改革實驗教學模式 培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

丁邦平

摘 要：本文首先提出了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)需要改革實驗教學模式，然后分析了實驗教學模式改革的基本原則，最后結合實例提出了實驗教學模式改革的具體方法。

關鍵詞：實驗教學；改革；創(chuàng)新能力

隨著任職教育改革的不斷深入和素質教育的全面實施，人們越來越認識到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要性。沒有教育的創(chuàng)新，就培養(yǎng)不了具有創(chuàng)新能力的學生，要全面培養(yǎng)學生的素質，特別是他們的創(chuàng)新意識與能力，就必須創(chuàng)新教育教學模式。實驗教學作為培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新能力的重要實踐渠道，對學生專業(yè)技能的形成具有重要的指導意義，所以改革實驗教學模式，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，乃時代之必然。

一、實驗教學模式改革的基本原則

實驗教學內容與手段改革的重點在于改革單一的、以演示和驗證為主的傳統(tǒng)驗證型實驗，多開設綜合型、設計型實驗。許多院校首先將改革的重點或突破口放在實驗手段的現代化方面，改進原有設備，采用先進的數據采集和處理系統(tǒng)，這只是實驗教學改革的一個方面。實驗教學方法改革的重點在于激發(fā)學生參與實驗的積極性，由教師安排好實驗，學生只是讀取數據的狀況改變?yōu)橛山處熖岢鋈蝿?，學生自主選擇實驗裝置、確定實驗步驟、分析判斷實驗結果的新模式。在采用先進的數據采集和處理手段方面，同樣也能激發(fā)學生參與實驗的積極性。實驗教學管理改革的重點在于規(guī)范化管理，其中包括實驗分組人數的嚴格控制、實驗前預習的檢查、實驗基本技能的考核以及實驗室的開放式管理等。

二、實驗教學模式改革的具體方法

近年來，各高等院校在實驗室建設和實驗教學改革方面進行了大量的探索，并取得了一些成績，但從整體上看，還存在不少問題需要進一步研究解決。這里選取二炮工程大學士官學院進行實驗課程改革的一些經驗做法，呈獻給大家探討，以期共同提高。

二炮工程大學士官學院在實現跨越式發(fā)展和實施創(chuàng)新教育工程中，依托軍隊院?！?110工程”建設，新建了自動控制元件實驗室、測試控制實驗室、傳感器技術實驗室等一大批起點高、設備先進、功能齊全的實驗室，如何發(fā)揮實驗室裝備功用、搞好實驗課教學改革、培養(yǎng)創(chuàng)新軍事人才是擺在學院面前的重大課題之一。

1.調整實驗課程體系結構——改革的根本條件

測試控制類課程是控制專業(yè)人才的必修課程，同時是一門交叉學科，涉及到自動控制元件、傳感器技術、計算機控制系統(tǒng)、檢測技術等知識體系。分散于以上各門課程的實驗均強調各自體系的系統(tǒng)性和完整性，相互之間常發(fā)生課程內容的低水平重復，缺乏知識的橫向聯系，不利于設計性和綜合性實驗的開展。學院在充分論證的基礎上，把測試控制學科相關課程的實驗教學從各自理論教學中獨立出來，統(tǒng)一制訂完整的實驗教學大綱，開設獨立的測試控制技術實驗課程，促進了各部分知識間的連續(xù)性、交叉性與融合性。

2.加速更新實驗教學內容——改革的關鍵環(huán)節(jié)

建立符合創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實驗內容是目前實驗教學改革的核心。為此，學院在實驗內容上做了較大的調整。一方面是壓縮驗證性實驗、加大設計性和綜合性實驗。保留的一部分驗證性實驗，只是用來培養(yǎng)學生的基本實驗技能。設計性實驗和綜合性實驗是提高學生動手能力、分析和解決問題能力的有效途徑。該部分內容避免實驗步驟介紹過于詳細、套用現成公式和搬用現成電路，為設計方案保留一定的思維空間，充分發(fā)揮了學生的主觀能動性。學生通過對實驗教材的自學和教師的指導，由以學生為主體成立的興趣小組討論并擬定實驗方案，完成所要求的設計任務，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。體現在測試控制實驗上，主要以可編程邏輯控制器（PLC）控制系統(tǒng)、工控機控制系統(tǒng)和VXI測試系統(tǒng)為主。另一方面保證教學內容的先進性、代表性和原則性，采取“走出去，請進來”的方法。教學內容應和最新技術成果相結合，具有時代氣息、研究性和探索性，如引進VXI測試系統(tǒng)在測試控制領域具有前沿性。教學內容應代表專業(yè)的特色，要貼近實踐應用，在實驗的取材和選取上狠下功夫，如學院自己開發(fā)的可編程邏輯控制器（PLC）控制系統(tǒng)在實踐中得到了廣泛的應用。教學內容應體現創(chuàng)新性，在選題上要做到先進性、啟發(fā)性和實用性相結合的原則。

