實驗選修課開放教學(xué)體系探索與實踐

李忠新，金鑫，張之敬，蒙愛平

摘要：實驗選修課作為個性化教學(xué)的有效載體，是對理論課程實驗教學(xué)的一種重要補(bǔ)充。分析實驗選修課的內(nèi)涵，構(gòu)建科學(xué)合理的實驗課程開放體系，是維持實驗選修課活力與鍛煉學(xué)生綜合素質(zhì)的有效保障。以《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》為例構(gòu)建了課程的開放教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞：開放；實驗選修課；教學(xué)體系

中圖分類號：G642.0？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0207-02

實驗教學(xué)不僅是為了傳授科學(xué)知識、驗證科學(xué)理論、掌握實驗操作的基本技能，而且是通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計思維、開拓意識、創(chuàng)新能力、科學(xué)素質(zhì)和動手能力[1]。在學(xué)分制背景下，傳統(tǒng)的驗證性實驗教學(xué)體系已無法滿足學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)與綜合素質(zhì)提高的要求[2-3]，而多形式、多渠道的實驗選修課可以更有效地在實驗過程中實行個性化教育，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，突出培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力，是實現(xiàn)培養(yǎng)新世紀(jì)復(fù)合型人才的教學(xué)目標(biāo)的重要一環(huán)。

一、實驗選修課的內(nèi)涵

與依附于理論課程的課程實驗環(huán)節(jié)不同，實驗選修課作為獨(dú)立的實驗課程存在，引導(dǎo)和訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，獨(dú)立思考與設(shè)計并完成實驗。由于不再受某一知識點(diǎn)的制約，實驗選修課可以根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)大綱相對靈活地設(shè)置課程內(nèi)容與教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠適應(yīng)不同層次與水平的對象，教學(xué)方式也更加靈活，可以實現(xiàn)實踐過程的個性化教學(xué)。總體而言，實驗選修課在課程內(nèi)容與教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置方面更加注重實驗的系統(tǒng)性、綜合性、開放性與創(chuàng)新性，在教學(xué)活動主體方面更加注重學(xué)生的主體作用及其主觀能動性的發(fā)揮，在能力培養(yǎng)方面更加注重動手能力、創(chuàng)新思維與能力、科學(xué)素質(zhì)等的培養(yǎng)，在考核方面更加注重過程考核等。

二、實驗選修課的主要類型

根據(jù)實驗項目具體情況，實驗選修課主要有綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性幾種類型[4]。

1.綜合性課程。綜合性實驗選修課指綜合運(yùn)用一門或多門課程知識完成復(fù)合性實驗內(nèi)容。

2.設(shè)計性課程。設(shè)計性實驗選修課結(jié)合某一專題進(jìn)行探索性實驗。

3.創(chuàng)新性課程。創(chuàng)新性實驗選修課將學(xué)生科研、學(xué)科競賽中的創(chuàng)新要素與實踐模式引入課程中，一般伴有新成果的出現(xiàn)。

實驗選修課在具體實施過程中可以是以上述某一類型為主，也可以是幾種類型的組合。幾種類型的實驗選修課都需要科學(xué)合理的開放體系支持，開放是實驗選修課的基本要求與手段。

三、實驗選修課的多維度開放體系

實驗選修課的開放體系包括課程依托實驗室開放和課程開放兩個層面，實驗室開放主要有時間、空間、資源三個維度，課程開放可以從實驗主體、實驗對象、實驗過程、課程考核等維度進(jìn)行開放。實驗室開放與課程開放是密不可分的，共同形成了實驗選修課的開放體系。

1.實驗選修課的實驗室開放體系。

實驗選修課依托的實驗室從時間、空間、資源三個維度進(jìn)行開放，可以為課程提供更加完善的實施條件。

時間維度。國內(nèi)實驗室在時間維度上主要是固定課程時間和靈活預(yù)約時間兩種方式，任意時間開放在國外的高校中比較普遍，而國內(nèi)實驗室由于受管理體制及人力物力等限制尚難以普及。

