開放式實驗教學與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)探析

譚靜芳 肖 靜

（泰山學院物理與電子工程學院 山東 泰安 271021）

0 引言

當今社會是一個倡導創(chuàng)新的時代，而創(chuàng)新的實現取決于人的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。因此，時代向我們的教育提出了新的要求——培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的創(chuàng)造型人才。作為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要陣地——高等院校，應以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力為己任，加強對大學生創(chuàng)新素質的培養(yǎng)。而實驗教學是推動素質教育，大力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力的重要環(huán)節(jié)，隨著科學技術的發(fā)展和教育理念的更新，如何使實驗教學更好地將理論和實際相結合，探索新的教學模式，建設有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的實踐基地，全面提升高校實驗教學的綜合水平和可持續(xù)發(fā)展能力，是目前各高校探索和急待解決的重要問題。

1 傳統(tǒng)實驗教學模式存在的問題及國內一些高校所采取的措施

在傳統(tǒng)的實驗教學中，實驗課始終處于從屬地位。首先，在教學安排上，學時比較少，無法將所學知識及時運用到實踐中。其次，在實驗教學內容安排上，內容比較單一，對一些原理和現象的驗證性或演示性的實驗所占比例較大，而能提高學生創(chuàng)新能力和實踐能力的設計性、綜合性的實驗較少，使學生缺乏科研訓練。再次，在實驗教學的方法上，多采用灌輸式，即實驗課題的選擇、實驗步驟的制定和儀器設備的組織準備等均由實驗老師進行，實驗時學生只需按照實驗報告內容操作即可完成實驗內容。因此，傳統(tǒng)的實驗教學客觀上壓抑了學生對科學實驗的興趣，影響了對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

目前，國內一些大專院校都在實驗教學改革方面做了許多工作：一是增加實驗學時，二是將實驗獨立設課，都在一定程度上起到了加強實踐環(huán)節(jié)的作用，但實驗項目多以配合理論教學的驗證性實驗為主，因此效果并不理想。所謂單獨設課均是按單一課程設置的教學實驗模式，基本還是按理論教學的進度走，同類實驗之間間隔時間長。這種實驗教學結構、教學內容以及教學手段已不能適應高校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的實際需要。雖然國內外有關高校在實驗教學改革、開放實驗室方面已做了不少探索性工作，并取得了一定的成效，然而，具體到每一個專業(yè)，該如何進行實驗教學改革是每位教師需要不斷思考、探索、實踐的重大課題。

2 開放式實驗教學的優(yōu)越性

2.1 教學過程中主體位置發(fā)生了變化

在傳統(tǒng)的實驗教學中，實驗老師是傳授知識和技能的主體，而學生只是被動地接受。在這種教學模式中，由實驗老師來完成實驗課題的選擇、實驗步驟的制定和儀器設備的組織準備等工作，而學生只需按規(guī)定的步驟操作即可完成實驗。開放式實驗教學則把學生推到實驗的主體地位。在實驗教學過程中，除了部分必須做的實驗外，其它的由學生親自選定實驗課題，選擇儀器設備，制定實驗步驟，處理和分析實驗結果和數據。實驗老師只在提供實驗資料、解答實驗問題等方面為學生提供服務。

2.2 教學內容更能鍛煉學生的自主創(chuàng)新能力，培養(yǎng)科學素養(yǎng)

在參考實驗指導的基礎上，象我們電子信息類專業(yè)的學生，可以結合本專業(yè)的特點，選擇綜合性實驗為開放實驗項目，也可以進行與本實驗室相關自選科技項目。在開放式實驗教學中，注重理論聯(lián)系實際，重點培養(yǎng)學生的實驗操作技能和獨立思考、分析問題、解決問題的能力，使學生具有創(chuàng)新意識。

