以實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革為契機(jī) 提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力

梁 楓 謝 偉 鄒長(zhǎng)偉

湛江師范學(xué)院 廣東湛江 524048

以實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革為契機(jī) 提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力

梁 楓 謝 偉 鄒長(zhǎng)偉

湛江師范學(xué)院 廣東湛江 524048

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中加入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，將網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室硬件相結(jié)合，創(chuàng)建現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力；介紹了建設(shè)現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的條件，及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的實(shí)施細(xì)則，提出了將創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與學(xué)生畢業(yè)論文相結(jié)合的思想，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及畢業(yè)論文水平。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；畢業(yè)論文；實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論結(jié)合實(shí)際的橋梁，是培養(yǎng)學(xué)生由知識(shí)型人才轉(zhuǎn)向能力型人才的重要途徑[1]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)是相對(duì)獨(dú)立、相互統(tǒng)一的兩大重要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要驗(yàn)證理論和培養(yǎng)技能，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是教師講解實(shí)驗(yàn)原理，介紹實(shí)驗(yàn)儀器，給出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟，這種“三定式”的教學(xué)束縛了學(xué)生的思想，限制了學(xué)生的興趣，實(shí)驗(yàn)課效果不好，學(xué)生的積極性也不高[2]，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真正目的。因此應(yīng)該將實(shí)驗(yàn)課結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組，建立新的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，從而加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的提升。

1 現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式概論

現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，是將網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室硬件相結(jié)合，以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、創(chuàng)新思維及基本科研素養(yǎng)為目標(biāo)的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。實(shí)驗(yàn)課前，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，可掌握本實(shí)驗(yàn)的儀器、原理、內(nèi)容等基本信息。課堂上，學(xué)生知道要做什么，如何去做，教師不需詳細(xì)講解，可節(jié)約時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)效率，將課堂上節(jié)省下來(lái)的時(shí)間用于學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并撰寫(xiě)設(shè)計(jì)方案。對(duì)于優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)他們撰寫(xiě)成論文或制成模型，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課堂上未完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的學(xué)生，可通過(guò)預(yù)約進(jìn)入開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)研究，使實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象“普及化”，不是只針對(duì)個(gè)別優(yōu)秀的學(xué)生。學(xué)生大三即可進(jìn)入開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)自己的興趣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，可將其成果作為畢業(yè)論文的內(nèi)容，既可緩解學(xué)生大四時(shí)找工作與做畢業(yè)論文的沖突，也可提高學(xué)生畢業(yè)論文的水平。

每個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容可分為必修和設(shè)計(jì)兩部分。必修部分的目的在于培養(yǎng)學(xué)生基本的動(dòng)手能力及加深其對(duì)理論知識(shí)的理解，是學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的前提；設(shè)計(jì)部分是學(xué)生根據(jù)自己的興趣來(lái)選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，然后主動(dòng)查找資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生提供能夠發(fā)揮創(chuàng)新能力的實(shí)驗(yàn)條件，鍛煉其動(dòng)手能力，使其具備基本的科研素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教師將根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提出的問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)方法改進(jìn)等因素綜合評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。對(duì)于在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、提出新觀點(diǎn)的學(xué)生，要給予鼓勵(lì)，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生不斷探索的學(xué)習(xí)精神。

2 開(kāi)展現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的條件

現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，首先要建立一個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，再設(shè)立一個(gè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。同時(shí)要求一支具有高素質(zhì)的、穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建立

在高度信息化的今天，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)理所當(dāng)然應(yīng)該被用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，更好地分享信息資源，給學(xué)生廣闊的學(xué)習(xí)空間。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建立主要用于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告、問(wèn)題討論與經(jīng)驗(yàn)交流。它的建立并不是簡(jiǎn)單地將教材電子化，而應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)信息存儲(chǔ)量大、智能化、開(kāi)放性等特點(diǎn)，建立一個(gè)豐富、實(shí)用、完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，其基本結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)的設(shè)計(jì)框架

網(wǎng)站中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分主要用于學(xué)生預(yù)習(xí)，課堂上教師不做講解，因此網(wǎng)站上應(yīng)詳細(xì)介紹。

