應(yīng)用型高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革與探索

陶靈平， 易佑民， 李良波， 吳詩(shī)芬

(安徽三聯(lián)學(xué)院 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，安徽 合肥 230601)

0 引 言

應(yīng)用型人才就是把成熟的技術(shù)和理論應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)、生活中的技能型人才。應(yīng)用型人才主要是應(yīng)用知識(shí)而非科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造新知，社會(huì)對(duì)這種人才有著廣泛的需求，在社會(huì)工業(yè)化乃至信息化的過(guò)程中，社會(huì)對(duì)這種人才的需求占有較大比重，應(yīng)該是大眾化高等教育必須重視的人才培養(yǎng)模式[1-13]。

以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主要目標(biāo)的應(yīng)用型高等教育是在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展和高等教育大眾化推動(dòng)下產(chǎn)生的一種新類型的高等教育。目前這種新類型的教育體系尚未完成，應(yīng)用型高等學(xué)校的辦學(xué)理念和人才培養(yǎng)模式上仍處于學(xué)習(xí)、探索和試驗(yàn)階段。

1 教學(xué)理念和方法

教學(xué)理念是整個(gè)教學(xué)體系的核心，起著指導(dǎo)作用。只有首先轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，才能推動(dòng)整個(gè)教學(xué)體系的改革。

以往的教學(xué)，更多是教師占據(jù)絕對(duì)地位，把學(xué)生當(dāng)成流水線上的待加工材料，機(jī)械地灌輸知識(shí)，而學(xué)生只是被動(dòng)地接受。不僅忽視了對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，也難以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，更不能培養(yǎng)看待事物的想象力和創(chuàng)造力。顯然，這樣的教學(xué)理念和方法已經(jīng)不適合當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)需要了。

因此，我們要轉(zhuǎn)變觀念，學(xué)生不再是機(jī)械的個(gè)體，而是活生生的充滿靈性和活力的個(gè)體。而我們教師的職責(zé)就是去發(fā)現(xiàn)和激活學(xué)生的潛能，讓他們認(rèn)識(shí)自身，引導(dǎo)學(xué)生走向適合自身發(fā)展的道路。在實(shí)際教學(xué)中，以學(xué)生為主，一切以學(xué)生的需要和發(fā)展為中心，教師則負(fù)責(zé)引導(dǎo)學(xué)生合適的發(fā)展方向。注重培養(yǎng)學(xué)生如何運(yùn)用現(xiàn)有知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合素質(zhì)能力，培養(yǎng)思想的獨(dú)立性和創(chuàng)造性?！笆谌艘贼~，不如授人以漁”。

就實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，更要注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，理論與實(shí)際結(jié)合，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。我們嘗試了如下一些方法。

(1) 客觀實(shí)驗(yàn)法。實(shí)驗(yàn)的一個(gè)基本要求，就是客觀如實(shí)地記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的各種現(xiàn)象。排除主觀傾向，不囿于已有理論、觀點(diǎn)，而是根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)分析、得出相應(yīng)的結(jié)論。培養(yǎng)學(xué)生如何觀察、記錄、分析各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。

例如牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)，牛頓雖然首先發(fā)現(xiàn)了牛頓環(huán)，并做了精確的定量測(cè)定，可以說(shuō)已經(jīng)走到了光的波動(dòng)說(shuō)的邊緣，但由于過(guò)分偏愛(ài)他的微粒說(shuō)，始終無(wú)法正確解釋這個(gè)現(xiàn)象，錯(cuò)失發(fā)現(xiàn)光的波動(dòng)性。直到19世紀(jì)初，英國(guó)科學(xué)家托馬斯·楊才用光的波動(dòng)說(shuō)圓滿地解釋了牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)[14]。這是一個(gè)由于主觀偏見(jiàn)導(dǎo)致錯(cuò)失科學(xué)發(fā)現(xiàn)的典型例子。

(2) 問(wèn)題實(shí)驗(yàn)法。在實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)適當(dāng)設(shè)置一些影響實(shí)驗(yàn)完成的錯(cuò)漏，讓學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中去發(fā)現(xiàn)，去解決。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

例如，可以通過(guò)設(shè)置電路開(kāi)關(guān)等電器故障等，讓學(xué)生學(xué)會(huì)檢查電路的基本方法。通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)條件，放大實(shí)驗(yàn)中影響誤差的各種因素，讓學(xué)生更深刻地理解影響實(shí)驗(yàn)誤差的各因素，學(xué)會(huì)如何使實(shí)驗(yàn)更接近理想狀態(tài)。

(3) 比較實(shí)驗(yàn)法。針對(duì)相同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，可以用不同的?shí)驗(yàn)方法來(lái)完成，并比較其優(yōu)劣。以此大膽開(kāi)拓學(xué)生的見(jiàn)識(shí)和思路，打破單一的思維模式，培養(yǎng)學(xué)生大膽創(chuàng)新，積極用不同思想方法解決同一問(wèn)題的能力。條條大路通羅馬，解決問(wèn)題的方法永遠(yuǎn)不會(huì)只有一個(gè)，可以有無(wú)限可能。

