朱昌平，趙超慧，楊 純，邵爾晴，熊黎明

（1.河海大學 電子信息技術實驗中心，江蘇 常州 213022；2.湖北國土資源職業(yè)學院，湖北 武漢 430090）

美國高等教育一直走在世界的前列，培養(yǎng)的學生工程實踐能力、獨立解決問題能力、領導能力都得到社會的認可，綜合實力尤其突出。中國是發(fā)展中國家，高等教育也處在發(fā)展中，為了減小與美國等發(fā)達國家的差距，高校鼓勵師生到發(fā)達國家或地區(qū)進行學習交流、實地考察和深入了解發(fā)達國家或地區(qū)的教學經(jīng)驗［1－6］。筆者借探親之際于2011年12月在美國親朋的協(xié)助下對斯蒂文斯理工學院等諸多所高校進行了訪問和考察，重點關注美國高校的實驗教學工作，尤其是電子信息技術的實驗教學和管理情況，感受良多，受益匪淺。在實驗教學方面，美國有不少地方值得中國高校借鑒和學習。通過對相關資料的收集、整理與研究，并與國內(nèi)相關實驗室做了比較，現(xiàn)整理成文，與關心實驗室建設的同行們進行交流。

1 美國高校電子信息實驗室教學情況

1.1 管理體制健全，執(zhí)行嚴格

（1）運作靈活，規(guī)劃詳細。在美國，高校教學系、所成立后，便可獨立地申請經(jīng)費，組建自主管理的實驗室。實驗室在運作經(jīng)費、設備及人員等方面的管理體制靈活健全。例如，在哈佛大學［7］和麻省理工學院，凡是對實踐創(chuàng)新或?qū)W術研究有興趣的學生，都可以向?qū)嶒炇姨岢錾暾垼坏┇@得指導教師的批準，即可參與實驗室的相關研究。另外，在運作經(jīng)費方面，美國高校的實驗室通過積極地與當?shù)仄髽I(yè)建立聯(lián)系，承擔企業(yè)項目，在為實驗室引進資金的同時，也給師生提供了更多自主發(fā)展的空間和創(chuàng)新實踐的機會，還在一定程度上為技術的進步與發(fā)展做出了實質(zhì)性的貢獻。美國高校實驗室的制度健全嚴格，條例簡明扼要，各項規(guī)劃詳細清晰。例如，每項經(jīng)費的支出、每臺設備的定時“體檢”、每個學生的培養(yǎng)方案、每個項目的定時考核，以及實驗室的長遠發(fā)展規(guī)劃等都有詳細的數(shù)據(jù)資料和明確的規(guī)劃要求。

（2）主線明確，組織嚴密。美國高等教育始終圍繞著一條主線，即“以學生為主體”，一切從學生的實際出發(fā)，一切為了學生的成長，一切由學生自主選擇，自主負責。美國大學的學校網(wǎng)站上均明確給出了課程的教學內(nèi)容、進程規(guī)劃，以及課程考核標準。工科學生的設計實驗一般要求最終提交具有一定難度的實物作品。學生的實踐創(chuàng)新能力在自主發(fā)揮和嚴格考核的雙重機制中得到鍛煉和提高。正是在主線的明確指引下，美國高校的各項制度得以執(zhí)行，實驗室的運作良好，學生的綜合素質(zhì)得到提高。另外，美國高校的教學及實驗室管理工作在高校所有事務中占據(jù)重要地位，管理體系健全，組織結構嚴密，有副校長分管，下設專門負責的管理機構。實驗室的每項制度都有相關負責人，都制定有相關的獎勵和懲罰措施。實驗室的每個成員都有自己明確的分工，以保證整個實驗教學管理工作有序進行，基本上不會出現(xiàn)人員的不足或冗余等情況。健全而嚴格的實驗室管理給美國高校的實驗教學提供了良好的機制保障。

1.2 實驗方案多樣，教學方法靈活

1.2.1 準備多種實驗方案，為學生選擇提供條件

教師在實驗教學備課時，出于對學生個性化發(fā)展的考慮，會準備出多套不同的實驗方案，每套方案的實驗內(nèi)容、題目難度及實驗要求等均有所區(qū)別，學生可針對專業(yè)特點和個人興趣來選擇實驗方案，使實驗方案與個人水平及學習進度相適應。

