高校實驗教學方式的創新研究

宋維華

摘要：在高等學校對學生培養過程中，實踐教學占相當重要的位置，尤其在理工科學生的培養中，若想培養學生的實踐動手能力，理論結合實踐的能力，必須開設相應的實踐教學環節；在常規教學中，實驗作為實踐環節必不可少的一部分，也是掌握與理解理論知識必須的組成部分。實驗教學方式的創新，對學生動手能力的提升具有至關重要的作用，使學生在面向社會時的競爭優勢有所增加。本文探討了高校辦學模式中，培養理論實踐雙重性人才，從實驗教學方式方法角度出發，提升學生實踐動手能力的新方式。

關鍵詞：高等學校；實驗教學創新；動手能力

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：2095-7394（2016）02-0124-04

從國家經濟結構與就業形勢需求上看，應用型技術人才的需求越來越高，導致很多本科高校對人才的培養目標逐步向培養應用型技術人才方向轉化。應用型技術人才的培養，從培養定位上看，是要培養直接面向社會的應用型人才；從培養方法上看，是要具有教學實踐的雙重性；從培養方案上看，是要在課程體系設置上注重實踐應用、培養開發能力。學生實踐能力的提高，體現在實驗、實訓與畢業設計等幾個方面，而實驗作為實踐的一大組成部分，對學生實驗能力的開發與提升，是實踐能力的真實體現。這與實驗教學培養方案有著相同的出發點。

1 實驗教學的創新模式

實驗教學作為提升學生動手能力的關鍵環節，在常規實驗教學中，必然是先進行理論知識講解，后展開動手實驗的教學過程。由于課程學時的限定，實驗教學的學時數量有限且內容固定。但對于學生能力的提升，必定是知識不斷探究與不斷深入的積累過程。因此，本文針對高校實驗教學方式方法的探討，提出如下幾個觀點：

1.1 打破傳統的實驗教學方式

對于多數實驗課程來說，常規實驗教學都是先理論后實驗的方式，而實際講解過程中，有些理論知識容易在課堂上被學生消化理解，而有些較深入的理論知識，在講解過程中，避免不了出現教師難講，學生理解困難的現象，對于該部分知識，卻可以配備相應的實驗環節，在理論知識講解之前，通過演示與操作結合的形式，增加一個學時的演示實驗，讓學生先于理論觀摩實驗，之后自己動手操作體驗實驗，加深對實驗的理解，同時在實驗過程中出現的問題與疑惑，便可帶到理論課堂上解決。一方面，通過課堂之前的實驗可加深學生對該內容知識點的印象與部分理解；另一方面，通過實驗現象與結果，可以基本架構起該部分理論知識的應用，還能夠對該部分理論知識中不解的問題帶到理論課堂消化理解。此方式的理論，是基于人腦“有意義的接受學習理論，為學生的最佳課堂學習形式”而來。

1.2 有效利用網絡教學平臺

現今，網絡在高校中已經普及化，而將網絡應用于有意義的學習，才是高校開放網絡的真正目的，由于在實驗教學中，一堂實驗課上，從教師講授到動手操作，最終得出結果與結論，每個環節都需要一定的時間去完善與完成，而短短兩個學時的時間的確緊張，甚至有時，因為學生對本堂課實驗結合的理論并不能完全掌握，或者教師講解實驗時過于追求理論的拓展性與深入性，講授的時間過多；而且學生沒有預習，使得實驗操作上狀況頻發，最終，兩個學時的實驗卻演變成學生匆匆操作只為得到一組正確性未知的數據上。

為了將實驗教學從表面的“完成實驗”轉化為實質的“理論與實踐相結合的目的”，課堂模式需要轉換，現如今，高水平的網絡教學平臺在每個高校中都有成熟完善的成果，將其應用在教學環節中，才體現網絡教學平臺的意義所在。所以，在實驗教學之前，教師在網絡教學平臺上布置預習任務，學生完成預習任務，即可為之后的實驗講授與操作提供了很好的輔助作用。講授與操作能夠順利完成，學生在實驗結果與結論總結的時間上就相對充足，進而使一堂實驗課堂的教與學能夠相得益彰，達到真正的實驗環節教學目的。

1.3 增加創新型實驗

傳統的課堂實驗中，驗證實驗占據了實驗學時的大多數，而就目前就業形勢與人才需求的角度來考慮，綜合型與創新型才是社會亟需的人才，而對于課堂教學，培養學生的綜合性與創新性，也是有方可尋的。將實驗教學在方式上靈活性變通，使學生在所學的理論與原有實驗操作能力的基礎上，增加創新型實驗，開擴學生的思路，同時將理論與實驗中所學的知識前后貫通，應用于創新型實驗，才是達到該門課程的真正教學目的：通過實驗內容、方法、手段，培養學生的綜合實驗能力，體現學生能力、素質的綜合培養。即，使學生對知識的應用，既能夠將知識融會貫通，又能夠理論應用于實踐。

