貴州省普通本科高校實驗教學創新模式改革初探

韓寶銀　李劍峰　張淑卿　任翠娟

摘 要 高校實驗教學模式的改革旨在提高實驗課程的教學效率。本文通過對學生、教師的調查走訪，本文對貴州省普通本科高校實驗課程現狀進行了初步探討和分析。針對貴州省高校生物類專業實驗教學方法及模式陳舊，形式“創新”而難以應用等問題，提出生物類課程實驗教學創新模式和方法。為高校實驗教學創新模式改革提供參考和依據。

關鍵詞 貴州省 本科高校 實驗教學 人才培養 創新模式

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.08.011

Abstract Experiment teaching reform in college is aimed at efficiency of experimental teaching. By the investigation about views of students and teachers of colleges and universities， and current experimental teaching in colleges in Guizhou province are briefly analyzed. In order to solve issues in the biology education fields in colleges in Guizhou province， such as outdated laboratory teaching methods and patterns in college experiment courses， this article put forwards creative methods and techniques in biological science experiment teaching to provide reference and basis for the creative laboratory teaching reform in universities.

Key words Guizhou Province； undergraduate college； experiment teaching； talent training； innovation model

當前，我國已經建成了世界上最大規模的高等教育體系，為現代化建設做出了巨大貢獻。但隨著經濟發展進入新常態，人才供給與需求關系深刻變化，面對經濟結構深刻調整、產業升級加快步伐、社會文化建設不斷推進特別是創新驅動發展戰略的實施，高等教育結構性矛盾更加突出，同質化傾向嚴重，畢業生就業難和就業質量低的問題仍未有效緩解，生產服務一線緊缺的應用型、復合型、創新型人才培養機制尚未完全建立，人才培養結構和質量尚不適應經濟結構調整和產業升級的要求。高校轉型改革的突破口和關鍵點即課程教學這一基本細胞單元成為改革的“堅冰”，而課程教學當中要實現知識由輸入過程導向知識輸出過程實現學生“應用型”創新思維和綜合應用能力培養的重要環節即實驗教學成為改革的“頑疾”。

本文通過對貴州省普通本科高校進行了走訪，闡述了當前貴州省普通本科高校在向“應用型”轉型當中實驗教學存在的諸如方法老套，教學模式陳舊，實驗教學僅僅形式“創新”，缺乏實際應用性等問題。因此實驗教學模式創新改革迫在眉睫，時不我待。本研究結合貴州師范學院生物科學專業實驗教學創新模式改革的具體做法，初步提出了創新路徑和方法，重構了新的實驗教學模式，切實提高了“應用型”人才培養質量。

1本科教學實驗項目類型

高等院校實驗教學質量的提升，是適應新時期科學發展和社會進步的必然要求。按照教育部在2004年頒布的《普通高等學校本科教學工作水平評估方案（試行）》的指導意見，①根據實驗項目的難度層次及對學生能力導向的差異，可將目前普通高校的本科實驗教學劃分3類實驗項目，即基本型、綜合設計型和創新研究型。②在當前大批地方性院校著力于應用型人才培養的背景下，實驗教學項目更強調對本科生應用實踐能力，創新能力的培養和提升，除涉及理論知識的科學設計和安排外，還對學生認知結構的形成起到基礎和導向作用。③尤其對于理、工、農科類專業學生，高等教育課程教學的最終目的是使其成為具有研究設計能力，實驗取證/優化能力和項目搭建/執行能力的應用型專門人才。④高校是國家高層次人才的搖籃，而實驗教學則是高等院校創新性、應用型人才培養的有效載體。⑤然而，由于多年來高等教育重理論、輕實驗的傳統教學模式影響，很多高校的實驗課程設置和教學模式逐漸無法適應新的人才培養形勢，尤其是在培養本科生創新能力和解決實際問題能力方面顯得捉襟見肘。這一問題的根源在于實驗體系結構的僵化、實驗教學方法的因循守舊和教學手段的同質化。最終反映為實驗項目類型的不合理配置。雄宏齊等（2008）根據教學實驗項目類型又將其分為基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗、研究探索性實驗和創新性實驗5種類型。⑥本文將就這5種實驗項目類型進行淺析，旨在為貴州省普通本科高校實驗教學創新模式改革探索新的思路。

