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摘要:本文分析了高校传统实验教学存在的弊端,提出了一些实验教学改革的有效措施,通过转变实验教学理念、构建多层次的实验教学体系、改革实验室管理运行机制、改革实验教学模式和建立有效实验考核机制,进一步培养学生的创新能力与综合素质。
关键词:实验教学;教学改革;创新能力
作者简介:姜大海(1977-),男,山东鲁山人,军事交通学院汽车工程系,讲师,工学硕士,主要研究方向:发动机排放控制;卜建国(1982-),男,湖南耒阳人,军事交通学院汽车工程系,助教,工学硕士,主要研究方向:发动机排放控制。(天津 300161)
培养高素质创新型人才是高等教育的首要任务,实验教学因其直观生动、贴近工程的特点,成为培养学生创新精神与实践能力的重要途径。然而,由于传统教学观念的影响、实验教学管理运行机制以及实验装备条件制约,束缚了实验教学的发展与教学效果的发挥。因此,改革实验教学体系,优化实验教学内容与方法,建立新型的实验教学模式,就成为解决提高学生创新能力问题的突破口。
一、实验教学存在的问题
1.实验教学理念滞后
受到重理论、轻实践教学思想的影响,实验教学长期被置于从属地位,高校把理论教学作为主要手段,而把实验教学仅仅看作是理论教学的辅助手段,狭隘地把实验教学局限于验证某些理论;[1]实验课的开设、仪器设备的购置、实验室的管理等往往以教师为主体,很少兼顾学生的要求,不允许学生“乱动” 仪器,常常是教师调好仪器,学生读数,学生只能被动地接受知识,主动性较差,不利于学生创造才能和动手能力的培养;在教学管理制度上.实验教学和实验人员始终处于陪衬辅助的地位,使得参与实验教学工作、实验室建设和管理的教职工的主观能动性和创造性受到较大的影响,从而影响实验教学效果。
2.实验教学形式单一
实验课从属于理论课程的现状,使得实验教学内容的设置缺乏系统性、完整性和先进性。实验项目多以单科、单项为主,演示性、验证性实验项目偏多,综合性、设计性实验很少。[2]由于缺少开放性、综合性、设计性的实验教学内容,实验过程中学生只需按部就班地去完成实验教材规定的实验内容,而用不着去查资料、思考和创新,这些因素必然影响到学生对实验教学的积极性和探索精神,限制了学生独立思考能力和创新能力的培养。
3.实验教学方法落后
传统的实验教学过分侧重教师的作用,没有体现以学生为主体的思想,主要表现为实验内容、实验步骤固定,教师讲解多、学生动手少,缺乏教师与学生间的互动,教师从保证仪器完好角度考虑,过多注重操作细节,忽视了引导学生对实验结果内在联系的思考,使实验过程中缺少思考、缺少提问、缺少讨论,抑制了学生的思维积极性;由于生源的增加,导致实验资源相对不足,实验小组的人数增加,进一步减少学生动手的机会,使得一部分学生只能观摩实验,从而严重影响了实验课堂教学效果。此外,实验教学多是在课程规定的时间、地点进行的,实验室平时不对学生开放,使学生实际了解和接触实验仪器与实验过程的机会较少,不能充分利用实验设备,封闭的实验室管理机制也在一定程度上制约了实验教学成果的提高。
4.实验考核措施不力
实验考核缺乏一套完整的和行之有效的考核办法和严格的管理制度。长期以来,考核学生的实验成绩时,以实验报告的评定为主,较为单一,造成学生们往往只重视实验报告,而忽视实验预习和实验操作,甚至出现抄袭现象。这样会使学生轻视实验教学,不利于激发学生对实验教学的兴趣和积极性,难以培养学生的实际动手操作能力、综合实验能力与科研能力。
二、实验教学改革的措施
1.更新实验教学理念
在推进以培养综合素质和创新能力为主的素质教育过程中,实验教学具有天然的优势,需要将实验教学与理论教学提升到同等重要的位置上。实验教学必须摆脱依附于理论教学的模式,建立与理论教学相互独立、相互平行、相互促进的教学体系,制定出独立的实验教学计划。保证实验教学的课时与学分,对实验课与理论课的课程与课时安排进行综合规划与统一分配。另外,要树立以学生为主体的教学观念,在实验教学中注重学生能力的培养,重视学生的需求,积极引导学生自主学习、主动学习,鼓励学生养成质疑、批判的思维习惯,有意识地让学生参与教学,教师由实验教学的主体转变为实验教学的主导。
2.构建多层次的综合实验教学体系
