高校實驗教學(xué)改革與思考*

張鵬 吳文兵 易繼軍（長沙理工大學(xué)汽車與機械工程學(xué)院）

高校實驗室不單單是開展實驗教學(xué)活動、進(jìn)行科學(xué)研究、研發(fā)新型技術(shù)的主要基地，也是增強學(xué)生實踐意識、提高創(chuàng)新水平與綜合素質(zhì)的關(guān)鍵場所[1]。2017年4月8日，教育部在天津大學(xué)召開新工科建設(shè)研討會，與會代表一致認(rèn)為，培養(yǎng)造就一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才，為我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國際競爭提供智力和人才支撐，既是當(dāng)務(wù)之急，也是長遠(yuǎn)之策[2]。隨著國家與社會對高素質(zhì)人才需求加劇，高校實驗室作為培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的關(guān)鍵場所，將扮演越來越重要的角色。當(dāng)前，我國高校由于擴大招生，精力、財力、人力投入不足等多方面原因，無法很好地滿足培養(yǎng)高素質(zhì)人才這一需求，高校實驗室已經(jīng)開始呈現(xiàn)出一些問題。本文以我院實驗室教學(xué)現(xiàn)狀為例，分析我院實驗教學(xué)中存在的問題與不足，然后從加大實驗室投入、增加設(shè)計性與綜合性實驗以及改革考核方式等方面提出自己的看法，期望助力于提升高校實驗室人才培養(yǎng)能力。

一 高校實驗教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

1 實驗教學(xué)資源不足

實驗教學(xué)資源大體可分為“硬件資源”與“軟件資源”兩個方面。其中，前者包括實驗室環(huán)境、實驗設(shè)備等，后者則包括實驗教學(xué)視頻、實驗指導(dǎo)老師等。由于擴大招生、實驗室投入力度不夠等多方面原因，目前我院實驗室在硬件與軟件兩個方面均存在不足。從軟件方面來說，實驗教學(xué)以教師講授為主，鮮有相關(guān)教學(xué)視頻的支撐，這不利于保證諸如“機械精度設(shè)計及檢測”這類實操性較強的實驗的教學(xué)質(zhì)量。對于實操性較強的實驗，實驗指導(dǎo)老師需要在課程開始時圍繞儀器設(shè)備進(jìn)行講授。由于目前師生比較低，講授過程中通常會出現(xiàn)學(xué)生將老師“團(tuán)團(tuán)圍住”的狀況，外圍的同學(xué)基本聽不清老師在講些什么，有時需要實驗老師重復(fù)講授。由于指導(dǎo)老師花了很多時間在講解上，留給學(xué)生真正思考的時間就會減少，學(xué)生只能“照葫蘆畫瓢”，不利于教學(xué)質(zhì)量的提升。另外，我院實驗室在人力資源方面也存在后勁不足的狀況。一方面，實驗中心近幾年已經(jīng)沒有引進(jìn)新的專職實驗教師；另一方面，現(xiàn)有老師已經(jīng)有一部分接近退休年齡。在硬件方面，經(jīng)過多年的學(xué)科建設(shè)，我院實驗室設(shè)備數(shù)量充足，但由于缺乏專人管理，實驗設(shè)備在質(zhì)量方面難以滿足相關(guān)需求。就實驗中心機房來說，機房80臺電腦中大約只有20臺電腦能夠穩(wěn)定運行，大部分電腦會在上機實驗中死機、藍(lán)屏，造成實驗教學(xué)難以開展。

2 學(xué)生對實驗課重視程度不夠

高校課程一般由理論教學(xué)環(huán)節(jié)與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)組成[3]。對于我院來說，理論教學(xué)任務(wù)由各系部老師承擔(dān)，而實踐教學(xué)任務(wù)則由實驗中心老師承擔(dān)。由于多方面因素的影響，學(xué)生重理論教學(xué)而輕實踐教學(xué)。首先，實驗課時偏少，實驗成績對課程最終成績的影響很小，導(dǎo)致學(xué)生基本不會在實驗環(huán)節(jié)上投入精力；其次，實驗課考核相對于理論考核要寬松很多。學(xué)生只要到了課堂，馬馬虎虎操作下，或者抄襲其他同學(xué)的實驗結(jié)果，即可蒙混過關(guān)，獲得實驗成績。第三，很多同學(xué)將實驗教學(xué)視為理論教學(xué)的輔助工具，認(rèn)為它依附于理論教學(xué)而存在，僅僅是對理論的補充和完善?！爸乩碚撦p實驗”這種現(xiàn)象不利于培養(yǎng)學(xué)生動手能力與分析問題的能力，不利于在培養(yǎng)途徑中形成知識—實踐—能力這一閉環(huán)，無法很好地滿足國家與社會對高素質(zhì)復(fù)合型人才的需求。

