◆段 磊 王文科 楊勝科 楊紅斌

(長(zhǎng)安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院)

創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的思路與實(shí)效

◆段 磊 王文科 楊勝科 楊紅斌

(長(zhǎng)安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院)

建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的關(guān)鍵在于培養(yǎng)創(chuàng)新人才。創(chuàng)新型人才要靠創(chuàng)新教育理念、創(chuàng)新教育實(shí)踐活動(dòng)和創(chuàng)新教育管理等途徑來(lái)培養(yǎng)。創(chuàng)新能力的主體是開展創(chuàng)造性活動(dòng),獲取創(chuàng)新性成果的能力。從本質(zhì)上講,創(chuàng)新能力的培養(yǎng)離不開專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和研究,但更需要?jiǎng)?chuàng)新性的實(shí)踐活動(dòng)來(lái)促成和提升。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的主要環(huán)節(jié),是保證本科教學(xué)質(zhì)量必不可少的條件之一。本文以長(zhǎng)安大學(xué)水資源與環(huán)境實(shí)驗(yàn)中心為例,在分析傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上,介紹創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的思路和取得的實(shí)效,以供參考。

一、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

長(zhǎng)安大學(xué)水資源與環(huán)境實(shí)驗(yàn)中心由水文水資源、環(huán)境科學(xué)和環(huán)境工程三個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室合并組建而成,合并前三個(gè)實(shí)驗(yàn)室分布于校本部、東院教學(xué)區(qū)、北院教學(xué)區(qū)。三個(gè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容基本為面向?qū)I(yè),附屬于理論課程的課程試驗(yàn)。

三個(gè)實(shí)驗(yàn)室存在建設(shè)內(nèi)容上互相重復(fù),實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容相互重疊,實(shí)驗(yàn)室功能單一,綜合性不足等問(wèn)題。加之實(shí)驗(yàn)人員因隸屬不同實(shí)驗(yàn)室工作分散,盡管教學(xué)內(nèi)容相近,但缺少交流和研究。在倡導(dǎo)淡專業(yè)寬口徑、綜合素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)的今天,這樣的模式顯然不能更好地適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求。這種傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在以下幾個(gè)問(wèn)題。

1.實(shí)驗(yàn)室機(jī)構(gòu)重疊,設(shè)備利用率不高

三個(gè)實(shí)驗(yàn)室在行政上雖隸屬學(xué)院管理,在內(nèi)容組成和實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系上仍沿用過(guò)去傳統(tǒng)的面向單一學(xué)科或某一專業(yè)的組成模式,在運(yùn)行和建設(shè)中更多依賴于專業(yè)課程教學(xué)需求。在這樣的前提下,實(shí)驗(yàn)室建設(shè)只追求小而全,一些本可以公用的平臺(tái)和儀器成為重復(fù)建設(shè)的主要內(nèi)容,同時(shí)由于重復(fù)建設(shè)使有限資金不能有效利用,本可以建得更好的一些平臺(tái)由于資金問(wèn)題只能在低層次上建設(shè)。同時(shí)小而全的建設(shè)模式由于受專業(yè)培養(yǎng)人數(shù)限制容易造成設(shè)備利用率偏低。

2.實(shí)驗(yàn)室功能單一,標(biāo)準(zhǔn)偏低

長(zhǎng)久以來(lái)形成實(shí)驗(yàn)教學(xué)附屬于理論教學(xué),實(shí)驗(yàn)室即為理論教學(xué)附屬場(chǎng)地的思想,實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置和建設(shè)以課程設(shè)置和理論教學(xué)體系為準(zhǔn)則,使得實(shí)驗(yàn)室功能單一,定位偏低。實(shí)驗(yàn)室不能很好地將教學(xué)科研融為一體,科研教學(xué)脫節(jié),教學(xué)少了科研滲透和設(shè)備補(bǔ)充,內(nèi)容顯得陳舊,缺少活力。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合性、創(chuàng)新性不足

