“5W”開放式實驗教學(xué)模式探討

摘要:文章通過設(shè)置場景的方式，提出“5W”開放式實驗教學(xué)模式，討論“5W”實驗室軟硬件資源和師資建設(shè)，以及該模式下實驗教學(xué)的具體實施，包括實施原則、教師在實施過程中所做的工作、實驗教學(xué)實施中對學(xué)生的要求。

文獻標識碼: A

文章編號: 1674－9545(2015)02－0109－(03)

收稿日期: 2015－1－10

通訊作者:譚小容，tanxiaorong98@126.com。

中國古代偉大的思想家、教育家孔子在《論語》中說道:“學(xué)而時習(xí)之，不亦說乎?”。這里的習(xí)是實踐的意思，強調(diào)學(xué)了以后要堅持實踐。高等學(xué)校的實踐教學(xué)是整個教學(xué)環(huán)節(jié)中的重要環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新技能和創(chuàng)新品格起到重要作用。實驗教學(xué)是實踐教學(xué)實施過程的其中一部分，絕大多數(shù)情況下是教師和學(xué)生在校內(nèi)共同努力下采用不同的方案分析問題、解決問題，并在實踐中得到驗證。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式不論是實驗實施模式、師資隊伍，還是課程本身都不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。隨著教育改革的深入，國內(nèi)很多高校借鑒了國外知名高校提出的開放式實驗教學(xué)模式。目前，國內(nèi)的教育部門已經(jīng)出臺了一系列鼓勵開放式實驗教學(xué)改革的政策和制度，從體制角度為開放式實驗教學(xué)的發(fā)展提供了條件 ［1］。這種新型的實驗教學(xué)模式是否能在實施過程中充分發(fā)揮其優(yōu)點、是否真正體現(xiàn)開放式、是否能達到預(yù)期的目的等一系列問題成為教育者研究和探討的熱點。

1　“5W”開放式實驗教學(xué)模式的提出

這里設(shè)置了幾個場景。第一個場景，某班有一同學(xué)因事假而不能按正常時間修一整周的課程，這些課程中有為數(shù)不少的實驗課。如果按傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，這個同學(xué)只能在自己和老師都沒有課，而且該實驗室空閑的情況下補做實驗。試想一下，如果該老師上了好幾個班，整個學(xué)期請假的同學(xué)不止幾個，那么勢必影響到該老師的正常教學(xué)。第二種場景，某個學(xué)生對某門課程非常感興趣，出于愛好他可能會經(jīng)常鉆研這方面的問題，如果有一天靈感一來，設(shè)計了一套解決方案，但苦于當(dāng)時沒有條件驗證該方案，久而久之他的這份鉆研精神和興趣愛好會漸漸淡化。事實上，創(chuàng)新就是在這種刻苦鉆研和不斷驗證中產(chǎn)生和完成的。第三種場景，學(xué)生同樣處于興趣愛好比較喜歡研究其它學(xué)院的課程，往往也會因為沒有實驗條件和老師的指導(dǎo)而慢慢放棄最初的想法和做法。

歸結(jié)出現(xiàn)以上幾種情況的原因在于實驗時間和地點固定、實驗方式單一、資源共享不夠等，由此可聯(lián)想到通信的最高目標: 5W(whoever、whenever、wherever、whatever、whomever)，即實現(xiàn)任何人在任何時候、任何地方以任何方式與任何人進行通信。將這種思想套用到開放式實驗?zāi)Ｊ街校?W將成為開放式實驗?zāi)Ｊ降淖罡咭彩亲罾硐氲木辰纭！?W”開放式實驗室就像是一個圖書館，在校師生只要持有相關(guān)有效證件，在學(xué)校規(guī)定的開放時間內(nèi)都可以隨便出入，按規(guī)定享用該實驗室所有軟硬件設(shè)備以及相關(guān)圖書資料。在這里，非專業(yè)的師生可以向?qū)I(yè)的師生請教問題，大家共同探討、共同進步。在開放時間以外，針對某些設(shè)備，使用者還可以享有外借的權(quán)利?？梢韵胂?，這是一個多么輕松、愉悅和和諧的學(xué)習(xí)環(huán)境，正可謂“學(xué)而時習(xí)之，不亦說乎?”。

2“5W”開放式實驗室建設(shè)

2. 1“5W”開放式實驗室硬件資源建設(shè)