在實驗教學的過程中 ，美國高校的多數(shù)教師不會選擇固定教材，而是圍繞基礎理論與學科進展，自行組織參考教材。上課時，教師會給學生發(fā)單頁的實驗講義。該講義多數(shù)情況下簡明扼要、高度概括。這種教學形式為豐富和更新實驗內(nèi)容、實驗方法、實驗技術提供了便利。除了最基本的理論知識的驗證性實驗方案會有較小的變化外，相關的技術應用性實驗都盡量地做到與時俱進，并結合世界科技的發(fā)展和教師個人的科研進展，實驗內(nèi)容和方法也在不斷地進行調(diào)整和改進。

教學計劃中安排的實驗學時畢竟有限，學校十分鼓勵學生利用課余時間參與到各種形式的科技活動中，比如與教師一同參與某個課題的試驗和研究、到科研部門參與科研活動等。

1.2.2 以學生能力培養(yǎng)為目的，考核重心在過程

美國高校的實驗教學方法極為靈活，目的在于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、自主學習能力和探究式學習能力。教學中教師注重討論［2］，強調(diào)創(chuàng)新與實踐。因此，學生可以自主進行各種實驗嘗試，并根據(jù)教師的要求，結合自己的實驗過程，整理出較為完整的實驗報告。這樣，學生便能夠最大化地理解實驗內(nèi)容，而學生的創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新能力也將得到鍛煉和提高。當學生通過互相討論的方式，交流實驗方案、分析實驗過程、實驗數(shù)據(jù)及實驗心得時，教師一般不做發(fā)言，而是在認真聽取和記錄學生發(fā)言的過程中，適時地提出相應的建議，拓寬學生的思路。

在實驗的過程中，教師一般不介紹儀器設備的使用方法，而是鼓勵學生在不違反操作原則的前提下，大膽摸索、認真調(diào)試，正確地使用各種儀器和設備，以培養(yǎng)學生探究式學習的能力。

教師對學生實驗考核的方法多樣［5］，考核重心在過程。美國高校對實驗教學的考核不拘泥于實驗報告及實驗的最終結果，更多地關注學生的實際能力，實驗態(tài)度及創(chuàng)新性思維。多樣化的考核方法，有效地減少敷衍投機現(xiàn)象的發(fā)生，消除了學生對考核不公正的顧慮，淡化了實驗報告與實驗結果在考核中的影響，使得學生將更多的精力投入到實驗探索過程中，從而達到通過實驗過程提高實踐創(chuàng)新能力的目的。

1.3 師資力量顯優(yōu)勢，重視教師的待遇和均衡配置

1.3.1 教師聘用和評估標準嚴格

美國高校的教師聘用標準較為嚴格。美國高校沒有全國統(tǒng)一的教師聘用標準，但各個大學和院系都有比較嚴格的規(guī)定。一般來說，要進入美國大學任教，首要的條件是具有博士學位（藝術、警校除外）。除此以外，多數(shù)大學還附加其他條件，包括應聘者要有一定的研究工作經(jīng)歷，不能是本校應屆畢業(yè)生等。如馬里蘭州大學化學系助理教授的基本條件是美國前五位大學畢業(yè)的博士，并有博士后研究經(jīng)歷，其次是在美國前五位的大學工作3～5年以上。貝勒大學教育學院助理教授必須有教育博士學位，并且有教育行政或普通學校工作經(jīng)歷。這種對應聘者的學歷和研究或工作經(jīng)歷的要求，保證了新補充到大學的教師在進入高校任教之前就已經(jīng)完成了較高的學歷教育和較強的學術訓練。

美國高校的教師評估標準較為嚴格。美國高校促進教師的研究、教學和服務水平不斷提高，主要是通過評估來實現(xiàn)的。評估內(nèi)容包括教學效果與水平評估、科研評估（包括論著、專利等）、行政服務及為地方經(jīng)濟服務評估。評估方式主要采取本人總結、學生問卷調(diào)查、同事和系主任評價等。評估是事關教師去留的大事，例如紐約大學教育學院每門課程都由學生評定，如果一位教師總是獲得不良評分，學校就要責令他采取改進措施。如果評估界定教師教學科研水平不高、成果不多，則會被辭退或通過降低待遇和工作條件等辦法迫使其自動辭職。這種評估制度的激勵作用是將教學要求轉化為教師內(nèi)在的需要，并為美國高校的高效教學機制提供了保障。

1.3.2 有企業(yè)工作經(jīng)歷的教師居多

在師資力量方面顯示出極強的優(yōu)勢。以美國斯蒂文斯理工學院為例，其學生人數(shù)不足1萬，本科生2 234名，研究生3 700名，教職工438名，其中專任教師300余人，本科師生比為1∶7，研究生師生比為1∶12。該校的工科、理科和管理學科為優(yōu)勢學科，培養(yǎng)出了諾貝爾物理學獎獲得者費瑞得·瑞恩、諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾及現(xiàn)代管理學之父費雷德里克·泰勒等杰出人才。