從學(xué)生培養(yǎng)來(lái)講,應(yīng)當(dāng)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重,但傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍是伴隨理論教學(xué)的進(jìn)行而進(jìn)行,稱之為課程試驗(yàn),附屬于理論教學(xué)環(huán)節(jié)。由于受學(xué)時(shí)、理論教學(xué)內(nèi)容等制約,實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏自主性,在內(nèi)容安排上更多的是理論課程基本理論的再認(rèn)識(shí)或規(guī)律的驗(yàn)證,內(nèi)容缺乏綜合性。同時(shí),由于三個(gè)實(shí)驗(yàn)室自成體系,盡管學(xué)科相近,交叉融合性強(qiáng),但彼此缺少交流滲透,使得教學(xué)和人才培養(yǎng)有一定的局限性,難以達(dá)到知行統(tǒng)一、發(fā)展科研能力和形成科學(xué)素養(yǎng)的教育任務(wù)。

二、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的思路

針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中存在的問(wèn)題,課題組成員經(jīng)過(guò)實(shí)際調(diào)研、考察學(xué)習(xí)和綜合研究,初步凝練出創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的原則和思路。具體內(nèi)容如下:

1.創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的原則

(1)遵循培養(yǎng)計(jì)劃的原則

實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建首先要滿足培養(yǎng)計(jì)劃的要求,培養(yǎng)計(jì)劃是為實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)而制定的指導(dǎo)性文件。一旦培養(yǎng)計(jì)劃被確定,所有的教學(xué)環(huán)節(jié)都得圍繞其運(yùn)轉(zhuǎn)。為此,在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系時(shí),圍繞培養(yǎng)計(jì)劃將實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教育的培養(yǎng)目標(biāo)可以分為知識(shí)、能力、人格三個(gè)方面。學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方法既要能評(píng)價(jià)一門課程(知識(shí))的成績(jī),又要能評(píng)價(jià)能力的掌握程度和人格的培養(yǎng)效果。

(2)整體性原則

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課設(shè)置是按與理論課設(shè)置相對(duì)應(yīng)的原則設(shè)置,一個(gè)實(shí)驗(yàn)室安排一門課,每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都是小而全。在一些實(shí)驗(yàn)課中,往往是注意了一門課程的完善和改革,而缺乏整體的匹配,從而造成資源浪費(fèi),教學(xué)內(nèi)容重疊,系統(tǒng)性不強(qiáng)。要改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,根據(jù)學(xué)科的交叉性和相關(guān)性以及培養(yǎng)計(jì)劃,將本科四年中所有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行歸納分類,作為一個(gè)整體進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃,調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,按多層次、結(jié)構(gòu)化和開放式的思路構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,注重課程之間聯(lián)系,循序漸進(jìn),逐步向深層次延伸、拓寬和滲透。

(3)前沿性、更新性和以科研促進(jìn)原則

實(shí)驗(yàn)課程體系要根據(jù)學(xué)科發(fā)展和科研成果不斷更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,并注重學(xué)科的發(fā)展方向、前沿性,尤其將科研最新成果引進(jìn)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,以研促進(jìn),教研結(jié)合,建立具有學(xué)科特色、反映新成果的實(shí)驗(yàn)課程體系,注重科研能力的培養(yǎng)。

(4)開放性原則

開放型實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)改革最重要的組成部分,是強(qiáng)化課程的綜合性和實(shí)踐性,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)際操作能力的重要途徑。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室開放,使不同層次的學(xué)生在自己設(shè)計(jì)和獨(dú)立操作的平臺(tái)上,把智慧轉(zhuǎn)化為思維、視野、探索精神和創(chuàng)新能力,構(gòu)建大學(xué)生創(chuàng)新研究平臺(tái),為學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)、個(gè)性化學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。

