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摘要:实施素质教育,改革传统实验教学模式,建立开放式实验室,是教学改革中的重要环节。实验室开放在培养和造就具有创新意识和创新能力的跨世纪人才方面起着重要作用。介绍实验室开放的教学思路,结合开放式实验教学的实践经验,对开放式实验教学的特点和优点进行总结和讨论。
关键词:开放 实验教学
中图分类号:G424
文献标识码:A
0 引言
实验教学是高校教学的重要组成部分,然而在目前的实验教学中存在一个普遍问题,即随着招生规模的扩大,实验设备数量不足以满足实际需要,以至于出现了高峰时设备不够用,而低峰时设备没人用的现象,使现有设备、仪器的综合利用率低,为解决这一问题,充分提高实验室资源的使用效率,使学生自主选择实验内容与时间,从而激发学生做实验的兴趣,提高学生思考问题、分析问题、解决问题的能力,并缓解由于学校招生规模扩大对实验室造成的资源需求压力,我们建立了开放式实验室,在实验教学中发挥了积极的作用,取得了显著的效果,得到了学生的认可和好评。开放实验教学是一种崭新的教育模式,对于深化教育改革、全面推进素质教育具有重要意义。
1 开放式实验的特点及实施
开放式实验教学,突出开放和创新,把多个知识原形高度融合于应用领域,使学生能够从不同角度、不同侧面寻求解决问题的方案。开放实验室对软硬件教学非常重要,现在实验室实行开放形式已成一种潮流,不可阻挡。开放式实验教学把学生推到实验的主体位置。在开放式实验教学过程中,教师虽然做出具体的实验日程安排,但只向学生提出实验任务和要求,而对实验原理、步骤等都不做交代,由学生自己选定实验课题,选择仪器设备,制订实验步骤,处理和分析实验结果、实验数据。学生通过手机或上网预约做实验,然后我们老师根据预约情况,安排指导老师和相应的实验室。比如在做实验前先网上预约到实验室试做实验,那么在做实验时会达到事半功倍的效果。这样学生在实验教学过程中就有较大的空间,可以充分运用自己掌握的知识和技能淋漓盡致地发挥自己的聪明才智,提高了学习兴趣,同时也锻炼了学生独立思考问题、解决问题的能力。这是开放式教学发挥最佳效果的必备条件,不但解决学生能力差异、时间合理安排问题,而且激励学生进行实验积极性、挖掘学生创新能力[3]。
在实践过程中,我们构建了开放式实验教学网络平台,建立开放式、多层次、模块化实践教学新体系。大学生创新实践基地由学院教师和我学院大学生科协共同管理,对学生全方位开放,其余实验室实行网上预约、电脑派位、刷卡进入实验室的管理模式,实现时间、内容、管理开放。根据自身特点和实验教学的实际需要,我们主要采取如下四种方式开放:一是在正常的作息时间内向学生全天全面开放;二是根据实验教学计划,安排固定时间段向相关学生全面开放;三是由学生通过网上提出申请,由实验室老师根据人数、内容和预约时间安排仪器设备、指导教师,然后学生完成拟定的实验内容;四是根据不同专业、不同学生采用不同方式(例如对非电专业学生或学习吃力的电专业学生,我们采用固定的实验内容。而对电专业的大部分学生,我们要求在完成基本实验内容后,鼓励他们自己设计实验,并进行实践,从而培养他们的创新能力。)
2 开放实验教学的优点
2.1 开放实验室为学生实验搭建了良好的平台,调动了学生的积极性
2.1.1 充分发挥学生的主观能动性并且培养学生文献查阅能力传统的实验大多数是验证性实验教学,书本将实验目的、实验原理、实验内容及具体操作步骤等均一一列出,上课前只需要准备好元器件,在实验时,指导学生按照书上的实验步骤进行。在实验过程中,学生几乎不用思考直接按部就班就可以了,以至有的学生到实验结束都没留下印象,学生养成了惰性,教学失去了意义。像这样没有留给学生思维的空间,在一定程度上也抑制了学生的主动性和独立思考的能力。
