應用型高等學校實驗教學方法的改革與探索

陶靈平， 易佑民， 李良波， 吳詩芬

(安徽三聯學院 基礎實驗教學中心，安徽 合肥 230601)

0 引 言

應用型人才就是把成熟的技術和理論應用到實際的生產、生活中的技能型人才。應用型人才主要是應用知識而非科學發現和創造新知，社會對這種人才有著廣泛的需求，在社會工業化乃至信息化的過程中，社會對這種人才的需求占有較大比重，應該是大眾化高等教育必須重視的人才培養模式[1-13]。

以培養應用型人才為主要目標的應用型高等教育是在我國經濟建設發展和高等教育大眾化推動下產生的一種新類型的高等教育。目前這種新類型的教育體系尚未完成，應用型高等學校的辦學理念和人才培養模式上仍處于學習、探索和試驗階段。

1 教學理念和方法

教學理念是整個教學體系的核心，起著指導作用。只有首先轉變教學理念，才能推動整個教學體系的改革。

以往的教學，更多是教師占據絕對地位，把學生當成流水線上的待加工材料，機械地灌輸知識，而學生只是被動地接受。不僅忽視了對學生能力的培養，也難以激發學生自主學習的積極性，更不能培養看待事物的想象力和創造力。顯然，這樣的教學理念和方法已經不適合當前的現實需要了。

因此，我們要轉變觀念，學生不再是機械的個體，而是活生生的充滿靈性和活力的個體。而我們教師的職責就是去發現和激活學生的潛能，讓他們認識自身，引導學生走向適合自身發展的道路。在實際教學中，以學生為主，一切以學生的需要和發展為中心，教師則負責引導學生合適的發展方向。注重培養學生如何運用現有知識解決實際問題的綜合素質能力，培養思想的獨立性和創造性。“授人以魚，不如授人以漁”。

就實驗教學而言，更要注重培養學生的實際動手能力，理論與實際結合，綜合運用所學知識解決問題的能力，嚴謹的科學態度。我們嘗試了如下一些方法。

(1) 客觀實驗法。實驗的一個基本要求，就是客觀如實地記錄實驗過程中發生的各種現象。排除主觀傾向，不囿于已有理論、觀點，而是根據實驗事實分析、得出相應的結論。培養學生如何觀察、記錄、分析各種實驗現象的能力。

例如牛頓環實驗，牛頓雖然首先發現了牛頓環，并做了精確的定量測定，可以說已經走到了光的波動說的邊緣，但由于過分偏愛他的微粒說，始終無法正確解釋這個現象，錯失發現光的波動性。直到19世紀初，英國科學家托馬斯·楊才用光的波動說圓滿地解釋了牛頓環實驗[14]。這是一個由于主觀偏見導致錯失科學發現的典型例子。

(2) 問題實驗法。在實驗中，通過適當設置一些影響實驗完成的錯漏，讓學生自己在實驗過程中去發現，去解決。培養學生獨立思考，發現問題、分析問題、解決問題的能力。

例如，可以通過設置電路開關等電器故障等，讓學生學會檢查電路的基本方法。通過改變實驗條件，放大實驗中影響誤差的各種因素，讓學生更深刻地理解影響實驗誤差的各因素，學會如何使實驗更接近理想狀態。

(3) 比較實驗法。針對相同的實驗目的，可以用不同的實驗方法來完成，并比較其優劣。以此大膽開拓學生的見識和思路，打破單一的思維模式，培養學生大膽創新，積極用不同思想方法解決同一問題的能力。條條大路通羅馬，解決問題的方法永遠不會只有一個，可以有無限可能。

例如，對于測量重力加速度，可以通過單擺法、自由落體法、氣墊導軌法等不同實驗來測量，然后比較其結果、測量方法之優劣。

(4) 現實案例實驗法。對于有一定理論和實驗基礎的學生，可以安排模擬現實發生的案例來進行實驗，不僅可以更好地理論結合實際，也可以緊跟時代科技的最新發展狀況。

例如，交通安全方面，我們可以通過模擬現實中發生的交通事故來進行實驗，分析事故原因以及可能的解決辦法。

(5) 觀察細節實驗法。關注細節，從細微的不同處發現問題，獲得全新的結果。培養學生敏銳的洞察力。科學發展史上，有很多因忽略細節而錯失科學發現，也有不少因重視細節而獲得新的科學發現。

1896年3月1日，貝克勒爾發現前幾天和鈾鹽試驗裝置一起隨便放到暗室的抽斗內的用黑紙包著的底片曝光了。對此現象，貝克勒爾沒有太在意。但是。他的同事居里夫人聽說這事以后，立刻對這一現象產生了濃厚的興趣，經過一系列努力，最終發現了釙元素和鐳元素，并獲得諾貝爾獎[15]。

(6) 趣味實驗法。好奇心是人類的天性之一。對于沒有接觸過的東西，我們總會有一份好奇心，進而想去探究一番。良好的實驗條件、新奇的實驗內容、巧妙的授課方式等都會引起學生的學習興趣，進而讓學生積極主動地投入實驗中去。

