創(chuàng)新能力培養(yǎng)與實驗教學(xué)改革探討

張小惠

摘要：為培養(yǎng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力，本文分析了當(dāng)前我國高校實驗教學(xué)存在的問題，并提出了通過整合實驗室、優(yōu)化實驗內(nèi)容和改革教學(xué)模式等改革實驗教學(xué)的方法。這些方法對充分利用學(xué)校實驗資源，對于提高學(xué)生實驗素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力具有一定意義。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；創(chuàng)新能力；改革設(shè)想

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）23-0271-02

具有創(chuàng)新意識的創(chuàng)新型人才是推動國家創(chuàng)新發(fā)展的必要條件，是一個國家發(fā)展的最重要的動力。創(chuàng)新性人才培養(yǎng)模式已成為當(dāng)前世界各國，高等教育主要人才培養(yǎng)模式。該模式堅持以人為本的教育理念，尊重學(xué)生的主體地位、體現(xiàn)學(xué)生的個性發(fā)展，將學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)等方面的培養(yǎng)有機融合，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神，并達(dá)到對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

近年來，伴隨著高等學(xué)校創(chuàng)新教育改革的深入，圍繞創(chuàng)新，許多高等學(xué)校進(jìn)行了基于創(chuàng)新模式的教育教學(xué)改革嘗試，并進(jìn)行了許多積極有效的探索。實驗教學(xué)的地位和作用越來越突現(xiàn)。在創(chuàng)新性人才培養(yǎng)方面，有學(xué)者從實驗開放出發(fā)，探索新的實驗?zāi)Ｊ剑灿袑W(xué)者通過創(chuàng)新實驗教學(xué)環(huán)節(jié)探討創(chuàng)新人才培養(yǎng)，更多則是從實驗學(xué)科的不同方面進(jìn)行創(chuàng)新性探討。但是在以實驗教學(xué)為突破口，充分利用學(xué)校的實驗室、精貴實驗儀器等現(xiàn)有資源，以及通過諸如項目驅(qū)動、學(xué)生實驗內(nèi)容等方面教學(xué)改革仍有大量工作可以改進(jìn)，本文從培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、解決實際問題的能力和創(chuàng)造能力的角度出發(fā)，探討學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)及進(jìn)行相關(guān)教學(xué)改革。

一、高校實驗教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

目前雖有部分院校在實驗教學(xué)的方式、內(nèi)容等方面進(jìn)行了一些改革，但大多數(shù)學(xué)校的實驗教學(xué)還沿用過去的老教學(xué)方法，往往是在理論課講授到一定程度或講授結(jié)束后才進(jìn)行實驗教學(xué)，實驗又多為對付某課程各章節(jié)的單向驗證實驗，單向?qū)嶒炛g，儀器設(shè)備相互獨立，沒有任何聯(lián)系，實驗又單獨進(jìn)行，割斷了各項實驗之間本來存在的有機聯(lián)系。這種單向?qū)嶒炗幸韵卤锥耍孩俣酁轵炞C型實驗，教師先講，學(xué)生后做，學(xué)生對教師依賴性強；②每次試驗原理簡單，做起來容易，造成部分學(xué)生有應(yīng)付實驗的現(xiàn)象；③每次實驗前，學(xué)生要提前預(yù)習(xí)，老師要進(jìn)行必要的講解，占用時間較長，學(xué)生經(jīng)過多次預(yù)習(xí)后，對后來的預(yù)習(xí)常常忽視；④有些實驗的教學(xué)時數(shù)往往不是整學(xué)時數(shù)，為使教學(xué)順利進(jìn)行，教師在講解實驗時往往講解與實驗無關(guān)的知識偏多，失去了實驗教學(xué)本身的魅力和獨特的韻味，使實驗進(jìn)行得不夠緊湊。這些弊端的存在，既不利于學(xué)生動手能力、分析問題、解決問題能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也不利于提高教學(xué)效果和實驗條件的利用率。因此加強學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高辦學(xué)效益，繼續(xù)深化實驗教學(xué)改革已勢在必行。

在部分高校中，實驗儀器尤其是大型貴重儀器共享性較差，實驗室重復(fù)建設(shè)的情況普遍存在，實驗室利用率較低，專業(yè)、學(xué)科交融性不高。

為了充分利用學(xué)校的現(xiàn)有資源，在有限學(xué)時內(nèi)既要完成教學(xué)內(nèi)容，又能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，創(chuàng)新實踐能力，就需要對實踐教學(xué)進(jìn)行改革。

二、實驗教學(xué)改革的設(shè)想

大學(xué)教育是個系統(tǒng)工程，實驗教學(xué)也不例外。在教育教學(xué)理念轉(zhuǎn)變的前提下，實驗教學(xué)改革，不僅要從實驗教學(xué)內(nèi)容上，也應(yīng)從教學(xué)資源的配置上，體現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)，既學(xué)習(xí)知識、也達(dá)到培養(yǎng)能力的目的。