因此,我们学院实行开放式实验教学。首先由老师对学生进行基本实验技能的培训(实验室仪器设备的使用以及基本电路故障排除的方法等),然后学生自己选择合适元器件,完成设计及实验电路等。实验中遇到问题时,学生首先进行独立思考,解决不了时再请教指导老师,给学生主动探究、自主学习的空间,这样就提高了学生的学习积极性,加强学生的自学能力。
阅读科技文献是我们研究课题必不可少的手段。实验室开放后,我们结合具体实验,提供给学生一些基本的实验研究方法,然后让他们自己去图书馆或上网查找相关的资料,弄清实验原理,选择合适的实验器材和方法。
另外,利用实验室的全面开放,学生可以完成实验项目的预习。在开放实验教学中,我们老师经常组织讨论,对实验教学中发现的问题进行深入分析。学生的思考空间广阔,思维活动的自由度较大,思维活动易于展开,在思考中能提出很多问题,同样,解决问题的途径也更多。定期召开学生座谈会,及时解决学生提出的问题,从而不断完善开放实验教学的模式。
2.1.2 培养学生的实践能力和科研创新精神为了培养学生科研创新精神,我们针对不同层次的学生设计不同内容,加强实验教学与课外科技之间的紧密结合。例如,对于低年级的学生,我们每年组织“魅力无限”收音机组装挑战赛;在学生完成“电子系统综合设计”过程中,组织学生参加电子系统设计大赛;结合相关专业课学习,组织机器人大赛、PLC程序设计等比赛;同时组织学生参加全国、省、市级各类竞赛等。近三年在国际、国内及省市级的各类课外科技活动竞赛中有105人次获奖。
2.1.3 为学生升学、就业增加砝码开放实验教学为学生提供了参与科研的机会,使他们接受大量的技能培训,为将来走向工作岗位或攻读硕士研究生打下了良好的实践基础。如今用人单位看重的不只是学生的成绩了,学生的实践经验和动手能力才是他们尤为看重的。开放实验教学为学生提供了这样的实践平台,培养他们独立思考和独立动手的能力。通过开放实验,学生能够接触到最前沿、最实用的知识,实现学校与社会的接轨,真正做到“学以致用”。与其他人的交流协调也是一项重要技能,我们通过定期召开学生交流会,让他们在接触到新思维的同时,也学会了信息共享和团体协作,增强了师生、生生之间的合作交流意识。同时,我们引入优秀学生担任“流动助教”,协助教师参与实验工作。学生参与实验工作,既有利于巩固所学知识,加强理论与实际的结合,又有利于协作能力、表达沟通能力的训练,提高学生对实际工作的适应能力,进而有效的提高了学生的就业能力,拓宽的学生的就业面。
2.2 开放实验室对教师综合素质也提出了更高的要求 一般认为大学老师的主要任务是教学和从事科研工作,所以现在高校的理论教学与实验教学是分开的,这样虽然能让教师专心于自己的教学和科研工作,但却不利于教师的全面发展。如果让老师来负责与自己课题相关的实验,不仅能更准确地把握实验的重点,给学生更深入的理论支持,而且在指导学生的过程中也会不断地反思,并调整教学方法,从而进一步服务于教学和科研。老师也能从中选择优秀学生作为进一步的培养对象,让这些学生更早地熟悉实验和所要从事的课题,为今后的科研工作奠定一定的理论和人才基础。作为老师,对于学生提出的各种问题,都需要给予指导。这就要求老师不但要有扎实的理论基础和实验技能,而且还需要有广博的知识,才能给学生创新提供较高的起点和指导。
我院紧紧围绕特色专业建设、重点学科建设,为教师的科学研究提供良好的服务平台。教师积极参加实验设备的设计与开发,使实验室的装备与特色专业建设和重点学科建设相结合、与工程实际相结合。例如,工程训练中心、智能建筑实验室、过程控制实验室由我院教师与企业单位工程人员共同设计而成,实验设备及实验内容紧密联系实际工程。这些实验室不但用于学生的课程实验、课程设计、毕业设计,还能满足学生认识实习、生产实习的要求,不但为学校节约了大量的实习经费,更重要的是解决了长期困扰我们的“工科学生实习难”的问题。