1.1 基礎性實驗

基礎性實驗指為重現或演示原理，熟練基本造作為目的的實驗類型，包括驗證性實驗，演示性實驗和規范操作學習，主要以既定方法、設備儀器和成熟實驗流程為基礎，旨在鞏固理論、培訓學生的基本操作及基本觀察能力。這類實驗項目屬于專業“入門”教育的重要部分，但長期以來，對“基礎”的過度關注和許多高校的實驗條件限制，基礎性實驗層一度占到實驗總學時的2/3以上。為適應新時期人才培養目標的發展和變化，對于基礎性實驗教學的改革深化已刻不容緩，楊俊堅指出（2008）基礎性實驗應增加應用性實驗項目；開設難度適中的綜合性、設計性實驗。⑦周權鎖等（2010）認為基礎性實驗的教育功能決定了其開設的必要性，但應占據適當的比例，并以創新理念來推動基礎性的發展。⑧

1.2 綜合性實驗

綜合性實驗強調實驗方法、手段及內容的綜合運用，涉及系列相關課程的大量知識，重在培養學生的多元思維、體現實驗方法和科學設計的多樣性，達到學生認知能力及運用能力的同步培養。對提高學生分析與解決問題的能力，彌補驗證性實驗的不足有良好的效果。⑨相對于基礎性實驗，綜合性實驗的內容和過程需要經過任課教師的再設計和多元組合。通常要求學生運用多個知識原理闡釋實驗現象，總結規律，并以實驗報告或總結來反映學習效果。

1.3 設計性實驗

設計性實驗是通過教師的預先設計和指導，學生根據一定的實驗目的和要求，運用有關知識和技能。對實驗的儀器用具、方法、步驟在頭腦中進行構思并付諸實施。⑩需要讓學生根據現有條件和預設目標，選擇實驗方法、器材，規劃和設計實驗方案，自主完成并加以總結分析的實驗類型，能夠調動學生學習積極性和主動性，培養學生的實踐應用能力和創新能力。 有利于提高學生綜合解決問題的能力和創新能力，同時促進實驗室的建設。張暉等（2006）在設計性實驗的教學實踐中引入選題、查閱文獻、舉辦研討會、作開題報告等環節， 取得了預期的效果。

1.4 研究探索性實驗

作為現代高等教育課程建設的熱點之一，探索性實驗有助于培養學生的創新意識，強化其創新能力。 也是目前高等院校引導學生主動探索新知識，培養自主學習的態度，提升動手能力，適應現代高等教育的要求。 不僅是高等教育，目前探索性實驗也逐漸滲透并進入高中階段的教學。作為研究探索性實驗，實驗設計和整個過程并不以明確的目標和結果作為實驗考核的主要指標，而是更傾向于學生自主思考，踐行自行探索的過程。2015年全國物理高考命題委員在物理高考測試題中將“籃球落地”的物理學問題作為探索性問題讓學生進行分析。 華南理工大學土木工程專業對設立的“卓越全英班”的實驗教學中采用了研究性教學的方法，提出開放性的探索類實驗有利于培養學生的創新和動手能力。

1.5 創新性實驗

創新性實驗是以學生為主體，以學生自主活動、主動探索為基礎的新型實驗教學過程。 通過更新實驗內容、改進實驗方法、手段和教學模式激發學生的主觀能動性與創造性思維能力。旨在培養學生作為主體的意識、強化其實踐和創新能力，完全由學生自主進行。創新性實驗的創新性體現在實驗是設計型、研究型的，實驗本身不以簡單重現已發現規律為目的， 而在于設計新系統，研究新方法，并借此解決實際問題。創新性實驗計劃對提高學生對理論知識的認識、培養和完善其創新思維，增強專業技能，提升信心與韌性、鍛煉團隊合作與交流能力等有極其重要的作用。

在創新性實驗過程中，學生需要根據自己的方向和專業興趣自主完成實驗的設計、規劃和實施，掌握其中的基本規律。創新性實驗的任務是發掘學生的創新潛力，把握創新性思維的特性，在實踐的基礎上加強學生實踐能力的培養。