美國高校教師均具有博士學位，有企業(yè)工作經(jīng)歷的教師居多。如美國斯蒂文斯理工學院電子系系主任Yu－Dong Yao博士，1988年獲得博士學位后，曾在加拿大卡爾頓大學（Carleton University）做科研工作兩年；1990年到1994年，在加拿大蒙特利爾的Spar Aerospace Ltd（晶石航空有限公司）參與對衛(wèi)星通信的相關研究；1994年到2000年，在美國加利福尼亞洲圣迭戈的高通公司研究無線碼分多址（CDMA）接入系統(tǒng)。在企業(yè)工作長達10年之后，2000年到斯蒂文斯理工學院任教。美國高校很看重教師的企業(yè)工作經(jīng)歷，因此像Yao博士這樣有豐富企業(yè)經(jīng)歷的教師較多。

1.3.3 重視教師的待遇和均衡配置

美國的大學主要是私立的。但無論是私立還是公立，都非常重視教師的待遇。教師待遇的好壞直接影響著教師的工作熱情、教師隊伍的穩(wěn)定性及教師職業(yè)的吸引力，因此，在美國，簽約薪資制度是高等院校教師薪資制度的主要類型［8］。影響該制度的因素主要來自3個方面：首先，學銜是影響薪資的首要因素，其與薪酬的關系是客觀的，即學銜越高，收入薪資就越高；其次，教師所在院校的類型在教師薪資中所占的比重也是非常大的；此外，科研與教學在教師的工作中的比重在教師薪金中起到了極為重要的影響。該制度的實行極大程度地調(diào)動了教師參與科研和教學的積極性。

美國在整體改善教師待遇的同時，還注重縮小不同地區(qū)之間教師待遇的差距，為那些任教于城市薄弱學校和少數(shù)民族學校的教師提供待遇上的優(yōu)惠政策和特別補助，以鼓勵和吸引優(yōu)秀教師到這些學校服務，為師資均衡配置奠定物質(zhì)基礎。師資均衡配置并不意味著教師資源的完全平均化的分配，而是努力使師資供給與需求達到一種相對均衡的動態(tài)平衡狀態(tài)。

1.4 設備場地開放，實用高效

1.4.1 設備場地開放，注重實用

美國大多數(shù)高校的實驗室在設備和場地的選擇方面比較開放，注重實用性。美國最大的高能物理研究實驗室，即美國費米國家加速器實驗室，選擇美國中部伊利諾伊州芝加哥市以西48.3km（30英里）處韋斯頓的巴達維亞作為實驗室的建設地點。費米實驗室所占275 2公頃（6 800英畝）的場地原為農(nóng)田，原有的一些谷倉至今仍在使用，有的用作實驗中心場地，有的用作倉庫，有的用作社交場所。來自美國和世界各地的高校和實驗室約2 500個科研用戶在費米實驗室開展它們的研究。幾十年來費米實驗室獲得了多項研究成果，并帶動了相關技術的發(fā)展。開放的設備場地，為實驗教學研究提供充足的保障，場地和設備的充分利用，節(jié)約了實驗成本和資源。

美國高校對實驗設備的管理也較為開放，儀器設備和元器件包括耗材，放置在實驗室的固定位置，且均有標志，方便學生做實驗時根據(jù)自己的方案隨時取用，而實驗完成后，學生則自覺地把所用器材放回原處。開放式的場地選擇和科學合理的設備管理辦法有效地促進美國高校實驗教學質(zhì)量的提高。

1.4.2 多種資源并用，力求高效

美國高校合理利用各種實驗資源，確保實驗教學高效進行［9］。電子信息方面的一些實驗單靠實驗室的設備和場地，往往難以完成，且多數(shù)情況下，實驗效果易受實驗設備的影響。因此，實驗的設備和場地在多數(shù)情況下需要依據(jù)實驗的具體內(nèi)容進行配備和選擇。

美國高校在教學過程中鼓勵并引導學生走出實驗室，利用更為適宜的實驗設備和場地，高質(zhì)量地完成實驗。紐約大學交互式通信工程實驗室的學生為36.6 m（120英尺）高解析度的屏幕設計交換式視頻。該屏幕位于建筑師Frank Gehry設計的紐約Inter Active Corp大樓里，通常用于展示藝術和廣告。一名學生利用蜂擁至鮮花的動畫，將復雜的股市數(shù)據(jù)形象化。再比如，斯坦福大學的線性加速器中心國家加速器實驗室在引導學生學習使用X射線捕獲分子的三維圖像課程實踐中，鼓勵本科生加入到諾貝爾獎獲獎科學家的工作中來，將電子送到世界上最長的線性加速器中，以接近10.8億公里的時速產(chǎn)生超強的X射線，用這些X射線創(chuàng)建單個分子的三維圖像。