2.3 開放式實驗教學有利于提高教師的業(yè)務水平，提升教師的科研創(chuàng)新能力

從事實驗教學的教師，要立足本學科的特點和發(fā)展動向，結合教研室科研的優(yōu)勢項目，設計出好的實驗，爭取把最新最實用的技術介紹給學生，真正讓學生從中得到鍛煉。如果讓授課老師來負責與自己課題相關的開放實驗，不僅能更準確地把握實驗的側重點，給學生更深刻的理論和實踐知識的支持，而且老師在帶學生的過程中也會不斷地反思和調整教學方法，從而提升自己的業(yè)務水平和科研創(chuàng)新能力。

2.4 開放式實驗教學可以提高實驗設備的利用率

傳統(tǒng)的實驗教學模式，學生做實驗的時間比較集中，由老師統(tǒng)一安排，其余大多數時間實驗室處于閑置狀態(tài)，實驗設備得不到充分的利用，造成資源浪費。實行開放式實驗教學后，在時間安排上，對學生實行開放，學生可以根據自己的時間和實驗室利用情況來安排做實驗，從而可以最大限度地利用儀器設備。另外，每個高校還有一批在進行科研項目時購置的儀器設備，這些設備都比較先進，如果老師不用，基本處于閑置狀態(tài)，而利用這些設備為學生提供實驗教學平臺，不僅能夠達到開放實驗教學的目的，而且還可以避免設備的浪費。

3 進一步優(yōu)化開放式實驗教學的方案

3.1 實驗室開放管理制度的建立

開放性實驗教學模式對實驗室管理提出了更高的要求，原來的管理模式已不能滿足開放式實驗教學的需要，我們將制定出比較詳細的實驗室管理規(guī)則，例如，新的實驗室開放管理制度、儀器設備管理制度以及開放式實驗教學管理制度等相關的實驗室管理制度。

3.2 實驗室開放運行機制的建立

我系實驗室將面向全系師生開放，以后甚至可以全方位地面向校內外開放，包含了實驗項目開放、實驗對象開放、實驗場地開放、實驗時間開放四個方面，學生可以根據自己的興趣及能力選擇相應的項目，再根據自己的時間安排及實驗室的利用情況選擇合適的實驗時間及場地，所以開放式的實驗教學環(huán)境將為學生提供豐富的教學資源和創(chuàng)新的條件。

3.3 優(yōu)化、開放、創(chuàng)新式的實驗教學內容體系的建立

開放式實驗教學體系是以學生為主體，教師為先導的層次化教學體系，即注重實驗教學的基礎性、綜合性及創(chuàng)新性等幾個方面的內容。針對不同類型的實驗，我們將采用不同的教學方法。第一類基礎性實驗，每位學生都必須完成；第二類驗證性實驗內容要壓縮減少，保證1～2個驗證性實驗內容即可，通過前兩類實驗，為學生后期的自主創(chuàng)新性實驗打好基礎；第三類綜合性實驗旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，教師只負責給出實驗技術設計要求，主要讓學生自由選題，自己查閱文獻資料，自己設計實驗方案和獨立完成實驗。甚至學生可以自主選擇自己比較感興趣的實驗，只要條件允許，都可以在實驗室里完成。

3.4 因材施教，靈活的開放式教學方法的建立

在開放式實驗教學中，我們將采用較靈活的教學方法。例如，針對不同學習水平的學生制定有差別的教學目標和標準、采用現代技術進行教學、形成靈活多樣的學生成績考核辦法、積極開辟第二課堂等。

4 結論

實驗教學改革是高等教育改革很重要的環(huán)節(jié)，對提高高等教育質量有著巨大的作用。開放式實驗教學的進一步探索與實踐，將有利于學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，有利于學生自學能力、動手能力、分析問題解決問題能力的進一步提高，并能有效地激發(fā)學生和教師投身科研的參與意識和多出成果的競爭意識，這是高校實驗室自身發(fā)展的必然趨勢。開放式實驗教學無固定的模式可以依據，在以后的工作中需要我們不斷地去探索、去研究，只有這樣才能把高校的實驗教學改革工作提高到一個新的水平，才能培養(yǎng)出適應時代發(fā)展需要的創(chuàng)新型人才。

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