開放式實驗教學(xué)在提升學(xué)生創(chuàng)新能力方面的作用

張迪迪 劉金華 張秀芳 劉會青 許允成 王寅

摘要：提升學(xué)生的創(chuàng)新能力是高等院校教學(xué)改革的主要目標(biāo)，開放式實驗教學(xué)是高校培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的一種新的教學(xué)模式。文章以吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境國家級實驗教學(xué)示范中心為平臺，提出“三層次、四開放、雙指導(dǎo)”的開放式實驗教學(xué)模式。實驗表明，新的教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了學(xué)生的實踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊意識，提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：開放式實驗教學(xué);創(chuàng)新能力;教學(xué)改革

中圖分類號：G642.41? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）40-0275-02

實驗教學(xué)是高等教育教學(xué)中必不可少的重要環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新性思維和實踐能力有著重要的作用[1]。然而，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)存在著實驗內(nèi)容統(tǒng)一、時間固定、模式僵化等問題。這樣的教學(xué)方式大大壓抑了學(xué)生們對實驗課的興趣和對科學(xué)實驗探索的積極性，影響了學(xué)生對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2]。開放式實驗教學(xué)模式為實驗教學(xué)改革提供了新的途徑。開放式實驗教學(xué)是一種以學(xué)生為主體，在寬松的實驗環(huán)境下，用嚴謹?shù)目茖W(xué)思維方法，通過設(shè)計性、綜合性實驗重點培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識的一種教學(xué)模式[3]。對全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新意識及實踐能力有著重大的作用和深遠的意義[4]。吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境教學(xué)實驗中心作為國家級教學(xué)示范中心，對開放式教學(xué)模式進行了研究與探索，在促進實驗教學(xué)過程、提升學(xué)生創(chuàng)新能力方面取得了良好的效果。

一、開放式實驗教學(xué)模式的研究與探索

1.設(shè)計多元化的實驗教學(xué)內(nèi)容。實驗中心通過對所服務(wù)學(xué)生的實驗課進行了調(diào)查，根據(jù)其內(nèi)容及難易程度設(shè)置了“三層次”的實驗教學(xué)體系，分別為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗?；A(chǔ)性實驗引進了“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)方式，即由教師提前通知學(xué)生實驗課的主題，由學(xué)生自主學(xué)習(xí)相關(guān)的知識，并選取學(xué)生代表為同學(xué)們進行講解。綜合性實驗以4—5名學(xué)生組合形成一個學(xué)習(xí)小組，抽取由教師提前設(shè)計好的實驗題目，小組成員相互配合，共同完成實驗的內(nèi)容。創(chuàng)新性實驗為選修內(nèi)容，學(xué)生們可自由組建團隊，自己聯(lián)系相關(guān)研究領(lǐng)域的導(dǎo)師，結(jié)合導(dǎo)師的研究方向設(shè)計實驗計劃和方案，由導(dǎo)師審查通過后，完成整個實驗項目。這種多層次教學(xué)內(nèi)容的實驗課程可以“因材施教”，充分發(fā)揮每個學(xué)生的優(yōu)點，活躍學(xué)生潛在的創(chuàng)新能力和發(fā)散性思維。

2.優(yōu)化實驗室的功能，實現(xiàn)資源共享。中心根據(jù)“三層次”實驗教學(xué)體系的需求對實驗室進行了重新整合和優(yōu)化，建立了基礎(chǔ)技能培訓(xùn)平臺、專業(yè)技能提升平臺和創(chuàng)新平臺?；A(chǔ)技能培訓(xùn)平臺主要服務(wù)于基礎(chǔ)性實驗課程和實習(xí)任務(wù)，專業(yè)技能提升平臺主要服務(wù)于學(xué)生們的專業(yè)綜合性實驗，包括畢業(yè)論文設(shè)計等，創(chuàng)新平臺包括大型儀器實驗室、開放實驗室等，主要服務(wù)于大學(xué)生創(chuàng)新項目。中心會在每學(xué)期初對外公布基礎(chǔ)性實驗課程的時間、地點。另外，全部對學(xué)生開放其余的時間與其他兩個平臺，做到實驗時間、實驗場所、實驗內(nèi)容和實驗對象的“四開放”模式。學(xué)生們可自行安排實驗計劃，合理安排和利用時間。提供開放的實驗空間，調(diào)動學(xué)生對知識的渴求欲望，充分發(fā)揮其特點，鍛煉獨立的工作能力。這樣大大提高了實驗室儀器設(shè)備的利用率，實現(xiàn)了資源共享，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

