開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新性人才培養(yǎng)

徐曾春+++胡平

摘 要：開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種新的教學(xué)模式，對(duì)于創(chuàng)新性人才培養(yǎng)具有積極作用。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠加強(qiáng)學(xué)生的自主能力，學(xué)會(huì)與他人一起協(xié)同創(chuàng)新，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式從以教師為主體轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體、教師為指導(dǎo)，由學(xué)生自己提出問題、分析問題、解決問題。學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，為以后參加大型?shí)驗(yàn)課程打下良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：本科生培養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育教學(xué)中必不可少的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)將理論與實(shí)際相結(jié)合，提高自己的動(dòng)手能力和開發(fā)能力。但是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本為驗(yàn)證式教學(xué)，枯燥單一，內(nèi)容陳舊，模式較為封閉。學(xué)生只需在實(shí)驗(yàn)室根據(jù)教師所述將已有現(xiàn)象進(jìn)行驗(yàn)證即可，不利于發(fā)揮學(xué)生的積極性，造成學(xué)生的參與度不高，缺乏探索熱情。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)已不能適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才的要求，各大高校都在積極對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。近幾年來(lái)，為了提升學(xué)生的動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力，我們提出了“開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的教學(xué)模式，探索多層次，多元化的教育教學(xué)新路徑。

一、開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)意義

開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是相對(duì)于傳統(tǒng)意義上的封閉式實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言的。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容固定，目的固定，學(xué)生大多數(shù)情況下只需對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證即可。而開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)則沒有固定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，即實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是開放的，實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊彩情_放的。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是在已經(jīng)完成教學(xué)任務(wù)的情況下，學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好，查閱相關(guān)文獻(xiàn)和參考資料，和指導(dǎo)老師進(jìn)行相關(guān)探討，自擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)具體步驟及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)地位，加強(qiáng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。不僅如此，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)還包括實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開放的時(shí)間是開放的，實(shí)驗(yàn)資源是開放的，實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式與評(píng)價(jià)體系是開放的。這些要求強(qiáng)調(diào)了學(xué)生對(duì)課余時(shí)間的自主支配能力。

二、開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多元化

長(zhǎng)期以來(lái)，實(shí)驗(yàn)課程通常作為理論性課程的附屬課程，實(shí)驗(yàn)課程課時(shí)偏少是各大高等院校的一個(gè)普遍現(xiàn)象。且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，模式僵化，已不再能適應(yīng)新的開放式教學(xué)模式。開放與創(chuàng)新是開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的精髓所在。實(shí)驗(yàn)課不再附屬于具體理論課程，而是作為獨(dú)立課程，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課的課程體系結(jié)構(gòu)，精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，根據(jù)基礎(chǔ)知識(shí)層次，分層次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程，構(gòu)建多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

實(shí)驗(yàn)中心構(gòu)建基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、模擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K、自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K三個(gè)層次的教學(xué)體系?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K作為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的保留模塊，取其精華，服務(wù)于電子與信息工程，主要進(jìn)行基礎(chǔ)的課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，完成學(xué)科內(nèi)計(jì)劃任務(wù)。模擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K則是專門針對(duì)通信專業(yè)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門實(shí)驗(yàn)課程。通信專業(yè)由于其專業(yè)的特殊性，實(shí)驗(yàn)通常不能直接進(jìn)行，需要進(jìn)行模擬仿真，創(chuàng)建一個(gè)虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。自主創(chuàng)新模塊則可以在相關(guān)導(dǎo)師的帶領(lǐng)下，自主命題或由老師給定題目，自己查閱相關(guān)文獻(xiàn)與參考資料，深入理解課程內(nèi)容，將課堂所學(xué)應(yīng)用到實(shí)際生活當(dāng)中。常見課題如“尋跡小車”“四軸飛行器”等。學(xué)生可以選擇獨(dú)立或2～3人組隊(duì)完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。支持學(xué)生參加“藍(lán)橋杯”“全國(guó)大學(xué)生程序設(shè)計(jì)大賽”“全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)技大賽”等大學(xué)生課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，提高大學(xué)生自主創(chuàng)新能力及對(duì)問題的分析能力。

2.實(shí)驗(yàn)資源共享化

近年來(lái)，各大高校都不同程度地加大了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的經(jīng)費(fèi)投入，購(gòu)入了先進(jìn)的儀器設(shè)備。只有實(shí)驗(yàn)室的全面開放，讓更多的學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，參與實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)中來(lái)，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性，才能更加高效全面地利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，避免出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室閑置造成資源浪費(fèi)的困境。