2.3 资源共享提高实验仪器设备使用效率 实验室设备做到资源共享,对综合性、设计性和创新性实验,毕业论文设计,科技制作,各类学生竞赛训练等实现全面开放实验室给学生提供更多的实验机会,提高了仪器设备的使用率。利用现有设备为学生提供实验教学的平台,不仅能够达到开放实验教学的目的,而且可以避免仪器设备的浪费,并且利用现有的科研实验设备,也能够充分实现实验资源的有效共享。
3 结束语
通过近年来实验室开放的尝试,收到了良好的效果。开放实验室给学生提供更多的实验机会,提高了现有实验仪器设备的利用率,培养了学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。开放式问题的教学为学生提供了更多的交流与合作的机会,能够促进学生思考,引导学生的思维向纵深发展,充分发挥了学生的主体作用,有利于培养学生“开放式”的思维和开拓进取精神。开放实验教学活动打破传统的实验教学观念,从教学思想和教学观念上更新,以开放的理念来培养和造就高素质的人才。但实验室的开放是一项艰巨的工程,它同实验教学体系、实验教学内容的改革有密切联系,不是几个实验人员、几个教师能完成的,需要方方面面的配合协调。同时实验室的开放增加教师的工作量,也给仪器维修和保养增加了许多难度和麻烦。因此,在实现实验室开放的同时又要保证实验质量,培养学生创新精神和实践能力方面还需要进一步总结和认真研究。
参考文献:
[1]陈艾华,张春良,李岚,等.建立开放式实验室,提高学生创新能力[J].山西教育学院学报.2000,12(3):119-120.
[2]宋效先,王伟平,王晓燕.开展设计性实验,培养学生创新能力[J].教学研究.2005(7):80.
[3]罗玉双,熊大胜,席在星等.全面开放实验教学,培养学生实践技能和创新精神[J].实验技术与管理.2006,23 (3):23-24.
[4]赵改改.关于高校实行开放式实验教学的思考[J].改革与战略.2005[5]:70-71.
关键词:开放 实验教学
中图分类号:G424
文献标识码:A
0 引言
实验教学是高校教学的重要组成部分,然而在目前的实验教学中存在一个普遍问题,即随着招生规模的扩大,实验设备数量不足以满足实际需要,以至于出现了高峰时设备不够用,而低峰时设备没人用的现象,使现有设备、仪器的综合利用率低,为解决这一问题,充分提高实验室资源的使用效率,使学生自主选择实验内容与时间,从而激发学生做实验的兴趣,提高学生思考问题、分析问题、解决问题的能力,并缓解由于学校招生规模扩大对实验室造成的资源需求压力,我们建立了开放式实验室,在实验教学中发挥了积极的作用,取得了显著的效果,得到了学生的认可和好评。开放实验教学是一种崭新的教育模式,对于深化教育改革、全面推进素质教育具有重要意义。
1 开放式实验的特点及实施
开放式实验教学,突出开放和创新,把多个知识原形高度融合于应用领域,使学生能够从不同角度、不同侧面寻求解决问题的方案。开放实验室对软硬件教学非常重要,现在实验室实行开放形式已成一种潮流,不可阻挡。开放式实验教学把学生推到实验的主体位置。在开放式实验教学过程中,教师虽然做出具体的实验日程安排,但只向学生提出实验任务和要求,而对实验原理、步骤等都不做交代,由学生自己选定实验课题,选择仪器设备,制订实验步骤,处理和分析实验结果、实验数据。学生通过手机或上网预约做实验,然后我们老师根据预约情况,安排指导老师和相应的实验室。比如在做实验前先网上预约到实验室试做实验,那么在做实验时会达到事半功倍的效果。这样学生在实验教学过程中就有较大的空间,可以充分运用自己掌握的知识和技能淋漓盡致地发挥自己的聪明才智,提高了学习兴趣,同时也锻炼了学生独立思考问题、解决问题的能力。这是开放式教学发挥最佳效果的必备条件,不但解决学生能力差异、时间合理安排问题,而且激励学生进行实验积极性、挖掘学生创新能力[3]。