空間維度。空間維度指實驗室開放的實驗場所，可以根據(jù)實驗室具體情況與課程需要對單一儀器設(shè)備、某一具體小實驗室、實驗室整體進(jìn)行開放。在時間維度開放范圍內(nèi)，空間維度的開放受限較少，比較容易實現(xiàn)。

資源維度。資源維度指實驗室開放的儀器設(shè)備類型，其中的功能性儀器設(shè)備組件開放，指某些實驗室或課程可以向?qū)W生提供若干功能組件，由學(xué)生根據(jù)課程要求選用相應(yīng)組件組裝成儀器設(shè)備或?qū)嶒炑b置，如近年來發(fā)展迅速的慧魚模型及其實驗裝置，既可以彌補(bǔ)高校儀器設(shè)備資源的不足，又可以有效地提高學(xué)生的設(shè)計與創(chuàng)造能力。

2.實驗選修課的課程開放體系。

實驗主體維度。根據(jù)實驗項目的需要，可以以個人、項目小組、班級為單位進(jìn)行實驗。在項目小組與班級模式中，成員間可以根據(jù)知識結(jié)構(gòu)與特長進(jìn)行組隊，明確分工與任務(wù)，既有利于個性化教學(xué)，又有利于學(xué)生團(tuán)隊意識與能力的培養(yǎng)及個人特長的發(fā)揮。

實驗對象維度。實驗對象開放包括可選項目和自行設(shè)計項目兩種方式，自行設(shè)計實驗項目，可以激發(fā)學(xué)生的興趣，更可以鍛煉學(xué)生的設(shè)計與創(chuàng)造能力。

實驗過程維度。指實驗項目可以由實驗指導(dǎo)教師與學(xué)生共同完成，也可以通過學(xué)生的自主實踐完成。自主實踐強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實驗主體地位，要求學(xué)生獨(dú)立思考與設(shè)計并動手完成實驗，可以更加有效地鍛煉學(xué)生的綜合能力。

課程考核維度。傳統(tǒng)的實驗課程成績由教師單方評定，課程考核的開放指通過各種形式與途徑，如加權(quán)的學(xué)生互評、知識競賽等引導(dǎo)學(xué)生參加到課程考核環(huán)節(jié)中，更加注重考核的公平公正性。

3.實驗選修課的開放體系構(gòu)建實踐。以我校校級實驗選修課《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》為例，突出個性化教學(xué)，以項目團(tuán)隊式的自主實踐為具體實現(xiàn)方式，構(gòu)建其開放教學(xué)體系。

《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》既集靈巧工藝品的創(chuàng)新設(shè)計、零部件加工制作、零部件組裝與測試為一體，又集理論、實踐、實用、趣味性于一體，是一門綜合、設(shè)計、創(chuàng)新并重的實驗選修課。其培養(yǎng)目標(biāo)是：以興趣為導(dǎo)向，最大程度地發(fā)揮學(xué)生主體作用和自主學(xué)習(xí)性，充分培養(yǎng)學(xué)生的開拓意識、創(chuàng)新能力、科學(xué)素質(zhì)和動手能力。結(jié)合歷年來課程實施效果與經(jīng)驗不足，對課程實踐體系進(jìn)行重新規(guī)劃與改革，建立以機(jī)械工程及自動化為專業(yè)基礎(chǔ)的面向全校工科專業(yè)本科生的實驗課程開放體系（圖3所示），注重課程體系的實踐性、自主性、創(chuàng)新性、適用性、系統(tǒng)性、可持續(xù)性。

《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》課程理論知識以學(xué)生喜歡的講座方式進(jìn)行，一方面可以調(diào)動學(xué)生的興趣與積極性，另一方面可以方便將相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)新發(fā)展介紹給與課學(xué)生。

