實驗教學(xué)的改革思考

張小波

【摘要】我校是一所培養(yǎng)讓學(xué)生更好的走向社會的創(chuàng)新型、應(yīng)用型專業(yè)人才的大學(xué)，實驗教學(xué)至關(guān)重要。本文分析了傳統(tǒng)性實驗教學(xué)形式的利弊，剖析了各種類型實驗的作用和特點，提出了實驗教學(xué)的改革應(yīng)建立在加強基本訓(xùn)練、逐步開設(shè)綜合性型、設(shè)計型實驗的觀點，初步探索了實驗教學(xué)改革的方向。

【關(guān)鍵詞】實驗教學(xué) 改革與思考

【中圖分類號】G64 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）05-0058-02

實驗教學(xué)是高校課程教學(xué)的重要組成部分，是培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型專業(yè)人才不可或缺的教學(xué)形式。原教育部部長周濟在第二次全國普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作會議上就曾經(jīng)指出：“知識來源于實踐，能力來自于實踐，素質(zhì)更需要在實踐中養(yǎng)成；各種實踐教學(xué)環(huán)節(jié)對于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力尤其重要；對于大學(xué)生成長至為關(guān)鍵。要培養(yǎng)高素質(zhì)人才，就必須重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)”。在教育部組織的本科教學(xué)評估指標(biāo)體系和教育部與各省市組織的高等院校評估中，高校的實驗室建設(shè)和實驗教學(xué)質(zhì)量的提高以及新世紀教學(xué)改革和研究的立項課題中，實驗教學(xué)改革占有相當(dāng)大的比重。

一、實驗教學(xué)的主要形式

驗證型、綜合型和設(shè)計型實驗仍然是各高等院校進行實驗教學(xué)的三種主要形式。

驗證性實驗是指為確認已獲得的知識的正確而進行的實驗，亦即在結(jié)論已知的前提下進行的實驗。其特點是結(jié)論具有唯一性；其功能是為接受性學(xué)習(xí)保駕護航，提供令人信服的、足夠的事實支持。進行驗證性實驗，學(xué)生在“實驗指導(dǎo)書”的指導(dǎo)下，使用材料是確定的，實驗要求、操作步驟是固化的，實驗現(xiàn)象與預(yù)設(shè)是一致的。對學(xué)生而言，他們得到的是不可抗拒的認知，無需全面仔細的觀察，只要將實驗所用的設(shè)備、實驗過程、結(jié)果以及與理論對比情況等整理出實驗報告。學(xué)生完成這種實驗主要有3個直接收獲：驗證已經(jīng)學(xué)過的理論知識；學(xué)習(xí)基本實驗所用設(shè)備、儀器儀表的使用方法；學(xué)會記錄和處理實驗數(shù)據(jù)，攥寫合格的實驗報告。學(xué)生通過各種驗證型實驗，體驗科學(xué)研究的過程，從中也能得到辯證唯物主義的思維方法，達到實事求是和嚴謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)的訓(xùn)練。

綜合型實驗則是幾個實驗的組合。將同一門課的幾個實驗，或者是幾門課的實驗，組合在一起形成一個大實驗。例如，我校在數(shù)字電子和模擬電子技術(shù)實驗中，將數(shù)字電子和模擬電子性能測試的兩個實驗結(jié)合在一起，形成綜合型實驗，使兩個實驗綜合后收到較好的效果。管理類專業(yè)開設(shè)的“ERP”綜合實驗，用“ERP”作為多個實驗的結(jié)合點。學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師提出的要求（各類數(shù)據(jù)、參數(shù)、物流、核算、營銷等），自己設(shè)計實驗方案，（包括財政稅收、金融工程、證券交易、市場營銷等），經(jīng)指導(dǎo)教師審核批準后，學(xué)生自己來完成實驗的全過程。經(jīng)過這樣的實驗，學(xué)生不僅要求要能寫出一個完整的、合格的實驗報告，還要作出一個有關(guān)經(jīng)濟管理系列課程較全面的系統(tǒng)報告，對所學(xué)知識的掌握與運用升華到了一個新高度。