實(shí)驗(yàn)儀器部分很多學(xué)校以視頻的形式給出，此種方式很直觀，學(xué)生接受得較快，但忽略了培養(yǎng)學(xué)生閱讀說(shuō)明書(shū)的能力。因此，此處應(yīng)給出實(shí)驗(yàn)儀器的使用說(shuō)明書(shū)，學(xué)生對(duì)照實(shí)驗(yàn)儀器(開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室中)閱讀說(shuō)明書(shū)，以熟悉并掌握儀器的結(jié)構(gòu)及使用方法。

實(shí)驗(yàn)原理部分將基本原理寫(xiě)出，對(duì)其中可拓展的知識(shí)點(diǎn)和不易理解的地方設(shè)立鏈接。學(xué)生根據(jù)自身的情況進(jìn)行選擇性學(xué)習(xí)，這樣不同層次的學(xué)生都能有所收獲。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為必做和設(shè)計(jì)兩部分。必做部分是根據(jù)實(shí)驗(yàn)大綱要求制定的，是每名學(xué)生必須完成的內(nèi)容，對(duì)每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均設(shè)立鏈接，寫(xiě)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟。設(shè)計(jì)部分則是學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。并實(shí)施的內(nèi)容，此處的鏈接內(nèi)容是：(1)教師根據(jù)儀器的特點(diǎn)，列出一些設(shè)計(jì)題目或思路，供基礎(chǔ)差、思維不活躍的學(xué)生參考；(2)結(jié)合物理學(xué)史列舉一些成功的設(shè)計(jì)案例，提高學(xué)生的興趣。

實(shí)驗(yàn)思考題多設(shè)問(wèn)題，逐層深入，引導(dǎo)學(xué)生深入理解實(shí)驗(yàn)原理及儀器的使用。通過(guò)設(shè)問(wèn)，激發(fā)學(xué)生的設(shè)計(jì)靈感。

2.2 創(chuàng)建開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的前提和保障。學(xué)生設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案后，由于時(shí)間及耗材等條件的限制在課堂上可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。這種情況下，學(xué)生可通過(guò)預(yù)約進(jìn)入開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生有更多的時(shí)間進(jìn)行探究，同時(shí)也提高了實(shí)驗(yàn)儀器的使用率。

所謂開(kāi)放，是指實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)教師的開(kāi)放。實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的開(kāi)放并不是簡(jiǎn)單地將實(shí)驗(yàn)室門(mén)打開(kāi)，而是要根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的不同有所區(qū)別。如果大二的學(xué)生要預(yù)約時(shí)間和設(shè)備，實(shí)驗(yàn)員根據(jù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備及所需耗材的準(zhǔn)備情況給予開(kāi)放；對(duì)于大三的學(xué)生，則要全天候開(kāi)放，充分保證他們的設(shè)計(jì)能夠得以實(shí)施。實(shí)驗(yàn)教師的開(kāi)放，是指學(xué)生可根據(jù)自己的研究方向選擇有相關(guān)研究背景的教師作為指導(dǎo)教師，教師應(yīng)積極給予學(xué)生相應(yīng)的指導(dǎo)。

2.3 建立一支穩(wěn)定的高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍

以科研模式進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，以科研水平的提高來(lái)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的進(jìn)一步提高，是實(shí)驗(yàn)室提高創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的重要途徑。

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容相對(duì)固定、單一，指導(dǎo)工作相對(duì)容易。而在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多變，學(xué)生隨時(shí)會(huì)提出各種各樣的問(wèn)題，要幫助他們解決這些問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員必須要有更多的知識(shí)貯備，更高的實(shí)驗(yàn)技能，教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)要不斷拓寬。因此，建設(shè)一支穩(wěn)定、高水平、高素質(zhì)、熱愛(ài)實(shí)驗(yàn)室工作的師資隊(duì)伍，是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要條件之一。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的優(yōu)劣，很大程度上取決于這支隊(duì)伍的素質(zhì)及人員結(jié)構(gòu)[3]。

3 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)施細(xì)則

3.1 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中的角色

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為主體，由實(shí)驗(yàn)教師與實(shí)驗(yàn)管理員配合共同完成。