項目團(tuán)隊式自主實踐貫穿于《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》課程實踐環(huán)節(jié)的全過程。在工藝品的設(shè)計環(huán)節(jié)，課程僅僅給定若干靈巧工藝品主題與基本設(shè)計要求；在實踐環(huán)節(jié)，課程提供給學(xué)生的是一個開放平臺，包括靈巧工藝品加工制作可使用的儀器設(shè)備、刀具、材料、鉗工工具等及其基本的使用操作培訓(xùn)或資料。在課程實施過程中，由學(xué)生根據(jù)自身知識結(jié)構(gòu)與特長等成立5～6人的實驗項目小組，項目小組自行選擇確定靈巧工藝品主題，完成靈巧工藝品設(shè)計并申請選擇開放儀器設(shè)備資源完成靈巧工藝品的加工制作。課程引入項目團(tuán)隊概念，各項目小組將靈巧工藝品設(shè)計與制作作為一個項目去完成，項目小組成員明確分工與職責(zé)，由項目組長協(xié)調(diào)與督促整個項目小組共同完成該項目。項目團(tuán)隊式自主實踐可以有效地提高與課學(xué)生的興趣，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊合作意識與能力、創(chuàng)造能力、動手能力等。

課程成績評定由實驗報告、靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計、自主實踐過程、趣味性答辯與知識競賽四部分組成，每部分占有不同的權(quán)重，并設(shè)計明確的考核指標(biāo)。其中靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計采取教師和學(xué)生分別評分再進(jìn)行統(tǒng)計取其平均值的方式，進(jìn)一步保證了成績的公平公正性。

《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》的開放課程體系，最大限度地調(diào)動了學(xué)生的實踐積極性，充分發(fā)揮了實驗過程中的主體作用，并使學(xué)生在實驗過程中潛移默化地鍛煉了創(chuàng)新思維與能力、動手能力、團(tuán)隊意識與能力、科學(xué)素質(zhì)等。

四、結(jié)束語

實驗選修課作為個性化教學(xué)的有效載體，是對理論課程實驗教學(xué)的一種重要補(bǔ)充。充分理解實驗選修課的內(nèi)涵，構(gòu)建科學(xué)合理的實驗課程開放體系，是維持實驗選修課活力與鍛煉學(xué)生綜合素質(zhì)的有效保障。以《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》為例構(gòu)建的實驗課程開放教學(xué)體系的課程實施及其教學(xué)效果，將為機(jī)械類專業(yè)的實驗教學(xué)改革提供有益的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳學(xué)瑾.重視實驗教學(xué)，加強(qiáng)實驗平臺建設(shè)[J].中國市場，2008，（27）.

[2]丁守成.開設(shè)實驗選修課與大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索[A]//第三屆全國實驗室管理科學(xué)研討會論文集[C].2007.

[3]丁守成，楊世洲.綜合和開放型實驗教學(xué)模式的探討[J].實驗室科學(xué)，2005，（4）.

[4]徐建東，王海燕.高校開放實驗體系架構(gòu)[J].實驗技術(shù)與管理，2007，24，（9）.

基金項目：北京理工大學(xué)教育教學(xué)改革研究項目（2013051）。

作者簡介：李忠新（1979-），山東煙臺人，碩士，實驗師，機(jī)電基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心主任，主要從事機(jī)械制造專業(yè)實驗教學(xué)、實驗室建設(shè)與管理研究。endprint

摘要：實驗選修課作為個性化教學(xué)的有效載體，是對理論課程實驗教學(xué)的一種重要補(bǔ)充。分析實驗選修課的內(nèi)涵，構(gòu)建科學(xué)合理的實驗課程開放體系，是維持實驗選修課活力與鍛煉學(xué)生綜合素質(zhì)的有效保障。以《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》為例構(gòu)建了課程的開放教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞：開放；實驗選修課；教學(xué)體系

中圖分類號：G642.0？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0207-02

實驗教學(xué)不僅是為了傳授科學(xué)知識、驗證科學(xué)理論、掌握實驗操作的基本技能，而且是通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計思維、開拓意識、創(chuàng)新能力、科學(xué)素質(zhì)和動手能力[1]。在學(xué)分制背景下，傳統(tǒng)的驗證性實驗教學(xué)體系已無法滿足學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)與綜合素質(zhì)提高的要求[2-3]，而多形式、多渠道的實驗選修課可以更有效地在實驗過程中實行個性化教育，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，突出培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力，是實現(xiàn)培養(yǎng)新世紀(jì)復(fù)合型人才的教學(xué)目標(biāo)的重要一環(huán)。