設(shè)計型實驗是教師提出實驗任務(wù)和目的，學(xué)生自行設(shè)計實驗的全過程。其特點是結(jié)論可能具有多元性（這與學(xué)生怎樣實驗、推究有關(guān)）；其功能是使學(xué)生在設(shè)計、探索、推究中培養(yǎng)實踐能力、思維能力和創(chuàng)新精神。其基本模式是；提出問題——做出猜想或假設(shè)——進行實驗設(shè)計——實施實驗——記錄實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)——得出結(jié)論。在這個沒有預(yù)設(shè)、類似于科學(xué)研究的實驗中，材料、儀器是自行選擇的，實驗步驟是自行規(guī)劃并完成的，不同學(xué)生獲得的實驗現(xiàn)象可能是有差異的，故得出的結(jié)論可能就是多元的。通過交流、討論、評價，在形成共同認知的過程中，還有可能“生成”新問題，解決新問題。如評價和測定智能機器人的性能，或測試某種虛擬儀器性能等，實驗需要的工具、儀器由學(xué)生自行選擇，實驗方案也由學(xué)生自己設(shè)計。指導(dǎo)教師只是指導(dǎo)學(xué)生弄懂實驗原理，學(xué)生根據(jù)實驗條件設(shè)計出切實可行的實驗方案，同時選定必需的儀器。設(shè)計型實驗常常帶有一定的探索性或創(chuàng)新性。由于學(xué)生的情況不同，實驗方案、實驗儀器都有可能千差萬別。有些專業(yè)開出的實驗是應(yīng)用型實驗，具有很強的實用性，學(xué)生參與實驗的積極性很高，同時在實驗中得到了鍛煉。

二、實驗教學(xué)內(nèi)容形式的分析

實驗教學(xué)的內(nèi)容和類型不同，其特點、作用不同，應(yīng)當(dāng)細致分析利弊得失，取長補短。在實驗教學(xué)中驗證型實驗完全能夠達到使學(xué)生強化對理論知識的認識、驗證理論知識的結(jié)論；使學(xué)生掌握實驗的基本原理與使用，學(xué)會完成實驗的方法和操作程序；學(xué)會從實驗數(shù)據(jù)的分析中得出反映事物本質(zhì)的結(jié)論；學(xué)生能描述實驗過程，完成實驗報告；通過實驗教學(xué)內(nèi)容和模式，培養(yǎng)學(xué)生實事求是、嚴謹、仔細、認真的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。實驗教學(xué)的豐富經(jīng)驗完全證明這些結(jié)論的正確性，但驗證型實驗很難激發(fā)學(xué)生的綜合設(shè)計、綜合分析、創(chuàng)新意識能力和培養(yǎng)科學(xué)研究的思維方式。這些正是如今大學(xué)生必須具備的綜合能力和素養(yǎng)，我們必須要有足夠的重視。

當(dāng)然，驗證型實驗也有很多方面的弊端，如與理論教學(xué)的配合上，不利于發(fā)展思維、培養(yǎng)能力，體現(xiàn)學(xué)生的個性發(fā)展；對學(xué)科內(nèi)各部分知識之間的聯(lián)系很難起到拓展作用；其結(jié)論唯一的實驗特點，很難使人關(guān)注實驗過程中的“生成”問題，可能會導(dǎo)致學(xué)生認知的僵化、片面等；培養(yǎng)的學(xué)生可能會缺乏獨立研究和自覺主動的訓(xùn)練意識，導(dǎo)致實驗興趣疲勞，認知無趣，不利于調(diào)動學(xué)生的積極性，甚至挫傷了學(xué)生的探索精神。這些缺失是幾十年實驗教學(xué)經(jīng)驗的積累，毋庸置疑。從驗證型實驗的特點看，在基本實驗和訓(xùn)練實驗基本技能中任能發(fā)揮舉足輕重的作用，但必須加強管理，盡量避免驗證型實驗的各種不足。加強實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，著重培養(yǎng)學(xué)生靈活運用知識、分析與解決問題的能力。

綜合型實驗是經(jīng)過一個階段的學(xué)習(xí)后，在學(xué)生具有一定的基本知識和基本技能的基礎(chǔ)上，運用一門課程或多門課程的知識對學(xué)生實驗技能和方法進行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合型實驗。綜合型實驗一般可以在一門課程的一個循環(huán)之后開設(shè)，也可以在幾門課程之后安排一次有一定規(guī)模的、時間較長的實驗。經(jīng)過綜合型實驗的訓(xùn)練，學(xué)生對屬于各個學(xué)科的知識有了更深的了解，有利于把握其中的聯(lián)系，使得學(xué)生對這些知識的認識得以升華。

