科技日报记者 朱虹 通讯员 刘涛
近日，2025年国家级实验教学示范中心联席会电子学科组工作年会在哈尔滨举行。来自哈尔滨工程大学电工电子实验教学中心、东南大学电工电子实验教学中心等全国61个国家级实验教学示范中心主要负责人齐聚一堂，共话新工科实验教学改革，探索实验教学新风向。
在新工科加快建设的背景下，实验教学进行了哪些改革，积累了哪些经验？面向未来，如何发挥国家级实验教学示范中心的作用，推进新工科实验教学改革？对此，科技日报记者采访了相关专家。
聚焦创新人才培养
实验教学作为高等教育中一种重要的教学模式，在培养大学生科学精神、实践能力与创新意识方面发挥着关键作用，是培育拔尖创新人才的必由之路。
2005年，教育部发布《教育部关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知》，决定在高等学校实验教学中心建设的基础上，评审建立一批国家级实验教学示范中心，旨在推动高等学校加强学生实践能力和创新能力的培养，加快实验教学改革和实验室建设，促进优质资源整合和共享，提升办学水平和教育质量。
随后，教育部分批发布国家级实验教学示范中心名单。哈尔滨工程大学电工电子实验教学中心、华中科技大学电工电子实验教学中心等一批国家级实验教学示范中心入选名单。
然而，随着高等教育改革的深入发展，以及新工科、新医科等“四新”学科的建设，传统的实验教学模式局限性日益凸显。
2024年，教育部发布《教育部高等教育司关于开展实验教学和教学实验室建设研究工作的通知》，提出深入开展高校实验教学和教学实验室建设研究，发挥数字赋能作用，推动实验教学改革，为建设适应新时代人才培养需求的新型实验教学体系提供有力支撑。
“在新工科建设背景下，传统实验教学模式无法满足创新型人才培养的全部需求。”国家级实验教学示范中心联席会电子学科组组长、东南大学教授胡仁杰表示，实验教学已经进入聚焦创新型人才培养的新阶段。
重构实验教学体系
新工科强调学科交叉融合，注重培养学生解决复杂工程问题的能力。实验教学对于实现新工科人才培养目标起着至关重要的作用。
如今，各高校都在推进新工科实验教学改革。在课程教学方面，东南大学将7门传统课程优化重组构建了项目化教学课程。“我们刻意模糊了课程边界，把电子电路、控制理论、计算机视觉等知识打散重构，让学生在解决实际问题的过程中完成知识迁移。”胡仁杰说。
除了东南大学之外，更多高校的新工科实验教学聚焦“从知识传授到能力跃升”这一目标进行改革。哈尔滨工程大学信息与通信工程学院副院长乔玉龙以电子电路和信号处理课程为例介绍说，学院将5门课程贯通，重塑课程的内在联系，让学生从典型电路测试起步，逐步完成模拟电路与数字电路系统的开发，最终制作出可实际运行的示波器。“通过工程系统化训练让学生建立整体认知，培养解决复杂工程问题的关键能力。”乔玉龙说。
在人工智能浪潮席卷全球的今天，高校实验教学朝着融合智能技术、构建虚拟仿真实验教学体系等方向大步迈进。
哈尔滨工业大学利用5G技术，将线下实验室接入互联网的同时，还在其中嵌入了AI专家系统。当学生在实验过程中出现问题，系统会自动识别错误并给予指导，辅助学生更好地完成实验的自主学习。
大连理工大学构建了分层次的虚拟仿真实验教学体系。学校通过自主开发的移动实验教学平台、多功能模块化实验设备以及网络化实验管理系统，实现资源的灵活配置与高效利用。
电子科技大学精心打造的“数智赋能实验室”可以通过虚拟仿真实验，实现对90%具有危险性、高成本项目的覆盖。AI实验报告系统能够自动分析操作日志，进而生成学生能力评估画像。校企共建的“云上创新工场”打破了实验的时空限制，让学生可以随时随地远程调用仪器设备开展创新实验。
谋划三大行动计划
尽管实验教学改革已取得一定成效，但与会专家坦言，新工科实验教学仍面临三重挑战。首先是区域资源不均衡，各高校在虚拟仿真平台、智能实验等方面的建设及投入存在较大差距。其次是技术融合深度不足，多数实验仍停留在“数字辅助”层面，尚未实现“数据驱动”的质变。最后是评价体系滞后，传统考核方式难以对学生的创新思维和系统能力进行有效衡量。
面对挑战，国家级实验教学示范中心相关负责人表示，他们正积极谋划推进三大行动计划。
在资源共享方面，国家级实验教学示范中心将以50余个示范中心为核心，校企共建“新工科实验云”平台，让全国高校师生通过区块链技术实现实验数据、教学案例的跨机构确权与共享。在技术融合领域，国家级实验教学示范中心计划三年内建成10个“AI+实验”示范基地，重点突破实验教学过程智能诊断、自适应学习路径生成等关键技术。在评价改革上，国家级实验教学示范中心正在开发基于实验过程数据挖掘与分析的过程性评价系统，该系统能够记录学生从方案设计到故障排除的全流程数据，生成多维能力图谱。
“实验教学改革的关键，在于打破高校与企业、线上与线下、现在与未来之间的边界。”胡仁杰说。
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