功能,优化工作内容，设立技术引领岗位,实验队伍结构与实验室功能,技术要求（提升）作为主持人自制教学仪器设备2台（套），经过2年的教学实践，并推广到2所以上同类高校或单位使用。需经过学校或有关部门组织的专家鉴定。大型仪器功能开发项目等同于自制教学仪器设备项目。需有主持人的技术发明专利支撑。文章要求（SCI、EI等文章数减少，实验技术文章增加）2篇核心文章要求同工程或其他相关学科，其他文章要求为实验教学与技术领域文章或其他文章。,例：东南大学研究员级高级工程师条件,实验队伍结构与实验室功能,日常维持编制数减少；适应实验教学与科研融合、实验技术跟踪行业发展；有实验队伍
13、能力素质提升的空间，使强能力人才能脱颖而出；提升管理与发展效益，提升待遇，实施与教学科研线对等的高水平实验技术人才计划。,预期效果（1）,实验队伍结构与实验室功能,通过人员引进（调学历结构）和提升环境（优化职称平台及技术研究发展支撑环境）形成适应学科发展与实验教学的队伍结构。学校强势学科的专业实验室主体：教授级高级工程师+高级工程师少数：工程师学校大型公共基础教学实验室少数：教授级高级工程师主体：高级工程师+工程师工具类仪器设备实验室（公共机房、经管等）少数：高级工程师主体：工程师,预期效果（2）,实验队伍结构与实验室功能,1、构建实验与实践能力培养标准2、实验教学开放及优质资源利用3、实验队
14、伍结构与实验室的功能4、信息技术与实验教学深度融合,教育部关于央属高校深化教育教学改革的指导意见 教高【2016】2号（7月18日公布）信息技术与教育教学深度融合致力于以学为本的课程体系重塑。推动校内、校际线上线下混合式教学，推进以学生为中心的教与学方式方法变革。 将学生有组织学习在线课程纳入学分制管理。充分利用信息技术实现优质实验教学资源开放共享。,信息技术与实验教学深度融合,教学内容与课程体系重塑教学资源重构与持续发展,信息技术与实验教学深度融合,信息技术与实验教学深度融合,信息技术与实验教学深度融合,实验课程体系与内容重塑,优化双基实验（基本技能）（优化减少基本原理实验+增加强化基本仪器
15、实验）+综合设计型实验（贯通应用）（串联基本原理、能力知识点，以问题切入自主学习理论）+？,信息技术与实验教学深度融合,实验课程体系与内容重塑,优化双基实验（基本技能）（优化减少基本原理实验+增加强化基本仪器实验）+综合设计型实验（专业应用）（串联基本原理、能力知识点，以问题切入自主学习理论）+？（创新能力）,信息技术与实验教学深度融合,创新思维和创新能力培养如何实施？建立信心是前提跨学科知识和氛围是基础导师制培养是关键团队合作是有效途径,信息技术与实验教学深度融合,学科交叉与创新能力培养学科交叉与创新型人才创新型人才具备合理的知识结构，具有创新意识和创新能力，有结合各专业领域的能力，最终能做
16、出创造性成果三大显著特征 懂得创新学习 乐于创新思考 善于创新实践,信息技术与实验教学深度融合,东南大学各学科对计算机学科ESI排名的贡献,信息技术与实验教学深度融合,东南大学各学科对化学学科ESI排名的贡献,信息技术与实验教学深度融合,东南大学各学科对材料学科ESI排名的贡献,信息技术与实验教学深度融合,学科交叉的实验教学怎么做？开展研究探索型实验（重要途径之一）学生自主选题研究学生参加各级立项研究学生从事教师科研分离课题研究学生参加各类竞赛活动学生参加企业工程项目研究实践其他环节,信息技术与实验教学深度融合,东南大学构建大学生自主研学体系的探索和实践,实验课程体系与内容重塑,优化双基实验（
17、优化减少基本原理实验+增加强化基本仪器实验）+综合设计型实验（串联基本原理、能力知识点，以问题切入自主学习理论）+研究探索型实验（学生自主选题、各级立项、教师科研分离课题、各类竞赛等）,信息技术与实验教学深度融合,研究探索型实验各环节中的信息技术应用,推进以学生为中心的教与学方式方法变革,选题,虚拟实验,论证,实验,答辩,创新创业,教学资源整理,虚拟现实,云存储,三维打印,大数据分析,流媒体直播,信息技术与实验教学深度融合,虚拟现实技术的应用应用重点既有实验内容的虚拟；新的实验方案的虚拟验证。应用价值促进学生对于实验能力的掌握；推广复杂昂贵实验的教学范围；降低学生创新实践的成本；解决创新实验的