2貴州省普通本科高校實驗教學存在的問題

2.1 實驗教學方法老套，教學模式陳舊

目前，高等院校的實驗教學的變革正在國家教育改革的大背景下逐步深入，進入逐步探索，百花爭鳴的階段。本著實驗教學的實踐性和發展性原則，任何實驗教學模式的嘗試都是一種進步，但發展的過程中也存在一些問題。通過對貴州省普通高等院校的實驗教學現狀的初步調研后發現，以基礎性實驗為例，目前仍存在以規范、標準、程序化為教學質量標的評價標準，教學過程借助每套封閉功能單一的分組配套設備完成。學生參照教師講授使用儀器，但并不了解實驗儀器的原理和過程，動手思考的時間越來越少。這看起來是較為完美的選擇，但科技日新月異，方法、設備、甚至檢測手段都在不斷更新，基礎性實驗更多的應該是注重學生理解能力和動手能力，“標準化”的教學流程并不適于學生自覺性和自發性的培養。部分教師在理解綜合性、設計性實驗教學時仍然存在著一定的偏差，認為所謂“綜合”就是“各樣都做一點”，隨之將一些設備可能交叉重復，但之間并無邏輯關系和內在聯系的實驗項目作為綜合性實驗，導致的結果就是散亂的一批實驗被羅列堆砌。另有個別教師難以區分實驗的“設計性”和“功能性”，如在化學上將某些功能產物的常用分析流程作為“設計性實驗”讓學生操作，但忽視了學生在“設計”中的主體作用，也忽視了學生進入多設備開放性實驗室的效果管理。

2.2 實驗教學僅僅形式“創新”，缺乏實際應用性

對于研究探索性試驗和創新性實驗，目前高校實驗教學還在探索和初步實踐階段，有不少不成熟的地方，但也有很多成功的范例可供借鑒。由于貴州省多數高校實驗課程設置的限制，很多實驗課程基本都自成體系相互之間缺乏溝通，不同課程間往往開設性質和內容雷同的實驗項目。對某些需要花時間的探索性實驗受限于課時，只“探”而不“索”，學生初聞端倪就匆匆結束，未能達到預期的效果。部分創新性實驗則存在注重單個實驗的改革與創新，缺乏對大課程的統一考量，很少出于實際生產的角度去考慮問題。部分創新性實驗過度注重“創新”的形式，求新求奇，設置一些學生在原理上尚不能理解掌握，只能跟著教師找“感覺”的實驗項目。“創新”并非為求“新”而取“奇”，必須建立在“實用”和“實踐”的基礎上。

3 具體做法

3.1 創新目的

以本科教學工作合格評估為契機，突出應用型人才培養的特點和規格，突出貴州師范學院生物科學專業和生物資源專業的特色，秉承我校以“一切為了學生，為了學生的一切”的傳統和原則，著重服務學生，啟發學生、鍛煉學生的實驗能力，凝練出適宜于學生學習、實驗和創業的實驗教學模式，培養具有我校特色的生物科學及生物資源科學專業應用型人才。

3.2 重構“四輪驅動”實驗內容，實現“項目驅動”做中學

通過項目驅動，點燃學生創新思維，以“四輪驅動”即大學生創新創業項目驅動、學生自主科研項目驅動、學生參與教師科研項目驅動、學生畢業論文實驗項目驅動，全面培養學生綜合應用能力。實驗內容具體如下：

（1）大學生創新創業項目。四年間共獲得并完成大學生創新創業項目國家級1項、省級4項、校級1項，利用本實驗基地（教學點）所突出的生物類應用性和實用性人才培養目標，以微型創新、單點突破、重點開發的方式實現學生創新創業能力的訓練。

（2）學生科研項目。四年間學生共獲得并完成學生科研項目校級11項、院級2項，通過學生自主科研項目的申報、立項及實施，有效驅動了學生創新思維和綜合能力的培養。

（3）學生參與教師科研項目。四年間學生參與教師科研項目共計71項，這些應用性科研課題是本實驗教學點新思路和新發展的源泉和基礎，也是學生實驗實訓主要選題來源，目前已有297名學生參與教師科研，在參與過程中錘煉專業知識，完成實驗訓練，在教師的指導下學習和實驗系統性的科學思想和科學方法，最終獲得應用專業知識解決實際問題的能力。

