理工類高校實驗教學方法探究

沈陽理工大學材料科學與工程學院 杜春燕

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理工類高校實驗教學方法探究

沈陽理工大學材料科學與工程學院 杜春燕

實驗教學是高校教學的重要組成部分，尤其是理工類院校的實驗教學工作尤為重要，是理工類學生鞏固和掌握理論知識的重要途徑。提升實驗教學水平，培養(yǎng)理論與實踐相結合的綜合性人才，是理工類高校教學工作的重要任務。本文分析高校實驗教學的現狀、存在的主要問題，探究理工類高校實驗課教學方法。

理工類 實驗教學 主要問題 教學方法 創(chuàng)新人才

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》指出，高等教育要全面提高人才培養(yǎng)質量，著力培養(yǎng)信念執(zhí)著、品德優(yōu)良、知識豐富、本領過硬的高素質專門人才和拔尖創(chuàng)新人才；加強實驗室、校內外實習基地、課程教材等基本建設；支持學生參與科學研究，強化實踐教學環(huán)節(jié)。可見，實驗實踐教學在高校人才培養(yǎng)中占據重要地位，在培養(yǎng)學生綜合素質和創(chuàng)新能力方面有不可替代的作用。實驗教學是以實驗室為教學場所，以儀器、設備、實驗指導書為媒體，主要以學生在實驗教師的指導下進行操作、觀察現象、記錄數據、分析討論實驗結果的教學形式。深化實驗教學改革、提高實驗教學質量是高校教育改革的重要任務，涉及的因素很多，如實驗室的減少、教師和實驗技術隊伍、實驗教學體制、實驗方法、實驗內容分和實驗教材等。理工類高校的實驗教學是應用型人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。理工類高校應發(fā)揮實驗教學人才培養(yǎng)的作用，培養(yǎng)既有理論知識又有實踐動手能力，能適應市場需求的高素質人才。

一、理工類實驗教學的主要問題

1.實驗教學目標不明確，實驗課程更新不及時。目前，不少理工科高校的實驗教學改革僅側重增加實驗教學環(huán)節(jié)的學時、更新設備等方面，忽略對學生哪種能力的培養(yǎng)以及實現怎樣的實驗教學目標。學生只是在實驗教師的指導下完成實驗，甚至依賴教師完成實驗，并未真正掌握實驗課程的原理，未動手、動腦分析問題和解決問題。不少高校的實驗課程延續(xù)歷年來的實驗內容，沒有結合市場需求，對實驗課程進行調整及更新。

2. 實驗教學環(huán)節(jié)的重視程度不夠。一直以來， 由于國內高校教學觀念及模式的影響，實驗教學處在從屬地位，被看作是理論教學的補充。一門重要的專業(yè)基礎理論課有時僅開設一兩節(jié)實驗課程，且很多實驗課程都僅停留在讓學生認識儀器、設備的層面，學生沒有動手操作的機會。雖然近幾年教學模式得到改善，涉及專業(yè)基礎的理論課逐漸增加實驗課程，但是達到實驗教學的真正效果遠遠不夠。

3.實驗教學形式單一，教學手段落后。不少學校的實驗教學仍遵從傳統(tǒng)的教學模式。學生在實驗指導書的指導及教師的講解下完成實驗操作。實驗指導書從實驗目的、實驗原理、操作步驟到注意事項都寫得全面具體，實驗教師在課堂上還會具體詳細講解。有時教師會預先給學生做演示，以理論知識傳授為核心進行教學活動。這種教學方法使學生在實驗過程中缺少獨立思考、很少大膽提問、缺少討論及交流，只是一味聽從教師的指揮與安排，學生的積極性未得到充分體現，創(chuàng)新性得不到提高，個性得不到展現及發(fā)展。

4.實驗室設備陳舊。目前，許多工科院校實驗室建設普遍存在實驗設備經費投入不足，實驗設備陳舊、更新周期長兩方面的問題。理論課教師在課堂教學時講授的是先進的技術、新的設備和新的方法， 學生在實驗室接觸的卻是一些過時、陳舊和落后的實驗設備和實驗手段。院校的教學設備重復購置、實驗室重復設置的現象較普遍，導致設備利用率低。由于主要設備的重復購置和配套資金的短缺，使不少設備長期處于閑置狀態(tài)，造成有限資源的浪費。

1. 改革實驗教學方法及內容。實驗教學方式由三定式向開放式轉變。三定式是實驗手段采用規(guī)定好的實驗路線和步驟，使用規(guī)定的儀器和儀表，并在規(guī)定的時間內完成實驗。

2.建立健全實驗教學管理體制

要使實驗室在高校教育、培養(yǎng)人才中起到應有的作用，高校必須深化實驗教學改革，特別是理工科學校更應重視實驗教學工作，使實驗教學跟上科學技術發(fā)展步伐。實驗教學改革需要建立一種新的有利于培養(yǎng)學生綜合能力的實驗教學模式。