在實際操作中，創新型實驗并不限于兩個學時的課堂實驗教學時間限制。在教學環節中，應該體現實驗內容、實驗方法、與實驗手段的綜合能力與探索能力培養。

（1）在實驗內容上，創新型實驗結合本門課程的多個知識點、或者相關課程的多個知識點、甚至是整合了多個實驗模塊的相關內容，并結合當今技術理論的最新成果，通過實驗，增加學生知識的系統性或相關課程內容的關聯l生。

（2）在實驗方法上，創新型實驗綜合兩種以上的實驗方法，從而訓練學生運用多種實驗方法與原理、多種思維方式分析與解決問題，并著重體現學生的主動設計能力；進而體現出創新型實驗和驗證實驗相比的不同之處，證明創新型實驗方法的多樣性，解決問題思維的靈活性等。培養學生分析與解決問題的創造性思維與方法，提高綜合能力素質。

（3）在實驗手段上，需要結合兩種以上實驗手段完成創新型實驗，包括之前實驗中用到過的，也可查閱相關資料，采用其他成功的典范，或自行設計與創設合適的實驗手段，進而培養學生運用不同手段分析、處理問題的能力，提升實驗技能，提高動手能力。

1.4 開放性實驗教學

隨著高校對學生動手能力與綜合能力培養的重視程度逐步提高，高校實驗教學設備與環境較以往有了較大的改善；實驗教學的功能有了質的提高。在這種前提下，作為實驗教學的重要場所——實驗室，應該是服務于學生，提升學生動手能力的重要訓練場所；實驗教學方式更趨向于注重學生探索性與創新性的培養。作為常規環節的實驗教學，在學生能力提升中多半是“量的積累”這一角色，而真正達到探索性與創新性能力的提升，還需要在實驗室提供設備的基礎上，學生主動鉆研，自主學習；從而體現出實驗教學開放的必要性。而實驗教學的開放，不僅指實驗教學的資源是開放的，實驗教學的內容、方式與主體都是實驗教學開放必不可少的因素。

實驗教學的功能不僅是掌握科學實驗的方法、技能和驗證已知的理論，更重要的是發現與探究未知的真理。所以，開放式實驗教學以探究性與自主性的學習方式為主、教學資源與教學環境相結合。學生在開放式實驗教學中，擺脫了課堂實驗教學中對實驗方案固定、實驗步驟明確等已固定化的方式，而需要對實驗目標與設計自行規劃。真正的完成一個自行規劃的實驗，在這過程中所掌握的不僅僅是課堂實驗教學所學到的理論知識與動手能力相結合的能力，更是獨立或合作地完成一個項目的能力。這一能力的提升，對后續畢業設計的完成與工作中項目的承擔都有著很好的積極促進作用。

開放式的實驗教學，學生具有更大的獨立性、自主性、探索性，更能充分體現學生是學習的主體。學生由課堂實驗教學中的被動接受者，轉變為開放式實驗教學中的主動探究者。這一轉變，使得學生在學習時間上自由度增大、積極性提高，教學環節中主體地位得以體現，是促進學生自主學習的動力因素之一。

2 創新模式的實施

將創新實驗教學模式應用于教學改革班級中，與普通班級的常規實驗教學模式對比，如圖1所示，為普通班級的常規實驗教學，采取班級授課模式，對學生的課堂與作業要求一致，對于能力強同學能力的提升不能起到突出的鍛煉效果；如圖2所示，對教學改革班級學生采取在實驗教學開放環境下的創新型實驗教學模式，學生在實驗過程中，自行設定實驗方法，實現自動控制物料運送目的。

在兩種實驗教學的培養模式下，常規實驗模式的班級成績與教學改革班級成績對比如圖3所示，從分數區間來看，如表1所示，在兩種教學模式下，學生的及格率都達到了100%，但通過這兩種實驗教學方式的對比，從擇優的角度來看，教學改革班采用創新實驗教學模式下，對學有余力的學生提升鍛煉機會得到體現，創新實驗教學模式下學生對方案設計能力與問題處理能力得到很好的鍛煉，動手能力提升效果明顯；凸顯出≥90分成績的人數明顯高于常規實驗教學模式班級。而常規實驗授課模式對學有余力的學生能力得不到較好的提升。

3 結語

隨著社會對應用型技術人才的要求不斷提高，高等學校對人才的培養計劃也發生了改變，實驗教學作為高校必不可少的教學環節，其重要性逐漸凸顯，實驗教學在方式方法上轉變側重點，以激發學生在實驗學習上的積極性與主動性，培養學生綜合素質與創新能力，建立以學生為主體的實驗教學方式方法為目標。本文所探討的實驗教學方式與方法，適用于工科專業的專業課實驗。具有一定的普遍性與代表性。

責任編輯 祁秀春