暫且把“5W”開放式實驗室稱為設(shè)備館，那么每個二級學(xué)院或系可以擁有自己的一個或多個設(shè)備館?？梢园垂舱n設(shè)備館和專業(yè)課設(shè)備館設(shè)館，條件允許也可以按專業(yè)設(shè)館，每一個專業(yè)都擁有一個設(shè)備館。設(shè)備館里的設(shè)備包括實驗臺、實驗設(shè)備、書籍、門禁、電腦等。實驗設(shè)備種類多樣，每一類可以準備2－3套，每一套占用一個實驗臺，要求所有設(shè)備都擺放整齊后固定在實驗臺上。所有的設(shè)備標上名稱、編號，并打上條形碼。每個實驗臺面貼上該實驗臺能完成的所有實驗項目名稱，并提供一本與之相對應(yīng)的實驗指導(dǎo)書。有些硬件設(shè)備(如單片機)的處理器、存儲器、輸入輸出等外設(shè)，高度集成在一塊小板子上。這種設(shè)備的使用機制比較靈活，可以像圖書館里的書籍一樣外借給學(xué)生。學(xué)生在使用過程中，只要通過一根數(shù)據(jù)線將電腦和實驗板相連接便可做自己想做的事情。由于板子比較小，有些高校形象地稱這種實驗方式為“口袋”實驗。這種實驗方式在“5W”開放式實驗?zāi)Ｊ街凶铎`活、最方便、也最能體現(xiàn)“5W”。設(shè)備館周圍放置一些書架，用于存放與本館實驗設(shè)備相關(guān)的教材、期刊、指導(dǎo)書等書籍。每本書都有對應(yīng)的條形碼，其使用規(guī)則等同于圖書館里的書籍。館內(nèi)配置幾臺電腦，用于實驗者登錄實驗操作系統(tǒng)或查詢電子資料。另外，每個設(shè)備館的入口處統(tǒng)一安裝門禁系統(tǒng)，可以通過該系統(tǒng)驗證身份、獲取考勤信息、防止設(shè)備遺漏等。

2. 2“5W”開放式實驗室軟件資源建設(shè)

面對這種開放式實驗教學(xué)所帶來的教學(xué)對象、內(nèi)容、時間、地點等因素不確定的問題，網(wǎng)絡(luò)化實驗教學(xué)平臺已經(jīng)成為開放式實驗教學(xué)的基礎(chǔ) ［2］。網(wǎng)絡(luò)化實驗教學(xué)平臺便于教師和學(xué)課堂以外交流和學(xué)習(xí)，其建設(shè)模塊應(yīng)涉及基于校園網(wǎng)的實驗教學(xué)管理平臺和實驗教學(xué)資源平臺。主要內(nèi)容包括實驗教學(xué)視頻、儀器設(shè)備使用圖文說明、在線測試系統(tǒng)、在線幫助、在線實驗報告提交等。學(xué)生一旦按正規(guī)渠道進入開放實驗室，網(wǎng)絡(luò)化實驗教學(xué)平臺就會記錄下該生來去的詳細時間。如果該生登錄平臺完成相關(guān)實驗操作并提交，那么教師可以隨時隨地登錄系統(tǒng)和學(xué)生交流，批閱實驗報告等。

2. 3“5W”開放式實驗室?guī)熧Y建設(shè)

每個開放實驗室對應(yīng)一個教研組，教研組組長要有較高的理論水平和豐富的實踐經(jīng)驗，是實驗室各項改革的倡導(dǎo)者、參與者和實踐者;教研組其他成員是實驗教學(xué)一支不可缺少的力量，必須盡量掌握該開放實驗室開設(shè)的所有實驗。

3“5W”開放式實驗教學(xué)的實施

3. 1教學(xué)實施原則

“5W”開放式實驗教學(xué)表面上體現(xiàn)在時間、地點、人物、內(nèi)容的開放，其內(nèi)涵是實驗教學(xué)主體、教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源等的開放，這是一種探究、自主的學(xué)習(xí)方式和教學(xué)環(huán)境。在這種教學(xué)模式中教學(xué)，學(xué)生是主體，要充分發(fā)揮學(xué)生獨立性、自主性和探索性能力;教師是主導(dǎo)，成為學(xué)生知識學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的設(shè)計者、組織者和指導(dǎo)者。

3. 2教師在實驗教學(xué)實施過程中所做的工作

教師是學(xué)生知識學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的設(shè)計者、組織者和指導(dǎo)者，在教學(xué)實施過程中主要起主導(dǎo)的作用。其所做的工作主要包括設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容、組織課堂實驗教學(xué)、指導(dǎo)學(xué)生操作實驗以及輔導(dǎo)答疑等等。