二、實驗教學改革

6. 實驗教師隊伍有待壯大，整體素質有待提高。近幾年，高校實驗技術隊伍的結構有明顯改善，高學歷、高職稱、高學歷的實驗技術人員越來越多，但與整個教育形式發(fā)展要求仍存在較大差距。實驗教師隊伍的建設明顯滯后于教師隊伍的建設。

大石風流蘊藉，小石旖旎嫵媚，高平條拗晃漾，般涉拾掇坑塹，歇指急并虛歇，商角悲傷宛轉，雙調健捷激裊，商調凄愴怨慕，角調嗚咽悠揚，宮調典雅沉重，越調陶寫冷笑[注]周德清：《中原音韻》，轉引自《影印文淵閣四庫全書》卷下，第1496冊，臺灣商務印書館1986年版，第695頁。。(以上十一調)

（3）設立獨立的實驗課。理工類學校各個專業(yè)涉及的專業(yè)知識較深。傳統(tǒng)的教學模式中，實驗教學依附于理論課教學，沒有獨立的教學內容。無論是理論課教學還是實驗課教學，在整個高校教學體系中都不可或缺，兩者相輔相成，各有側重，不是誰主導誰輔助的關系。對理工類學校而言，實驗教學具有特殊作用。學校建立與理論課教學平行的實驗教學對加強學生的動手實踐能力很必要。因此，實驗教學應在“輔助”理論課的同時，自成體系，獨立設課。實驗獨立設課可以培養(yǎng)學生的專業(yè)知識，提高實驗教學的地位，便于教師科學管理實驗教學。實驗教學獨立設課可以通過單獨考試，使學生重視實驗課程。通過獨立設課，教師可以保證實驗教學的科學性和系統(tǒng)性，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，提高實驗教學質量。

一是強化部門主體責任，精簡審批事項和流程。財政部門不再直接參與主管部門發(fā)布項目申報指南（通知）、組織項目申報、評審論證、遴選立項、制定資金分配方案、制定“任務清單”或明細計劃、組織項目實施、項目考評或驗收、資金和項目公示等具體事務，主管部門獨立負責。精簡優(yōu)化聯合發(fā)文、會簽、審批等環(huán)節(jié)。基建項目進度款從財政部門審核改為主管部門審核、省財政部門事后抽查，提高行政效能。

吳站長走上前去，喊了聲：“爺爺！”把老人扶到沙發(fā)上坐下。何書記剛要變臉，想斥責老人兩句，見狀，把嘴張了張，話又咽了回去。老人家疼愛地拍了拍吳站長的肩頭，沖馬縣長說：“哪位是縣長？我老頭子問他一件事?！?/p>

（2）建立創(chuàng)新實驗室。高?？衫瞄e置的實驗室設備建立開放實驗室，組建創(chuàng)新實驗團隊，由學生自我管理、自我服務，自己完成設計并進行實驗、制作或發(fā)明。教師對創(chuàng)新實驗團隊進行定期培訓及考核，建立教師指導小組，對實驗室管理進行巡視及指導，制定實驗室管理制度，對學生的實驗項目進行指導，確保順利進行。

不同地區(qū)生長的仙草，其仙草膠含量和凝膠性能有差異[7]。馮濤等[7]對生長在福建、江西兩省的仙草提取的仙草膠的比較研究發(fā)現，福建產仙草膠的凝膠性能較好。仙草多糖是仙草膠的主要化學成分。仙草不同部位的仙草多糖含量不同，其中仙草葉的多糖最高，仙草根其次，而仙草莖的多糖含量最低[8]。仙草多糖具有清除自由基、抗脂質過氧化、增強人體免疫力等功效[9,10]。與生育酚(維生素E)、二丁基羥基甲苯(BHT)相比，仙草多糖有較強的清除超氧陰離子自由基和螯合Fe2+能力[10]。

5.實驗室運行管理機制改革成效小。一些高校實驗室的管理模式依附于課堂教學，歸屬教研室管理。三級管理實驗室體制已不適應時代及社會需要，制約實驗室的發(fā)展和實驗教學效果。目前，不少高校的兩級管理實驗室體制沒有完全建立起來。

（1）開放實驗室，對學生進行目標管理。開放性實驗，實驗課程不限學時、不限人數，只要求學生獨立完成一定的實驗項目，遇到問題學生自己解決或通過指導教師的指導解決，這樣可激發(fā)學生的好奇心，調動學生的積極性，可以將實驗室的部分設備、實驗項目、資料等在一定時間內對學生全面開放，學生可以到實驗室做自己準備好的實驗項目，以靈活的方式獨立完成實驗過程。這就要求實驗室能歸功全面的實驗設備資料及實驗項目內容，供學生進行實驗前查閱。這還要求實驗教師具有全面豐富的專業(yè)知識和實驗經驗，嚴格要求學生進入實驗室前對所進行的實驗進行充分的預習并做好預習報告，實驗教師實驗前要進行嚴格的審閱。開放實驗室，不但能夠全面提升學生的動手能力，使其專業(yè)知識得到鞏固，同時還能提升實驗教師的專業(yè)技術水平及崗位責任心。