一、實驗選修課的內(nèi)涵

與依附于理論課程的課程實驗環(huán)節(jié)不同，實驗選修課作為獨(dú)立的實驗課程存在，引導(dǎo)和訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，獨(dú)立思考與設(shè)計并完成實驗。由于不再受某一知識點(diǎn)的制約，實驗選修課可以根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)大綱相對靈活地設(shè)置課程內(nèi)容與教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠適應(yīng)不同層次與水平的對象，教學(xué)方式也更加靈活，可以實現(xiàn)實踐過程的個性化教學(xué)。總體而言，實驗選修課在課程內(nèi)容與教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置方面更加注重實驗的系統(tǒng)性、綜合性、開放性與創(chuàng)新性，在教學(xué)活動主體方面更加注重學(xué)生的主體作用及其主觀能動性的發(fā)揮，在能力培養(yǎng)方面更加注重動手能力、創(chuàng)新思維與能力、科學(xué)素質(zhì)等的培養(yǎng)，在考核方面更加注重過程考核等。

二、實驗選修課的主要類型

根據(jù)實驗項目具體情況，實驗選修課主要有綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性幾種類型[4]。

1.綜合性課程。綜合性實驗選修課指綜合運(yùn)用一門或多門課程知識完成復(fù)合性實驗內(nèi)容。

2.設(shè)計性課程。設(shè)計性實驗選修課結(jié)合某一專題進(jìn)行探索性實驗。

3.創(chuàng)新性課程。創(chuàng)新性實驗選修課將學(xué)生科研、學(xué)科競賽中的創(chuàng)新要素與實踐模式引入課程中，一般伴有新成果的出現(xiàn)。

實驗選修課在具體實施過程中可以是以上述某一類型為主，也可以是幾種類型的組合。幾種類型的實驗選修課都需要科學(xué)合理的開放體系支持，開放是實驗選修課的基本要求與手段。

三、實驗選修課的多維度開放體系

實驗選修課的開放體系包括課程依托實驗室開放和課程開放兩個層面，實驗室開放主要有時間、空間、資源三個維度，課程開放可以從實驗主體、實驗對象、實驗過程、課程考核等維度進(jìn)行開放。實驗室開放與課程開放是密不可分的，共同形成了實驗選修課的開放體系。

1.實驗選修課的實驗室開放體系。

實驗選修課依托的實驗室從時間、空間、資源三個維度進(jìn)行開放，可以為課程提供更加完善的實施條件。

時間維度。國內(nèi)實驗室在時間維度上主要是固定課程時間和靈活預(yù)約時間兩種方式，任意時間開放在國外的高校中比較普遍，而國內(nèi)實驗室由于受管理體制及人力物力等限制尚難以普及。

空間維度。空間維度指實驗室開放的實驗場所，可以根據(jù)實驗室具體情況與課程需要對單一儀器設(shè)備、某一具體小實驗室、實驗室整體進(jìn)行開放。在時間維度開放范圍內(nèi)，空間維度的開放受限較少，比較容易實現(xiàn)。

資源維度。資源維度指實驗室開放的儀器設(shè)備類型，其中的功能性儀器設(shè)備組件開放，指某些實驗室或課程可以向?qū)W生提供若干功能組件，由學(xué)生根據(jù)課程要求選用相應(yīng)組件組裝成儀器設(shè)備或?qū)嶒炑b置，如近年來發(fā)展迅速的慧魚模型及其實驗裝置，既可以彌補(bǔ)高校儀器設(shè)備資源的不足，又可以有效地提高學(xué)生的設(shè)計與創(chuàng)造能力。

2.實驗選修課的課程開放體系。

實驗主體維度。根據(jù)實驗項目的需要，可以以個人、項目小組、班級為單位進(jìn)行實驗。在項目小組與班級模式中，成員間可以根據(jù)知識結(jié)構(gòu)與特長進(jìn)行組隊，明確分工與任務(wù)，既有利于個性化教學(xué)，又有利于學(xué)生團(tuán)隊意識與能力的培養(yǎng)及個人特長的發(fā)揮。

實驗對象維度。實驗對象開放包括可選項目和自行設(shè)計項目兩種方式，自行設(shè)計實驗項目，可以激發(fā)學(xué)生的興趣，更可以鍛煉學(xué)生的設(shè)計與創(chuàng)造能力。

