理工科大學(xué)實驗教學(xué)的改革初探

王平

摘要：本文從建立多層次的實驗教學(xué)內(nèi)容體系，實行開放式網(wǎng)絡(luò)化立體實驗教學(xué)模式，強(qiáng)化教學(xué)模式的多元化與教學(xué)手段的現(xiàn)代化的有機(jī)結(jié)合，利用網(wǎng)絡(luò)、多媒體等現(xiàn)代化技術(shù)輔助實驗教學(xué)，實驗成績考核方法等方面，論述了大學(xué)實驗教學(xué)改革的幾點體會，其結(jié)果對高等教育大學(xué)實驗教學(xué)改革有重要參考價值。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)體系；網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)模式；多元化與現(xiàn)代化的結(jié)合；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）17-0091-02

我國高等教育在遵循基礎(chǔ)充實活躍學(xué)生的思想，培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察能力，分析、歸納、綜合能力的原則上，工科院校普遍開設(shè)了實驗課程。實驗課程以“加強(qiáng)基礎(chǔ)、重視應(yīng)用、開拓思維、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)”為指導(dǎo)思想，以培養(yǎng)與逐步提高學(xué)生的科學(xué)實驗?zāi)芰?，培養(yǎng)學(xué)生基本的實驗素養(yǎng)和掌握基本的實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力，使他們成為基礎(chǔ)知識扎實、專業(yè)知識全面的創(chuàng)新型人才。

在上述實驗教學(xué)思想的指導(dǎo)下，近些年我們在大學(xué)實驗課程的改革方面做了如下的一些探索，取得了很好的效果。

一、建立多層次的實驗教學(xué)內(nèi)容體系，做到因材施教

為培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰?、?chuàng)新能力，以學(xué)生作為實驗教學(xué)的主體，采用多種靈活、先進(jìn)的教學(xué)方法。為適應(yīng)不同層次、不同專業(yè)學(xué)生的教學(xué)目標(biāo)需要，構(gòu)建了由基本型、提高型和研究創(chuàng)新型等不同層次的實驗課程教學(xué)體系，其中基本型實驗題目大約占30%，提高型實驗題目大約占50%，研究創(chuàng)新型大約占20%。其中有多個實驗是為了適應(yīng)教學(xué)的需求，自主開發(fā)設(shè)計的具有特色的實驗題目。在實驗教學(xué)過程中，根據(jù)不同的實驗內(nèi)容、不同的實驗對象我們采取了不同的實驗方法和教學(xué)手段。在經(jīng)過對實驗基本理論、實驗技術(shù)、誤差處理以及實驗紀(jì)律要求等內(nèi)容進(jìn)行課堂講授之后，分別開展三種類型系列化實驗課程：基本型實驗：學(xué)生必選的實驗題目。由于學(xué)生剛接觸實驗課程，對好多實驗設(shè)備、實驗過程、實驗方法不夠了解，教學(xué)中要給予學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)訓(xùn)練，教師相對講得細(xì)一些，講練結(jié)合、聽做結(jié)合，實施“目標(biāo)問題”教學(xué)法教學(xué)效果要好一些。提高型的實驗：屬于學(xué)生任選開放實驗課程。主要的教學(xué)目標(biāo)就是要讓學(xué)生用已掌握的基本實驗儀器、實驗技能、實驗方法來解決一些有一定難度的、有一定實用價值的綜合設(shè)計性實驗題目，旨在培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、綜合解決問題的能力，以及理論聯(lián)系實際開發(fā)創(chuàng)新能力。在這一教學(xué)過程中，除了仍然采取“目標(biāo)問題”教學(xué)法外，教師更要注重啟發(fā)式教學(xué)方法的運(yùn)用，要精講多練，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，給學(xué)生更多的思維空間和操作機(jī)會。研究創(chuàng)新型實驗：其實驗題目有一定的難度，是針對相對優(yōu)秀的學(xué)生、采取計劃外開放的形式，學(xué)生完全憑自己的自愿來選擇。實驗結(jié)果還要另增加一篇準(zhǔn)論文形式的實驗總結(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的研究創(chuàng)新能力和基本的科學(xué)素養(yǎng)。這類實驗教學(xué)過程幾乎完全以學(xué)生為主，教師不具體講解，只是為學(xué)生提出問題、指導(dǎo)答疑。引導(dǎo)部分高年級、實驗?zāi)芰?qiáng)的學(xué)生加入興趣小組，開展創(chuàng)新實驗項目、加入教師科研項目組體驗、參與真正意義上的科學(xué)研究。在實驗題目的設(shè)置上，根據(jù)課程的內(nèi)容，引入與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的題目。擴(kuò)大了學(xué)生的知識面。將現(xiàn)代化的檢測方法與實驗教學(xué)相結(jié)合，鍛煉了學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代化實驗技術(shù)手段的能力。我們還把雙語教學(xué)引入到實驗教學(xué)中。相應(yīng)編寫了雙語用教材，把實驗進(jìn)行相應(yīng)的整合，要求學(xué)生課下充分預(yù)習(xí)收集相關(guān)資料，完成相應(yīng)的實驗組合后，用英語以小論文的形式完成實驗報告。幾年下來在學(xué)生中收到非常好的教學(xué)效果，得到相關(guān)學(xué)院的好評。