(5)過(guò)程與結(jié)果并重原則

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建中要強(qiáng)調(diào)對(duì)研究過(guò)程和結(jié)果的考核。制定科學(xué)的實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核機(jī)制,從多方面、多角度、多形式對(duì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。具體要求如下:①基本操作與技能的考核,著重檢查實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的訓(xùn)練結(jié)果;②基本實(shí)驗(yàn)考核,著重檢查學(xué)生掌握和運(yùn)用知識(shí)的情況以及觀察、分析和判斷問(wèn)題的能力;③創(chuàng)新評(píng)價(jià),作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核的重要組成部分,要求學(xué)生完成每個(gè)試驗(yàn)后在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與方法優(yōu)缺點(diǎn)、出現(xiàn)的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)對(duì)策和措施,試驗(yàn)改進(jìn)、試驗(yàn)的心得和啟示等予以反映;④平時(shí)成績(jī),根據(jù)學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)加以評(píng)定。上述綜合評(píng)定學(xué)生成績(jī)的方法注重了評(píng)價(jià)動(dòng)態(tài)性、多樣性、創(chuàng)新性,比較符合創(chuàng)新教育評(píng)價(jià)體系的要求。

2.創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的思路

創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的目的是培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力、綜合分析能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力,從而形成一個(gè)實(shí)踐教學(xué)鏈,并在實(shí)踐教學(xué)鏈中突出專業(yè)特色。為了達(dá)到上述目的,依據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建原則,創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的思路是設(shè)立兩個(gè)系統(tǒng)、五個(gè)模塊、兩個(gè)結(jié)合。

(1)兩個(gè)系統(tǒng)

兩個(gè)系統(tǒng)是指課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)和科技創(chuàng)新系統(tǒng)。課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力,加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)理解以及運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力?？萍紕?chuàng)新系統(tǒng)旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力為宗旨,使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究能力,培養(yǎng)良好的科學(xué)素養(yǎng),提高大學(xué)生運(yùn)用知識(shí)和科技創(chuàng)新能力,培養(yǎng)大學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。

(2)五個(gè)模塊

課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)依據(jù)循序漸進(jìn)的原則,分層次、模塊化設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程,可以分為基礎(chǔ)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)?zāi)K、綜合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)?zāi)K和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K?；A(chǔ)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)?zāi)K為驗(yàn)證性和基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn),旨在加深學(xué)生理解所學(xué)課程的原理和培養(yǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)基本技能,具體包括基本知識(shí)、基本操作、基本技能實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)原理、裝置、測(cè)試儀器、儀器設(shè)備使用方法等;綜合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)?zāi)K主要目標(biāo)是通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用上一層次中所涉及的基本技能、基本知識(shí)、基本操作解決較為復(fù)雜問(wèn)題的能力,強(qiáng)化智力技能和理論技術(shù)的培養(yǎng),增強(qiáng)學(xué)生的工程和科研意識(shí);設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K是在前兩個(gè)層次的基礎(chǔ)上,學(xué)生依靠實(shí)驗(yàn)室的資源和有關(guān)文獻(xiàn)資料閱讀,通過(guò)課程設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)或?qū)W生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)?？萍紕?chuàng)新系統(tǒng)根據(jù)題目的來(lái)源,設(shè)置依托科研創(chuàng)新模塊和自主選題創(chuàng)新模塊。依據(jù)學(xué)科前沿問(wèn)題或工程實(shí)際的重大問(wèn)題,引導(dǎo)有能力的學(xué)生通過(guò)自主選題或依托教師的科研項(xiàng)目開展科學(xué)研究,自由組織、自由選題,經(jīng)過(guò)資料查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、開題報(bào)告、實(shí)驗(yàn)研究、結(jié)果分析、報(bào)告編寫等形式,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作和開拓意識(shí)。

(3)兩個(gè)結(jié)合

兩個(gè)結(jié)合是指課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研相結(jié)合、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課外科技活動(dòng)相結(jié)合,互為補(bǔ)充,可保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、科學(xué)性、前沿性與先進(jìn)性,促進(jìn)實(shí)驗(yàn)更新率和科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)實(shí)驗(yàn)成果。

三、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的實(shí)效

以上述思路構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系為指導(dǎo),以高效的運(yùn)行機(jī)制作保障,實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得了明顯的實(shí)踐效果。