實驗過程維度。指實驗項目可以由實驗指導(dǎo)教師與學(xué)生共同完成，也可以通過學(xué)生的自主實踐完成。自主實踐強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實驗主體地位，要求學(xué)生獨(dú)立思考與設(shè)計并動手完成實驗，可以更加有效地鍛煉學(xué)生的綜合能力。

課程考核維度。傳統(tǒng)的實驗課程成績由教師單方評定，課程考核的開放指通過各種形式與途徑，如加權(quán)的學(xué)生互評、知識競賽等引導(dǎo)學(xué)生參加到課程考核環(huán)節(jié)中，更加注重考核的公平公正性。

3.實驗選修課的開放體系構(gòu)建實踐。以我校校級實驗選修課《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》為例，突出個性化教學(xué)，以項目團(tuán)隊式的自主實踐為具體實現(xiàn)方式，構(gòu)建其開放教學(xué)體系。

《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》既集靈巧工藝品的創(chuàng)新設(shè)計、零部件加工制作、零部件組裝與測試為一體，又集理論、實踐、實用、趣味性于一體，是一門綜合、設(shè)計、創(chuàng)新并重的實驗選修課。其培養(yǎng)目標(biāo)是：以興趣為導(dǎo)向，最大程度地發(fā)揮學(xué)生主體作用和自主學(xué)習(xí)性，充分培養(yǎng)學(xué)生的開拓意識、創(chuàng)新能力、科學(xué)素質(zhì)和動手能力。結(jié)合歷年來課程實施效果與經(jīng)驗不足，對課程實踐體系進(jìn)行重新規(guī)劃與改革，建立以機(jī)械工程及自動化為專業(yè)基礎(chǔ)的面向全校工科專業(yè)本科生的實驗課程開放體系（圖3所示），注重課程體系的實踐性、自主性、創(chuàng)新性、適用性、系統(tǒng)性、可持續(xù)性。

《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》課程理論知識以學(xué)生喜歡的講座方式進(jìn)行，一方面可以調(diào)動學(xué)生的興趣與積極性，另一方面可以方便將相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)新發(fā)展介紹給與課學(xué)生。

項目團(tuán)隊式自主實踐貫穿于《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》課程實踐環(huán)節(jié)的全過程。在工藝品的設(shè)計環(huán)節(jié)，課程僅僅給定若干靈巧工藝品主題與基本設(shè)計要求；在實踐環(huán)節(jié)，課程提供給學(xué)生的是一個開放平臺，包括靈巧工藝品加工制作可使用的儀器設(shè)備、刀具、材料、鉗工工具等及其基本的使用操作培訓(xùn)或資料。在課程實施過程中，由學(xué)生根據(jù)自身知識結(jié)構(gòu)與特長等成立5～6人的實驗項目小組，項目小組自行選擇確定靈巧工藝品主題，完成靈巧工藝品設(shè)計并申請選擇開放儀器設(shè)備資源完成靈巧工藝品的加工制作。課程引入項目團(tuán)隊概念，各項目小組將靈巧工藝品設(shè)計與制作作為一個項目去完成，項目小組成員明確分工與職責(zé)，由項目組長協(xié)調(diào)與督促整個項目小組共同完成該項目。項目團(tuán)隊式自主實踐可以有效地提高與課學(xué)生的興趣，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊合作意識與能力、創(chuàng)造能力、動手能力等。

課程成績評定由實驗報告、靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計、自主實踐過程、趣味性答辯與知識競賽四部分組成，每部分占有不同的權(quán)重，并設(shè)計明確的考核指標(biāo)。其中靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計采取教師和學(xué)生分別評分再進(jìn)行統(tǒng)計取其平均值的方式，進(jìn)一步保證了成績的公平公正性。

《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》的開放課程體系，最大限度地調(diào)動了學(xué)生的實踐積極性，充分發(fā)揮了實驗過程中的主體作用，并使學(xué)生在實驗過程中潛移默化地鍛煉了創(chuàng)新思維與能力、動手能力、團(tuán)隊意識與能力、科學(xué)素質(zhì)等。