例如，對(duì)于測(cè)量重力加速度，可以通過(guò)單擺法、自由落體法、氣墊導(dǎo)軌法等不同實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量，然后比較其結(jié)果、測(cè)量方法之優(yōu)劣。

(4) 現(xiàn)實(shí)案例實(shí)驗(yàn)法。對(duì)于有一定理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的學(xué)生，可以安排模擬現(xiàn)實(shí)發(fā)生的案例來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不僅可以更好地理論結(jié)合實(shí)際，也可以緊跟時(shí)代科技的最新發(fā)展?fàn)顩r。

例如，交通安全方面，我們可以通過(guò)模擬現(xiàn)實(shí)中發(fā)生的交通事故來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析事故原因以及可能的解決辦法。

(5) 觀察細(xì)節(jié)實(shí)驗(yàn)法。關(guān)注細(xì)節(jié)，從細(xì)微的不同處發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，獲得全新的結(jié)果。培養(yǎng)學(xué)生敏銳的洞察力?？茖W(xué)發(fā)展史上，有很多因忽略細(xì)節(jié)而錯(cuò)失科學(xué)發(fā)現(xiàn)，也有不少因重視細(xì)節(jié)而獲得新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

1896年3月1日，貝克勒爾發(fā)現(xiàn)前幾天和鈾鹽試驗(yàn)裝置一起隨便放到暗室的抽斗內(nèi)的用黑紙包著的底片曝光了。對(duì)此現(xiàn)象，貝克勒爾沒(méi)有太在意。但是。他的同事居里夫人聽(tīng)說(shuō)這事以后，立刻對(duì)這一現(xiàn)象產(chǎn)生了濃厚的興趣，經(jīng)過(guò)一系列努力，最終發(fā)現(xiàn)了釙元素和鐳元素，并獲得諾貝爾獎(jiǎng)[15]。

(6) 趣味實(shí)驗(yàn)法。好奇心是人類的天性之一。對(duì)于沒(méi)有接觸過(guò)的東西，我們總會(huì)有一份好奇心，進(jìn)而想去探究一番。良好的實(shí)驗(yàn)條件、新奇的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、巧妙的授課方式等都會(huì)引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而讓學(xué)生積極主動(dòng)地投入實(shí)驗(yàn)中去。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

(1) 實(shí)驗(yàn)分級(jí)。對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按照難易程度和要求高低不同，分成一、二、三級(jí)。每個(gè)等級(jí)開(kāi)設(shè)多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，分必做與選做?？梢怨┎煌瑢I(yè)、不同發(fā)展方向的學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況自主選擇。如此實(shí)驗(yàn)分級(jí)，可以循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生，更符合學(xué)習(xí)的一般規(guī)律，提高教學(xué)效果。根據(jù)內(nèi)容性質(zhì)不同，又可以將實(shí)驗(yàn)分為：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)等。不同的級(jí)標(biāo)志著不同實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)思維水平。每級(jí)實(shí)驗(yàn)課程中均包含了設(shè)計(jì)性、綜合性和開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，級(jí)別越高，設(shè)計(jì)性、綜合性和研究性比重越多。

(2) 增加設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)。改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)課不再是課堂教學(xué)內(nèi)容的簡(jiǎn)單重復(fù)和驗(yàn)證。增加設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)際操作能力、運(yùn)用現(xiàn)有知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

(3) 對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容重新設(shè)計(jì)。使之更注重學(xué)生能力的培養(yǎng)。例如，電磁學(xué)中的伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)，我們可以改造成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，提出測(cè)電阻這一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，讓學(xué)生自己去設(shè)計(jì)方案來(lái)測(cè)量電阻，讓學(xué)生充分發(fā)揮所學(xué)，培養(yǎng)他們運(yùn)用所學(xué)的解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。

(4) 研究性實(shí)驗(yàn)。開(kāi)設(shè)研究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生參與科學(xué)研究，培養(yǎng)科研能力。對(duì)于應(yīng)用型高等學(xué)校，更應(yīng)該注重偏向應(yīng)用性的研究實(shí)驗(yàn)。例如，可以由教師提供一些科技應(yīng)用中出現(xiàn)的小問(wèn)題，或者學(xué)生自己去觀察發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。然后，讓學(xué)生提出研究方案加以解決，期間教師起著指導(dǎo)作用。

(5) 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。通過(guò)預(yù)約，可以讓學(xué)生根據(jù)自身實(shí)際情況來(lái)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)可以分為專門開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室和普通開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。專門開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是學(xué)校特別設(shè)立的可以不受時(shí)間限制地允許學(xué)生來(lái)做實(shí)驗(yàn)，所安排的實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有廣度和深度，拓寬和加深學(xué)生的實(shí)驗(yàn)知識(shí)、能力。而普通開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室平時(shí)還要承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，只能在正常教學(xué)時(shí)間承擔(dān)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的任務(wù)，主要是用來(lái)讓學(xué)生鞏固所學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

