梁 楓 謝 偉 鄒長偉

湛江師范學(xué)院 廣東湛江 524048

以實驗教學(xué)模式改革為契機 提高學(xué)生創(chuàng)新實踐能力

梁 楓 謝 偉 鄒長偉

湛江師范學(xué)院 廣東湛江 524048

在傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容中加入創(chuàng)新實驗，將網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與實驗室硬件相結(jié)合，創(chuàng)建現(xiàn)代化的實驗教學(xué)模式，提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力；介紹了建設(shè)現(xiàn)代化實驗教學(xué)模式的條件，及創(chuàng)新實驗的實施細則，提出了將創(chuàng)新實驗與學(xué)生畢業(yè)論文相結(jié)合的思想，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識及畢業(yè)論文水平。

設(shè)計實驗；實驗教學(xué)；畢業(yè)論文；實驗教學(xué)模式改革

實驗教學(xué)是理論結(jié)合實際的橋梁，是培養(yǎng)學(xué)生由知識型人才轉(zhuǎn)向能力型人才的重要途徑[1]。實驗教學(xué)與理論教學(xué)是相對獨立、相互統(tǒng)一的兩大重要環(huán)節(jié)，實驗教學(xué)不僅要驗證理論和培養(yǎng)技能，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式是教師講解實驗原理，介紹實驗儀器，給出實驗內(nèi)容及操作步驟，這種“三定式”的教學(xué)束縛了學(xué)生的思想，限制了學(xué)生的興趣，實驗課效果不好，學(xué)生的積極性也不高[2]，達不到實驗教學(xué)的真正目的。因此應(yīng)該將實驗課結(jié)構(gòu)進行重組，建立新的現(xiàn)代化實驗教學(xué)模式，從而加強對學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力的提升。

1 現(xiàn)代化實驗教學(xué)模式概論

現(xiàn)代化實驗教學(xué)模式，是將網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與實驗室硬件相結(jié)合，以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能、創(chuàng)新思維及基本科研素養(yǎng)為目標的一種實驗教學(xué)模式。實驗課前，學(xué)生通過實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，可掌握本實驗的儀器、原理、內(nèi)容等基本信息。課堂上，學(xué)生知道要做什么，如何去做，教師不需詳細講解，可節(jié)約時間，提高實驗效率，將課堂上節(jié)省下來的時間用于學(xué)生設(shè)計實驗并撰寫設(shè)計方案。對于優(yōu)秀的設(shè)計，鼓勵他們撰寫成論文或制成模型，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課堂上未完成實驗設(shè)計的學(xué)生，可通過預(yù)約進入開放實驗室繼續(xù)研究，使實驗研究的對象“普及化”，不是只針對個別優(yōu)秀的學(xué)生。學(xué)生大三即可進入開放實驗室，根據(jù)自己的興趣進行實驗研究，可將其成果作為畢業(yè)論文的內(nèi)容，既可緩解學(xué)生大四時找工作與做畢業(yè)論文的沖突，也可提高學(xué)生畢業(yè)論文的水平。

每個實驗的內(nèi)容可分為必修和設(shè)計兩部分。必修部分的目的在于培養(yǎng)學(xué)生基本的動手能力及加深其對理論知識的理解，是學(xué)生進行創(chuàng)新實驗的前提；設(shè)計部分是學(xué)生根據(jù)自己的興趣來選擇實驗項目，然后主動查找資料，設(shè)計實驗方案，完成實驗，給學(xué)生提供能夠發(fā)揮創(chuàng)新能力的實驗條件，鍛煉其動手能力，使其具備基本的科研素養(yǎng)。實驗教師將根據(jù)學(xué)生設(shè)計的實驗方案、實驗過程中提出的問題、實驗方法改進等因素綜合評定學(xué)生的實驗成績。對于在實驗過程中發(fā)現(xiàn)新問題、提出新觀點的學(xué)生，要給予鼓勵，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生不斷探索的學(xué)習(xí)精神。

2 開展現(xiàn)代化實驗教學(xué)的條件

現(xiàn)代化實驗教學(xué)的開展，首先要建立一個實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺，再設(shè)立一個開放實驗室。同時要求一支具有高素質(zhì)的、穩(wěn)定的實驗教學(xué)隊伍。

2.1 實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺的建立

在高度信息化的今天，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)理所當然應(yīng)該被用到實驗教學(xué)中，建立實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺，更好地分享信息資源，給學(xué)生廣闊的學(xué)習(xí)空間。

