以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為主線改革實驗教學

摘 要：在分析當前高校實驗教學中存在問題的基礎(chǔ)上，從五個方面探討改革實驗教學、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的途徑，包括更新觀念、優(yōu)化教學內(nèi)容、改進教學手段、開放實驗室和完善考核方法等問題。

關(guān)鍵詞：高等院校 實驗教學 創(chuàng)新能力培養(yǎng) 教學內(nèi)容 教學手段 開放實驗室

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

科學創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新能力的實質(zhì)是對科學技術(shù)知識本身能力的提高。這種提高主要來源于反復不斷的科學實驗，這是知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新不竭的源泉和動力。一個人的創(chuàng)新能力主要表現(xiàn)為創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力等幾個方面。重視實驗教學的環(huán)節(jié)，發(fā)揮實驗教學作用，是高校培養(yǎng)創(chuàng)新性人才不可缺少的重要部分，也是高校持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的必要條件。

一、當前實驗教學中存在的主要問題

近幾年來，高等學校以培養(yǎng)學生科學素質(zhì)，提高創(chuàng)新能力為指導思想，在實驗體系、教學內(nèi)容、教學方法等方面進行了一系列的改革與實踐。但由于種種原因，沒有達到應有的實驗教學效果。

1 對于實驗教學目的、作用和地位認識不到位

沒有真正將實驗教學的目的從以驗證知識為主轉(zhuǎn)變到以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為主的教育觀念上來，也沒有形成一套體現(xiàn)創(chuàng)新教育思想的實驗教學評價體系，對實驗教學的效果無法進行科學的評價和考核。目前的實驗教學評價體系，比較重視實驗教學的基本條件和實驗開出率，而對實驗教學的效果，特別是對學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)和訓練的效果，則缺乏“質(zhì)”和“量”的基本評價，或評價不夠。

2 實驗教學大綱不健全

目前各高校的實驗教學中，普遍存在實驗教學大綱不健全的問題。大部分課程的實驗項目只是在理論課程的教學大綱中有所體現(xiàn)，內(nèi)容也不夠完整。致使實驗教學無章可循，同一門課程在不同的院校實驗開出的情況往往不同，主觀隨意性較大。同時，實驗教學內(nèi)容陳舊，與學科發(fā)展的水平不相適應，與生產(chǎn)和社會實際的要求不相適應，與國際發(fā)展的趨勢不相適應。表現(xiàn)在，驗證性實驗較多，設(shè)計性、綜合性實驗較少。有些院校雖已開設(shè)了一些設(shè)計性、綜合性實驗，但也只是單門課程的實驗，跨越多門課程的實驗還在探索之中，而將實驗教學單獨設(shè)課，也只是原先實驗內(nèi)容的組合，不利于學生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。

3 教學方法落后

傳統(tǒng)的實驗教學方法都是由教師按照本課程的教學計劃。首先編寫實驗指導書，學生在實驗時按照教師所規(guī)定的儀器設(shè)備，按照既定的方法和步驟去做。這種教學方式在一定程度上限制了學生進行獨立思考和獨立操作實驗的機會。此外，現(xiàn)代化的實驗教學方法和手段在實驗教學中也比較缺乏或應用不足，一定程度上影響了實驗教學的效果。

二、實驗教學改革的基本途徑

1 更新實驗教學觀念，明確人才培養(yǎng)目標

任何一項改革都需要以轉(zhuǎn)變思想、更新觀念為先導，實驗教學的改革也不例外。目前，迫切需要以創(chuàng)新教育的思想為指導，將實驗教學的改革列為高等教育教學改革的中心內(nèi)容，提高對培養(yǎng)學生實驗能力緊迫性和重要性的認識，以適應高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需要。具體來說，在教育思想和辦學理念上都必須進一步明確實驗教學的地位和作用，明確什么樣的實驗教學體系、實驗教學內(nèi)容和方法才能滿足學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求，轉(zhuǎn)變實驗教學從屬理淪教學的觀念，樹立實驗教學與理論教學并重或者以實驗教學優(yōu)先的觀念；轉(zhuǎn)變實驗教學以驗證理論知識為主的觀念，樹立以培養(yǎng)學生動手操作能力和實驗思維能力為主的觀念；轉(zhuǎn)變實驗教學以教師為主，學生為輔的觀念，樹立實驗教學以學生為主，教師為輔的觀念；轉(zhuǎn)變對實驗內(nèi)容、時間要求“統(tǒng)一性”為主的觀念，樹立以“個性化”、“特色化”為主的觀念；轉(zhuǎn)變實驗教學中“相對封閉”的管理觀念，樹立“相對開放”的管理觀念等等。