(1) 網(wǎng)上選課。建立網(wǎng)上選課系統(tǒng)，讓學(xué)生靈活安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，還可以根據(jù)自身實(shí)際選擇可選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，極大有利于學(xué)生的自身發(fā)展。如此，也便于充分利用實(shí)驗(yàn)資源，達(dá)到最好的教學(xué)效果。課程安排以實(shí)驗(yàn)室為基本單元。一般情況，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由一個(gè)實(shí)驗(yàn)教師獨(dú)自負(fù)責(zé)教授，便于同一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中保持統(tǒng)一教學(xué)要求和風(fēng)格，同時(shí)也有利于教師對(duì)自己所負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)更深入地了解和研究，從而提高教學(xué)效果。而不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以由負(fù)責(zé)該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教師設(shè)計(jì)符合自身的教學(xué)風(fēng)格和要求，可以讓學(xué)生們?cè)诓煌膶?shí)驗(yàn)項(xiàng)目中接觸各種不同的教學(xué)風(fēng)格和理念，開(kāi)闊自身的眼界和思想。另一方面，由于打破班級(jí)系別的界限，教師也可以更廣泛地接觸到不同專業(yè)和特點(diǎn)的學(xué)生，更有利于與學(xué)生交流、了解、互動(dòng)，形成教學(xué)相長(zhǎng)，提高教學(xué)效果。

(2) 網(wǎng)上預(yù)習(xí)。網(wǎng)上預(yù)習(xí)是實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的延伸，可以打破空間、時(shí)間的限制，讓學(xué)生可以在廣闊的平臺(tái)上享受學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，培養(yǎng)學(xué)生自主獨(dú)立的學(xué)習(xí)能力。不同于理論課程，實(shí)驗(yàn)課的網(wǎng)上預(yù)習(xí)不僅要有實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、儀器、原理、步驟等文字圖片內(nèi)容，還要有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)演示視頻，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有一個(gè)更直觀的認(rèn)識(shí)。利用仿真系統(tǒng)，可以讓學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)的每個(gè)步驟和細(xì)節(jié)，并對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)判，使學(xué)生知其不足而改進(jìn)。這里要值得注意的是，仿真系統(tǒng)的模擬，并不能完全等同于現(xiàn)實(shí)，不能過(guò)分依賴。而且仿真實(shí)驗(yàn)中的過(guò)程都是人為事先設(shè)定的，過(guò)于刻板生硬，不利于學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)。

(3) 網(wǎng)上師生互動(dòng)。利用網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生可以不受時(shí)間、地點(diǎn)、人數(shù)的限制向教師提問(wèn)、交流學(xué)習(xí)情況，而教師則可以據(jù)此掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的最新動(dòng)態(tài)，不斷調(diào)整改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和方法使之適合當(dāng)前學(xué)生的實(shí)際。

4 實(shí)驗(yàn)考核

實(shí)驗(yàn)考核體系是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的的有力保障。教學(xué)理念和教學(xué)目的的實(shí)現(xiàn)，離不開(kāi)一套良好的考核評(píng)價(jià)體系。實(shí)驗(yàn)成績(jī)可以分為平時(shí)成績(jī)和考試成績(jī)兩大部分，兩大部分分別各占50%。

(1) 平時(shí)成績(jī)。可以分為：①課堂紀(jì)律成績(jī)，保證課堂教學(xué)秩序，以便教學(xué)順利進(jìn)行。②預(yù)習(xí)成績(jī)，對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)情況進(jìn)行打分，可以確保學(xué)生對(duì)將要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有一個(gè)基本的了解，有利于順利完成實(shí)驗(yàn)，容易加深對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。③實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)，是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊粋€(gè)基本評(píng)定。對(duì)于普通實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，分為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、儀器、數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄、數(shù)據(jù)處理、結(jié)論等幾部分。其中，應(yīng)該加大實(shí)驗(yàn)報(bào)告中數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)論部分在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的成績(jī)比重，以此引導(dǎo)學(xué)生注重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生思考和處理實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力。而且，針對(duì)不同等級(jí)的實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求側(cè)重也應(yīng)當(dāng)有所不同。

(2) 考試成績(jī)?？荚噧?nèi)容可以分為理論和操作兩大部分。理論方面，主要考察學(xué)生數(shù)據(jù)處理和分析方面的能力。操作方面，考察學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手能力。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和內(nèi)容體系提出了一些新的思想內(nèi)容，并且把這些新的教學(xué)方法和理念付諸實(shí)施，對(duì)本校實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一系列改革，取得了比較好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng)起到了積極作用。

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