指導(dǎo)教師：擬訂不同難度的實(shí)驗(yàn)題目供學(xué)生選擇，并給予相應(yīng)的指導(dǎo)；為學(xué)生自擬的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目把關(guān)，并提出建議、給予指導(dǎo)。

學(xué)生：根據(jù)自己的基本情況選擇或擬定題目，查閱資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，提出問(wèn)題并完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)室管理者的角色：在時(shí)間和儀器設(shè)備上給予保障。

3.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象細(xì)致區(qū)分

實(shí)驗(yàn)對(duì)象不同難度系數(shù)也有所不同。大一新生要適應(yīng)大學(xué)生活，應(yīng)以基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)為主，接觸的專(zhuān)業(yè)知識(shí)還比較少，側(cè)重培養(yǎng)他們查閱資料的能力及創(chuàng)新思維。從大一下學(xué)期開(kāi)始，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都要設(shè)置實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，指導(dǎo)教師要擬定一些較易實(shí)現(xiàn)的題目，基礎(chǔ)好的學(xué)生可自擬題目。

對(duì)于大二的學(xué)生，要適當(dāng)增加難度，鼓勵(lì)他們進(jìn)入開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。大二的學(xué)生又可分為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)較好和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)一般兩個(gè)層次。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)這個(gè)平臺(tái)，鼓勵(lì)他們參與學(xué)科競(jìng)賽和科技科研活動(dòng)，為重點(diǎn)培養(yǎng)對(duì)象；專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)一般的學(xué)生，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題等過(guò)程，提高自身的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力。

大三學(xué)生單獨(dú)設(shè)置創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生只選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目即可，目的是使學(xué)生對(duì)某一領(lǐng)域有較深的研究。鼓勵(lì)學(xué)生自擬題目，根據(jù)自己感興趣的領(lǐng)域，選擇指導(dǎo)教師，共同擬定題目，并將此作為畢業(yè)論文的方向，大四繼續(xù)研究，提高學(xué)生畢業(yè)論文的水平。

4 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生畢業(yè)論文有機(jī)結(jié)合

現(xiàn)今社會(huì)，諸多因素使得就業(yè)壓力增大，常有大四學(xué)生因忙于找工作而忽視了畢業(yè)論文的現(xiàn)象發(fā)生，使得畢業(yè)論文質(zhì)量難以保證。而實(shí)驗(yàn)課結(jié)構(gòu)重組后，經(jīng)過(guò)大一、大二兩年實(shí)驗(yàn)課的訓(xùn)練，學(xué)生的創(chuàng)新能力有所提高，將大三創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容與畢業(yè)論文相結(jié)合，使學(xué)生提早著手畢業(yè)論文，可以充分緩解大四學(xué)生找工作與做畢業(yè)論文之間的沖突，提高學(xué)生畢業(yè)論文的質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

將網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室硬件相結(jié)合的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，可培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的自學(xué)能力及創(chuàng)新思維能力；將學(xué)生的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與畢業(yè)論文相結(jié)合，既可緩解大四學(xué)生找工作與做畢業(yè)論文之間的沖突，又可充分提高學(xué)生畢業(yè)論文的質(zhì)量。

[1] 程亞洲.深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,加速創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].時(shí)代教育,2011,9:207.

[2] 鄧攀,王濤.對(duì)學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索[J].科協(xié)論壇,2010,3:147-148.

[3] 章英,汪毅,姚娟.以能力為導(dǎo)向的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備,2011,24:128-129.

Restructuring the experimental course and improving the students’ innovative ability

Liang Feng, Xie Wei, Zou Changwei
Zhanjiang normal university, Zhanjiang, 524048, China

This paper aimed to add the innovative experiment to the traditional experimental course, and we mixed the information technology with laboratory hardware to create a modern experimental teaching model. All of these were aimed to improve students’ sense of creation and the ability to deal with actual things. Meanwhile, we described the conditions for the modern experimental teaching modle and the detailed regulations. The idea to mixed innovative experiment with graduation thesis was propound to increase the students’ creativity and the level of graduation thesis.

design experiment; experimental teaching; graduation thesis; reform model of experimental teaching

2011-03-24

梁楓，碩士，助理實(shí)驗(yàn)師。通訊作者：鄒長(zhǎng)偉，博士，講師。