21世紀是信息時代,是經濟大發展時期,時代需要高素質、高能力和敢于開拓、勇于進取的創新型人才。諾貝爾獎獲得者楊振寧先生多次強調,科學95%是實驗與現象,因此,整個教育要從過分側重學生的理論和抽象思維能力轉向側重于動手和實驗能力,至少兩方面能力要平衡發展。然而,長期以來由于重理論輕實驗,把實驗教學放在附屬于理論教學、為理論教學服務的地位,造成了學生高分低能,這極不適應時代發展對于新型人才的需要。高校作為人才培養的基地,擔負著為社會輸送新型人才的重任。因此,在高校重視素質教育,重視實驗教學,全面提高學生素質,是教育思想觀念適應時代特征的重要體現,深化實驗教學改革是培養創新人才的時代要求。
實驗教學的重要作用
實驗教學與理論教學不同,它可充分調動學生視、聽、觸覺器官,使得各感覺器官相互協同,提高感覺的效果,增加科學現象的信息量和感受量,增強學生對科學知識的感覺過程,有利于學生直接地形成科學概念、掌握科學規律。實驗教學的本身特點決定了它的教學直觀性,而直觀性教學更符合學生的認知規律。所以,學生通過學習實驗掌握科學知識,比通過學習理論掌握科學知識來得更便捷。
實驗是手腦并用的實踐活動。學生進行實驗時,實驗的目的和設計可以鍛煉想象能力,實驗儀器的組裝、分步操作可以鍛煉動手能力,現象的觀察、數據的測量可以鍛煉觀察能力,實驗故障的排除可以鍛煉分析能力,實驗結果的整理和資料的分析以及獲得規律性的認識等可以鍛煉邏輯思維能力。可見,實驗不僅能夠培養學生的基本的實驗技能,而且能夠培養學生觀察能力、手腦并用能力和獨立思考等各種能力。
綜上所述,實驗教學是培養學生綜合素質和創新能力的重要手段和途徑。加強實驗教學無論從知識結構還是從能力結構,都有利于學生綜合素質的提高,有助于創新人才的培養,符合素質教育的根本要求。
實驗教學改革措施探析
實驗教學改革的目的,就是讓學生在掌握有關知識和技能的同時,去獲得較高的創新意識和創新能力。依據這一目的并結合近幾年的教學實踐,筆者認為,深化實驗教學改革應從以下幾個方面入手:
1.建立新的實驗教學體系
新的實驗教學體系要求,實驗教學體系要課程化、模塊化,既與理論教學體系有著有機聯系,相輔相成;又要獨立于理論教學體系。本著這一總的要求,可采取如下措施:
⑴實驗教學獨立設課。近些年來邯鄲職業技術學院相繼開設了化學實驗、電工實驗、電路實驗、模電實驗、數電實驗等獨立于理論課的實驗課,為新的實驗教學體系的創立奠定了一定的基礎。
⑵實驗教學打破課程界限。本校有些專業,如機電一體化專業,就建立了一套從機械電子基礎實驗、微機實驗到機電測試及控制等方面的綜合性實驗體系。這就打破了各門課程的界限,既注重了縱向知識的系統性,又注重了橫向知識的滲透,使實驗教學具有了整體性,擺脫了理論課對實驗教學的束縛,避免了教學內容交錯重疊,增加了各學科的實驗聯系,提高了實驗教學質量。
2.改革實驗教學內容
傳統的實驗教學內容主要是驗證所學的理論,嚴重束縛了學生探索未知領域的好奇心,制約了學生創新思維的發展。所以,改造傳統的實驗教學內容勢在必行。我們在保證學生基本實驗技能訓練的基礎上,逐步淘汰了一些內容陳舊、過于單一和缺乏啟發性的驗證性實驗,逐步實現了由驗證性實驗向設計性實驗、單一性實驗向綜
合性實驗的轉變,形成了適應現代教育觀念的實驗教學
模式。
設計型、綜合型實驗可培養學生創新思維和創造意識。有些實驗可有多種方案實現,要得到最優設計,需要學生查閱資料、精心設計和科學統籌。這一過程本身就孕育著創新能力的培養和提高,而且會使學生分析問題和解決問題的能力得到鍛煉,從而提高學生的綜合素質。
3.改革實驗教學方法
傳統的實驗教學方法不僅告訴學生實驗內容,而且還要詳細講解實驗原理、儀器使用、操作步驟,學生不需主動思維和創新,只要按實驗講義“照葫蘆畫瓢”即可。這不利于學生創新能力和思維能力的培養。我們在實際教學中,常常讓學生自己組合儀器設備,自己確定實驗方法和步驟。在實驗過程中教師加強引導,鼓勵學生勇于創新、勇于探索、不怕失敗。注重培養他們善于從失敗中吸取教訓,歸納提煉出新思路的能力。實踐證明,只有在實驗教學中注重發揮教師的主導作用和學生的主體作用,才能調動學生的學習積極性、主動性;才能進一步優化教學互動程序。
4.實行開放式實驗教學
開放式實驗教學的目的是讓學生在掌握知識和技能的同時,獲得較高的創新意識和創新能力。實行開放式實驗教學是高等教育向素質教育轉化的重要途徑。
隨著現代教育技術的發展和學校各類實驗儀器的相對齊全,扭轉過去那種實驗課“教師演示學生看”、“少數人操作多數人看”的被動局面,實行開放式實驗教學的時機已經到來。近幾年來,本校在課余和節假日對學生開放了機械綜合實驗室、電子、家電維修和農產品加工等實驗、實訓室,這使得實驗教學時空得到了延伸,現有教育資源得到了充分利用。學生反映主要有以下幾點好處:首先,有了充分的時間對在實驗課上尚未完全掌握的基本實驗技能進行再訓練;其次,還可以對實驗中的常用儀器的結構、性能、使用方法等進行強化訓練和掌握;再次,可根據自己的興趣愛好和實驗能力等情況,選定實驗項目,設計實驗方案,在實驗教師指導下獨立完成實驗過程,使得記憶深刻。此外,還極大地豐富了課外生活。
在開放式實驗教學中,教師要注意處理好規范與創新的關系。在強調安全的前提下,應大膽放手,給學生留有較多的時間、空間去獨立自主地完成實驗。教師要注意推行討論式、案例式、自研式和現場競賽式的實驗教學方法,以此不斷提高學生的實踐創新能力。教師要注意嚴格核實實驗數據和實驗結果,對不符合要求的及時提出,令其重新補做,對有創新思路的實驗方案要及時推廣。總之,教師要積極與學生協作探索,推進實驗教學從重結果向重過程轉變,共同完成創作成果。