實施開放實驗教學，實現分層次、多元化培養目標

【摘 要】與傳統實驗教學模式相比，開放式實驗教學模式充分考慮到學生學習能力和興趣的差異性，改被動學習為主動求知，培養學生提出、分析與解決問題的能力，激發學生的創造力，達到了更好地培養創新應用型人才的目的。本文分析了傳統實驗教學模式的弊端，對實行開放式實驗教學，實現學生的分層次、多元化培養進行了論述。

【關鍵詞】開放式實驗教學 人才培養 分層次 多元化

【中圖分類號】G424 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）36-0001-03

在深化教育改革、全面推進素質教育的過程中，突出學生工程應用素質和創新素質的培養，積極探索培養高素質創新工程應用型人才的途徑和方法是高等教育改革與發展的主題。針對現階段高等教育人才培養質量與社會需求出現偏差的事實，教育部先后出臺多個相關文件，鼓勵高校通過制度改革，教學模式創新，提高人才培養質量，滿足社會對人才的需求。2007年教育部在《關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》中指出：“要大力加強實驗、實習、實踐和畢業設計（論文）等實踐教學環節，推進實驗教學內容、方法、手段及人才培養模式的改革與創新，培養學生的實踐動手能力、分析問題和解決問題能力”。2010年中共中央、國務院印發的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010～2020年）》中指出：“全面實施高校本科教學質量與教學改革工程，強化實踐教學環節。以學生為主體，以教師為主導，充分發揮學生的主動性，倡導啟發式、探究式、討論式、參與式教學，著力提高學生的學習能力、實踐能力、創新能力?！?/p>

材料作為國民經濟最重要的支柱產業之一，社會對材料學人才特別是高分子材料專業人才需求很大，對高分子材料人才的培養質量也要求很高。高分子材料與工程專業作為一門偏實踐實用性的工科專業，選擇該專業的學生一般動手能力較強，善于發現問題、思考問題，具備一定的創新意識，但創新思維還不健全、創新知識還不完善、創新能力較匱乏、創新人格尚未形成。而上述能力和素質的形成是需要逐步引導和培養的。材料學專業的學生普遍具有動手實踐的欲望、創新的動機，但目前絕大多數高校所能提供的實踐環境有限、創新氣氛缺乏，學生的實踐能力和創新潛力得不到充分發揮，實踐能力和創新能力難以得到提升。另外，學生普遍不善于利用現有的資源和條件，更不能自發創造自己所需的資源和條件。以上因素均束縛了學生的實踐能力和創新能力的培養。

作為教育工作者，我們有責任認識到目前的這種教學、管理現狀。作為一線教師，我們也能感受到學生對實踐的渴望和對創新的追求。因此，改革現有的教育和教學管理模式，積極為學生創造所需的資源和條件，提高學生的學習能力、實踐能力、創新能力，成為高等教育改革的首要任務。實驗教學作為高等教育中一個重要的環節，在培養學生的實踐能力和創新能力方面起著十分重要的作用。與傳統實驗教學模式相比，開放式實驗教學模式充分考慮到學生學習能力和興趣的差異性，改被動學習為主動求知，培養學生提出、分析與解決問題的能力，激發學生的創造力，達到更好地培養創新應用型人才的目的。

本文筆者結合自身長期的實驗教學實踐和對開放式實驗教學模式的認識與體會，分析了傳統實驗教學模式的弊端，對實行開放式實驗教學，實現學生的分層次、多元化培養進行了論述。

一 傳統實驗教學模式存在的弊端

1.實驗教學從屬于理論教學的地位沒有改變

受中國教育領域傳統重理論輕實踐的應試教育觀念的影響，高校的教學工作開展也是以理論教學為主、實踐教學為輔，認為實踐教學從屬于理論教學的思想根深蒂固。在這種教育觀念下，理論教學有很完善的教學計劃、教學大綱、課程設置、教材選擇機制等，也有很成熟的教學管理與評價機制。相比之下，實驗教學要求則松散很多。教學計劃和課程設置隨意性很大，教學大綱可有可無，教材選擇無具體要求，也沒有較好的教學效果評估機制。因此，當理論課程與實驗課程產生沖突時，有些高校甚至隨意將實驗課程削減了事。此外，高校在實驗室建設上的投入也不足，對教學實驗設備少與舊的情況充耳不聞。有些地方本科院校由于收入少，投入本科教學實驗的資金更是少之又少。在這種情況下，教學實驗儀器設備由于故障“罷工”的情況也時有發生，嚴重影響了學生教學實驗安排。有時因為維修不及時，時間安排不過來，最后甚至出現隨意取消實驗的事情。受此影響，學生也認為，課本理論知識比實踐知識更重要，只要掌握好課本理論知識就夠了，實驗課程應付一下就可以了。長此以往，學生就會花更多的時間與精力在理論知識上，對實驗課程敷衍了事。