四、結(jié)束語

實驗選修課作為個性化教學(xué)的有效載體，是對理論課程實驗教學(xué)的一種重要補(bǔ)充。充分理解實驗選修課的內(nèi)涵，構(gòu)建科學(xué)合理的實驗課程開放體系，是維持實驗選修課活力與鍛煉學(xué)生綜合素質(zhì)的有效保障。以《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》為例構(gòu)建的實驗課程開放教學(xué)體系的課程實施及其教學(xué)效果，將為機(jī)械類專業(yè)的實驗教學(xué)改革提供有益的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳學(xué)瑾.重視實驗教學(xué)，加強(qiáng)實驗平臺建設(shè)[J].中國市場，2008，（27）.

[2]丁守成.開設(shè)實驗選修課與大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索[A]//第三屆全國實驗室管理科學(xué)研討會論文集[C].2007.

[3]丁守成，楊世洲.綜合和開放型實驗教學(xué)模式的探討[J].實驗室科學(xué)，2005，（4）.

[4]徐建東，王海燕.高校開放實驗體系架構(gòu)[J].實驗技術(shù)與管理，2007，24，（9）.

基金項目：北京理工大學(xué)教育教學(xué)改革研究項目（2013051）。

作者簡介：李忠新（1979-），山東煙臺人，碩士，實驗師，機(jī)電基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心主任，主要從事機(jī)械制造專業(yè)實驗教學(xué)、實驗室建設(shè)與管理研究。endprint

摘要：實驗選修課作為個性化教學(xué)的有效載體，是對理論課程實驗教學(xué)的一種重要補(bǔ)充。分析實驗選修課的內(nèi)涵，構(gòu)建科學(xué)合理的實驗課程開放體系，是維持實驗選修課活力與鍛煉學(xué)生綜合素質(zhì)的有效保障。以《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》為例構(gòu)建了課程的開放教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞：開放；實驗選修課；教學(xué)體系

中圖分類號：G642.0？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0207-02

實驗教學(xué)不僅是為了傳授科學(xué)知識、驗證科學(xué)理論、掌握實驗操作的基本技能，而且是通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計思維、開拓意識、創(chuàng)新能力、科學(xué)素質(zhì)和動手能力[1]。在學(xué)分制背景下，傳統(tǒng)的驗證性實驗教學(xué)體系已無法滿足學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)與綜合素質(zhì)提高的要求[2-3]，而多形式、多渠道的實驗選修課可以更有效地在實驗過程中實行個性化教育，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，突出培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力，是實現(xiàn)培養(yǎng)新世紀(jì)復(fù)合型人才的教學(xué)目標(biāo)的重要一環(huán)。

一、實驗選修課的內(nèi)涵

與依附于理論課程的課程實驗環(huán)節(jié)不同，實驗選修課作為獨(dú)立的實驗課程存在，引導(dǎo)和訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，獨(dú)立思考與設(shè)計并完成實驗。由于不再受某一知識點(diǎn)的制約，實驗選修課可以根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)大綱相對靈活地設(shè)置課程內(nèi)容與教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠適應(yīng)不同層次與水平的對象，教學(xué)方式也更加靈活，可以實現(xiàn)實踐過程的個性化教學(xué)。總體而言，實驗選修課在課程內(nèi)容與教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置方面更加注重實驗的系統(tǒng)性、綜合性、開放性與創(chuàng)新性，在教學(xué)活動主體方面更加注重學(xué)生的主體作用及其主觀能動性的發(fā)揮，在能力培養(yǎng)方面更加注重動手能力、創(chuàng)新思維與能力、科學(xué)素質(zhì)等的培養(yǎng)，在考核方面更加注重過程考核等。

二、實驗選修課的主要類型

根據(jù)實驗項目具體情況，實驗選修課主要有綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性幾種類型[4]。

1.綜合性課程。綜合性實驗選修課指綜合運(yùn)用一門或多門課程知識完成復(fù)合性實驗內(nèi)容。

2.設(shè)計性課程。設(shè)計性實驗選修課結(jié)合某一專題進(jìn)行探索性實驗。

3.創(chuàng)新性課程。創(chuàng)新性實驗選修課將學(xué)生科研、學(xué)科競賽中的創(chuàng)新要素與實踐模式引入課程中，一般伴有新成果的出現(xiàn)。