根据教育对象的培养目标,打破课程界线,按照实验工程技术的特点与规律,注意循序渐进,建立综合的多层次实验教学体系,将实验教学分为基础型实验、综合应用与设计型实验、科研创新型实验,这种实验教学体系具备了验证、综合与创新三种功能,可满足不同层次、阶段学生的需要。[3]
基础型实验主要是帮助学生掌握基本原理和基本实验技能,根据科技发展与技术进步,对原有的验证性实验进行精选,保留基本的必修实验。综合应用与设计型实验主要是锻炼学生的综合应用能力,要增加这部分实验的比重,根据实验研究方法与实验技术手段的特点,将跨学科、不同课程的实验进行有机组合,将原来有联系的试验内容组合为几项综合性试验,不仅可以减少重复学时,也可节能减排,有利于学生综合能力的提高。科研创新型实验在实验内容的设计上,要与当前的生产、科研实际相结合,充实和更新专业技术内容,适时地把科学发展中日趋重要的内容引入到实验教学中来,使学生所掌握的实验内容和方法能够跟上科学发展的要求,在实验指导上,要发挥学生的主观能动性,在实验选题、实验方案设计、结果处理等方面引导学生解决问题,在实验过程中要求学生按照生产、科研的现实需要进行,最大限度提高学生的创新能力,开拓学生的创新思维。
3.改革实验室管理运行机制
优化实验室资源配置,在原有实验室基础上,将部分科研实验室进行整合,建立实验中心,统一管理,资源共享,提高设备的利用率。[4]加强实验装备研究与建设,不断改善实验教学条件与环境,实行教学与科研相结合,共同使用、共同投入,弥补设备经费的不足。
实行实验室开放原则:开放实验室是培养人才的有效途径,是建设多功能、综合型实验室必要条件,开放实验室主要包括实验时间、实验方式两个部分,时间开放主要指学生利用课余时间来参观仪器设备,或完成一些综合性、创新型实验。在开放时间上,主要通过网络进行管理,可以通过网上预约,提交实验方案,选择指导教师等方式安排实验时间。在实验方式上开放,鼓励学生根据自己的专业特长、爱好进行实验选题,开放式实验教学不仅使学生由“被动式”实验转变为“主动探索式”实验,而且给学生提供了独立活动的空间,使学生有足够的时间来反复修正实验方案、研究实验现象、分析实验结果。这样可大大提高学生分析和解决问题的能力,培养了团队协作精神,使实验室真正成为培养创新人才的重要基地。
4.改革实验教学模式
将对学生创新能力的培养作为实验教学的中心任务,在教学方法上,通过教师对实验教学内容的精炼,突出实验的重点与突破点,避免全面详细,保持学生对知识探索兴趣,在实验过程中,引导学生多思考、多质疑,敢于提出自己的观点,对于实验结果的分析,强调理论联系实际,特别是注重分析与书本知识上有差异的实验结果,锻炼学生的综合分析能力。
在实验教学过程中采用多种现代教学手段,包括多媒体技术、虚拟实验技术、网络技术等,不仅可以增强实验教学的效果,激发学生参与实验热情,提高学习主动性,还可以缓解大型实验设备的相对不足,节省实验资源,减少对实验设备的维护量,同时学生可以根据需要自己设计虚拟实验,进行多种实验尝试。
5.建立有效的实验考核机制
实验教学的考核重在考查学生对基本的实验知识、操作仪器的能力和综合实验技能的掌握程度,其重点应是对学生动手能力、工程设计能力和解决实际问题能力的考核。[1]因此,实验考核需要采用多种形式,要把笔试、口试和操作性考核有机地结合起来。对学生基本实验知识的考核主要是通过课前检查实验设计报告、口头提问和预习思考题的回答情况来评价;操作仪器的能力评价由教师通过巡视辅导和检查数据记录来现场打分;对于综合实验技能的考核就进行综合评价,其中包括对实验设计报告的考评,考查学生对给定实验任务的设计能力,考查学生在规定时间内对给定实验任务操作完成的情况,最终实验报告可以考查学生在操作结束后对实验数据的记录、处理,以及实验波形、图表的记录情况等,这些都是综合实验技能考核组成部分。不断规范考核程序,避免在考核过程的人为因素和随意性,保证考核的准确和高效,以便全面准确地评价学生的素质与创新思维能力,促进学生积极自主地学习。
参考文献:
[1]王成端,谢鸿全.深化实验教学改革,培养学生的创新潜能[J].当代教育论坛,2007,(3):23.
[2]宋海农,朱红祥,等.改革专业实验教学内容,提高工科学生创新实践能力[J].高教论坛,2006,12(6):73.
[3]赵方方,孙会来,等.构建立体化实验教学模式,培养创新型工程实践人才[J].实验室科学,2007,2(1):13-14.