設(shè)計型實驗一般是在學(xué)生基礎(chǔ)性教學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)歷了一個由淺入深的過程之后開設(shè)。它不但要求學(xué)生綜合多門學(xué)科的知識和各種實驗原理來設(shè)計實驗方案，而且要求學(xué)生能充分運用已學(xué)到的知識，去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。設(shè)計型實驗往往涉及許多學(xué)科，需要實驗者有較多的理論知識和實驗經(jīng)驗，能了解和使用的實驗儀器達到一定數(shù)量，必要時能夠想到使用某臺儀器，并且會安排一定的實驗流程，達到實驗預(yù)期的目的。設(shè)計型實驗難度較大，對學(xué)生教師的要求高，必須在基本實驗掌握的基礎(chǔ)上進行，學(xué)生的基礎(chǔ)知識，設(shè)計、應(yīng)用、創(chuàng)新能力要強，教師的應(yīng)變反映要快而準確。

三、實驗教學(xué)的改革思考

就我們目前的實驗課程而言，基本上是附屬于各專業(yè)的理論課程，因而造成了實驗課程的局限性，實驗時間少、內(nèi)容單一。而且，這些實驗課程多數(shù)為驗證型實驗，學(xué)生在實驗課上只是按照老師的講解或是教材的安排進行操作，以完成實驗為目的，屬于被動的進行實驗。調(diào)動不了學(xué)生的主動性與積極性，而且創(chuàng)新意識與創(chuàng)新精神無法得到充分的發(fā)揮。所以，這種形式的實驗課程已不能滿足社會發(fā)展的需要和實驗教學(xué)的要求。

首先，實驗教學(xué)的改革要從實驗教學(xué)手段入手，學(xué)校要針對自己的實際情況，將改革的重點或突破口放在實驗條件、環(huán)境、方法的現(xiàn)代化方面上，改進原有設(shè)備，增加投入大量硬件，提高實驗結(jié)果的準確性和先進性，保證實驗技術(shù)手段的實用性和新穎性。當(dāng)然這是基礎(chǔ)，必須做足，做實。

其次，在現(xiàn)有專業(yè)實驗課程的基礎(chǔ)上，要改革實驗教學(xué)體系總體結(jié)構(gòu)，建立一個新的實驗課程體系，充分調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性，在基礎(chǔ)實驗的前提下，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力與實驗動手能力，進而提高獨立解決實際問題的能力以及創(chuàng)新、科研能力。

再次，改革實驗教學(xué)內(nèi)容，其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，開設(shè)綜合型、設(shè)計型實驗。方法上要由教師安排好實驗，學(xué)生要從只是觀察、讀取數(shù)據(jù)的狀況改變?yōu)橛山處熖岢鋈蝿?wù)，學(xué)生自主選擇實驗裝置、確定實驗步驟、分析判斷實驗結(jié)果的新模式上來。

最后，要從制度上保障實驗教學(xué)改革的順利開展，教務(wù)主管部門要高度重視實驗教學(xué)的改革，積極引進“雙師型”教師，為整體綜合型、設(shè)計型實驗創(chuàng)造條件；在修訂教學(xué)計劃和大綱時，要注重調(diào)整不同類型的實驗課時，在保證總實驗課時的基礎(chǔ)上增加綜合型、設(shè)計型實驗的課時的比重；提高實驗教學(xué)任課老師的教學(xué)水平，要從源頭上解決和調(diào)動廣大教師從事實驗教學(xué)的積極性；進一步強化實驗教學(xué)的管理，明確管理職能，使之更具規(guī)格化、系列化、實用化。

當(dāng)前，我們正處于“十二五”建設(shè)的重要時期，作為一名高校實驗教學(xué)管理人員要充分認識到開展實驗教學(xué)改革研究的重要意義，以新穎的角度展開實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新，充分挖掘各方面的潛力，積極探索和研究新形勢下實驗教學(xué)建設(shè)發(fā)展的新思路與途徑，不斷深化實驗教學(xué)改革。

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