在实践过程中,我们构建了开放式实验教学网络平台,建立开放式、多层次、模块化实践教学新体系。大学生创新实践基地由学院教师和我学院大学生科协共同管理,对学生全方位开放,其余实验室实行网上预约、电脑派位、刷卡进入实验室的管理模式,实现时间、内容、管理开放。根据自身特点和实验教学的实际需要,我们主要采取如下四种方式开放:一是在正常的作息时间内向学生全天全面开放;二是根据实验教学计划,安排固定时间段向相关学生全面开放;三是由学生通过网上提出申请,由实验室老师根据人数、内容和预约时间安排仪器设备、指导教师,然后学生完成拟定的实验内容;四是根据不同专业、不同学生采用不同方式(例如对非电专业学生或学习吃力的电专业学生,我们采用固定的实验内容。而对电专业的大部分学生,我们要求在完成基本实验内容后,鼓励他们自己设计实验,并进行实践,从而培养他们的创新能力。)
2 开放实验教学的优点
2.1 开放实验室为学生实验搭建了良好的平台,调动了学生的积极性
2.1.1 充分发挥学生的主观能动性并且培养学生文献查阅能力传统的实验大多数是验证性实验教学,书本将实验目的、实验原理、实验内容及具体操作步骤等均一一列出,上课前只需要准备好元器件,在实验时,指导学生按照书上的实验步骤进行。在实验过程中,学生几乎不用思考直接按部就班就可以了,以至有的学生到实验结束都没留下印象,学生养成了惰性,教学失去了意义。像这样没有留给学生思维的空间,在一定程度上也抑制了学生的主动性和独立思考的能力。
因此,我们学院实行开放式实验教学。首先由老师对学生进行基本实验技能的培训(实验室仪器设备的使用以及基本电路故障排除的方法等),然后学生自己选择合适元器件,完成设计及实验电路等。实验中遇到问题时,学生首先进行独立思考,解决不了时再请教指导老师,给学生主动探究、自主学习的空间,这样就提高了学生的学习积极性,加强学生的自学能力。
阅读科技文献是我们研究课题必不可少的手段。实验室开放后,我们结合具体实验,提供给学生一些基本的实验研究方法,然后让他们自己去图书馆或上网查找相关的资料,弄清实验原理,选择合适的实验器材和方法。
另外,利用实验室的全面开放,学生可以完成实验项目的预习。在开放实验教学中,我们老师经常组织讨论,对实验教学中发现的问题进行深入分析。学生的思考空间广阔,思维活动的自由度较大,思维活动易于展开,在思考中能提出很多问题,同样,解决问题的途径也更多。定期召开学生座谈会,及时解决学生提出的问题,从而不断完善开放实验教学的模式。
2.1.2 培养学生的实践能力和科研创新精神为了培养学生科研创新精神,我们针对不同层次的学生设计不同内容,加强实验教学与课外科技之间的紧密结合。例如,对于低年级的学生,我们每年组织“魅力无限”收音机组装挑战赛;在学生完成“电子系统综合设计”过程中,组织学生参加电子系统设计大赛;结合相关专业课学习,组织机器人大赛、PLC程序设计等比赛;同时组织学生参加全国、省、市级各类竞赛等。近三年在国际、国内及省市级的各类课外科技活动竞赛中有105人次获奖。
2.1.3 为学生升学、就业增加砝码开放实验教学为学生提供了参与科研的机会,使他们接受大量的技能培训,为将来走向工作岗位或攻读硕士研究生打下了良好的实践基础。如今用人单位看重的不只是学生的成绩了,学生的实践经验和动手能力才是他们尤为看重的。开放实验教学为学生提供了这样的实践平台,培养他们独立思考和独立动手的能力。通过开放实验,学生能够接触到最前沿、最实用的知识,实现学校与社会的接轨,真正做到“学以致用”。与其他人的交流协调也是一项重要技能,我们通过定期召开学生交流会,让他们在接触到新思维的同时,也学会了信息共享和团体协作,增强了师生、生生之间的合作交流意识。同时,我们引入优秀学生担任“流动助教”,协助教师参与实验工作。学生参与实验工作,既有利于巩固所学知识,加强理论与实际的结合,又有利于协作能力、表达沟通能力的训练,提高学生对实际工作的适应能力,进而有效的提高了学生的就业能力,拓宽的学生的就业面。