[4]姜宝成,谭羽非,等.深化实验教学改革,构建实验教学新体系[J].中国教育与教学,2006,9(6):56.
(责任编辑:刘辉)
关键词:实验教学;教学改革;创新能力
作者简介:姜大海(1977-),男,山东鲁山人,军事交通学院汽车工程系,讲师,工学硕士,主要研究方向:发动机排放控制;卜建国(1982-),男,湖南耒阳人,军事交通学院汽车工程系,助教,工学硕士,主要研究方向:发动机排放控制。(天津 300161)
培养高素质创新型人才是高等教育的首要任务,实验教学因其直观生动、贴近工程的特点,成为培养学生创新精神与实践能力的重要途径。然而,由于传统教学观念的影响、实验教学管理运行机制以及实验装备条件制约,束缚了实验教学的发展与教学效果的发挥。因此,改革实验教学体系,优化实验教学内容与方法,建立新型的实验教学模式,就成为解决提高学生创新能力问题的突破口。
一、实验教学存在的问题
1.实验教学理念滞后
受到重理论、轻实践教学思想的影响,实验教学长期被置于从属地位,高校把理论教学作为主要手段,而把实验教学仅仅看作是理论教学的辅助手段,狭隘地把实验教学局限于验证某些理论;[1]实验课的开设、仪器设备的购置、实验室的管理等往往以教师为主体,很少兼顾学生的要求,不允许学生“乱动” 仪器,常常是教师调好仪器,学生读数,学生只能被动地接受知识,主动性较差,不利于学生创造才能和动手能力的培养;在教学管理制度上.实验教学和实验人员始终处于陪衬辅助的地位,使得参与实验教学工作、实验室建设和管理的教职工的主观能动性和创造性受到较大的影响,从而影响实验教学效果。
2.实验教学形式单一
实验课从属于理论课程的现状,使得实验教学内容的设置缺乏系统性、完整性和先进性。实验项目多以单科、单项为主,演示性、验证性实验项目偏多,综合性、设计性实验很少。[2]由于缺少开放性、综合性、设计性的实验教学内容,实验过程中学生只需按部就班地去完成实验教材规定的实验内容,而用不着去查资料、思考和创新,这些因素必然影响到学生对实验教学的积极性和探索精神,限制了学生独立思考能力和创新能力的培养。
3.实验教学方法落后
传统的实验教学过分侧重教师的作用,没有体现以学生为主体的思想,主要表现为实验内容、实验步骤固定,教师讲解多、学生动手少,缺乏教师与学生间的互动,教师从保证仪器完好角度考虑,过多注重操作细节,忽视了引导学生对实验结果内在联系的思考,使实验过程中缺少思考、缺少提问、缺少讨论,抑制了学生的思维积极性;由于生源的增加,导致实验资源相对不足,实验小组的人数增加,进一步减少学生动手的机会,使得一部分学生只能观摩实验,从而严重影响了实验课堂教学效果。此外,实验教学多是在课程规定的时间、地点进行的,实验室平时不对学生开放,使学生实际了解和接触实验仪器与实验过程的机会较少,不能充分利用实验设备,封闭的实验室管理机制也在一定程度上制约了实验教学成果的提高。
4.实验考核措施不力
实验考核缺乏一套完整的和行之有效的考核办法和严格的管理制度。长期以来,考核学生的实验成绩时,以实验报告的评定为主,较为单一,造成学生们往往只重视实验报告,而忽视实验预习和实验操作,甚至出现抄袭现象。这样会使学生轻视实验教学,不利于激发学生对实验教学的兴趣和积极性,难以培养学生的实际动手操作能力、综合实验能力与科研能力。
二、实验教学改革的措施
1.更新实验教学理念
在推进以培养综合素质和创新能力为主的素质教育过程中,实验教学具有天然的优势,需要将实验教学与理论教学提升到同等重要的位置上。实验教学必须摆脱依附于理论教学的模式,建立与理论教学相互独立、相互平行、相互促进的教学体系,制定出独立的实验教学计划。保证实验教学的课时与学分,对实验课与理论课的课程与课时安排进行综合规划与统一分配。另外,要树立以学生为主体的教学观念,在实验教学中注重学生能力的培养,重视学生的需求,积极引导学生自主学习、主动学习,鼓励学生养成质疑、批判的思维习惯,有意识地让学生参与教学,教师由实验教学的主体转变为实验教学的主导。
2.构建多层次的综合实验教学体系
根据教育对象的培养目标,打破课程界线,按照实验工程技术的特点与规律,注意循序渐进,建立综合的多层次实验教学体系,将实验教学分为基础型实验、综合应用与设计型实验、科研创新型实验,这种实验教学体系具备了验证、综合与创新三种功能,可满足不同层次、阶段学生的需要。[3]
