以實驗教學模式改革為契機 提高學生創新實踐能力

梁 楓 謝 偉 鄒長偉

湛江師范學院 廣東湛江 524048

以實驗教學模式改革為契機 提高學生創新實踐能力

梁 楓 謝 偉 鄒長偉

湛江師范學院 廣東湛江 524048

在傳統的實驗內容中加入創新實驗，將網絡信息技術與實驗室硬件相結合，創建現代化的實驗教學模式，提高學生的創新實踐能力；介紹了建設現代化實驗教學模式的條件，及創新實驗的實施細則，提出了將創新實驗與學生畢業論文相結合的思想，提高學生的創新意識及畢業論文水平。

設計實驗；實驗教學；畢業論文；實驗教學模式改革

實驗教學是理論結合實際的橋梁，是培養學生由知識型人才轉向能力型人才的重要途徑[1]。實驗教學與理論教學是相對獨立、相互統一的兩大重要環節，實驗教學不僅要驗證理論和培養技能，更重要的是培養學生的創新實踐能力。傳統實驗教學模式是教師講解實驗原理，介紹實驗儀器，給出實驗內容及操作步驟，這種“三定式”的教學束縛了學生的思想，限制了學生的興趣，實驗課效果不好，學生的積極性也不高[2]，達不到實驗教學的真正目的。因此應該將實驗課結構進行重組，建立新的現代化實驗教學模式，從而加強對學生創新能力、實踐能力的提升。

1 現代化實驗教學模式概論

現代化實驗教學模式，是將網絡信息技術與實驗室硬件相結合，以學生為主體，以培養學生的實驗操作技能、創新思維及基本科研素養為目標的一種實驗教學模式。實驗課前，學生通過實驗教學網絡平臺的系統學習，可掌握本實驗的儀器、原理、內容等基本信息。課堂上，學生知道要做什么，如何去做，教師不需詳細講解，可節約時間，提高實驗效率，將課堂上節省下來的時間用于學生設計實驗并撰寫設計方案。對于優秀的設計，鼓勵他們撰寫成論文或制成模型，激發學生的學習興趣。課堂上未完成實驗設計的學生，可通過預約進入開放實驗室繼續研究，使實驗研究的對象“普及化”，不是只針對個別優秀的學生。學生大三即可進入開放實驗室，根據自己的興趣進行實驗研究，可將其成果作為畢業論文的內容，既可緩解學生大四時找工作與做畢業論文的沖突，也可提高學生畢業論文的水平。

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

2 開展現代化實驗教學的條件

現代化實驗教學的開展，首先要建立一個實驗教學網絡平臺，再設立一個開放實驗室。同時要求一支具有高素質的、穩定的實驗教學隊伍。

2.1 實驗教學網絡平臺的建立

在高度信息化的今天，網絡信息技術理所當然應該被用到實驗教學中，建立實驗教學網絡平臺，更好地分享信息資源，給學生廣闊的學習空間。

實驗教學網絡平臺的建立主要用于學生的自主學習、完成實驗報告、問題討論與經驗交流。它的建立并不是簡單地將教材電子化，而應充分利用網絡信息存儲量大、智能化、開放性等特點，建立一個豐富、實用、完整的實驗教學網絡平臺，其基本結構框架如圖1所示。

圖1 實驗教學網絡平臺建設的設計框架

網站中的實驗教學部分主要用于學生預習，課堂上教師不做講解，因此網站上應詳細介紹。

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

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立鏈接。學生根據自身的情況進行選擇性學習，這樣不同層次的學生都能有所收獲。

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

實驗思考題多設問題，逐層深入，引導學生深入理解實驗原理及儀器的使用。通過設問，激發學生的設計靈感。

2.2 創建開放實驗室

開放實驗室是創新實驗的前提和保障。學生設計好實驗方案后，由于時間及耗材等條件的限制在課堂上可能無法實現。這種情況下，學生可通過預約進入開放實驗室進行實驗，使學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、實驗設備以及實驗教師的開放。實驗時間和實驗設備的開放并不是簡單地將實驗室門打開，而是要根據實驗對象的不同有所區別。如果大二的學生要預約時間和設備，實驗員根據實驗室設備及所需耗材的準備情況給予開放；對于大三的學生，則要全天候開放，充分保證他們的設計能夠得以實施。實驗教師的開放，是指學生可根據自己的研究方向選擇有相關研究背景的教師作為指導教師，教師應積極給予學生相應的指導。

2.3 建立一支穩定的高素質的實驗教學隊伍

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

在傳統的實驗教學中，實驗教學內容相對固定、單一，指導工作相對容易。而在創新實驗教學中，實驗內容多變，學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，教師的知識結構要不斷拓寬。因此，建設一支穩定、高水平、高素質、熱愛實驗室工作的師資隊伍，是創新實驗教學的必要條件之一。創新實驗教學效果的優劣，很大程度上取決于這支隊伍的素質及人員結構[3]。

3 創新實驗實施細則

3.1 創新實驗中的角色

創新實驗以學生為主體，由實驗教師與實驗管理員配合共同完成。

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

學生：根據自己的基本情況選擇或擬定題目，查閱資料，設計實驗方案，提出問題并完成實驗。

實驗室管理者的角色：在時間和儀器設備上給予保障。

3.2 實驗對象細致區分

實驗對象不同難度系數也有所不同。大一新生要適應大學生活，應以基礎理論學習為主，接觸的專業知識還比較少，側重培養他們查閱資料的能力及創新思維。從大一下學期開始，每個實驗項目都要設置實驗設計，指導教師要擬定一些較易實現的題目，基礎好的學生可自擬題目。

對于大二的學生，要適當增加難度，鼓勵他們進入開放實驗室開展創新實驗。大二的學生又可分為專業基礎較好和專業基礎一般兩個層次。專業基礎較好的學生，可通過創新實驗這個平臺，鼓勵他們參與學科競賽和科技科研活動，為重點培養對象；專業基礎一般的學生，通過設計實驗方案、提出問題、解決問題等過程，提高自身的創新能力和動手能力。

大三學生單獨設置創新實驗課，學生只選擇一個實驗項目即可，目的是使學生對某一領域有較深的研究。鼓勵學生自擬題目，根據自己感興趣的領域，選擇指導教師，共同擬定題目，并將此作為畢業論文的方向，大四繼續研究，提高學生畢業論文的水平。

4 創新實驗教學與學生畢業論文有機結合

現今社會，諸多因素使得就業壓力增大，常有大四學生因忙于找工作而忽視了畢業論文的現象發生，使得畢業論文質量難以保證。而實驗課結構重組后，經過大一、大二兩年實驗課的訓練，學生的創新能力有所提高，將大三創新實驗課內容與畢業論文相結合，使學生提早著手畢業論文，可以充分緩解大四學生找工作與做畢業論文之間的沖突，提高學生畢業論文的質量。

5 結束語

將網絡信息技術與實驗室硬件相結合的現代化實驗教學模式，可培養學生的動手能力以及分析問題、解決問題的能力，提高學生的自學能力及創新思維能力；將學生的設計實驗與畢業論文相結合，既可緩解大四學生找工作與做畢業論文之間的沖突，又可充分提高學生畢業論文的質量。

[1] 程亞洲.深化實驗教學改革,加速創新人才培養[J].時代教育,2011,9:207.

[2] 鄧攀,王濤.對學生開放實驗教學的探索[J].科協論壇,2010,3:147-148.

[3] 章英,汪毅,姚娟.以能力為導向的數據結構課程實驗教學改革[J].中國教育技術裝備,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。