3.建立健全的指導(dǎo)與考核機制。開放式實驗教學(xué)雖然以學(xué)生為主體，但是仍然離不開專業(yè)教師的啟發(fā)和指導(dǎo)。本中心建立了指導(dǎo)教師加實驗教師的“雙指導(dǎo)”教學(xué)模式。指導(dǎo)教師對學(xué)生們的基礎(chǔ)理論和實驗方法進行指導(dǎo)，包括向同學(xué)們介紹專業(yè)最新的研究前沿、新的理論體系和新的研究方法，并將這些新知識和新方法融入教學(xué)中。實驗教師對學(xué)生們的實驗操作進行指導(dǎo)，包括實驗試劑的配置、實驗器材的組裝、實驗儀器的應(yīng)用等，保障學(xué)生們在正確、規(guī)范的指導(dǎo)下進行實驗操作。

針對傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中僅通過實驗報告來考核學(xué)生成績的弊端，中心提出多元化的評價體系，針對基礎(chǔ)性實驗和綜合性實驗采取過程考核加最終考核的方式，根據(jù)學(xué)生們對實驗?zāi)康暮蛯嶒炘淼睦斫?、實驗操作的?guī)范、實驗結(jié)果的分析等進行綜合評定。針對創(chuàng)新性實驗，設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)新項目基金，通過立項申請、開題報告、中期考核、結(jié)題答辯等一系列過程進行跟蹤考核。同時，設(shè)立激勵機制，對于通過創(chuàng)新性實驗取得突出成果以及成功發(fā)表學(xué)術(shù)論文的學(xué)生及團隊，在綜合測評時，給予一定的加分獎勵。

二、開放式實驗教學(xué)在提升學(xué)生創(chuàng)新能力方面的作用

1.開放式實驗教學(xué)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。開放式實驗教學(xué)構(gòu)建了以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式以學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動為基礎(chǔ)，充分地調(diào)動了學(xué)生的主動性，激發(fā)了其潛在的求知欲。通過實驗項目的選擇、方案的討論、儀器的操作、實驗報告和科研論文的撰寫，增強了學(xué)生自主分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新思維。

2.開放式實驗教學(xué)增強了學(xué)生的實踐能力。開放式實驗教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生自己動手的實踐能力，包括自己設(shè)計實驗方案、查找實驗方法、動手操作實驗等。在這個過程中，學(xué)生們會遇到各種問題和難題，需要經(jīng)過不斷地調(diào)整實驗方案、修改實驗方法、反復(fù)進行實驗操作，直到解決所有的問題和難題，最終得到實驗結(jié)果。

3.開放式實驗教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的團隊意識。開放式實驗教學(xué)需要學(xué)生們具有團隊意識，特別是綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗課題，需要集體的智慧和明確的分工去面對這些挑戰(zhàn)性項目。溝通和協(xié)助是保證高效完成實驗的前提。學(xué)生們在制定研究方案的過程中，既學(xué)會了表達自己的想法，同時也學(xué)會了相互交流和溝通，在完成實驗的過程中共同進步，鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，同時還培養(yǎng)了學(xué)生的團隊協(xié)作精神。

4.開放式實驗教學(xué)提升了學(xué)生的創(chuàng)新意識。開放式實驗教學(xué)主要的任務(wù)之一是提升學(xué)生們的創(chuàng)新意識，鼓勵學(xué)生們對未知的領(lǐng)域進行研究和探索。在項目研究過程中，要引導(dǎo)學(xué)生們關(guān)注學(xué)科前沿、面向?qū)嶋H，通過閱讀文獻、查找資料、設(shè)計實驗方案來解決實際問題，這對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識是非常有益的。

三、結(jié)語

構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，著力培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才，是當(dāng)前我國高等教育面臨的一項重大課題。創(chuàng)新來源于實踐，只有在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、尋求解決問題的方法、總結(jié)經(jīng)驗，才能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新。開放式實驗教學(xué)以培養(yǎng)創(chuàng)新性人才為目標(biāo)，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增強學(xué)生實踐能力、培養(yǎng)學(xué)生團隊意識、提升學(xué)生創(chuàng)新能力方面起到了良好的作用。但是，由于開放式實驗教學(xué)是新生事物，在發(fā)展過程中還存在很多問題，需要在不斷的實踐中進一步改進和完善。

參考文獻：

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