3 實驗以驗證性實驗為主

目前我院實驗課以驗證性實驗為主。在實驗課開始前，實驗教師會將實驗指導(dǎo)書發(fā)給學(xué)生預(yù)習(xí)，讓學(xué)生熟悉實驗內(nèi)容；實驗課開始時，實驗指導(dǎo)教師會講解、演示實驗步驟；之后，學(xué)生按照老師所講解的步驟一步一步進(jìn)行操作，或者參考實驗指導(dǎo)書完成實驗；最后學(xué)生按照固定的格式完成實驗報告。不可否認(rèn)，驗證性實驗對鍛煉學(xué)生動手能力，幫助學(xué)生鞏固已學(xué)知識有著很大幫助。但其在激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力方面略顯不足[4]。由于驗證性實驗的現(xiàn)象與結(jié)果是已知的，因此學(xué)生實驗課上所有的努力只是為了復(fù)現(xiàn)老師或者實驗指導(dǎo)書告知的結(jié)果，并不會產(chǎn)生新的知識與認(rèn)知。另外，筆者在實驗教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在做驗證性實驗時對老師有很強的依賴心理，出現(xiàn)問題時總會第一時間求助老師，而不會自己主動思考如何解決。由于驗證性實驗的實驗報告格式固定，學(xué)生最終完成的報告基本是千篇一律，無法很好地展現(xiàn)學(xué)生自己在實驗過程中的思考。驗證性實驗在一定程度上局限了學(xué)生的思考空間，不利于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

4 考核方式不夠合理

我院實驗課的成績一般由三者決定，即簽到情況、實驗完成情況以及實驗報告完成情況。這種考核方式雖然反映了實驗過程的多個方面，但也存在一些不合理的地方。由于目前學(xué)院學(xué)生較多，所以在安排實驗時會將3到4人分為一組，共同完成實驗。然而筆者發(fā)現(xiàn)每組真正動腦思考，動手操作的學(xué)生可能只有1到2人。剩余的學(xué)生雖然到了課堂，但并沒有真正參與到實驗教學(xué)中，很難對他們的實驗掌握情況進(jìn)行評價。而對于實驗報告，基本千篇一律且存在抄襲現(xiàn)象。雖然課前布置了思考題，但多數(shù)學(xué)生敷衍了事，并沒有積極進(jìn)行思考。指導(dǎo)老師通過批閱實驗報告無法了解學(xué)生的真正掌握狀況，只能根據(jù)學(xué)生完成實驗報告的態(tài)度給分。另外，現(xiàn)有的考核方式無法評價學(xué)生創(chuàng)新能力，不能體現(xiàn)實驗教學(xué)對學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)這一目標(biāo)。

二 高校實驗教學(xué)改革的措施

“一帶一路”“中國制造2025”等的實施，正在倒逼高校以更廣闊的國際視野，全面審視和提升高等教育質(zhì)量，教育部主導(dǎo)的“新工科”是推動學(xué)科專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)模式改革的一次戰(zhàn)略機遇。為迎接這一機遇，我院承擔(dān)了“三三四”人才培養(yǎng)模式綜合改革試點工作。2017年，學(xué)院5個專業(yè)按照改革思路，完成了人才培養(yǎng)方案修訂，5個專業(yè)院內(nèi)共取消課程108門，合并新增課程66門。在學(xué)院教學(xué)改革大背景下，實驗教學(xué)中存在的問題將會愈加顯著，實驗教學(xué)改革已迫在眉睫。接下來，筆者將結(jié)合自己實驗教學(xué)中的實際情況，談?wù)剬Ω母锏膸c看法。

