不同民族和年級的學生協作開展設計性實驗的探討

趙紅瓊，夏利寧，張曉紅，王金泉，姚 剛

（新疆農業大學 動物醫學學院，新疆 烏魯木齊 830052）

2007年教育部出臺了《關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程（簡稱質量工程）的意見》，提出了“大力加強實驗、實踐教學改革，推進高校實驗教學內容、方法、手段、隊伍、管理及實驗教學模式的改革與創新。綜合性或設計性實驗工作是教育部從人才培養的要求出發而提出的，是實施質量工程的重要內容。該意見的提出推動了各高校加強實踐教學，增加綜合性、設計性實驗比例，以期提高實驗教學水平，培養學生實踐能力與創新能力［1－3］。

根據新疆農業大學實踐教學的總體安排，我們申報了一項設計性實驗課題“用生理學方法研究新疆地產草藥對機體的影響”。該生理實驗課題創新性地對不同年級和漢語水平參差不齊的學生共同協作完成一個設計性實驗進行了實踐，旨在探索少數民族地區的高等教育中如何發揮不同層次學生優勢，鍛煉學生的協作能力，共同完成難度較高的設計性實驗的教學工作。不同年級學生是指已經學過生理學和正在學習生理學課程的學生；不同漢語水平學生是指漢語言學生和民語言學生（我校民語言學生占學生總數50%以上）。本文中就該設計性實驗的實施過程和獲得的體會進行介紹，結果在與同行，尤其是少數民族地區高校實驗、實踐環節的教師進行交流。

1 正確認識綜合性和設計性實驗

綜合性實驗是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗；設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗。綜合性或設計性實驗項目并非簡單地對原有實驗、實踐教學內容的增刪或簡單綜合，需結合課程教學體系和實驗教學體系，在保證基礎教學的前提下，將專業培養的技能訓練、知識、方法等包括進去，保證整個教學體系的完整性。綜合性實驗重點在于實驗技能、方法的訓練，是實驗內容、方法、運行模式的最大優化［4］；設計性實驗是在給定題目和明確目標前提下，要求學生獨立完成從實驗選題、選材、實驗設計、資料搜集、數據采集、結果分析等環節，其目的是讓學生在實踐中將本門課程的基礎知識、基本理論得以實踐、融會貫通，培養其獨立發現問題、解決問題的科研能力［5－6］。設計性實驗相對綜合性實驗而言，要求更高、難度更大［7］。例如，“用生理學方法研究新疆地產草藥對機體的影響”就屬于設計性實驗。首先，我們提供給學生新疆地產草藥的品種，根據個人喜好，學生可以選擇其中一種作為受試草藥，研究其對機體的影響。然后，學生在教師的指點下查閱和搜集該草藥的相關資料，再根據現有的和已經掌握的生理學實驗技術，將它們融會貫通，寫出詳細的實驗設計并具體實施該實驗。最后，學生對實驗結果進行分析和討論。

2 編寫翔實的實驗教學大綱

實驗教學大綱是實施教學計劃、規范實驗教學、保證教學質量和人才培養規格的重要教學文件。我們以《動物生理學實驗指導》為參考［8］，編制了設計性實驗“用生理學方法研究新疆地產草藥對機體的影響”的大綱。在編寫設計性實驗教學大綱時要注意以下6個方面問題。

2.1 明確實驗的性質、目的和要求

在教學大綱中首先要明確實驗的性質、目的和要求，這樣教師才能夠做到有的放矢，設立嚴謹和科學的實驗題目［9］。同時學生也能夠根據實驗的目的和要求設計出可行的，符合要求的實驗步驟。

2.2 注意實驗的可行性

實驗指導教師給出的綜合性或設計性實驗題目應該具有可行性。從事該實驗的學生應該已經掌握或掌握部分該實驗題目所涵蓋的知識，并且通過其他途徑可以進一步了解和運用這些知識點。對本科學生而言，如果實驗的目的、要求設置過高，實現難度太大，學生對實驗結果的分析和討論也會存在一些問題。另外，不具備條件和耗資較大的實驗題目應該盡量少出或不出。