除了現(xiàn)有投入使用的實(shí)驗(yàn)資源的共享之外，資源共享也包括廢舊資源的共享和跨院系資源共享。共享廢舊資源的意義在于提高學(xué)生對(duì)使用資源基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)在的設(shè)備大多數(shù)為全自動(dòng)化，不利于學(xué)生探究其工作原理。有效地利用廢舊儀器資源有利于學(xué)生完整的理解一個(gè)儀器的運(yùn)作方式，形成完整的知識(shí)體系?？缭合蒂Y源共享則可以提高資源共享率，避免儀器的重復(fù)購(gòu)買，增加了各個(gè)院系之間的學(xué)術(shù)交流，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行拓展，有利于培養(yǎng)交叉復(fù)合型人才。跨院系資源共享的需求，推動(dòng)了高等院校對(duì)于大型儀器設(shè)備開放共享管理辦法的實(shí)施。一個(gè)行之有效的管理辦法是現(xiàn)下高校所需要的。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理制度化

開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，由于其涉及教師、學(xué)生、實(shí)驗(yàn)室資源、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及時(shí)間的不確定性和多樣性，造成實(shí)驗(yàn)管理困難。為了保障開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展順利，并且保質(zhì)保量地完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，建立一個(gè)健全開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理制度是基礎(chǔ)。從開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本特點(diǎn)出發(fā)，從對(duì)實(shí)驗(yàn)室的使用提出申請(qǐng)到進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展各項(xiàng)具體實(shí)驗(yàn)，教學(xué)管理中心制訂了多項(xiàng)適用于開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理制度。包括：學(xué)生申請(qǐng)管理制度、教職工管理制度、教學(xué)管理制度、工作人員手冊(cè)、安全管理制度、儀器設(shè)備管理制度、保密制度、實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)指南、實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)流程、衛(wèi)生管理制度、檔案管理制度等。這些管理制度能使開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得規(guī)范化、合理化，讓各項(xiàng)工作的開展變得有章可循。規(guī)章制度的具體內(nèi)容滲透到生活中的方方面面，包括實(shí)驗(yàn)室具體的使用申請(qǐng)記錄、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)完成后的各種善后工作都要記錄在案。規(guī)范化的管理能提高實(shí)驗(yàn)室的利用率。

4.管理平臺(tái)信息化、開放化

在開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于其開放式多元化的特點(diǎn)，對(duì)于各種資源的管理，人員配置安排等信息量巨大，借助于先進(jìn)的通訊信息化平臺(tái)，可以有效地提高開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理質(zhì)量，降低人力資源消耗。

實(shí)驗(yàn)中心建立自己的局域網(wǎng)，架設(shè)自己的網(wǎng)站，將實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)、教職工人員安排規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)室具體安排審核等功能整合到網(wǎng)站中。有關(guān)實(shí)驗(yàn)室的最新動(dòng)態(tài)、實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)內(nèi)容等都可以在此平臺(tái)發(fā)布。利用互聯(lián)網(wǎng)的資源，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，與導(dǎo)師進(jìn)行在線溝通。

該網(wǎng)站作為校園網(wǎng)的子系統(tǒng)附屬于校園網(wǎng)，使用學(xué)生校園一卡通進(jìn)行登錄，教職工使用教職工號(hào)登陸，分角色對(duì)開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的各種信息進(jìn)行統(tǒng)一管理。學(xué)生在校期間，皆可使用自己的賬號(hào)登錄系統(tǒng)，申請(qǐng)使用實(shí)驗(yàn)室，查看空閑時(shí)間，尋找當(dāng)值的指導(dǎo)教師，提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的自由度，規(guī)范了管理制度，還對(duì)實(shí)驗(yàn)室的使用情況進(jìn)行了記錄。endprint

三、開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)

時(shí)代在進(jìn)步，教育理念也隨著社會(huì)發(fā)展而改變。在更新的理念中，“技能”與“能力”的培養(yǎng)慢慢被提了出來(lái)，“創(chuàng)新性人才”一詞也逐漸廣泛傳播。對(duì)于“創(chuàng)新性人才”的定義，我們是這樣理解的：所謂創(chuàng)新性人才通常能在生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并且最終能解決問題；對(duì)于舊事物、傳統(tǒng)問題能進(jìn)行創(chuàng)新變革，對(duì)于新生事物有善于發(fā)現(xiàn)的眼睛。創(chuàng)新性人才通常擁有可貴的創(chuàng)新品質(zhì)、堅(jiān)韌的創(chuàng)新意志、敏銳的創(chuàng)新觀察、超前的創(chuàng)新思維、豐富的創(chuàng)新知識(shí)、科學(xué)的創(chuàng)新實(shí)踐。

1.有利于激發(fā)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力

開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，由于其在時(shí)間與空間的支配上給予學(xué)生極大的自由度，讓學(xué)生可以自擬課題，從實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)結(jié)束都由學(xué)生自己完成，充分激發(fā)出學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的熱情。如果在實(shí)驗(yàn)中遇到困難，可與指導(dǎo)教師一同探討，但仍是以學(xué)生為主，教師只是作為引導(dǎo)。逐漸將以教師為主體的實(shí)驗(yàn)課程向以學(xué)生為主體、教師為指導(dǎo)轉(zhuǎn)變。實(shí)驗(yàn)過(guò)程由學(xué)生自己全程把控，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的關(guān)注度。實(shí)驗(yàn)課題的自擬擺脫了以往教學(xué)中學(xué)生對(duì)老師的全程依賴。而實(shí)驗(yàn)各個(gè)方面的自主化要求學(xué)生不斷提升提出問題、分析問題進(jìn)而解決問題的能力。