2 實驗內容

(1) 實驗分級。對實驗項目按照難易程度和要求高低不同，分成一、二、三級。每個等級開設多個實驗項目，分必做與選做。可以供不同專業、不同發展方向的學生根據實際情況自主選擇。如此實驗分級，可以循序漸進地培養學生，更符合學習的一般規律，提高教學效果。根據內容性質不同，又可以將實驗分為：基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗、研究性實驗等。不同的級標志著不同實驗技能和科學思維水平。每級實驗課程中均包含了設計性、綜合性和開放性的實驗內容，級別越高，設計性、綜合性和研究性比重越多。

(2) 增加設計性和綜合性實驗。改革實驗內容，使實驗課不再是課堂教學內容的簡單重復和驗證。增加設計性和綜合性實驗，重點訓練學生的實際操作能力、運用現有知識解決實際問題的能力。

(3) 對傳統實驗項目的內容重新設計。使之更注重學生能力的培養。例如，電磁學中的伏安法測電阻實驗，我們可以改造成設計性實驗，提出測電阻這一實驗目的，讓學生自己去設計方案來測量電阻，讓學生充分發揮所學，培養他們運用所學的解決實際問題的綜合能力。

(4) 研究性實驗。開設研究性實驗，讓學生參與科學研究，培養科研能力。對于應用型高等學校，更應該注重偏向應用性的研究實驗。例如，可以由教師提供一些科技應用中出現的小問題，或者學生自己去觀察發現問題。然后，讓學生提出研究方案加以解決，期間教師起著指導作用。

(5) 開放實驗。通過預約，可以讓學生根據自身實際情況來實驗室進行實驗、學習。開放實驗可以分為專門開放實驗室和普通開放實驗室。專門開放實驗室是學校特別設立的可以不受時間限制地允許學生來做實驗，所安排的實驗應具有廣度和深度，拓寬和加深學生的實驗知識、能力。而普通開放實驗室平時還要承擔教學任務，只能在正常教學時間承擔開放實驗的任務，主要是用來讓學生鞏固所學實驗內容。

3 網絡平臺

(1) 網上選課。建立網上選課系統，讓學生靈活安排實驗時間，還可以根據自身實際選擇可選實驗項目，極大有利于學生的自身發展。如此，也便于充分利用實驗資源，達到最好的教學效果。課程安排以實驗室為基本單元。一般情況，每個實驗項目由一個實驗教師獨自負責教授，便于同一個實驗項目中保持統一教學要求和風格，同時也有利于教師對自己所負責實驗更深入地了解和研究，從而提高教學效果。而不同的實驗項目，可以由負責該實驗項目的教師設計符合自身的教學風格和要求，可以讓學生們在不同的實驗項目中接觸各種不同的教學風格和理念，開闊自身的眼界和思想。另一方面，由于打破班級系別的界限，教師也可以更廣泛地接觸到不同專業和特點的學生，更有利于與學生交流、了解、互動，形成教學相長，提高教學效果。

(2) 網上預習。網上預習是實驗課堂教學的延伸，可以打破空間、時間的限制，讓學生可以在廣闊的平臺上享受學習的樂趣，培養學生自主獨立的學習能力。不同于理論課程，實驗課的網上預習不僅要有實驗目的、儀器、原理、步驟等文字圖片內容，還要有相應的實驗教學演示視頻，讓學生對實驗內容有一個更直觀的認識。利用仿真系統，可以讓學生熟悉實驗的每個步驟和細節，并對學生的預習情況進行評判，使學生知其不足而改進。這里要值得注意的是，仿真系統的模擬，并不能完全等同于現實，不能過分依賴。而且仿真實驗中的過程都是人為事先設定的，過于刻板生硬，不利于學生創造力的培養。

(3) 網上師生互動。利用網絡，學生可以不受時間、地點、人數的限制向教師提問、交流學習情況，而教師則可以據此掌握學生學習的最新動態，不斷調整改進教學內容和方法使之適合當前學生的實際。

4 實驗考核

實驗考核體系是實現教學目的的有力保障。教學理念和教學目的的實現，離不開一套良好的考核評價體系。實驗成績可以分為平時成績和考試成績兩大部分，兩大部分分別各占50%。

(1) 平時成績。可以分為：①課堂紀律成績，保證課堂教學秩序，以便教學順利進行。②預習成績，對學生預習情況進行打分，可以確保學生對將要進行的實驗有一個基本的了解，有利于順利完成實驗，容易加深對實驗內容的理解。③實驗報告成績，是對學生實驗能力的一個基本評定。對于普通實驗，設計實驗報告，分為實驗目的、原理、儀器、數據和現象記錄、數據處理、結論等幾部分。其中，應該加大實驗報告中數據處理、實驗結論部分在實驗報告中的成績比重，以此引導學生注重實驗數據的處理和結論，培養學生思考和處理實驗問題的能力。而且，針對不同等級的實驗，對實驗報告的要求側重也應當有所不同。

(2) 考試成績。考試內容可以分為理論和操作兩大部分。理論方面，主要考察學生數據處理和分析方面的能力。操作方面，考察學生獨立完成實驗的動手能力。

5 結 語

本文對實驗教學方法和內容體系提出了一些新的思想內容，并且把這些新的教學方法和理念付諸實施，對本校實驗教學進行了一系列改革，取得了比較好的實驗教學效果，對學生的綜合素質能力的培養起到了積極作用。

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