實驗選修課在具體實施過程中可以是以上述某一類型為主，也可以是幾種類型的組合。幾種類型的實驗選修課都需要科學(xué)合理的開放體系支持，開放是實驗選修課的基本要求與手段。

三、實驗選修課的多維度開放體系

實驗選修課的開放體系包括課程依托實驗室開放和課程開放兩個層面，實驗室開放主要有時間、空間、資源三個維度，課程開放可以從實驗主體、實驗對象、實驗過程、課程考核等維度進(jìn)行開放。實驗室開放與課程開放是密不可分的，共同形成了實驗選修課的開放體系。

1.實驗選修課的實驗室開放體系。

實驗選修課依托的實驗室從時間、空間、資源三個維度進(jìn)行開放，可以為課程提供更加完善的實施條件。

時間維度。國內(nèi)實驗室在時間維度上主要是固定課程時間和靈活預(yù)約時間兩種方式，任意時間開放在國外的高校中比較普遍，而國內(nèi)實驗室由于受管理體制及人力物力等限制尚難以普及。

空間維度。空間維度指實驗室開放的實驗場所，可以根據(jù)實驗室具體情況與課程需要對單一儀器設(shè)備、某一具體小實驗室、實驗室整體進(jìn)行開放。在時間維度開放范圍內(nèi)，空間維度的開放受限較少，比較容易實現(xiàn)。

資源維度。資源維度指實驗室開放的儀器設(shè)備類型，其中的功能性儀器設(shè)備組件開放，指某些實驗室或課程可以向?qū)W生提供若干功能組件，由學(xué)生根據(jù)課程要求選用相應(yīng)組件組裝成儀器設(shè)備或?qū)嶒炑b置，如近年來發(fā)展迅速的慧魚模型及其實驗裝置，既可以彌補(bǔ)高校儀器設(shè)備資源的不足，又可以有效地提高學(xué)生的設(shè)計與創(chuàng)造能力。

2.實驗選修課的課程開放體系。

實驗主體維度。根據(jù)實驗項目的需要，可以以個人、項目小組、班級為單位進(jìn)行實驗。在項目小組與班級模式中，成員間可以根據(jù)知識結(jié)構(gòu)與特長進(jìn)行組隊，明確分工與任務(wù)，既有利于個性化教學(xué)，又有利于學(xué)生團(tuán)隊意識與能力的培養(yǎng)及個人特長的發(fā)揮。

實驗對象維度。實驗對象開放包括可選項目和自行設(shè)計項目兩種方式，自行設(shè)計實驗項目，可以激發(fā)學(xué)生的興趣，更可以鍛煉學(xué)生的設(shè)計與創(chuàng)造能力。

實驗過程維度。指實驗項目可以由實驗指導(dǎo)教師與學(xué)生共同完成，也可以通過學(xué)生的自主實踐完成。自主實踐強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實驗主體地位，要求學(xué)生獨(dú)立思考與設(shè)計并動手完成實驗，可以更加有效地鍛煉學(xué)生的綜合能力。

課程考核維度。傳統(tǒng)的實驗課程成績由教師單方評定，課程考核的開放指通過各種形式與途徑，如加權(quán)的學(xué)生互評、知識競賽等引導(dǎo)學(xué)生參加到課程考核環(huán)節(jié)中，更加注重考核的公平公正性。

3.實驗選修課的開放體系構(gòu)建實踐。以我校校級實驗選修課《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》為例，突出個性化教學(xué)，以項目團(tuán)隊式的自主實踐為具體實現(xiàn)方式，構(gòu)建其開放教學(xué)體系。

《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》既集靈巧工藝品的創(chuàng)新設(shè)計、零部件加工制作、零部件組裝與測試為一體，又集理論、實踐、實用、趣味性于一體，是一門綜合、設(shè)計、創(chuàng)新并重的實驗選修課。其培養(yǎng)目標(biāo)是：以興趣為導(dǎo)向，最大程度地發(fā)揮學(xué)生主體作用和自主學(xué)習(xí)性，充分培養(yǎng)學(xué)生的開拓意識、創(chuàng)新能力、科學(xué)素質(zhì)和動手能力。結(jié)合歷年來課程實施效果與經(jīng)驗不足，對課程實踐體系進(jìn)行重新規(guī)劃與改革，建立以機(jī)械工程及自動化為專業(yè)基礎(chǔ)的面向全校工科專業(yè)本科生的實驗課程開放體系（圖3所示），注重課程體系的實踐性、自主性、創(chuàng)新性、適用性、系統(tǒng)性、可持續(xù)性。

