工科類學生實驗教學與創新能力的培養

張曉超

摘要：本文針對目前工科類學生實驗教學存在的一些實際問題，提出高校實驗教學改革的基本思路，在教學觀念、教學內容、教學方法、考核方法等方面進行探索研究，培養學生的實踐能力和創新能力。

關鍵詞：實驗教學；教學改革；創新能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）39-0252-02

一、引言

高等教育的目標，就是培養具有良好科學素質和人文素質、能適應社會需要的綜合型人才，工科類院校更應注重對學生實踐能力和創新精神的培養。高校實驗教學作為一個重要教學環節，對這一目標的實現具有至關重要的作用。然而調查發現，很多工科類院校不重視實驗教學環節，不重視實驗教師隊伍和實驗室的建設，因此存在實驗教師缺乏工作熱情、實驗設備落后或臺套數少、實驗課時數少以及實驗教學方法落后等諸多問題，未能形成實踐創新活動和理論教學的有機融合，嚴重影響了實驗教學效果，限制了學生實踐能力和創新能力的提高，與學生實踐創新能力的培養目標相距甚遠。

為了實現這一目標，就必須對那些傳統落后的實踐教學方式進行改革，在教學觀念、教學體系、教學方法與考核手段等方面積極創新。

二、改革措施

（一）改變實驗教學觀念

傳統教育觀念是以理論教學為重心，忽視實踐動手能力和創新意識的培養。這種觀念把實驗僅僅看作驗證理論知識和訓練實驗技能的手段，于是，就普遍存在“重理論、輕實踐”的現象，實驗教學成了理論教學的附屬部分，甚至可有可無，培養出的學生與社會脫節，畢業后不能很快地適應社會。而實際上，實驗教學的作用并不僅僅是驗證理論、訓練實驗技能，更是培養學生觀察能力、分析判斷能力、動手能力、創新能力的重要途徑，是理論教學不可替代的。在國際競爭日趨激烈的情況下，培養具有創新意識和創新能力的高素質人才顯得極為重要，因此在實驗教學上一定要轉變觀念，對傳統落后的教學體系進行改革，樹立創新的教育思想和教育觀念，對實驗教學體系、實驗教學方法和實驗教學考核手段進行創新，以培養具有創新能力的高素質人才[1-3]。

改變實驗教學觀念是培養創新能力的基礎，近年來，一些高校已經意識到這一點，實驗教學逐漸受到應有的重視，教學實驗設備開始改善，但是要真正達到實驗教學的最終目標，僅憑硬件設施是遠遠不夠的，廣大教師在實驗教學上的觀念亟待革新，必須樹立以人為本的教學觀念，開展啟發型教學模式，調動學生的積極性，發揮學生的主觀能動性。

（二）健全實驗教學體系

工科類專業實踐教學應該以提高學生綜合素質和實踐創新能力為主線，遵循適應學生多樣化發展的原則，根據學校人才培養目標的定位，健全實驗教學體系，可以從以下兩個方面著手。

一是健全實驗教學課程設置體系。要勇于改變傳統的模式，學習在這方面比較優秀的高校實驗室，可以將實驗項目分為基礎型、驗證型、設計型、綜合型以及探索型（研究型）等，針對不同專業的教學要求設置不同的實驗項目，從而達到不同的教學目的。同時，在信息化高度發達的今天，不能固步自封，完全可以借鑒其他高校實驗室建設的經驗，依托網絡信息管理系統，建設虛擬仿真實驗教學實驗平臺，實現虛擬儀器遠程實驗，學生可以在線完成不同層次的實驗項目，同時也能解決實驗室儀器設備臺套數少及實驗教學用房緊張的問題[4，5]。

二是完善實驗教學管理體系。要求對實驗教學的過程進行管理和創新，形成有效的教學管理機制，同時，也要加強實驗教學的監督機制和教學質量的檢查機制，定期對實驗教學設備、教學師資力量、教學過程和學生實驗教學質量進行檢測和評價。具體可采取措施包括：首先，推行以培養學生創新能力為核心的實驗教學方法，引導學生敢于提出問題、分析問題，并有效解決問題，在學習的過程中形成一定的探索求知精神和創造能力；其次，倡導以教師為主導、以學生為主體的實驗教學模式，強化學生的主體意識，重點解決學生被動學習的問題；最后，建設科學有效的實驗教學質量評價機制，構筑定期和不定期檢查，同行教師、實驗室主任和學生結合的綜合教學質量評價制度。設立教學質量獎，對優秀教師給予獎勵，從實際行動上，改變高校“重科研、輕教學”、“重理論、輕實踐”的觀念，對在一線教學的教師給予肯定和激勵，推動和促進教學水平的提升。

（三）創新實驗教學方法

很多工科類高校開展實驗教學時多以教師為中心，整個實驗課程幾乎是教師一個人在演講，學生僅參觀或參與少量的實驗操作。這種傳統的“教師講學生聽、教師做學生看”的教學模式，使學生的實驗學習一直處于被動狀態，往往課堂氣氛死氣沉沉，無法有效調動學生的積極性，難以提高實驗教學的質量。