（4）學生畢業論文實驗項目。畢業論文實驗項目是本教學點對于學生整理應用專業知識解決實際問題最為系統和全面的培養過程。2015屆生物科學本科畢業生中有50名學生在本實驗基地（教學點）順利完成畢業論文，學生全部以良好以上成績通過畢業論文答辯。

3.3 構建“一地四點”創新路徑，創新改革成果豐碩

大學生創新創業訓練實驗基地（教學點）從2011年開始建設至今，通過四年的建設明確了“一地四點”即植物資源開發實驗教學基地、微生物肥料-城市智能陽臺農業綜合實驗教學點、微生物資源開發實驗教學點、動物標本應用開發實驗教學點、植物花卉資源開發實驗教學點的實驗教學路徑。

實驗基地（教學點）自成立運行以來，實驗成果豐碩：一是共有近297名學生在基地（教學點）參加實驗創新活動，二是先后在指導老師指導和資助下開展了71個創新課題的科學研究；三是50名學生在基地完成了畢業論文；四是以學生為主要實驗執行者的科研成果獲得43屆日內瓦過發明展金獎1項；五是授權及申請國家發明專利及實用新型專利供13項；六是學生發表及參與發表的論文17篇；七是成功申請到了我校大學生創業項目，進入大學生創業孵化園內，開設了一家名為 “綠之源花軒”花店；八是獲得科研項目經費324.4萬元。

4 結論

按照學校“一型兩性”（即應用型、地方性、師范性）的核心辦學定位，遵循高等教育辦學規律，以服務貴州經濟社會發展需求、培養德智體美全面發展的應用型人才作為自身歷史使命和辦學價值的追求目標，貴州師范學院生物科學專業結合實際狀況，根據應用型高等教育的基本特征，不斷重構應用型人才培養體系，深入實踐，努力創新實驗教學內容和培養路徑：通過項目驅動，點燃學生創新思維，以“四輪驅動”即大學生創新創業項目驅動、學生自主科研項目驅動、學生參與教師科研項目驅動、學生畢業論文實驗項目驅動，豐富了內容，全面培養學生綜合應用能力；同時，明確了“一地四點”（即植物資源開發實驗教學基地、微生物肥料-城市智能陽臺農業綜合實驗教學點、微生物資源開發實驗教學點、動物標本應用開發實驗教學點、植物花卉資源開發實驗教學點）的實驗教學路徑，創造條件使學生較早參加創新實驗活動，以此加強學生的創新思維和綜合應用能力培養，全面提高應用型人才培養質量。

總之，對于新建本科高校來說，應用型人才培養道路崎嶇，但是是必經之路，我們選擇了應用型人才培養道路，必將按照辦學規律，不斷實驗，拓寬路徑，提高應用型人才培養質量。

基金項目：貴州省2013年高等學校教學內容和課程體系改革招標項目“貴州省普通本科高校實驗教學內容整合與創新研究”（黔教高發[2013]446號）項目；貴州師范學院教改項目“基于微型課題模擬過程的實驗課程教學研究”（[2015]4）和貴州師范學院教學質量工程項目（2012162）資助

注釋

① 劉海君. 《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》對比分析[J]. 黑龍江教育：高教研究與評估版，2005（5）：6-7.

② 李慧清.圍繞學生的培養目標設計實驗項目[J].山西教育：教師教學，2009（7）：62-63.

③ 李慧清.應用型本科教育中的實驗教學項目設計研究[J].長春師范學院學報：自然科學版，2009.28（6）：110-112.

④ 吳勝舉，莫潤陽.以學習者為中心的大學物理實驗教學改革[J].物理，2013（9）：85-87.

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⑥ 熊宏齊，戴玉蓉，鄭家茂.教學實驗項目類型及其“開放內稟性”[J].實驗技術與管理，2008.25（1）：5-6.

⑦ 楊俊堅.基礎性實驗方法改革與探索[J].Journal of Hainan Radio & Tv University， 2008.9（3）：90-92.

⑧ 周權鎖，葛瀅，周立祥.以創新理念改革資源環境類專業的基礎性實驗[J].中國農業教育，2010（3）：46-47.

⑨ 淮虎銀，金銀根，孫國榮，等.植物學綜合性實驗項目的設計與實踐[J].實驗室研究與探索，2006.25（5）：638-640.

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