實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計是開放式實驗教學(xué)實施的首要任務(wù)，包括同一門課程實驗內(nèi)容按基礎(chǔ)性、基礎(chǔ)理論性和綜合性歸類，以及不同課程之間，從知識連貫性和技能延續(xù)性出發(fā)，把多門課程實驗項目整合起來，形成綜合性、創(chuàng)新性的開放式實驗項目。由于學(xué)生個體的智力、能力、興趣、特長的差異，為了給不同發(fā)展特點的學(xué)生提供多樣化、多層次的自主學(xué)習(xí)方式，使每個學(xué)生都得到切實的收獲，達到實驗教學(xué)效果的最大化，為每個學(xué)生的發(fā)展提供機會，實現(xiàn)開放式實驗教學(xué)目的，設(shè)計的實驗教學(xué)內(nèi)容應(yīng)具有層次性和綜合性。具體項目包括單門課程基本理論和原理實現(xiàn)的基礎(chǔ)性實驗、理論和原理深入研究的設(shè)計性實驗、多模塊知識之間相互關(guān)聯(lián)的綜合性實驗以及多門課程間交叉互通的創(chuàng)新性實驗?；A(chǔ)性實驗項目內(nèi)容可以按傳統(tǒng)的方式設(shè)置，給出明確的實驗?zāi)康摹⒃敿毜膶嶒炘砗筒僮鞑襟E。其他類型的實驗項目按任務(wù)書的形式給出操作內(nèi)容，或者什么也不給完全由學(xué)生自行擬定項目內(nèi)容，給予學(xué)生個性化發(fā)展空間和機會。

所有實驗都緊密圍繞課程內(nèi)容展開教學(xué)。為了兼顧不同層次的學(xué)生和不同難度的實驗項目，實驗成績由基礎(chǔ)分和拓展分組成，兩者缺一不可?；A(chǔ)性實驗屬于必修類，以班級為單位在固定時間開展教學(xué)，要求開課班級所有學(xué)生必須掌握，爭取人人拿到滿分的基礎(chǔ)成績。拓展分由學(xué)生另找時間在“5W”開放式實驗室自主完成。制定開放實驗室的相關(guān)制度，嚴格考勤。任何人缺少基礎(chǔ)分或拓展分，其他成績都視為無效，以此調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，否則開放式實驗室也就成為一種形式上的開放、一種擺設(shè)。開放實驗室的指導(dǎo)工作實行輪班制，教研組的所有教師參與其中。實驗室開放期間至少有一位沒有其他教學(xué)任務(wù)的教師值班，指導(dǎo)該實驗室所有設(shè)備相關(guān)實驗的開展。每個學(xué)期開學(xué)初期安排好教師值班，并將值班表公布在網(wǎng)上，學(xué)生可以根據(jù)自己的時間和需求選擇喜歡的老師進行指導(dǎo)。對于“5W”中完全開放的外借設(shè)備相關(guān)的實驗項目，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺與老師隨時進行溝通交流?？傊_放式實驗教學(xué)實施的整個過程中，老師不再是教學(xué)的主體，更多的時候充當(dāng)著顧問的角色。

3. 3實驗教學(xué)實施過程中對學(xué)生的要求

“5W”開放式實驗教學(xué)環(huán)境中，對學(xué)生各方面的素質(zhì)提出更高要求。首先是學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度，即自覺性和主動性，從這一點上看開放式教學(xué)模式與“滿堂灌”的傳統(tǒng)教學(xué)最大的區(qū)別在于課堂上學(xué)生不再是被動地接受知識，而是通過各種途徑查找資料主動獲取相關(guān)理論，然后不斷試驗進而得到結(jié)果。在這種情況下，制定相關(guān)的約束制度，自覺性不高學(xué)生也會感覺壓力，久而久之也會由被動變主動去學(xué)習(xí)。其次是學(xué)生學(xué)習(xí)的方式，即探索性和創(chuàng)造性。一味地被動接受知識等于死讀書，沒有任何發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新，原本活靈活現(xiàn)的知識也就變成死水一潭，久而久之整個社會只會原地踏步，停滯不前。相反，帶著探索性和創(chuàng)造性思維方式去學(xué)習(xí)和探究，現(xiàn)有知識不再是學(xué)生學(xué)習(xí)認知的終極目標，而是新知識新理論的起點、基礎(chǔ)和工具。久而久之，人類的知識變得豐富多彩，就如滾雪球，這是一個動態(tài)且變得越來越龐大的過程。然后是學(xué)生學(xué)習(xí)的精神，即吃苦耐勞和刻苦鉆研。學(xué)習(xí)是件費盡腦力的事情，沒入門，枯燥又無味;入了門，得忍受寂寞。因此，如果學(xué)生具備吃苦耐勞和刻苦鉆研的學(xué)習(xí)精神，“5W”開放式實驗室可謂沒有白建設(shè)。最后是學(xué)生學(xué)習(xí)的能力，即與人溝通和協(xié)作能力。在開放式實驗室，學(xué)習(xí)不再是一個人的事情，因為絕大多數(shù)學(xué)生會選擇自由組隊的方式完成某個實驗項目。由此，師生之間、學(xué)生之間形成一個多邊交互的團體。學(xué)生是團體的主體，不僅要求學(xué)生具有主動參與的意識和自主學(xué)習(xí)的責(zé)任感，而且要有合作意識和團隊精神的品質(zhì)。

4結(jié)語

開放式實驗教學(xué)有別于傳統(tǒng)封閉的實驗教學(xué)模式，其實驗室建設(shè)和實施沒有固定的模式，有待于大家根據(jù)自身的特點不斷去探索和嘗試，為實驗教學(xué)改革提供新思路，全面提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。