2.3 合理分配學時

如果學時分配不均衡，必將影響整個實驗的順利完成。應該將資料收集、實驗設計和準備、實驗實施以及實驗討論和總結的具體學時分配寫清楚，這樣才能夠使實驗按期完成。

2.4 確定每個實驗組學生人數及組成

事先確定好每組學生的人數及組成，在進行實驗設計時可以明確每個成員在小組中的分工，同時也決定了每個學生在實驗中的鍛煉效果。人數太少，既會造成實驗拖延，也浪費實驗資源。人數太多，造成實驗混亂，不能使每個學生在實驗中真正得到鍛煉。

2.5 提供部分實驗相關資料

教師應該提前列出比較詳細的材料名目、可供參考的實驗方法和獲得參考資料的途徑。學生是初次參與科研實驗設計，在知識結構、深度和廣度上同真正的科研工作者有一定差距，因此大綱有必要列出以上詳細的內容。設計性實驗項目要盡量利用學校現有的各類資源，突出學科、專業的特點。

2.6 明確評價指標體系和給分標準

只有列出實驗評價指標體系后教師才能夠依據該體系嚴謹地和公平地給學生打分，同時學生也知道在整個實驗中如何獲得教好的評價［10］。例如，本次設計性實驗考核成績實行百分制，其中查閱資料占10%，實驗設計占20%，實驗操作技能占35%，協作組織能力占10%，實驗報告占25%。

3 加強實驗教學的組織管理

3.1 注重對學生協作能力的培養

在綜合性或設計性實驗中應該注重對學生協作能力的培養，主要表現在協作學習［11］。協作學習是一種通過小組或團隊的形式組織學生進行學習的一種策略。小組成員的協同工作是實現學習目標的有機組成部分。實驗組協作活動中的個體（學生）可以將其在學習過程中探索、發現的信息和收集的資料與該組中的其他成員共享。在此過程中，學生之間為了達到實驗目標，實驗組成員之間可以采用對話、商討、爭論等形式對實驗設計進行充分論證，以期達到實驗的目的。學生實驗中的協作活動有利于發展學生個體的思維能力、增強學生個體之間的溝通能力以及對學生個體之間差異的包容能力。此外，協作實驗對形成學生的批判性思維與創新性思維、對待學習內容的樂觀態度、實驗組個體之間及其與其他組成員的交流溝通能力、自尊心與個體間相互尊重關系的處理等都有明顯的積極作用。實驗指導教師在學生協作能力培養中扮演很重要的角色。實驗指導教師可引導實驗組成員協作實驗，有效控制學生綜合性或設計性實驗的總體思路，及時發現并總結學生的新思想和新思路，以利于提高該實驗組所有學生對知識的綜合運用能力，保證實驗的成功率。在最后的綜合性或設計性實驗考核中應該將每個學生的協作能力納入考核范圍，以期督促學生進行協作能力的培養。