美國高校還特別重視與企業(yè)的合作，企業(yè)研發(fā)的最新儀器設備、測試技術常被引進實驗教學之中，企業(yè)也經(jīng)常贈送一些新的儀器設備、芯片、資料給高校，并舉辦一些講座和培訓等，這樣學生就能及時接觸和掌握新儀器、新技術和新方法。

1.5 培養(yǎng)特色明顯，自立自強

1.5.1 強調(diào)全面發(fā)展和個性化培養(yǎng)

美國教育一直強調(diào)個人的學習和發(fā)展［7］，主要實行“通才教育”，并極力主張“個性化”教學，旨在發(fā)掘?qū)W生的潛在興趣，開發(fā)學生的內(nèi)在潛能，調(diào)動學生學習的主動性和積極性、提高學生解決問題的獨立性和創(chuàng)造性。

美國的高等工程院校在重視理論教育的同時，還極為注重學生工程實踐能力的培養(yǎng)，主要采取科研式和學校聯(lián)合教學式的培養(yǎng)模式，目的在于使學生有機會將理論知識應用到開發(fā)和實踐過程中，從而全面地鍛煉學生綜合能力，以培養(yǎng)出合格優(yōu)秀的工程師。這些工程師不僅具備工程科學及數(shù)學的扎實基礎，并對相關的社會背景和前沿技術有所涉獵和理解。

很多高校尤其重視學生獨立學習與思考習慣的養(yǎng)成教育、交流與合作的訓練，為適應工程及其他行業(yè)的職業(yè)，也為適應時代的發(fā)展并且實現(xiàn)服務社會打好基礎。

1.5.2 學生在假期到企業(yè)實習極普遍

假期里，美國大學生很少待在家中.受美國價值觀的影響，美國學生十八歲后就有自覺獨立支付個人的學費等費用的意識，絕大多數(shù)學生會充分利用假期到企業(yè)短期工作，賺取一定的學費及日常的部分或全部開銷。同時，也能將學校學到的知識運用到企業(yè)實踐中，理論與實踐結合，更能提高個人的專業(yè)技能和從業(yè)能力。

美國大學生在假期進入企業(yè)實習也有出于升學或就業(yè)方面的考慮。對于有意攻讀博士學位的學生來說，實習經(jīng)歷就顯得格外的重要，這與大多數(shù)博導看重有實習或工作經(jīng)驗的學生是分不開的。

近年來，美國大學生的就業(yè)市場形勢較為嚴峻，而美國公司雇人一貫傾向于有工作經(jīng)驗者，因此，當有工作經(jīng)驗者在失業(yè)后尋求新的工作時，新畢業(yè)的學生很難與他們競爭。為了能夠獲得更多的就業(yè)機會，大學生在上學期間，通常會先申請不領報酬的實習崗位，這樣，不但積累了工作經(jīng)驗，也是為了在實習中了解自己的不足，返校后抓緊補課，使自己適應社會需求。

2 中美高校電子信息實驗教學情況的思考

美國高等教育實踐教學的成功之處以及發(fā)達國家的先進經(jīng)驗早已引起中國教育主管部門和高校的高度重視，國家結合自身高校教學特點和實際情況，積極探索更加適合我國高校教學發(fā)展的新思路。比如，通過實驗教學示范中心建設等措施，推進高等學校實驗室建設和實驗教學改革，進一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2.1 管理制度逐漸健全，執(zhí)行情況穩(wěn)步變好

中國高?？沙珜ё寣W生成為實驗的主體，提供更多的實驗機會和更高的基礎平臺，進一步加大實驗教學的力度。

目前，中國高校實驗室向?qū)W生開放的力度不斷加大，相關的制度也越來越完善。作者所在實驗中心有關本科生進入實驗室的考核制度正逐步完善，并朝著多元化、綜合化、全面化的方向發(fā)展［10］。專業(yè)限制正日趨淡化，實驗室不僅吸收特定專業(yè)的學生，而且也為不同專業(yè)間學生的相互交流合作提供便利。實驗室的門檻設置正在合理化、人性化。實驗室不僅招收碩士生參加相應的科研項目，也招收從大四到大一各年級本科生，通過共同完成科研項目實現(xiàn)梯隊式傳幫帶功效［11］。