2.2 开放实验室对教师综合素质也提出了更高的要求 一般认为大学老师的主要任务是教学和从事科研工作,所以现在高校的理论教学与实验教学是分开的,这样虽然能让教师专心于自己的教学和科研工作,但却不利于教师的全面发展。如果让老师来负责与自己课题相关的实验,不仅能更准确地把握实验的重点,给学生更深入的理论支持,而且在指导学生的过程中也会不断地反思,并调整教学方法,从而进一步服务于教学和科研。老师也能从中选择优秀学生作为进一步的培养对象,让这些学生更早地熟悉实验和所要从事的课题,为今后的科研工作奠定一定的理论和人才基础。作为老师,对于学生提出的各种问题,都需要给予指导。这就要求老师不但要有扎实的理论基础和实验技能,而且还需要有广博的知识,才能给学生创新提供较高的起点和指导。
我院紧紧围绕特色专业建设、重点学科建设,为教师的科学研究提供良好的服务平台。教师积极参加实验设备的设计与开发,使实验室的装备与特色专业建设和重点学科建设相结合、与工程实际相结合。例如,工程训练中心、智能建筑实验室、过程控制实验室由我院教师与企业单位工程人员共同设计而成,实验设备及实验内容紧密联系实际工程。这些实验室不但用于学生的课程实验、课程设计、毕业设计,还能满足学生认识实习、生产实习的要求,不但为学校节约了大量的实习经费,更重要的是解决了长期困扰我们的“工科学生实习难”的问题。
2.3 资源共享提高实验仪器设备使用效率 实验室设备做到资源共享,对综合性、设计性和创新性实验,毕业论文设计,科技制作,各类学生竞赛训练等实现全面开放实验室给学生提供更多的实验机会,提高了仪器设备的使用率。利用现有设备为学生提供实验教学的平台,不仅能够达到开放实验教学的目的,而且可以避免仪器设备的浪费,并且利用现有的科研实验设备,也能够充分实现实验资源的有效共享。
3 结束语
通过近年来实验室开放的尝试,收到了良好的效果。开放实验室给学生提供更多的实验机会,提高了现有实验仪器设备的利用率,培养了学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。开放式问题的教学为学生提供了更多的交流与合作的机会,能够促进学生思考,引导学生的思维向纵深发展,充分发挥了学生的主体作用,有利于培养学生“开放式”的思维和开拓进取精神。开放实验教学活动打破传统的实验教学观念,从教学思想和教学观念上更新,以开放的理念来培养和造就高素质的人才。但实验室的开放是一项艰巨的工程,它同实验教学体系、实验教学内容的改革有密切联系,不是几个实验人员、几个教师能完成的,需要方方面面的配合协调。同时实验室的开放增加教师的工作量,也给仪器维修和保养增加了许多难度和麻烦。因此,在实现实验室开放的同时又要保证实验质量,培养学生创新精神和实践能力方面还需要进一步总结和认真研究。
参考文献:
[1]陈艾华,张春良,李岚,等.建立开放式实验室,提高学生创新能力[J].山西教育学院学报.2000,12(3):119-120.
[2]宋效先,王伟平,王晓燕.开展设计性实验,培养学生创新能力[J].教学研究.2005(7):80.
[3]罗玉双,熊大胜,席在星等.全面开放实验教学,培养学生实践技能和创新精神[J].实验技术与管理.2006,23 (3):23-24.
[4]赵改改.关于高校实行开放式实验教学的思考[J].改革与战略.2005[5]:70-71.