18、教学管理；提供实验全过程的科学化评估；记录展示创新方案。,信息技术与实验教学深度融合,三维打印技术的应用应用重点现有实验耗材的快速补充；新的实验方案的快速验证。应用价值促进学生创新；提供新的教学素材；解决教学耗材的管理。,信息技术与实验教学深度融合,云存储与大数据分析的应用应用重点记录实验全程数据，多年数据跟踪；统计分析学生学习情况，辅助分类指导。应用价值全面反映学生个体情况，为教学提供数据支撑；统计分析团队实验情况；汇聚学生多次试验创新方案，丰富教学素材；分析当下实验开展情况，预先调度实验室资源；多元统计分析，为创新创业提供数据支撑。,信息技术与实验教学深度融合,在压缩课程学时、减少课程学分
19、、增加课外环节的趋势下如何优化专业理论课程体系？,信息技术与实验教学深度融合,压缩专业课程学时，导致专业知识碎片化、相互割裂、不利于创新思维训练，怎么办？整合专业课程，减少课程数量，每门课程为大学分课程，建议一般大于3学分。增加学科组（专业）方向课程，每门课程为小学分课程，鼓励多开设1、0.5学分，甚至讲座课程，这些是教授的科研方向，汇聚了多学科的知识和方法，教授研究透彻，擅长讲授和研讨，利用调动学生创新思维。,整合专业课程减少课程门数减少学分数,增加修读专业方向课程学分数，多选课，鼓励跨方向、跨学科、跨院系选课,信息技术与实验教学深度融合,教学内容与课程体系重塑教学资源重构与持续发展,信息技
20、术与实验教学深度融合,信息技术推进实验教学的变革,课程体系重塑学习模式变革指导模式变革教师工作优化线上线下统筹,要有模式变革、资源重构、分工优化 信息化的可持续+实验教学可持续！,信息技术与实验教学深度融合,课程重塑、可持续发展的条件三个不显著增加课程学时=理论学时+实验学时，但课程总学时不应显著增加。实验教学=实体实验+虚拟仿真，但实验总学时不应显著增加。课程教学=课堂教学+线上教学，但教师工作量不应显著增加。,信息技术与实验教学深度融合,实验课程网络助学模式（计算机TA模式）形象展示抽象、虚拟指导现实网络全程教学与管理，提高教师实验教学效益学生Intranet 和 Internet网上预习
21、；实验操作网络实时指导；实验数据网络评判、实验结果的评价；实现网络复习与知识拓展；实现选课与成绩网络管理等。Intranet 和 Internet教学,信息技术与实验教学深度融合,网络多媒体实验室建设的一种方式,信息技术与实验教学深度融合,计算机TA课内外与学生交互,教师现场对学生个性化指导,教授在控制中心与卫星实验室学生和助教交互,专家通过互联网远程实时答疑和指导,计算机TA的保障平台： 基于网络的多重答疑与指导,信息技术与实验教学深度融合,基于网络的“计算机TA”教学模式,传统教学模式和计算机TA教学模式对比图,信息技术与实验教学深度融合,“计算机TA”教学模式效益分析,信息技术与实验教学
22、深度融合,计算机TA引起的变革实验教学主讲教师“上课”编制节省25%左右，批改报告的数量可以减少25%左右，实验室建设工作有人做了，建设成果多了，教师教研和科研的时间多了。优秀教师在实验时指导的学生增加了50%左右（推进教授多教学、讲师多科研）；师生间和谐融洽的环境建立起来了，师生深层次交互加强，学生更注重实验过程。学生实验报告可以优化减少最多至50%，引导学生更重视实验报告，报告质量显著提升。,信息技术与实验教学深度融合,信息技术推进实验教学的变革,课程体系重塑（理论实验融合、教室实验室）学习模式变革（学生自主、线上线下）指导模式变革（资源指导教授引导、师生交互）教师工作优化（减少传统指导，教授多教讲师多研）线上线下统筹（学生学习统筹、教师工作统筹）,信息技术与实验教学深度融合,信息技术推进实验教学的变革,课程体系重塑（理论实验融合、教室实验室）学习模式变革（学生自主、线上线下）指导模式变革（资源指导教授引导、师生交互）教师工作优化（减少传统指导，教授多教讲师多研）线上线下统筹（学生学习统筹、教师工作统筹） 不要显著增加教师的综合工作量,通过模式变革、资源重构、工作优化 信息化的可持续+实验教学可持续！,信息技术与实验教学深度融合,敬请批评指正！手机：13805164600 E-mail:,
