改革實驗教學模式 培養學生創新能力

丁邦平

摘 要：本文首先提出了創新型人才培養需要改革實驗教學模式，然后分析了實驗教學模式改革的基本原則，最后結合實例提出了實驗教學模式改革的具體方法。

關鍵詞：實驗教學；改革；創新能力

隨著任職教育改革的不斷深入和素質教育的全面實施，人們越來越認識到培養學生創新能力的重要性。沒有教育的創新，就培養不了具有創新能力的學生，要全面培養學生的素質，特別是他們的創新意識與能力，就必須創新教育教學模式。實驗教學作為培養學生動手能力和創新能力的重要實踐渠道，對學生專業技能的形成具有重要的指導意義，所以改革實驗教學模式，培養學生的創新能力，乃時代之必然。

一、實驗教學模式改革的基本原則

實驗教學內容與手段改革的重點在于改革單一的、以演示和驗證為主的傳統驗證型實驗，多開設綜合型、設計型實驗。許多院校首先將改革的重點或突破口放在實驗手段的現代化方面，改進原有設備，采用先進的數據采集和處理系統，這只是實驗教學改革的一個方面。實驗教學方法改革的重點在于激發學生參與實驗的積極性，由教師安排好實驗，學生只是讀取數據的狀況改變為由教師提出任務，學生自主選擇實驗裝置、確定實驗步驟、分析判斷實驗結果的新模式。在采用先進的數據采集和處理手段方面，同樣也能激發學生參與實驗的積極性。實驗教學管理改革的重點在于規范化管理，其中包括實驗分組人數的嚴格控制、實驗前預習的檢查、實驗基本技能的考核以及實驗室的開放式管理等。

二、實驗教學模式改革的具體方法

近年來，各高等院校在實驗室建設和實驗教學改革方面進行了大量的探索，并取得了一些成績，但從整體上看，還存在不少問題需要進一步研究解決。這里選取二炮工程大學士官學院進行實驗課程改革的一些經驗做法，呈獻給大家探討，以期共同提高。

二炮工程大學士官學院在實現跨越式發展和實施創新教育工程中，依托軍隊院校“2110工程”建設，新建了自動控制元件實驗室、測試控制實驗室、傳感器技術實驗室等一大批起點高、設備先進、功能齊全的實驗室，如何發揮實驗室裝備功用、搞好實驗課教學改革、培養創新軍事人才是擺在學院面前的重大課題之一。

1.調整實驗課程體系結構——改革的根本條件

測試控制類課程是控制專業人才的必修課程，同時是一門交叉學科，涉及到自動控制元件、傳感器技術、計算機控制系統、檢測技術等知識體系。分散于以上各門課程的實驗均強調各自體系的系統性和完整性，相互之間常發生課程內容的低水平重復，缺乏知識的橫向聯系，不利于設計性和綜合性實驗的開展。學院在充分論證的基礎上，把測試控制學科相關課程的實驗教學從各自理論教學中獨立出來，統一制訂完整的實驗教學大綱，開設獨立的測試控制技術實驗課程，促進了各部分知識間的連續性、交叉性與融合性。

2.加速更新實驗教學內容——改革的關鍵環節

建立符合創新人才培養的實驗內容是目前實驗教學改革的核心。為此，學院在實驗內容上做了較大的調整。一方面是壓縮驗證性實驗、加大設計性和綜合性實驗。保留的一部分驗證性實驗，只是用來培養學生的基本實驗技能。設計性實驗和綜合性實驗是提高學生動手能力、分析和解決問題能力的有效途徑。該部分內容避免實驗步驟介紹過于詳細、套用現成公式和搬用現成電路，為設計方案保留一定的思維空間，充分發揮了學生的主觀能動性。學生通過對實驗教材的自學和教師的指導，由以學生為主體成立的興趣小組討論并擬定實驗方案，完成所要求的設計任務，培養他們的創新能力。體現在測試控制實驗上，主要以可編程邏輯控制器（PLC）控制系統、工控機控制系統和VXI測試系統為主。另一方面保證教學內容的先進性、代表性和原則性，采取“走出去，請進來”的方法。教學內容應和最新技術成果相結合，具有時代氣息、研究性和探索性，如引進VXI測試系統在測試控制領域具有前沿性。教學內容應代表專業的特色，要貼近實踐應用，在實驗的取材和選取上狠下功夫，如學院自己開發的可編程邏輯控制器（PLC）控制系統在實踐中得到了廣泛的應用。教學內容應體現創新性，在選題上要做到先進性、啟發性和實用性相結合的原則。