3.實行開放實驗教學方法——改革的重要措施

實驗教學方法的改革根本在于落實學生的主體地位，變被動接受為主動探索，變教師的教為學生的學。開放式實驗教學方法堅持面向學生，能夠為學生的能力培養(yǎng)提供良好條件。開放式教學具有以下特點：實驗內容和時間上開放，設立必修、選修和研究性實驗項目，每個實驗由學生獨立或共同探討完成，教師提供咨詢并審查實驗結果。學院在實行開放式實驗教學過程中還要做到“三結合”：開放性實驗與課外科技活動相結合，與科研相結合，與畢業(yè)設計相結合。通過開放式實驗教學，學生取得一系列成績：研制出了繼電控制綜合實驗儀、常用低壓電器多重保護實驗箱等，在學院優(yōu)秀畢業(yè)論文中，大多數是通過開放式實驗完成的。在高年級當中還發(fā)現不少動手能力強的學生，以教師助手的形式直接參與教學科研活動，他們的各方面能力都得到進一步的提高。實踐證明，開放式實驗教學可以更大地調動和激發(fā)學生的主動性和積極性，并促進學生創(chuàng)造性思維的發(fā)展，是培養(yǎng)高質量創(chuàng)新人才行之有效的舉措之一。

4.引入虛擬實驗教學手段——改革的有效途徑

運用虛擬實驗作為實驗教學手段，可以進一步提高實驗教學水平，激發(fā)學生興趣和愛好，促進實驗教學向現代化發(fā)展。虛擬實驗應用于教學過程中，要盡量做到和實物實驗的有機結合，既充分發(fā)揮虛擬實驗開放性、高效性、交互性、安全性等特點，又注重實物實驗對學生動手能力和科學態(tài)度的培養(yǎng)。學院開發(fā)的電子儀表網絡虛擬實驗在學生使用過程中很受歡迎，在應用過程中還發(fā)現虛擬實驗還不能完全代替實物實驗，它只能是輔助實驗教學的有效途徑。因此，學院決定還是走“以實為主、虛實結合”的道路。

5.制定實驗考試規(guī)章制度——改革的必要保證

把實驗單獨考試納入考試規(guī)章制度，并作為衡量教學質量和學生綜合能力的一個重要因素，真正做到以規(guī)章制度的形式把實驗教學提升到與理論教學同等的地位。這樣，既可以調動實驗教師的積極性，又能增加學生對實驗教學的重視程度，提高實驗教學效果。同時，學院積極探索如何評價學生的實驗成績，改革考試方法。采取基本技能考核、儀器設備操作考核、故障分析與排除、實驗論文、答辯、資格認證考試等多種形式，避免了單純靠死記硬背拿高分的情況，制訂了以考查學生的思維能力和創(chuàng)新能力為主的評價標準。如自動控制元件實驗課程采取現場設計電路、連接操作和排除故障的考試方式。

改革實驗教學，其目的是為了更好地服務于專業(yè)教學，提高實驗教學質量。調整實驗室結構體系時，應對所有實驗室進行一次全面的清查，充分論證、周密計劃、有步驟地組織實施，并保證實驗教學的正常進行。實驗課的教學改革要充分利用優(yōu)化后的實驗室現有裝備，教學內容盡量和這些裝備相配套?？傊?，實驗教學的改革必須要求教師改變傳統(tǒng)的應試教育觀念，以新穎的角度展開實驗教學，充分挖掘學員的潛力，真正培養(yǎng)高素質創(chuàng)新型人才。

參考文獻：

曾芬芳.虛擬現實技術[M].上海：上海交通大學出版社，2007.