1.實驗室整合。在滿足人才培養(yǎng)要求的前提下，根據(jù)不同學(xué)科專業(yè)要求制定出本專業(yè)的實驗培養(yǎng)方案，并根據(jù)知識、能力培養(yǎng)要求形成適合本專業(yè)的實驗課程體系。新時期要求培養(yǎng)創(chuàng)新、應(yīng)用型人才，這就要對舊有的實驗課程體系進(jìn)行調(diào)整和改革，打通現(xiàn)有專業(yè)的壁壘，形成系統(tǒng)、完備的實驗課程體系，改變現(xiàn)有實驗教學(xué)完全依附于理論教學(xué)的現(xiàn)狀。在實驗室建設(shè)上，可通過歸類、合并現(xiàn)有的實驗室、實驗中心，建立跨學(xué)科、跨專業(yè)，文理兼容的實驗基地或?qū)嶒炛行模纬梢?guī)模教學(xué)，實現(xiàn)實驗室資源共享，提高實驗儀器利用率。在實驗資源的利用方面，可以通過開放實驗室，改變學(xué)生以往定時、被動式實驗方式，調(diào)動學(xué)生利用實驗室資源，在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中進(jìn)行主動探索。與此同時，也提高了儀器設(shè)備的利用率。開放采用方式可為：時間開放，即學(xué)生可以自由選擇時間來完成實驗；內(nèi)容開放，包括課內(nèi)內(nèi)容和課外內(nèi)容開放，即將實驗課內(nèi)容分為基礎(chǔ)必做內(nèi)容和選做內(nèi)容，學(xué)生在做完實驗課中所必須做的基礎(chǔ)部分之后，可以根據(jù)自己的能力、專業(yè)愛好等選擇其他實驗，從擴(kuò)展學(xué)術(shù)視野，提高操作技能兩個方面提高能力，為創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)；三是實驗室儀器開放，即讓實驗?zāi)芰^強的學(xué)生，能夠在實驗室教師指導(dǎo)下，接觸使用一些大型精貴儀器，拓展學(xué)生實驗領(lǐng)域，為學(xué)有余力的學(xué)生搭建探索新知和專業(yè)前沿平臺。積極性新科技創(chuàng)新提高其實驗興趣。

2.優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容。實驗教學(xué)的改革，應(yīng)根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)特點，按照技能型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)規(guī)格要求，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法上，優(yōu)化課程內(nèi)容，編排內(nèi)容順序，通過驗證性、設(shè)計性、綜合性等實驗類型，通過實驗訓(xùn)練，使學(xué)生具有扎實的專業(yè)知識、達(dá)到能用所學(xué)知識和技能解決本專業(yè)實際問題的能力，并增強學(xué)生探索和創(chuàng)新精神。實驗內(nèi)容是實驗教學(xué)的重要方面，其目的是要保證實驗教學(xué)的先進(jìn)性、代表性和方向性，跟上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。就實驗內(nèi)容，可把實驗分為：認(rèn)知性和驗證性實驗，這部分實驗是為初學(xué)者而設(shè)的，內(nèi)容、實驗步驟及方法學(xué)生可依照實驗教材中提供的內(nèi)容完成，并撰寫出實驗報告。其目的可使學(xué)生掌握儀器設(shè)備的使用、實驗的基本原理和基本方法；綜合性實驗，這部分內(nèi)容以認(rèn)知實驗為基礎(chǔ)，綜合一些簡單的具有設(shè)計技巧的內(nèi)容形成新的實驗，可培養(yǎng)學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Γ辉O(shè)計性實驗，通過這些實驗優(yōu)化一些具有針對性、實用性的內(nèi)容，給出學(xué)生實驗?zāi)康摹⒁螅髮W(xué)生利用相關(guān)知識，完成實驗?zāi)康膶嶒灷碚摗⑦x配實驗儀器，設(shè)計實驗過程、步驟、完成實驗；選擇性實驗，是一些具有研究價值的實驗，是上述實驗的延伸，它具有一定的實用性，專業(yè)性和研究性，是供學(xué)生進(jìn)行選修的實驗課，具有一定的實驗難度。所以，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上，我們以為可增加創(chuàng)新型內(nèi)容，增加設(shè)計型、綜合性實驗的比重，適當(dāng)降低驗證性、認(rèn)知性實驗的內(nèi)容，引入一定數(shù)量的選擇性實驗，并可介紹相關(guān)科技的新發(fā)展，也可鼓勵、支持學(xué)生主持大創(chuàng)項目或參與教師實驗項目，也引入一些實驗項目，讓學(xué)生以團(tuán)隊的形式，尋找理論、設(shè)計并完成實驗，這也可以培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作精神。

3.改革教學(xué)模式。在教學(xué)方法上，要體現(xiàn)以教師為主導(dǎo)以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，即以學(xué)生為主體，教師引導(dǎo)，注重學(xué)生的充分表達(dá)、質(zhì)疑、探究、討論問題等個體與集體的融合、自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊的協(xié)作。在具體實施上，可適當(dāng)采用項目驅(qū)動的實驗教學(xué)方法，該方法以項目為情景，以問題為線索，教師主導(dǎo)、并通過師生之間或?qū)W生間的討論、小組合作等方式推動項目的實施，完成教學(xué)任務(wù)，具體實施見框圖1。

由于該方法緊緊圍繞能力培養(yǎng)為主線，目的明確，采用循序漸進(jìn)的項目教學(xué)，逐步強化學(xué)生的工程意識，可進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維的思想，增加學(xué)習(xí)的積極主動性，即學(xué)習(xí)內(nèi)容，也培養(yǎng)能力。也可以行探究式教學(xué)模式，通過實驗教師質(zhì)疑，學(xué)生思考，師生探究交流，以學(xué)生獨立自主實驗和合作討論為前提，運用自己所學(xué)知識解決實際問題。

三、結(jié)語

實驗教學(xué)是理論教學(xué)的補充擴(kuò)展和深化，是培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)，開發(fā)潛能，發(fā)展個性的教學(xué)活動，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一個有效途徑，對學(xué)生認(rèn)識客觀世界，掌握客觀規(guī)律有著極其重要的作用。本文針對高校實驗教學(xué)存在的問題，提出了通過整合實驗室、優(yōu)化實驗內(nèi)容和改革教學(xué)模式的改革實驗教學(xué)方法。這些方法可以充分利用學(xué)校現(xiàn)有資源，在有效時間內(nèi)完成教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)一步提高學(xué)生素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題以及創(chuàng)新能力具有現(xiàn)實意義。

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