3.實行開放實驗教學方法——改革的重要措施

實驗教學方法的改革根本在于落實學生的主體地位，變被動接受為主動探索，變教師的教為學生的學。開放式實驗教學方法堅持面向學生，能夠為學生的能力培養提供良好條件。開放式教學具有以下特點：實驗內容和時間上開放，設立必修、選修和研究性實驗項目，每個實驗由學生獨立或共同探討完成，教師提供咨詢并審查實驗結果。學院在實行開放式實驗教學過程中還要做到“三結合”：開放性實驗與課外科技活動相結合，與科研相結合，與畢業設計相結合。通過開放式實驗教學，學生取得一系列成績：研制出了繼電控制綜合實驗儀、常用低壓電器多重保護實驗箱等，在學院優秀畢業論文中，大多數是通過開放式實驗完成的。在高年級當中還發現不少動手能力強的學生，以教師助手的形式直接參與教學科研活動，他們的各方面能力都得到進一步的提高。實踐證明，開放式實驗教學可以更大地調動和激發學生的主動性和積極性，并促進學生創造性思維的發展，是培養高質量創新人才行之有效的舉措之一。

4.引入虛擬實驗教學手段——改革的有效途徑

運用虛擬實驗作為實驗教學手段，可以進一步提高實驗教學水平，激發學生興趣和愛好，促進實驗教學向現代化發展。虛擬實驗應用于教學過程中，要盡量做到和實物實驗的有機結合，既充分發揮虛擬實驗開放性、高效性、交互性、安全性等特點，又注重實物實驗對學生動手能力和科學態度的培養。學院開發的電子儀表網絡虛擬實驗在學生使用過程中很受歡迎，在應用過程中還發現虛擬實驗還不能完全代替實物實驗，它只能是輔助實驗教學的有效途徑。因此，學院決定還是走“以實為主、虛實結合”的道路。

5.制定實驗考試規章制度——改革的必要保證

把實驗單獨考試納入考試規章制度，并作為衡量教學質量和學生綜合能力的一個重要因素，真正做到以規章制度的形式把實驗教學提升到與理論教學同等的地位。這樣，既可以調動實驗教師的積極性，又能增加學生對實驗教學的重視程度，提高實驗教學效果。同時，學院積極探索如何評價學生的實驗成績，改革考試方法。采取基本技能考核、儀器設備操作考核、故障分析與排除、實驗論文、答辯、資格認證考試等多種形式，避免了單純靠死記硬背拿高分的情況，制訂了以考查學生的思維能力和創新能力為主的評價標準。如自動控制元件實驗課程采取現場設計電路、連接操作和排除故障的考試方式。

改革實驗教學，其目的是為了更好地服務于專業教學，提高實驗教學質量。調整實驗室結構體系時，應對所有實驗室進行一次全面的清查，充分論證、周密計劃、有步驟地組織實施，并保證實驗教學的正常進行。實驗課的教學改革要充分利用優化后的實驗室現有裝備，教學內容盡量和這些裝備相配套。總之，實驗教學的改革必須要求教師改變傳統的應試教育觀念，以新穎的角度展開實驗教學，充分挖掘學員的潛力，真正培養高素質創新型人才。

參考文獻：

曾芬芳.虛擬現實技術[M].上海：上海交通大學出版社，2007.