2 優(yōu)化實驗教學內(nèi)容，發(fā)揮學生主體作用

實驗教學改革應以教學體系、教學內(nèi)容和教學方法為重點。優(yōu)化實驗教學體系應根據(jù)專業(yè)的特點，結(jié)合學校的實際，在繼承傳統(tǒng)實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上，圍繞如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和提高學生的綜合素質(zhì)來制定實驗教學大綱，實現(xiàn)實驗教學體系的整體優(yōu)化。應該注重從提高學生的科學實驗能力上選擇課程的教學內(nèi)容，可以將教師科研中有培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的部分及時轉(zhuǎn)化為實驗內(nèi)容，吸引學生自覺地參與新的實驗內(nèi)容中去。實驗內(nèi)容改革的思路是減少驗證性實驗的比例，增加綜合陸、設(shè)計性實驗。綜合陸、設(shè)計性實驗題目取材于實際應用中的問題，學生要運用幾門課程的綜合知識才能完成，有利于開拓學生的思路，加深對理論知識的理解，提高學生綜合運用知識的能力。另外，教學內(nèi)容的改革，要求我們搞好教材建設(shè)，特別是適合開放式實驗教學要求的教材，編寫專用教材應以技術(shù)為主線，力求反映本學科某些新領(lǐng)域的內(nèi)容，讓學生接觸一些現(xiàn)代科技新成就。這樣，就能強化學生實驗能力的培養(yǎng)，并使基礎(chǔ)實驗教學與工程技術(shù)應用結(jié)合，加強學生的工程技術(shù)意識。

實驗獨立設(shè)課是指把實驗課從原來從屬的某一門或幾門理論課的實驗部分分離出來，成功組合成一門在教學計劃和教學管理上單列的課程?？梢跃珳p一些內(nèi)容單一的實驗，逐步將一些分散的課程實驗通過調(diào)整合并，形成能反映各專業(yè)新知識和新技術(shù)的實驗。在實驗教學過程中，要建立一種良好的教學模式，以教師為主導，學生為主體，使學生的綜合能力得到充分的發(fā)展。教師可給予實驗題目，提出實驗要求，介紹參考資料。這樣既激發(fā)學生的學習興趣，也有利于調(diào)動學生的積極性，培養(yǎng)學生的動手能力和思維能力。在實驗過程中，教師應盡量少講，給學生更多獨立操作的機會，讓學生通過自己設(shè)計的實驗方案進行觀測、分析、歸納、綜合，最終得出實驗結(jié)論。也可以針對學生的個性化發(fā)展要求，增加選做的實驗內(nèi)容，最大限度地挖掘?qū)W生的能力，滿足多層次的創(chuàng)新要求。

3 改進實驗教學手段，促進理論聯(lián)系實際

要實現(xiàn)高校的人才培養(yǎng)目標，除要進行教學內(nèi)容、教學方法的改革外，還要進行教學手段與管理的改革。實驗教學手段的改革，就是要實現(xiàn)現(xiàn)代化教育技術(shù)，在實驗教學中應用多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)教學等手段，可使實驗內(nèi)容的過程逼真、一目了然，加深對實驗原理的理解，提高實驗教學質(zhì)量和效率。因此，本著推陳出新的原則，應盡快將學科的新技術(shù)引入實驗教學，不斷更新實驗教學手段，采用新技術(shù)、新方法，注重培養(yǎng)學生應用現(xiàn)代技術(shù)的能力，提高實驗的科學性。

本科生與研究生不同，研究生是以科學研究為主要培養(yǎng)目標的。但通過實驗教學，培養(yǎng)本科生初步科研能力是不可忽視的。為此，實驗教學必須循序漸進，切實加強綜合應用的訓練。提高實驗的起點和難度。實驗內(nèi)容要緊密理論聯(lián)系實際，緊跟學科發(fā)展的潮流，領(lǐng)先生產(chǎn)實際的水平，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，特別是專業(yè)實驗課和綜合實驗課更應強調(diào)這一點。在設(shè)計陸或綜合性實驗中，經(jīng)常會出現(xiàn)學生估計不到的現(xiàn)象。教師應因勢利導，引導學生進行實驗研究，充分暴露這些現(xiàn)象，強調(diào)學生學會正確地讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)理論計算或分析的數(shù)據(jù)和規(guī)律與實驗中測得的數(shù)據(jù)加以比較，再利用所學理論知識進行分析，最大限度地為學生提供施展才能的環(huán)境。