1 加大實驗室建設(shè)投入，豐富教學(xué)資源

實驗室建設(shè)投入要從硬件資源與軟件資源兩個方面“雙管齊下”。在硬件方面，按照修訂后的培養(yǎng)方案與教學(xué)大綱采購實驗教學(xué)設(shè)備、原材料，改善實驗室環(huán)境。在軟件方面，豐富實驗教學(xué)資源，鼓勵實驗教師錄制實驗演示視頻。學(xué)生在實驗前觀看演示視頻，利用碎片化時間進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后到實驗室進(jìn)行實際操作。豐富的視頻教學(xué)資源可以幫助學(xué)生快速掌握相關(guān)實驗的操作方法、步驟，從而在思考與創(chuàng)新環(huán)節(jié)上投入更多的時間與精力。為改善實驗室人力資源缺乏的狀況，鼓勵理論教學(xué)老師也參與到實驗教學(xué)中，分擔(dān)一部分教學(xué)任務(wù)。另外，采用多種政策吸引新進(jìn)博士到實驗中心鍛煉，輔助實驗教學(xué)工作的開展。

2 通過多種途徑提升學(xué)生對實驗教學(xué)的重視程度

學(xué)生對實驗課重視程度不高一部分是由于理論教學(xué)環(huán)節(jié)與實驗教學(xué)環(huán)節(jié)脫離、理論課教師與實驗課教師缺乏溝通造成的。因此，為提升學(xué)生的重視程度，必須加強理論教學(xué)環(huán)節(jié)與實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的聯(lián)系、溝通。理論課老師與實驗課老師之間的溝通不能僅僅局限于后者向前者提供學(xué)生實驗課成績，而應(yīng)該一起討論實驗教學(xué)目的如何更好地實現(xiàn)。理論課老師在實驗課程之前必須向?qū)W生強調(diào)開展實驗的目的，對應(yīng)理論教學(xué)的哪一個知識點，以及學(xué)生通過實驗應(yīng)該有哪些收獲。他們可以在課程中設(shè)置一些疑問，而這些疑問可以通過實驗課進(jìn)行解決，以激發(fā)學(xué)生對實驗課的熱情。理論課老師也應(yīng)該在一定程度上參與到實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，對學(xué)生的實驗過程有一定的把握。另一方面，實驗課老師應(yīng)向?qū)W生傳授現(xiàn)代教育理念，以轉(zhuǎn)變學(xué)生觀念，提升學(xué)生對實驗教學(xué)的重視程度。

3 提高設(shè)計性與綜合性實驗所占的比例

在學(xué)院教學(xué)改革大背景下，鼓勵理論課教師與實驗課教師協(xié)作修訂實驗教學(xué)大綱，提高設(shè)計性與綜合性實驗所占的比例。對于設(shè)計性與綜合性實驗，在給出實驗內(nèi)容的前提下，實驗方案并不一定詳細(xì)說明。而是鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，不同學(xué)生可以通過不同的實驗方案完成實驗。支持學(xué)生自行編排實驗報告格式，以更好的方式呈現(xiàn)出自己在實驗過程中的思考與創(chuàng)新。另外，在增設(shè)設(shè)計性、綜合性試驗的同時，增加自主學(xué)習(xí)與科研實踐學(xué)分，讓學(xué)生發(fā)揮自己的主觀能動性。通過大力推進(jìn)以上各種政策以更好地提高學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造精神與實踐能力。

4 改革考核方式

考核是教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)，科學(xué)、合理的考核方式在某種程度上能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[5]。由于目前考核方式不夠合理，無法很好地調(diào)動學(xué)生的積極性以及保證實驗教學(xué)質(zhì)量。為應(yīng)對這一困境，筆者認(rèn)為應(yīng)該改革考核方式，注重過程化管理，合理評價學(xué)生對實驗的掌握程度。首先，在實驗過程中，指導(dǎo)老師應(yīng)該細(xì)致觀察學(xué)生實驗過程，及時、客觀地給予評價，這部分評價將在實驗成績中重點體現(xiàn)。其次，指導(dǎo)老師應(yīng)在實驗報告中設(shè)置一些開放性的問題，并要求學(xué)生寫出一定篇幅的心得與收獲。在評閱實驗報告時，老師應(yīng)該更關(guān)注學(xué)生的思考情況，對主動思考、善于思考的學(xué)生給出更好的成績。第三，指導(dǎo)老師應(yīng)該及時地向?qū)W生反饋實驗成績，讓學(xué)生知道自己水平如何以及錯誤之處，防止在其他實驗中再犯。

三 結(jié)束語

通過加大實驗室投入、增加設(shè)計性與綜合性實驗以及改革考核方式等一系列改革嘗試，調(diào)動和提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，增強了學(xué)生的實踐水平，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神與綜合能力。實驗教學(xué)改革是一項長期工程，需要不斷推進(jìn)以更好地滿足社會對高素質(zhì)人才的需求，滿足國家對建設(shè)新工科以及建設(shè)一流本科教育的需求。