（1）整合相關實驗室。實驗室教學管理體制的健全是實驗室教學得以順利進行的關鍵。隨著科學技術的發(fā)展以及各學科、各門知識間的相互滲透，綜合性人才在現今市場更受歡迎。因此，在學院范圍，甚至學校范圍內，將現有學科或相關學科的實驗室整合成多學科共享、寬口徑的實驗平臺或實驗中心，對實驗室的建設是一個重大突破。

國家向農村轉移資源，關心的焦點是資源能否有效使用，是否會出現資源使用中的腐敗問題。為了防止村干部在使用國家資源中產生腐敗，上級在向農村輸資源的同時，要求基層治理規(guī)范化，主要是嚴格按程序分配和使用資源，比如項目招標，通過嚴格程序來評定低保戶、辦事留痕、檢查督辦，力求避免精準扶貧中嚴重的形式主義。

（2）全面實行、完善校院二級實驗室管理體制。一些高校已經實行實驗教學工作，這一工作由分管教學的副校長及各系主管實驗室的系主任主管，各學院設立實驗中心。但目前僅部分高校具體實行了此類管理體制，效果不明顯。充分發(fā)揮此機制的作用，需要各級管理機構及人員充分發(fā)揮其職能。例如，省部級以上重點實驗室或校級實驗中心需要由學校進行管理，一級實驗中心應由院管為主，學院實施宏觀管理，各學院分管實驗室工作的院領導要充分發(fā)揮其崗位職責。

3. 加強實驗教學硬軟件建設。加強實驗教學硬軟件建設主要是兩方面內容：一方面是實驗教學設備的建設；另一方面是實驗教師隊伍的建設。為適應不斷發(fā)展的科技水平和教學要求，理工科院校應加大對實驗室建設的投入。例如，更新實驗設備，一些精密儀器應適當向學生開放，以此更好地發(fā)揮實驗室培養(yǎng)全面發(fā)展人才的作用，使學生對先進儀器和相關領域的前沿實驗手段產生濃厚興趣，從而激發(fā)學習熱情，積極學習相關知識，提高綜合素質。教師是實驗教學質量提高的關鍵，只有擁有高素質的實驗教師隊伍及合理的人員結構，才能保證高校培養(yǎng)出高素質的人才。因此，建設一支具有優(yōu)良素質、結構合理、熟練掌握現代實驗技術和對實驗室進行科學管理的實驗隊伍，是實驗室建設的關鍵。主要從以下幾方面入手：首先，應當有好的帶頭人。即高校應選拔具有優(yōu)秀業(yè)務和組織能力、群眾基礎良好、工作認真負責、具有奉獻精神的教師擔任管理負責人。其次，要合理設置實驗隊伍的結構。高校要逐漸淡化“理論課教師”和“實驗課教師”的界限，加強兩者的交流和溝通，鼓勵教學科研人員、優(yōu)秀教師積極參與實驗室的建設，擔任實驗教學課程，提升實驗教師隊伍的綜合素質。高校需不斷提高實驗教師的業(yè)務水平，定期、有目的地組織實驗教師進修學習。

三、結束語

實驗是檢驗理論的最好方法，能使學生更生動形象地掌握枯燥無味的理論知識，鍛煉學生的動手能力及創(chuàng)造能力，從而最大限度地激發(fā)學生的學習興趣。因此，實驗教學是重要的教學環(huán)節(jié)，通過實驗課的學習，學生能更加扎實地掌握理論知識。高校要轉變教育觀念，大力推進實驗教學改革及實驗室改革，培養(yǎng)出我國社會主義建設所需的高素質人才。

［1］中華人民共和國教育部.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）［EB/OL］.http://www.moe.gov.cn/srcsite/ A01/s7048/201007/t20100729_171904.html，2010

［2］張開碧，蔡 軍，張 毅.改革實驗教學培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識［J］.重慶郵電學院學報：社會科學版，2004

［3］王義遒.當前實驗教學改革的幾個問題［J］.實驗技術與管理，2000

［4］付植桐，王秀時.高校實驗教學改革的思考［J］.實驗室科學，2007

［5］孫愛民.深化高校實驗教學改革的實踐與思考［J］.實驗室研究與探索，2002

（本文系基金項目：2014年度遼寧省普通高等學校本科重點建設專業(yè)項目，遼寧省工程人才培養(yǎng)模式改革試點專業(yè)項目，項目編號：GM201406）

ISSN2095-6711/Z01-2016-09-0162

杜春燕