二、實行開放式網(wǎng)絡(luò)化立體實驗教學(xué)模式，教學(xué)管理現(xiàn)代化信息化

實驗教學(xué)中心建有自主設(shè)計開發(fā)的開放式網(wǎng)絡(luò)化立體實驗教學(xué)系統(tǒng)和實驗中心現(xiàn)代化教學(xué)管理信息平臺，現(xiàn)在可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)選課、網(wǎng)絡(luò)查詢、網(wǎng)絡(luò)成績管理等，進(jìn)一步建設(shè)后將使之成為能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)、輔導(dǎo)、預(yù)習(xí)、虛擬仿真以及網(wǎng)絡(luò)選課、網(wǎng)絡(luò)查詢、網(wǎng)絡(luò)管理等功能的現(xiàn)代化實驗教學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到拓展教學(xué)時空、優(yōu)化教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)資源共享的目的。實現(xiàn)了學(xué)生自主選課全面開放式教學(xué)模式，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)計劃和安排，在網(wǎng)上選擇和預(yù)約實驗項目。實驗中心根據(jù)實驗項目的設(shè)定對學(xué)生進(jìn)行宏觀調(diào)控。

三、強(qiáng)化教學(xué)模式的多元化與教學(xué)手段的現(xiàn)代化的有機(jī)結(jié)合

強(qiáng)化教學(xué)模式的多元化與教學(xué)手段的現(xiàn)代化的有機(jī)結(jié)合是建設(shè)好實驗中心的關(guān)鍵。教學(xué)內(nèi)容體系是多層次的、教學(xué)對象是不同專業(yè)的、學(xué)生群體是存在個體差異的。因此，教學(xué)模式也必須是多元化的，基礎(chǔ)實驗的系統(tǒng)訓(xùn)練、設(shè)計性實驗的想象創(chuàng)新、研究型實驗的探索研究的合理搭配；基礎(chǔ)實驗的必做與綜合設(shè)計實驗的開放選作有機(jī)結(jié)合。體現(xiàn)了各取所需、因材施教的教學(xué)原則，達(dá)到了適合學(xué)生個性發(fā)展的、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的教學(xué)目標(biāo)。實驗過程采取“目標(biāo)問題”教學(xué)法，“目標(biāo)問題”教學(xué)法，將實驗內(nèi)容圍繞教學(xué)目標(biāo)細(xì)化為若干個小環(huán)節(jié)，提出一系列小問題，讓學(xué)生帶著問題做實驗。這些問題貫穿整個教學(xué)過程，以問題為中心來展開教學(xué)活動的教學(xué)方法。教師在講解環(huán)節(jié)要適時地向?qū)W生提出問題——啟發(fā)學(xué)生思維，牽住學(xué)生的思路，引發(fā)學(xué)生的注意；學(xué)生操作環(huán)節(jié)要帶著問題——有明確的目標(biāo)，用心去做實驗；教師驗收環(huán)節(jié)要讓學(xué)生回答問題——當(dāng)堂考核。同時，也要進(jìn)一步加強(qiáng)教學(xué)手段的現(xiàn)代化進(jìn)程，廣泛采用現(xiàn)代技術(shù)（多媒體）進(jìn)行授課，把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于實驗教學(xué)和實驗教學(xué)管理，力爭達(dá)到網(wǎng)絡(luò)選課、預(yù)習(xí)、輔導(dǎo)答疑、仿真、模擬、成績管理等，用現(xiàn)代化技術(shù)裝備實驗項目。