2.實驗教學模式陳舊，實驗教學效果不夠理想

傳統實驗教學模式是在固定時間、固定地點，按照固定步驟，得出固定的結論（“四固”教學）。在這種相對固定的實驗教學模式中，學生總是處于被動地位，實驗的積極性和

主動性不高，創新能力提升根本談不上。有些學生即使有新的、好的想法，但礙于實驗教學的考核評價體系，學生也不敢去實施。這本身就降低了實驗環節的吸引力，限制了學生的求知欲和創新能力。

筆者從近些年帶實驗教學的過程中明顯感到學生的思維被局限在實驗指導書上，最明顯的表現是學生的預習報告就是照實驗指導書抄一遍，沒有認真去理解實驗原理，掌握實驗步驟，分析實驗現象和可能得到的結果，對老師在實驗前、實驗中和實驗后所提問題一問三不知。這種情況下，能否達到培養學生實踐能力和創新能力的目的，要打個大大的問號。

3.學生實驗效果評價考核機制不夠科學完善

在傳統“四固”的實驗教學模式下，因為操作步驟一樣，實驗工藝流程一樣，實驗結論也相差不大。因此，只要學生不出現大的實驗失誤，實驗指導教師對學生的考核成績就相差不大，特別是從成績上難以體現學生創新創造能力的差異。如果因為實驗設備臺（套）數不足，導致本來由學生獨立完成的實驗或只要2～3個學生組隊完成的實驗最后不得不出現4～5名甚至更多學生一組的情況，那么對學生的實驗評價考核就更加難以體現學生學習能力和創新能力的差別，而這種情況在一些地方本科院校的實驗過程中經常見到。雖然實驗教學的目的不在于評價學生的優差，但如果能完善考核機制，讓優者從中獲得更多，也能激發他們學習的積極性。

從以上對傳統實驗教學的分析可以看出，在人才培養質量上，傳統實驗教學模式無論在教學形式上，還是教學內容上所起的作用都十分有限。特別是面對高校大量擴招、生源質量下降、實驗教學資源日趨緊張的新形勢，傳統實驗教學模式顯得力不從心。因此，改革傳統實驗教學模式，實施開放式實驗教學模式，提高人才培養質量，成為許多高校正在開展或準備開展的一項重要教學改革內容。

二 實施開放式實驗教學，多元化、分層次培養人才

不管是重點大學還是一般大學，學生的素質和興趣點總存在差異化的現象。因此，開放式實驗教學模式推出后，有積極響應的，也有消極應付的，這是一種很自然的規律。因此，開放式實驗教學模式應充分考慮到學生的差異性，因地制宜地給學生選擇的空間，實現學生培養的多層次化。

1.驗證性、技能性實驗為主

這是實驗教學的最基本要求，也是學生必須參與的。根據教育部規定，學生必須修滿一定的實驗教學學時才能畢業。這個層次的實驗教學可參考傳統實驗模式進行，學生只需按照實驗教學指導書上的規定流程完成實驗即可，主要達到培養學生基本實驗動手能力和基本實驗技能的目的，同時也鞏固了所學的理論知識。要求學生選擇的實驗內容應包含高分子化學、高分子物理和高分子成型加工三個模塊實驗。

2.以綜合性、設計性實驗為主

這個層次的實驗教學強調在老師的指導下，以問題為主線，通過學生自己查找文獻、確定實驗內容，開展實驗研究。綜合性實驗將原本割裂的實驗模塊有機結合起來，主要培養學生專業知識的系統性。設計性實驗可采取“定題不定法”，即指定實驗題目，但不限定學生的實驗方法、步驟和所選原料；也可采取“定目標不定途徑”，即指定實驗的最終目標，但不限定實現實驗目標的途徑。如此不僅可以培養學生的信息獲取能力，還可培養學生分析問題與解決問題的能力，使學生所學知識系統化、實用化。

以苯乙烯的懸浮聚合實驗為例。傳統的高分子化學實驗，學生按實驗指導書步驟合成聚苯乙烯，但對合成的聚苯乙烯性能好壞無法評價，最多從合成產品的外觀和最后收率來評價實驗的效果，但這些評價都不是影響聚苯乙烯性能的關鍵因素。涉及影響樹脂性能的分子量、分子量分布等主要指標和評價樹脂應用性能的拉伸強度、沖擊強度等指標都無法從單純的高分子化學實驗中得出。另外，實驗原料精制與否、催化劑用量多少、加熱溫度高低與反應時間長短對合成樹脂性能影響如何，學生無法得知。甚至實驗完成后，學生拿著合成的白色固體會問：它們有何用途？然后到了高分子物理和高分子加工實驗時又會問另一個問題：樹脂是怎么來的？這種問題的提出，說明學生對所學知識的系統性掌握不足。綜合性實驗的開展，能很好地解決這個問題。它要求學生合理設計系統的實驗流程，通過高分子化學實驗合成的聚苯乙烯樹脂，可以利用高分子測試與表征實驗中的GPC來分析其分子量與分子量分布，也可利用高分子物理實驗中的熔融指數儀來測定其熔融指數，還可以通過不同的方法將樹脂制成拉伸、沖擊等性能測試用的樣條，對其拉伸、沖擊等性能進行測試。對于合成溫度與反應時間對樹脂性能的影響，可以要求一組學生多做幾次不同條件的實驗或幾組學生按不同條件進行合成，最后測試其性能，分析反應條件對聚合物性能的影響。