實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺的建立主要用于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、完成實驗報告、問題討論與經(jīng)驗交流。它的建立并不是簡單地將教材電子化，而應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)信息存儲量大、智能化、開放性等特點，建立一個豐富、實用、完整的實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺，其基本結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

圖1 實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)的設(shè)計框架

網(wǎng)站中的實驗教學(xué)部分主要用于學(xué)生預(yù)習(xí)，課堂上教師不做講解，因此網(wǎng)站上應(yīng)詳細介紹。

實驗儀器部分很多學(xué)校以視頻的形式給出，此種方式很直觀，學(xué)生接受得較快，但忽略了培養(yǎng)學(xué)生閱讀說明書的能力。因此，此處應(yīng)給出實驗儀器的使用說明書，學(xué)生對照實驗儀器(開放實驗室中)閱讀說明書，以熟悉并掌握儀器的結(jié)構(gòu)及使用方法。

實驗原理部分將基本原理寫出，對其中可拓展的知識點和不易理解的地方設(shè)立鏈接。學(xué)生根據(jù)自身的情況進行選擇性學(xué)習(xí)，這樣不同層次的學(xué)生都能有所收獲。

實驗內(nèi)容分為必做和設(shè)計兩部分。必做部分是根據(jù)實驗大綱要求制定的，是每名學(xué)生必須完成的內(nèi)容，對每一項實驗內(nèi)容均設(shè)立鏈接，寫出相應(yīng)的實驗步驟。設(shè)計部分則是學(xué)生自主設(shè)計實驗方案。并實施的內(nèi)容，此處的鏈接內(nèi)容是：(1)教師根據(jù)儀器的特點，列出一些設(shè)計題目或思路，供基礎(chǔ)差、思維不活躍的學(xué)生參考；(2)結(jié)合物理學(xué)史列舉一些成功的設(shè)計案例，提高學(xué)生的興趣。

實驗思考題多設(shè)問題，逐層深入，引導(dǎo)學(xué)生深入理解實驗原理及儀器的使用。通過設(shè)問，激發(fā)學(xué)生的設(shè)計靈感。

2.2 創(chuàng)建開放實驗室

開放實驗室是創(chuàng)新實驗的前提和保障。學(xué)生設(shè)計好實驗方案后，由于時間及耗材等條件的限制在課堂上可能無法實現(xiàn)。這種情況下，學(xué)生可通過預(yù)約進入開放實驗室進行實驗，使學(xué)生有更多的時間進行探究，同時也提高了實驗儀器的使用率。

所謂開放，是指實驗時間、實驗設(shè)備以及實驗教師的開放。實驗時間和實驗設(shè)備的開放并不是簡單地將實驗室門打開，而是要根據(jù)實驗對象的不同有所區(qū)別。如果大二的學(xué)生要預(yù)約時間和設(shè)備，實驗員根據(jù)實驗室設(shè)備及所需耗材的準備情況給予開放；對于大三的學(xué)生，則要全天候開放，充分保證他們的設(shè)計能夠得以實施。實驗教師的開放，是指學(xué)生可根據(jù)自己的研究方向選擇有相關(guān)研究背景的教師作為指導(dǎo)教師，教師應(yīng)積極給予學(xué)生相應(yīng)的指導(dǎo)。

2.3 建立一支穩(wěn)定的高素質(zhì)的實驗教學(xué)隊伍

以科研模式進行創(chuàng)新實驗，以科研水平的提高來促進實驗教學(xué)水平的進一步提高，是實驗室提高創(chuàng)新實踐教學(xué)的重要途徑。

在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，實驗教學(xué)內(nèi)容相對固定、單一，指導(dǎo)工作相對容易。而在創(chuàng)新實驗教學(xué)中，實驗內(nèi)容多變，學(xué)生隨時會提出各種各樣的問題，要幫助他們解決這些問題，實驗指導(dǎo)人員必須要有更多的知識貯備，更高的實驗技能，教師的知識結(jié)構(gòu)要不斷拓寬。因此，建設(shè)一支穩(wěn)定、高水平、高素質(zhì)、熱愛實驗室工作的師資隊伍，是創(chuàng)新實驗教學(xué)的必要條件之一。創(chuàng)新實驗教學(xué)效果的優(yōu)劣，很大程度上取決于這支隊伍的素質(zhì)及人員結(jié)構(gòu)[3]。

3 創(chuàng)新實驗實施細則

3.1 創(chuàng)新實驗中的角色

創(chuàng)新實驗以學(xué)生為主體，由實驗教師與實驗管理員配合共同完成。

指導(dǎo)教師：擬訂不同難度的實驗題目供學(xué)生選擇，并給予相應(yīng)的指導(dǎo)；為學(xué)生自擬的實驗項目把關(guān)，并提出建議、給予指導(dǎo)。