基础型实验主要是帮助学生掌握基本原理和基本实验技能,根据科技发展与技术进步,对原有的验证性实验进行精选,保留基本的必修实验。综合应用与设计型实验主要是锻炼学生的综合应用能力,要增加这部分实验的比重,根据实验研究方法与实验技术手段的特点,将跨学科、不同课程的实验进行有机组合,将原来有联系的试验内容组合为几项综合性试验,不仅可以减少重复学时,也可节能减排,有利于学生综合能力的提高。科研创新型实验在实验内容的设计上,要与当前的生产、科研实际相结合,充实和更新专业技术内容,适时地把科学发展中日趋重要的内容引入到实验教学中来,使学生所掌握的实验内容和方法能够跟上科学发展的要求,在实验指导上,要发挥学生的主观能动性,在实验选题、实验方案设计、结果处理等方面引导学生解决问题,在实验过程中要求学生按照生产、科研的现实需要进行,最大限度提高学生的创新能力,开拓学生的创新思维。
3.改革实验室管理运行机制
优化实验室资源配置,在原有实验室基础上,将部分科研实验室进行整合,建立实验中心,统一管理,资源共享,提高设备的利用率。[4]加强实验装备研究与建设,不断改善实验教学条件与环境,实行教学与科研相结合,共同使用、共同投入,弥补设备经费的不足。
实行实验室开放原则:开放实验室是培养人才的有效途径,是建设多功能、综合型实验室必要条件,开放实验室主要包括实验时间、实验方式两个部分,时间开放主要指学生利用课余时间来参观仪器设备,或完成一些综合性、创新型实验。在开放时间上,主要通过网络进行管理,可以通过网上预约,提交实验方案,选择指导教师等方式安排实验时间。在实验方式上开放,鼓励学生根据自己的专业特长、爱好进行实验选题,开放式实验教学不仅使学生由“被动式”实验转变为“主动探索式”实验,而且给学生提供了独立活动的空间,使学生有足够的时间来反复修正实验方案、研究实验现象、分析实验结果。这样可大大提高学生分析和解决问题的能力,培养了团队协作精神,使实验室真正成为培养创新人才的重要基地。
4.改革实验教学模式
将对学生创新能力的培养作为实验教学的中心任务,在教学方法上,通过教师对实验教学内容的精炼,突出实验的重点与突破点,避免全面详细,保持学生对知识探索兴趣,在实验过程中,引导学生多思考、多质疑,敢于提出自己的观点,对于实验结果的分析,强调理论联系实际,特别是注重分析与书本知识上有差异的实验结果,锻炼学生的综合分析能力。
在实验教学过程中采用多种现代教学手段,包括多媒体技术、虚拟实验技术、网络技术等,不仅可以增强实验教学的效果,激发学生参与实验热情,提高学习主动性,还可以缓解大型实验设备的相对不足,节省实验资源,减少对实验设备的维护量,同时学生可以根据需要自己设计虚拟实验,进行多种实验尝试。
5.建立有效的实验考核机制
实验教学的考核重在考查学生对基本的实验知识、操作仪器的能力和综合实验技能的掌握程度,其重点应是对学生动手能力、工程设计能力和解决实际问题能力的考核。[1]因此,实验考核需要采用多种形式,要把笔试、口试和操作性考核有机地结合起来。对学生基本实验知识的考核主要是通过课前检查实验设计报告、口头提问和预习思考题的回答情况来评价;操作仪器的能力评价由教师通过巡视辅导和检查数据记录来现场打分;对于综合实验技能的考核就进行综合评价,其中包括对实验设计报告的考评,考查学生对给定实验任务的设计能力,考查学生在规定时间内对给定实验任务操作完成的情况,最终实验报告可以考查学生在操作结束后对实验数据的记录、处理,以及实验波形、图表的记录情况等,这些都是综合实验技能考核组成部分。不断规范考核程序,避免在考核过程的人为因素和随意性,保证考核的准确和高效,以便全面准确地评价学生的素质与创新思维能力,促进学生积极自主地学习。
参考文献:
[1]王成端,谢鸿全.深化实验教学改革,培养学生的创新潜能[J].当代教育论坛,2007,(3):23.
[2]宋海农,朱红祥,等.改革专业实验教学内容,提高工科学生创新实践能力[J].高教论坛,2006,12(6):73.
[3]赵方方,孙会来,等.构建立体化实验教学模式,培养创新型工程实践人才[J].实验室科学,2007,2(1):13-14.
[4]姜宝成,谭羽非,等.深化实验教学改革,构建实验教学新体系[J].中国教育与教学,2006,9(6):56.
(责任编辑:刘辉)