3.以科學研究為主

這些科學研究項目包括學生的興趣小組科研項目，也可以是大學生創新創業訓練或各類學科競賽項目，還可以是專業教師的科研項目。這個層次的實驗教學鼓勵學生開動腦筋，去實施生活中遇到的、學生自己也感興趣的小科研項目；鼓勵與引導學生參與各類學科競賽，發揮第二課堂在實驗教學過程中的作用；當然也要鼓勵學生參與到專業教師的科研項目中，從事力所能及的科技開發工作。這個層次的實驗除了培養學生的信息檢索與分析能力、實踐能力外，對提高學生的創新思維能力與創新能力也能起到很好的作用。在開展第三層次的實驗教學過程中，學生以興趣或志愿為切入點，充分發揮自身的主觀能動性，特別是興趣小組科研項目和學科競賽項目，在整個實驗教學開展過程中，始終貫徹自我教育、自我管理和個性發展的原則，這對學生發展個性、增強能力、健全人格、完善自我是很有幫助的。

第三層次的實驗教學相對來說自主性加大，這要求充分發揮指導教師的作用。指導教師給予學生正確的引導和關鍵的點撥，始終堅持學生才是實驗教學主體的觀念，做好“導演”的身份，調動學生的積極性，消除學生的盲目點；指導教師要把握好實驗方向和實驗內容，審核實驗項目時要考慮專業相關性、實驗難易性、實驗安全性等關鍵因素，讓學生實驗做到有的放矢。

實驗教學模式的多元化，指的是在實驗內容上可以實現多元化，從而達到學生能力的多元化發展。學生可根據自身知識背景、興趣愛好、就業預期和發展方向等選擇實驗內容。如可根據高分子學科的特點，將實驗內容進行分類，分為高分子合成與改性類、高分子成型與加工類和高分子測試與表征類。高分子成型加工實驗又可分為塑料加工類、橡膠加工類、涂料和膠粘劑加工類、纖維加工類等。學生根據自身的意愿，選擇不同的方向類別進行實驗。也可根據自己的發展方向，選擇不同的實驗教學層次。定位在應用技能型人才的，選到第二層次即可；如果定位于創新型人才的，建議選到第三層次。

三 完善管理制度，保證開放式實驗教學順利開展

開放式實驗教學模式實現了學生的多元化、分層次發展，但需要建立完善的與之匹配的管理制度才能保證其順利開展。管理制度既應包括管“物”的制度，也應包括管“人”的制度，還應包括管“錢”的制度。管“物”的制度即要建立適宜開放式實驗教學的實驗室開放制度、實驗室安全與環保制度等，以及專業教師實驗室、相近專業實驗中心和校測試中心等共享制度。管“人”的制度既包括學生管理制度，也應包括實驗教師與實驗室管理人員管理制度。針對實行開放式實驗教學模式后，有些學生積極性不高的問題，可引入學分制和獎勵制方法。第一、二層次的實驗教學可采用學分制管理方法，即不管學生積極與否，必須修夠一定的實驗教學學分，滿足教育部對專業培養方案中實驗教學部分的最基本要求。最低學分要求在第一層次即可完成。第三層次可采用獎勵制管理方法，即與學生的素質拓展學分、課外實踐學分掛鉤。此外，也應完善教師管理制度。針對實行開放式實驗教學模式后指導教師工作量增加的情況，可根據實驗項目、實驗時長等不同修訂工作量計算辦法。實驗室管理人員也可由全體“坐班制”改為“值班制”等。管“錢”的制度主要是針對實行開放式實驗教學模式后可能出現的原料采購量上升且品種多樣化問題，可考慮設立“開放式實驗基金”，根據實驗層次不同設定不同的實驗經費預算。學生根據實驗預算，申請實驗經費，開展開放式實驗。

四 結束語

開放式實驗教學模式打破了傳統的實驗教學模式，順應了現代教育教學的發展要求，對培養學生的學習能力、實踐能力和創新能力起到了積極的作用。構建高分子材料與工程分層次、多元化開放式實驗教學新體系，完善與之匹配的實驗管理體系，保證開放式實驗教學順利開展，有利于學生在今后的工作中發揮專業特長，成為創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量的創新工程應用型人才。

參考文獻

[1]張學龍.開放性實驗教學模式的探索與研究[J].教師，2010（15）：48～49

[2]蘇堪華、龍學淵、曾順鵬等.面向工程能力培養的石油工程類專業實驗室開放管理模式探索[J].教育教學論壇，2014（6）：188～189

〔責任編輯：龐遠燕〕