提高教學型高校工科大學生的實驗動手及創新能力的對策研究

摘要：本文歸納了目前教學型高校工科專業實驗教學中存在的問題，提出了提高教學型高校工科學生的實驗動手能力、工程素養以及研究創新能力的對策。

關鍵詞：教學型高校；工科實驗教學；動手能力；創新能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）44-0009-02

實踐是工科教育的靈魂。實驗教學是工科教育的重要組成部分，是工科學生進行實踐的重要途徑之一。通過實驗教學，既可加深學生對專業理論知識的理解和掌握，又有利于學生萌發創新思維、啟發創造性，培養創新精神，并且對培養學生的工程素養與團隊合作精神具有重要作用。但是，目前許多教學型高校的工科實驗教學還存在諸多問題，與培養現代創新型人才的要求還有相當大的距離，亟需進行改革。

一、目前教學型高校工科專業的實驗教學存在的主要問題

1.實驗室基礎建設落后，實驗教學資源不足。實驗技術人員比較缺乏，學生實驗分組過大（如4～5人一組），不能保證每個學生動手操作，教學效果大打折扣。

2.教學理念落后，教學內容仍以驗證性為主，綜合性實驗較少，研究性實驗則更少。未開展開放式實驗教學。不能充分調動學生獨立自主開展研究、探索實驗的積極性與主觀能動性。

3.學生對實驗課不夠重視，部分學生對實驗無興趣，存在隨意缺課現象。目前的考核評價方式的不完善導致大多數學生對待實驗課采取應付的態度。

4.重課堂教學質量而輕實驗教學質量。缺乏實驗教學質量保證體系，考核評價方式不科學，實驗課成績權重較低（一般占課程成績的10%～20%），且實驗成績僅以實驗報告評定，在一定程度上也有失公平，因為部分學生的實驗報告存在抄襲現象，實驗小組中每位學生參與實驗的程度也不一樣。實驗考勤存在相互代簽、實驗報告大量存在雷同現象。實驗成績不能反映學生的能力培養狀況，考核評價體系不能充分調動學生積極性與主觀能動性。

二、提高教學型高校工科學生的實驗動手能力、工程素養以及研究創新能力的對策

進入新世紀，面對全球科學技術的飛速發展，加強素質教育，培養創新能力成為高等教育改革的一項迫切任務。而實驗教學是工科專業培養學生的工程素養與創新能力的一個重要教學環節。為了切實提高教學型高校工科學生的實驗動手能力、工程素養以及研究創新能力，現提出如下想法供同行參考。

1.加強實驗室基礎設施建設，豐富實驗教學資源。在一定程度上，實驗教學改革的深入、實驗教學內容和方法的選擇依賴于教學資源的建設。教學資源建設包括實驗教學儀器設備、實驗教學聲像設備的建設，也包括教學輔助資源如教學文件、實驗教學多媒體課件的建設，模型、實物樣品、標本的建設以及實驗技術人員的配備等，特別是對于開放式教學，要求較高。

2.重視實驗教學內容的設計，加大綜合性、設計性與研究性、創新性實驗開出力度。工科的實驗按復雜性與難度可分為三個層次，即基本型——以演示性、驗證性實驗為主，提高型——以綜合性、設計性實驗為主，研究創新型——以創新性、研究性實驗為主。第一層次簡單地驗證或重復某種實驗的過程、方法、原理等，學生不需太多的智力投入。第二層次具有一定的實驗目的及結果要求，實驗過程較為復雜，需要從多方面考慮問題，具有一定的探索性。綜合性實驗由若干個簡單實驗所組成，要求學生靈活應用所學過的知識與實驗技術方法，綜合研究要探索的問題，對于學生把所學的知識融會貫通，提高綜合分析和解決問題的能力有所幫助。第三層次具有很強的目的性和較高的研究性質，可培養學生的獨立研究能力和創造能力。因此，我們要更新教學理念。實際上，實驗教學并不是主要為了對所學理論知識進行驗證，而是培養學生的工程素養與研究、創新能力的一個重要的手段和途徑。要重視實驗教學內容的設計，盡量減少驗證性實驗，增加綜合性、設計性與研究性、創新性實驗，使學生的工程素養、分析問題與解決問題的能力以及創新能力得到切實的培養。

3.改革考核方式，構建適宜能力發展的考核評價方法。不同的考核評價體系產生不同的結果。考核評價體系如同指揮棒一樣，在一定程度上決定了教師的教學方法和學生的學習習慣，決定了人才的能力結構及質量。為了從根本上提高實驗教學效果，把培養學生的工程素養與創新能力這一任務落到實處，應對實驗教學的考核方式進行改革。學生的實驗成績不能僅以實驗報告來評定，而應根據課程的特點和實驗教學的知識目標、能力目標、素質目標制定合適的評價辦法，根據學生在實驗中的表現并結合實驗報告給予定性和定量的評價，鼓勵教師在教學過程中注意觀察每位學生的實驗情況，給予不同的指導，并根據學生在各個方面的表現做出客觀的評價。當然，這要增加實驗教師或技術人員的配備。對于研究性或創新性實驗，應鼓勵學生根據實驗寫出小論文，可加分或在課程成績中占一定的比例。

4.重視實驗教學的設計與組織，提高人才培養質量和效率。對于綜合性、設計性實驗，乃至研究性、創新性實驗，特別要重視實驗設計與實驗教學的組織，采用優化的方式，可以取得事半功倍的教學效果。傳統的實驗教學方法一般是一個教學班（幾個實驗小組）利用給定的實驗設備、固定的實驗步驟和統一的實驗參數來進行。學生所觀察到的現象、所得到的實驗結果幾乎是一樣的。因此不同實驗參數對實驗結果的影響無法顯現出來，學生對實驗現象的理解也是很膚淺、不全面的，還可能造成學生的實驗報告互相抄襲，影響成績的真實性。如果對實驗教學進行精心設計與優化組織，則教學質量與效果就會產生質的飛躍。

5.課內實驗與課外實驗相結合，開展開放式實驗教學的嘗試與探索。由于開放式實驗教學對實驗室的基本條件（包括硬件條件、軟件條件、師資配備、實驗項目的設計及教師的指導等）要求較高，因此，我們要逐步創造條件使所有工科實驗室向學生開放，以利于學生開展課內或課外的研究性實驗。根據教學型學校目前的教學條件和實際情況，現階段實驗教學可采取以課內實驗為主、課外實驗為輔的方式來進行。大多數實驗采取班級制形式進行。對于研究性實驗，部分有條件的實驗室可開展開放式實驗教學機制的嘗試與探索。在授課期間，實驗室實行全天候開放的管理模式，學生可隨時到實驗室做實驗。而且，在完成規定的實驗外，學生還可以在現有的實驗條件下，自己設計實驗，報實驗室審批。同時，實驗室也提供一定數量的科研與實驗研究題目供學生參考、選擇，并指導學生對實驗結果做出正確的分析判斷，同時鼓勵學生根據實驗寫論文。這樣可充分發揮在學習上有潛力的學生獨立自主開展研究性實驗的積極性，對于培養學生將所學知識融會貫通，理論聯系實際，研究探索的科學精神和創新能力等大有裨益。

另外，對于課外教學，可在學生中建立學科興趣小組，自主擬題或是對教師科研項目的一部分內容進行實驗研究，還可結合大學生科研項目、創新實驗大賽等開展課外實驗研究活動。