3.2 合理搭配民、漢語言學生，高、低年級學生以及男、女學生

學生的能力、水平和特長差異較大，但是要達到好的教學效果，就應該有效地將不同層次的學生組織起來，讓不同層次學生協作完成一個綜合性設計性實驗［12］。新疆是少數民族地區，在少數民族人口眾多的地區很多中小學采用少數民族語言授課。但是，學生從采用民語言的學校畢業后通常僅經過一年或一年以上的強化漢語學習就開始接受大學漢語言的教學。這樣，大部分民語言學生漢語水平相對一直用漢語言教學的學生低，民語言學生在查閱資料和對資料理解與掌握方面存在一定問題。因此，在一個綜合性或設計性實驗組中要合理搭配民語言和漢語言學生，利用漢語言學生在查閱和收集資料方面的優勢，同時發揮民語言學生積極參與，動手能力較強的特性。另一方面，學生要做一門課的綜合性或設計性實驗是在掌握了一定理論基礎知識和實驗操作技能的基礎上進行的。高年級學生相對低年級學生知識面較廣，考慮問題更加深入和全面，而低年級學生正在學習該課程，清楚地了解該課程的理論體系并且對其實驗技能較熟練，所以將高低年級學生搭配在一起做綜合性或設計性實驗，他們可以相互學習，取長補短，達到更好的效果。根據多年實驗教學經驗，男女生在實驗中的表現一般也不一樣。男生相對女生精力比較充沛、大膽、思路寬廣，而女生比較心細，考慮問題周到，對于比較紛繁的實驗項目能夠很有耐心地完成，所以在一個實驗組中應合理搭配男女。可見，實驗組學生的分派依據許多因素，如學習成績、知識結構、認知能力和認知方式等，在完成實驗任務的過程中，小組成員之間互相配合、相互幫助、相互促進，從而可圓滿完成實驗任務。

4 實施“用生理學方法研究新疆地產草藥對機體的影響”設計性實驗的過程

4.1 實驗準備階段

在實驗準備階段教師要做以下工作：（1）召集自愿參加實驗的學生，讓學生明確實驗的性質、目的和要求；（2）對學生提出分組要求，本次設計性實驗中每個實驗組由4名學生組成［其中2名民語言學生，2名漢語言學生；2名女生，2名男生；2名正在學習生理學課程（低年級）的學生，2名已經學過生理學課程（高年級）的學生］，這4名學生均來自不同的班級；（3）每組根據自己的喜好選擇受試中草藥（本次設計性實驗提供新疆阿魏、新疆紅花、一枝蒿和麻黃等草藥供學生選擇）；（4）分發給各組部分實驗資料，包括實驗使用的主要儀器和材料名目、可供參考的實驗方法以；（5）安排學生通過現有圖書和網絡資源查閱相關資料，一周時間內每組自行討論寫出一個實驗實施方案；（6）一周后指導教師檢查學生查閱資料情況，討論實驗方案的可行性，并提出修改意見。

4.2 實驗實施階段

正式開始實驗的時候，以學生組內協作完成實驗為主，但教師要隨堂指導，注意觀察實驗的實施過程，盡量少提建議，鍛煉學生自己發現和處理問題的能力。但是，如果學生做出影響后續實驗進行的不規范操作要立即糾正，以免影響實驗進度。同時教師對學生實驗操作技能和協作能力打分。

4.3 實驗總結和撰寫實驗報告

實驗結束之后，組織學生總結實驗中出現的問題，并分析出現這些問題的原因，進一步鍛煉學生發現和分析問題的能力。例如，在本次實驗中有一個組同學由于沒有在實驗過程中進行詳細的實驗記錄，因此在獲得結果的時候，部分結果找不到歸屬，讓這組同學深深體會到隨時進行詳細實驗記錄的重要性。同時實驗結束后要求學生盡快在規定的時間內寫出翔實的實驗報告，包括實驗題目、目的、材料和方法、技術路線、結果及分析、注意事項和體會等，為學生將來撰寫畢業科研論文做訓練。

5 結束語

為了提高不同年級和不同漢語水平學生參加綜合性或設計性實驗的積極性，不僅對學生在綜合能力和創新能力上提出了更高的要求，而且對實驗指導教師的組織能力和知識結構也是一個挑戰。指導教師只要不斷更新知識，引導得當，能充分考慮學生實際情況設計實驗題目，學生就會慢慢從“老師要求這么做”轉變到“主動參與設計，自覺動手實驗，認真分析結果”，從內在激發出不同層次學生的學習興趣和求知欲望，達到讓盡可能多的學生參與培養實踐能力與創新能力的目的。

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