《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》課程理論知識以學(xué)生喜歡的講座方式進(jìn)行，一方面可以調(diào)動學(xué)生的興趣與積極性，另一方面可以方便將相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)新發(fā)展介紹給與課學(xué)生。

項目團(tuán)隊式自主實踐貫穿于《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》課程實踐環(huán)節(jié)的全過程。在工藝品的設(shè)計環(huán)節(jié)，課程僅僅給定若干靈巧工藝品主題與基本設(shè)計要求；在實踐環(huán)節(jié)，課程提供給學(xué)生的是一個開放平臺，包括靈巧工藝品加工制作可使用的儀器設(shè)備、刀具、材料、鉗工工具等及其基本的使用操作培訓(xùn)或資料。在課程實施過程中，由學(xué)生根據(jù)自身知識結(jié)構(gòu)與特長等成立5～6人的實驗項目小組，項目小組自行選擇確定靈巧工藝品主題，完成靈巧工藝品設(shè)計并申請選擇開放儀器設(shè)備資源完成靈巧工藝品的加工制作。課程引入項目團(tuán)隊概念，各項目小組將靈巧工藝品設(shè)計與制作作為一個項目去完成，項目小組成員明確分工與職責(zé)，由項目組長協(xié)調(diào)與督促整個項目小組共同完成該項目。項目團(tuán)隊式自主實踐可以有效地提高與課學(xué)生的興趣，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊合作意識與能力、創(chuàng)造能力、動手能力等。

課程成績評定由實驗報告、靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計、自主實踐過程、趣味性答辯與知識競賽四部分組成，每部分占有不同的權(quán)重，并設(shè)計明確的考核指標(biāo)。其中靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計采取教師和學(xué)生分別評分再進(jìn)行統(tǒng)計取其平均值的方式，進(jìn)一步保證了成績的公平公正性。

《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》的開放課程體系，最大限度地調(diào)動了學(xué)生的實踐積極性，充分發(fā)揮了實驗過程中的主體作用，并使學(xué)生在實驗過程中潛移默化地鍛煉了創(chuàng)新思維與能力、動手能力、團(tuán)隊意識與能力、科學(xué)素質(zhì)等。

四、結(jié)束語

實驗選修課作為個性化教學(xué)的有效載體，是對理論課程實驗教學(xué)的一種重要補(bǔ)充。充分理解實驗選修課的內(nèi)涵，構(gòu)建科學(xué)合理的實驗課程開放體系，是維持實驗選修課活力與鍛煉學(xué)生綜合素質(zhì)的有效保障。以《靈巧工藝品創(chuàng)新設(shè)計與制作》為例構(gòu)建的實驗課程開放教學(xué)體系的課程實施及其教學(xué)效果，將為機(jī)械類專業(yè)的實驗教學(xué)改革提供有益的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳學(xué)瑾.重視實驗教學(xué)，加強(qiáng)實驗平臺建設(shè)[J].中國市場，2008，（27）.

[2]丁守成.開設(shè)實驗選修課與大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索[A]//第三屆全國實驗室管理科學(xué)研討會論文集[C].2007.

[3]丁守成，楊世洲.綜合和開放型實驗教學(xué)模式的探討[J].實驗室科學(xué)，2005，（4）.

[4]徐建東，王海燕.高校開放實驗體系架構(gòu)[J].實驗技術(shù)與管理，2007，24，（9）.

基金項目：北京理工大學(xué)教育教學(xué)改革研究項目（2013051）。

作者簡介：李忠新（1979-），山東煙臺人，碩士，實驗師，機(jī)電基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心主任，主要從事機(jī)械制造專業(yè)實驗教學(xué)、實驗室建設(shè)與管理研究。endprint