2.有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，提高創(chuàng)新意識(shí)

大學(xué)生課堂授課大多以理論為主，教師在課上講解各種知識(shí)原理，理論知識(shí)一般比較枯燥乏味。課堂時(shí)間有限，教師將原理講解完畢后，通常沒有時(shí)間直接在課堂上對(duì)原理直接進(jìn)行應(yīng)用，有些原理也無(wú)法進(jìn)行課堂演示。這個(gè)時(shí)候，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣由顚?duì)課堂知識(shí)的理解，了解知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。學(xué)生在實(shí)踐的同時(shí)，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題，利用網(wǎng)絡(luò)資源查閱文獻(xiàn)資料，再經(jīng)由教師指點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生思維創(chuàng)新。自我院創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室成立以來(lái)，學(xué)生參與實(shí)踐的課程項(xiàng)目逐年增多，學(xué)生參加“大學(xué)生程序設(shè)計(jì)大賽”等各類學(xué)科競(jìng)賽的積極性不斷提高。

3.有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，提高綜合素養(yǎng)

當(dāng)代大學(xué)生大多是獨(dú)生子女，自我意識(shí)強(qiáng)，與他人的協(xié)作交流能力弱。現(xiàn)實(shí)生活中的問題大多是復(fù)雜的，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題通常需要幾個(gè)學(xué)生共同完成。通過(guò)共同協(xié)作完成課題，加強(qiáng)了學(xué)生之間的交流合作，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)，為以后參與大型項(xiàng)目相關(guān)工作積累了經(jīng)驗(yàn)。不僅如此，除了團(tuán)隊(duì)意識(shí)之外，想要完成課題需要學(xué)生擁有堅(jiān)持不懈的探索精神和持之以恒的毅力。在完成開放性課題的過(guò)程當(dāng)中，學(xué)生不畏困難，勇于超越自我，綜合素養(yǎng)得到了提升。

四、開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施與管理

1.全流程管理模式

從學(xué)生開始選擇創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題起，教師就參與其中，對(duì)各個(gè)流程進(jìn)行管理，如人員安排、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、日期安排、儀器設(shè)備、經(jīng)費(fèi)管理等都有管理人員統(tǒng)一進(jìn)行管理。課題安排進(jìn)度都可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查閱得知，網(wǎng)絡(luò)具有詳細(xì)檔案。

2.實(shí)驗(yàn)器材管理

關(guān)于實(shí)驗(yàn)器材的管理，學(xué)生可以自帶實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，也可以使用實(shí)驗(yàn)室中的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。有些大型實(shí)驗(yàn)器材需要通過(guò)預(yù)約才能獲得使用權(quán)限。實(shí)驗(yàn)器材在經(jīng)過(guò)登記借閱使用后可以帶出實(shí)驗(yàn)室，需要在指定時(shí)間內(nèi)歸還。

3.加分獎(jiǎng)勵(lì)制度

為了鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開拓創(chuàng)新，學(xué)校決定對(duì)表現(xiàn)出色的學(xué)生進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。學(xué)校每年都有創(chuàng)新課題立項(xiàng)活動(dòng)，由學(xué)生積極參加，自定課題申報(bào)。經(jīng)由學(xué)院審核通過(guò)后，學(xué)生就可開展項(xiàng)目工作。當(dāng)項(xiàng)目完成，進(jìn)行項(xiàng)目評(píng)比時(shí)，如果學(xué)生課程設(shè)計(jì)完成度高，質(zhì)量好，學(xué)院會(huì)對(duì)項(xiàng)目成員進(jìn)行加分，算入學(xué)生績(jī)點(diǎn)，參與獎(jiǎng)學(xué)金的評(píng)定。

4.提高教師的師資力量

由于學(xué)校多年連續(xù)擴(kuò)招，加上新專業(yè)的不斷增加，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師跟不上學(xué)生需求，缺乏實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師。有課程安排時(shí)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師是由上理論課的教師代為指導(dǎo)。如果沒有課程安排，實(shí)驗(yàn)室的管理則交由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師安排，就會(huì)出現(xiàn)學(xué)生的需求教師無(wú)法滿足的情況。為了能夠更好地支持學(xué)生開展實(shí)踐，高質(zhì)量地進(jìn)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需要學(xué)校更多進(jìn)行人才引進(jìn)，補(bǔ)足師資缺口，并加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師的相關(guān)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。

開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在培養(yǎng)創(chuàng)新性人才道路上的一次探索，目的在于提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，自主學(xué)習(xí)能力，適應(yīng)現(xiàn)在社會(huì)需求。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍處于發(fā)展階段，有著諸多不足，需要我們研究和探索。

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