2.2 實驗教學受到重視，好的方法常有報道

中國高校的實驗教學受到高度重視。高校教師可以改變傳統(tǒng)的單向傳輸式教學，根據(jù)課程性質(zhì)和特點，有針對性地采取適當?shù)膶嶒灲虒W方式，開展實驗教學。

高效合理的實驗教學方法也得到廣泛關注。《實驗技術與管理》和《實驗室研究與探索》兩本國家級核心期刊已成為全國高校主管教學的校長、教務處長、實驗室與設備處、學院院長的必訂刊物，他們不僅是兩種雜志的讀者，許多人還帶領老師積極投稿，將自己的經(jīng)驗與體會撰文與全國同行共享，兩本雜志上每一期均有實驗教學與管理先進經(jīng)驗的介紹，許多教學經(jīng)驗不僅與發(fā)達國家的教學理念一致，更重要的是適合我國國情，因此，受到廣泛地下載引用。

2.3 師資隊伍逐漸加強，企業(yè)經(jīng)歷引起重視

由于文化大革命的影響，中國高校的師資出現(xiàn)了斷層，無博士學歷的教師所占的比例較大。近30年來，國家非常重視教師的培養(yǎng)，派送教師到國內(nèi)外各地區(qū)進行教學經(jīng)驗的學習與交流，使得教師的博士比例和學術水平都得到了大幅提升。此外，教育部還通過“卓越計劃”等質(zhì)量工程項目，使得教師參與企業(yè)合作研究、企業(yè)掛職鍛煉的積極性大增，我國高等師資隊伍的學術與技術水平整體提升速度喜人。

我國高校還應重視教師隊伍的科學組建，嚴格把關教師培訓機制，完善教師評價體系，進一步增強我國的師資力量。

2.4 設備場地逐漸開放，投資效益受到關注

我國人口眾多，資源緊缺，各高校從科學管理上求效益。如作者實驗室中心面積與設備有限，通過“時分復用法”使有限的資源在面向?qū)W生開放中發(fā)揮著良好的作用。學生以實驗室為家，實踐創(chuàng)新能力在自主的實踐過程中得到提升［12］。近年來，國家對實踐教學的投入年年增加，通過實驗教學示范中心、卓越計劃、創(chuàng)新訓練計劃、特色專業(yè)、專業(yè)綜合改革等一系列質(zhì)量工程項目和科技平臺的建設投入，使實驗場地與設備逐步改善。國家在投入中非常重視投資效益，通過任務書、年度運行調(diào)查、中期檢查、結項驗收等手段，確保實驗投資受益于全體學生，人才培養(yǎng)質(zhì)量得到提升。

2.5 團隊學習與校企聯(lián)合培養(yǎng)，學生健康成長

美國學生在自立意識和企業(yè)自主實踐等方面的特色明顯，在吸收美國教育模式的優(yōu)點的基礎上，我們有所取舍，形成自身的發(fā)展特色。中國學生在團隊學習和校企聯(lián)合培養(yǎng)等方面的特色近年來也逐漸顯現(xiàn)，如作者實驗室近十年來堅持實行“實踐創(chuàng)新梯隊導師制”，用培養(yǎng)研究生的模式管理本科生，通過按年級組建基本技術學習團隊、按項目組建不同年級構成的課題組［13］、有老中青教師參加的畢業(yè)設計指導團隊［14－15］、校企聯(lián)合培養(yǎng)團隊等模式，學生的學習興趣、專業(yè)技能、交流能力、合作意識得到了良好的鍛煉，學生在團隊學習與校企聯(lián)合培養(yǎng)中，健康愉快地成長。

3 結束語

在美國的高等工程教育中，實驗教學占據(jù)了極其重要的地位，美國學生的自主意識和獨立工作能力很有特色，國際一流的科研氛圍和學校、企業(yè)及社會多方聯(lián)動的聯(lián)合教學模式為提高學生的實踐創(chuàng)新能力發(fā)揮了良好的作用。通過對美國的實驗教學的考察，分析和學習，我國教育主管部門非常清醒地認識到與美國的差距，正逐漸形成富有特色，適合國情的實驗教學模式。如：通過“卓越計劃”等措施引導高校重視理論研究與科研實踐和工程開發(fā)方面的有機結合，使學生在校期間了解企業(yè)、熟悉創(chuàng)新產(chǎn)品的過程、具備承擔企業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)的基本能力，我國高校電子信息實驗教學與美國的差距正在逐步縮小中。

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