學(xué)生：根據(jù)自己的基本情況選擇或擬定題目，查閱資料，設(shè)計實驗方案，提出問題并完成實驗。

實驗室管理者的角色：在時間和儀器設(shè)備上給予保障。

3.2 實驗對象細致區(qū)分

實驗對象不同難度系數(shù)也有所不同。大一新生要適應(yīng)大學(xué)生活，應(yīng)以基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)為主，接觸的專業(yè)知識還比較少，側(cè)重培養(yǎng)他們查閱資料的能力及創(chuàng)新思維。從大一下學(xué)期開始，每個實驗項目都要設(shè)置實驗設(shè)計，指導(dǎo)教師要擬定一些較易實現(xiàn)的題目，基礎(chǔ)好的學(xué)生可自擬題目。

對于大二的學(xué)生，要適當增加難度，鼓勵他們進入開放實驗室開展創(chuàng)新實驗。大二的學(xué)生又可分為專業(yè)基礎(chǔ)較好和專業(yè)基礎(chǔ)一般兩個層次。專業(yè)基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可通過創(chuàng)新實驗這個平臺，鼓勵他們參與學(xué)科競賽和科技科研活動，為重點培養(yǎng)對象；專業(yè)基礎(chǔ)一般的學(xué)生，通過設(shè)計實驗方案、提出問題、解決問題等過程，提高自身的創(chuàng)新能力和動手能力。

大三學(xué)生單獨設(shè)置創(chuàng)新實驗課，學(xué)生只選擇一個實驗項目即可，目的是使學(xué)生對某一領(lǐng)域有較深的研究。鼓勵學(xué)生自擬題目，根據(jù)自己感興趣的領(lǐng)域，選擇指導(dǎo)教師，共同擬定題目，并將此作為畢業(yè)論文的方向，大四繼續(xù)研究，提高學(xué)生畢業(yè)論文的水平。

4 創(chuàng)新實驗教學(xué)與學(xué)生畢業(yè)論文有機結(jié)合

現(xiàn)今社會，諸多因素使得就業(yè)壓力增大，常有大四學(xué)生因忙于找工作而忽視了畢業(yè)論文的現(xiàn)象發(fā)生，使得畢業(yè)論文質(zhì)量難以保證。而實驗課結(jié)構(gòu)重組后，經(jīng)過大一、大二兩年實驗課的訓(xùn)練，學(xué)生的創(chuàng)新能力有所提高，將大三創(chuàng)新實驗課內(nèi)容與畢業(yè)論文相結(jié)合，使學(xué)生提早著手畢業(yè)論文，可以充分緩解大四學(xué)生找工作與做畢業(yè)論文之間的沖突，提高學(xué)生畢業(yè)論文的質(zhì)量。

5 結(jié)束語

將網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與實驗室硬件相結(jié)合的現(xiàn)代化實驗教學(xué)模式，可培養(yǎng)學(xué)生的動手能力以及分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生的自學(xué)能力及創(chuàng)新思維能力；將學(xué)生的設(shè)計實驗與畢業(yè)論文相結(jié)合，既可緩解大四學(xué)生找工作與做畢業(yè)論文之間的沖突，又可充分提高學(xué)生畢業(yè)論文的質(zhì)量。

[1] 程亞洲.深化實驗教學(xué)改革,加速創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].時代教育,2011,9:207.

[2] 鄧攀,王濤.對學(xué)生開放實驗教學(xué)的探索[J].科協(xié)論壇,2010,3:147-148.

[3] 章英,汪毅,姚娟.以能力為導(dǎo)向的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實驗教學(xué)改革[J].中國教育技術(shù)裝備,2011,24:128-129.

Restructuring the experimental course and improving the students’ innovative ability

Liang Feng, Xie Wei, Zou Changwei
Zhanjiang normal university, Zhanjiang, 524048, China

This paper aimed to add the innovative experiment to the traditional experimental course, and we mixed the information technology with laboratory hardware to create a modern experimental teaching model. All of these were aimed to improve students’ sense of creation and the ability to deal with actual things. Meanwhile, we described the conditions for the modern experimental teaching modle and the detailed regulations. The idea to mixed innovative experiment with graduation thesis was propound to increase the students’ creativity and the level of graduation thesis.

design experiment; experimental teaching; graduation thesis; reform model of experimental teaching

2011-03-24

梁楓，碩士，助理實驗師。通訊作者：鄒長偉，博士，講師。