四、利用網(wǎng)絡(luò)、多媒體等現(xiàn)代化技術(shù)輔助實驗教學(xué)

1.物理實驗室在中心網(wǎng)站開辟了虛擬實驗專欄，供廣大學(xué)生在網(wǎng)上進(jìn)行網(wǎng)上實驗。

2.實驗中心網(wǎng)站開辟了和學(xué)生交流的互動平臺，學(xué)生可以在網(wǎng)上提問，老師回答，并且部分實驗實現(xiàn)了網(wǎng)上提交電子實驗報告。

3.實驗中心為每個實驗室配置了大屏幕顯示器。90%的實驗題目在實驗教學(xué)中運(yùn)用了多媒體教學(xué)手段。使學(xué)生能夠直觀地了解將要完成的實驗項目的儀器、原理、實驗步驟等更加豐富的內(nèi)容，產(chǎn)生了很好的教學(xué)效果。

4.實驗室已經(jīng)實現(xiàn)網(wǎng)上教學(xué)管理，實現(xiàn)了時間和實驗內(nèi)容的全面開放，學(xué)生網(wǎng)上自由選課。學(xué)生成績管理也實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，學(xué)生可以網(wǎng)上自由查詢成績。

五、實驗成績考核方法

實驗課程的成績考核，直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和實驗教學(xué)效果。由于實驗課的特殊性，很難像其他課程那樣進(jìn)行統(tǒng)一的考試，這也是從事實驗教學(xué)的同行們感到棘手的問題之一。所以，采取三段式考核，分課前預(yù)習(xí)、課上操作、課后總結(jié)報告三部分。三部分成績分別占總成績的20%、40%、40%。不僅從書面上考查，更注重實踐過程，實驗操作能力的考查占成績的主要部分。實驗報告采用同一格式的報告紙，使實驗課程更加規(guī)范。更加富有特色的考核方法在于，實驗過程采取“目標(biāo)問題”教學(xué)法時，將實驗內(nèi)容圍繞教學(xué)目標(biāo)細(xì)化為若干個小環(huán)節(jié)，提出一系列小問題，讓學(xué)生帶著問題做實驗。這些問題貫穿整個教學(xué)過程，以問題為中心來展開教學(xué)活動。教師在講解環(huán)節(jié)適時地向?qū)W生提出問題——啟發(fā)學(xué)生思維，牽住學(xué)生的思路，引發(fā)學(xué)生的注意；學(xué)生操作環(huán)節(jié)要帶著問題——有明確的目標(biāo)，用心去做實驗；教師驗收環(huán)節(jié)要讓學(xué)生回答問題——當(dāng)堂考核。在實驗過程中對學(xué)生進(jìn)行了考核評價，學(xué)生感到信服，教師感到真實，同時也利于學(xué)生的理解、鞏固、提高。最后通過網(wǎng)絡(luò)評分系統(tǒng)匯總每個學(xué)生每個實驗的成績，自動給出這門課程的成績。實驗的考核貫穿整個實驗教學(xué)過程，使實驗的考核過程達(dá)到了既激發(fā)、強(qiáng)化了學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，又培養(yǎng)訓(xùn)練了學(xué)生的思維能力的教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫維民，廉舒，王維，等.大學(xué)物理實驗教學(xué)體系改革與實踐[J].大學(xué)物理實驗，2007，21（4）：99-101.

[2]張慶國，尤景漢，陳慶生，等.大學(xué)物理實驗教學(xué)改革的實踐與探索[J].物理與工程，2008，18（4）：48-50.

[3]霍劍青.大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求的指導(dǎo)思想和內(nèi)容解讀[J].物理與工程，2007，17（1）：5-9.