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系由單一課程實(shí)驗(yàn)向多層次實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ睫D(zhuǎn)化

圍繞創(chuàng)新人才培養(yǎng)這一新目標(biāo),構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系。提高教學(xué)起點(diǎn),篩選優(yōu)化知識(shí)點(diǎn),逐步淘汰內(nèi)容陳舊、技術(shù)落后的實(shí)驗(yàn)。增加綜合性、設(shè)計(jì)性試驗(yàn)。按照知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的教育標(biāo)準(zhǔn),建立起基礎(chǔ)、綜合、創(chuàng)新三層次實(shí)驗(yàn)?zāi)K?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K:主要面向課程保證基本知識(shí)和基本技能的訓(xùn)練;綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K:通過(guò)優(yōu)化一門或多門課程知識(shí)點(diǎn)加強(qiáng)學(xué)生綜合知識(shí)及應(yīng)用能力的訓(xùn)練;創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K:依托教師的在研課題從中分離出一些小的題目,引導(dǎo)學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行探索性的實(shí)驗(yàn)研究,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式由單一的教師為主體轉(zhuǎn)向多元化組合

針對(duì)不同的教學(xué)層次采用不同的教學(xué)方式,在基礎(chǔ)訓(xùn)練模塊教學(xué)中仍以教師為主體,夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí),加強(qiáng)試驗(yàn)基本技能和基本素質(zhì)的養(yǎng)成。綜合應(yīng)用模塊的訓(xùn)練中采用“雙主模式”將以教為中心的教學(xué)理論和以學(xué)為中心的教學(xué)理論有機(jī)結(jié)合起來(lái),教師由灌輸教學(xué)變?yōu)橐龑?dǎo)教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生在良好實(shí)驗(yàn)氛圍中去親身體驗(yàn)與嘗試。調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,使學(xué)生在獲取知識(shí)和技能的同時(shí)強(qiáng)化學(xué)生的綜合及應(yīng)用能力。在創(chuàng)新試驗(yàn)訓(xùn)練中采用以學(xué)生為主體訓(xùn)練模式,學(xué)生三、五人為一研究小組,選定試驗(yàn)題目,通過(guò)查資料、研究討論與導(dǎo)師溝通等確定實(shí)驗(yàn)方案,得出試驗(yàn)結(jié)論。以探索性的實(shí)驗(yàn)研究充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。

3.學(xué)生的綜合素質(zhì)得到明顯提高

除了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外,綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)一般都緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際和工程實(shí)踐,學(xué)生的動(dòng)手能力得到了加強(qiáng),開闊了視野,明確了學(xué)習(xí)的方向,提高了參加課外活動(dòng)的積極性。2004年以來(lái),實(shí)驗(yàn)中心支撐的專業(yè)學(xué)生先后獲得第八、九、十屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)活動(dòng)競(jìng)賽一等獎(jiǎng) 1項(xiàng)、三等獎(jiǎng) 3項(xiàng)、國(guó)家專利 7項(xiàng)、陜西省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)活動(dòng)競(jìng)賽特等獎(jiǎng)和一等獎(jiǎng)各 1項(xiàng)。

[1]王文科,楊勝科,楊紅斌,等.整合實(shí)驗(yàn)資源 構(gòu)建創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系.中國(guó)地質(zhì)教育.2007,64(4).

[2]孫文彬.構(gòu)建多層面的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的實(shí)踐與思考[J].高等建筑教育,2006,15(3):107-111.

[3]魯保富,鄭春龍.構(gòu)建培養(yǎng)創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2005,24(4):5-7.

[4]楊拴科,寧改娣,等.構(gòu)建以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2002,21(1):3-5.

[5]趙明富,陳渝光,陳旭川.以素質(zhì)教育為目標(biāo)的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)室開放模式的研究,2000,14(6):4-7.

[6]王春義,李進(jìn)新.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生的創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2002,19(5):129-131.

陜西省高等教育教學(xué)改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目 (陜教高[2007]68號(hào))資助。