4 構(gòu)建開放教學空間，提高探索創(chuàng)新能力

實驗室是高校教學科研的重要基地，也是提高學生創(chuàng)新能力的重要場所。當學生在進行設(shè)計性或綜合性實驗時，無法在規(guī)定的時間內(nèi)完成，應該允許他們在空閑時間進入實驗室去修復實驗方案、研究實驗現(xiàn)象、分析實驗結(jié)果。開放式實驗室對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)發(fā)揮著巨大的作用。它可以提供一個發(fā)揮個人潛能的實驗環(huán)境，從而使學生由被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習。開放式實驗室鼓勵學生參與科研活動，允許教師將平時的教學活動、科研活動與學生科研能力的培養(yǎng)緊密結(jié)合起來，培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識。開放式實驗室還能充分發(fā)揮實驗室的功能，豐富實驗課的形式和內(nèi)容，增強學生的學習信心，激發(fā)學習興趣。學生不再完全依賴老師，而是自己開動腦筋設(shè)法完成實驗過程，提高了綜合解決問題的能力，使實驗室真正成為培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要基地。

開放式實驗教學的開放性，是指構(gòu)成實驗過程的各要素與實施過程所涉及的要素之間的非封閉性，集中體現(xiàn)在實驗內(nèi)容的開放、實驗時間的開放。開放型實驗教學的實驗內(nèi)容是多方面的，有來自學科知識的鞏固、運用和驗證的實驗，也有來自學生興趣、愛好和特長的實驗，還有來自科研項目的研究等方面的實驗。比如，教師可以把科研實踐的題目列出來，其中，有些題目本身就是教師的科研項目或是其中一部分，然后讓學生自己選擇有興趣的課題。開放式實驗，并不是簡單地將實驗室的門打開，將實驗時間延長，而應該首先樹立和強化實驗室開放化管理和開放化教學的思想，制定相應的管理規(guī)章制度面向?qū)W生，既可以保證學生從事獨立實驗的場所時間，又能夠及時受到教師、研究生等實驗思想的熏陶。在實驗教學中，教師與學生一對一交流的機會比較多，在教學中應多鼓勵學生，隨時都可以給學生制造機遇，感受成功。還可以允許部分實驗基礎(chǔ)較好的學生組成科技學習小組，實驗室派出有經(jīng)驗的教師進行指導，按不同模式和不同風格去培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，最終實現(xiàn)課程的教學目標。而對那些要讓學生經(jīng)受綜合訓練的大型實驗則應安排課程實驗專周集中進行實驗，重點是培養(yǎng)學生綜合應用課程有關(guān)基本知識和基本理論去分析解決實際問題的能力。

5 完善實驗考核方法，培養(yǎng)實事求是作風

實驗教學可以培養(yǎng)學生的動手能力、嚴肅的科學作風、務(wù)實的工作態(tài)度和精湛的實驗技能。通過實驗，不僅能讓學生受到嚴格系統(tǒng)的實驗技能訓練，掌握科學實驗的基本知識、方法和技巧，更重要的是可以培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W思維能力和創(chuàng)新精神。為了建立系統(tǒng)化、科學化和規(guī)范化的開放式實驗教學體系，實驗課程應等同于課程教學，明確其學分，獨立考核評分。在實驗課的各個環(huán)節(jié)中都要嚴格要求，培養(yǎng)學生科學實驗能力。在實驗操作過程中，嚴格要求學生把觀察到的實驗現(xiàn)象客觀詳細地記錄下來，要養(yǎng)成實事求是的嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，培養(yǎng)學生道德觀念。實驗中如遇到失敗或出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，教師要及時與他們查找原因，啟發(fā)他們以積極的態(tài)度重新實驗。對于整個實驗教學質(zhì)量評估系統(tǒng)而言，要考察實驗教學的內(nèi)容是否體現(xiàn)出創(chuàng)新教育的思想，實驗教學的學時是否足夠，實驗教學的內(nèi)容是否先進科學，設(shè)計性或綜合性實驗內(nèi)容所占的比例是否合適。要考察實驗教學的方法是否體現(xiàn)學生的主體地位，是否應用了先進的科學手段。還要考察是否有獨立實驗教學的教學體系，考試的內(nèi)容是否體現(xiàn)了考核學生基本操作能力、實驗思維能力、實驗的態(tài)度和實驗的效果等。在此基礎(chǔ)上，建立比較完整的實驗教學評價體系，對實驗教學進行定期的科學評價，督促學校領(lǐng)導、教師、學生高度重視實驗教學工作，充分體現(xiàn)創(chuàng)新教育思想。

三、結(jié)束語

教學改革是涉及優(yōu)化實驗教學體系、改革實驗內(nèi)容和方法等的綜合性工程，也是一項艱巨的任務(wù)。高等學校應加大對實驗教學的投入力度，各級各部門都要把加強實驗教學工作提高到關(guān)系學校發(fā)展的高度認識，承擔起實驗教學改革的任務(wù)，培養(yǎng)出具有獨立思考能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。

(文字編輯、責任校對：王香麗)