教師在實驗教學的過程中，既要扮演好指導者的角色，又應該扮演出色的引導者。在實驗開始前，教師向學生傳達實驗內容和步驟；在實驗開始后，教師就應引導學生一步步完成實驗。教學過程中，指導教師與學生保持既是良師又是益友的平等地位，才能營造自由放松的實驗教學環境，學生的個性得以釋放，開始充分發揮他們的想象力和創造力。指導老師憑借自身扎實的理論基礎和豐富的實踐經驗，引導學生將創新和所學知識靈活應用。

在實驗教學中，尤其要調動學生的主觀能動性和創造性，采用以學生為中心的、自主式、互動式的實驗教學形式，針對不同的實驗類型，創新采取不同的實驗教學方法。比如：針對基礎型和驗證型實驗，要求在老師的指導下，學生親自操作，課堂過關；針對設計和綜合型實驗項目，要求學生先完成實驗方案的設計，再由學生自主完成實驗過程，并對結果的合理性、可行性等進行分析與探討；針對研究探索型的實驗項目，教學方法可以更加靈活，學生可以結合科研項目，在實驗教師和科研教師的指導下設計實驗方案，與實驗教師協作，共同完成實驗過程，對實驗數據進行分析與整理，進一步完善或調整實驗方案，提交實驗報告和發表實驗成果。

在研究型實驗項目教學時，可以從自制簡易實驗儀器、探究性實驗方案設計、實驗方法改進等方面引導學生，學生能夠申請校級科技立項或者得到導師科研經費的支持。自制簡易實驗，可以增加學生動手實驗的機會，有助于提高學生的動手操作能力，簡易實驗將傳統實驗簡化，使用一些價格低廉且方便攜帶的器件，不僅降低了實驗經費，還滿足了“人人實驗”的愿望；探究性實驗方案設計，通過學生自主設計實驗方案，鼓勵學生從簡單生活現象中去發現、探索和認識規律，鼓勵老師和學生一起學習、一起思考，使學生逐漸養成勤于思考、善于發現問題、探究問題和解決問題的好習慣；合理改進實驗方法，優化傳統實驗方法，激發學生對實驗的興趣和創新能力，啟發學生大膽思考、獨立思考，在有趣的實驗中掌握知識、發展能力。另外，建議高校開放實驗室，學生可以自主進入實驗室，不受時間限制完成實驗，方能真正實現以人為本的教學理念。

總之，變教師主導為學生自主，變教師灌輸為啟發、討論、互動，變機械式完成實驗過程為積極研究與探索，是實驗教學方法改革要實現的目標。

（四）改革實驗教學考核方法

傳統的實驗考核方式單純注重理論知識而忽略了平時的實驗操作。實驗教學是理論與實踐相結合的過程，在進行教學考核時既要考核學生的理論知識，又必須把學生的實踐能力也列入考核標準。考核成績的合理與否直接決定著學生對實驗課的興趣和重視程度，一旦出現不合理情況，學生就會產生抵觸心理，間接影響實驗教學的質量。實驗考核的初衷在于提高學生的學習熱情，讓學生掌握實驗內容和方法。因此，建立一套公平、公正、科學的實驗教學考核方法變得尤為重要。

實驗教學，可以培養學生實事求是的科學態度。指導老師在實驗結束前應嚴格檢查每一位學生的實驗分析數據，對編造和抄襲其他同學數據的嚴肅處理，杜絕學生對實驗教學態度不端正的現象。在學生完成實驗后，老師可以要求學生對實驗數據進行分析處理，并以書面的形式表達。實驗數據報告是學生在實驗教學過程中經驗的總結，通過實驗報告的形式可以考核一個學生歸納和總結的能力，以及將所學知識靈活應用于實驗教學的能力。學生根據實驗教學中的數據和理論知識對出現的問題能進行合理的解釋，并得出相應的結論。

由于操作考試不能全面地涉及知識點，只能片面地考核個別實驗項目。為了彌補操作考試的這種局限性，可以將筆試成績作為補充。學校在進行實驗教學考核時，可以將實驗考核分為筆試和操作兩部分。為了能夠有效地監督和評定學生平時的學習情況，兼顧實驗教學的整個階段，學校在進行實驗教學考核時還可考慮平時考試成績和期末考試成績。例如：平時考查成績占40%，期末考試成績占60%，其中筆試和操作各占50%，其比例直接影響著學生學習的積極性，可以根據專業實際情況進行全面衡量與調整[6-8]。

三、結束語

綜上所述，高校對實驗教學的重視程度，直接影響著實驗教學效果和學生實踐能力的培養，高校實驗教師應運用多種手段，積極參與實驗教學方法的研究和探討，努力為實驗教學的改革和發展貢獻力量，激發學生的主動積極性和創新意識，提高學生的實驗操作能力，從而為培養具有創新能力的高素質人才的目標做出自己力所能及的貢獻。

參考文獻：

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[8]楊俊年.深化實驗教學改革著重培養創新能力[J].高教研究與評估，2009，45（23）：89-91.