轉變思想 開拓學生能力培養新途徑
——國內高校實驗教學效果不佳原因的分析與對策

史 悅

(電子科技大學 電子工程學院，四川 成都 611731)

1 現實的問題鏈

如今對高校畢業生能力的通常評價是：綜合所學知識去解決實際問題的能力不強，正確運用所學知識分析問題的能力欠缺，再就是發現問題(癥結所在)的能力更加不足，談理論問題一套一套的，但用這些知識去解決實際問題，卻又茫然不知所措。

一般我們會認為出現此類問題是由于學生在校期間缺少實際動手的實踐機會所造成的，因此通常的做法是加大實驗室建設力度，從改、擴建實驗室到新建實驗室，從實驗設備的增添、升級到全面配置，幾乎囊括了所有能夠想到的“硬件”改造。但出現的問題卻是“只見投入，難見產出”，至少是投入—產出比嚴重失衡。實驗室的硬件環境得到了很大改善，但實驗室卻只有在上實驗課時才有學生(甚至有時是實驗室不夠用)，無實驗課時則是門可羅雀，連開放實驗室也幾乎如此。更為嚴重的是，畢業生的實際能力并未見有明顯提升。

面對這些現象，有一種常見的解釋是：現在的學生不好學。但據粗略的統計，在重點高校中，出于各種原因，真正奮發好學的學生約占2、3成，這些學生可以完全自主地學習，而真正不好學的學生也占不到2成；其他5成以上的學生是根據課程的重要性、難度以及是否有趣來決定是否要學好。因此，問題似乎又轉移到該如何吸引學生的興趣，正確地說應該是如何引導學生去學好上來了，而且這里的學好是指在理論和綜合能力方面都要學好。

怎樣才能達到此目的？只有通過有效的實驗。實驗是發現問題、分析問題和解決問題的重要途徑，在當今的社會發展和科技進步中發揮著舉足輕重的作用[1-2]。學生通過有效的實驗，不僅能鍛煉實際動手能力，獲取實踐經驗，還能從新的角度來認識所學的知識，發現理論學習中存在的問題，從而鞏固所學的知識。進一步看，實驗還是培養學生發現問題、分析問題和解決問題等綜合能力的有效手段[3-4]。

然而對此也許有人會不以為然，其理由是：我們已經很注意培養學生的實驗能力，這從我們的實驗室建設、實驗課程的設置、實驗內容的篩選及實驗室的開放程度方面就可以得到證明，在我們經過了這些努力的情況下，學生的實驗能力還不能得到提高，問題就只能出在學生方面了。

原因果真如此嗎？我們不敢茍同，因為實驗能力的提高，起關鍵作用的既不是實驗室的條件有多好，也不是實驗課程和項目的開設有多少，更不是通過對實驗內容的限定就能解決的。對學生實驗能力的培養，以及與之相關的對學生綜合能力的培養，起決定作用的應該是我們的思想理念、教學模式和具體方法[5]。我們所以強調“有效的實驗”，就是因為目前我們的思想理念、教學模式和具體方法還不能讓學生做的實驗真正有效。我們還沒有將正確的實驗方法傳授給學生，學生自然也就無法進行有效的實驗，從而也就無法實現學生實驗能力以及綜合能力的提高。這就是問題的根本所在。

那么什么是“有效的實驗”？怎樣才能實現“有效的實驗”？他山之石，可以攻玉。我們可以借鑒國外高校的經驗，轉變我們的思想理念，改革我們的教學模式，采取行之有效的方法，讓學生學會正確的實驗方法，從而能夠開展真正有效的實驗，在實驗能力和綜合能力方面得到有效鍛煉。

2 國內外實驗(教學)模式比較

2.1 教學模式方面

國外的教學本身就很重視理論與實際的結合，這種結合不是停留在口頭上，而是貫穿在整個教學過程中，課堂上的理論闡述相對較少，代之以相對較多的實際案例，而且這些案例都是作為實驗任務交由學生自己去完成。學生的成績考核也以實驗報告為主，輔以理論報告和筆試(筆試中的案例也多以實際應用情況為主)。這就使學生為了獲取學分，必須進入實驗室去做相關的(而不一定是相同的)實驗，而且必須要獨立完成(這源于國外的誠信制度)，從教學模式上保證了學生在整個學習過程中會去做很多實驗。

反觀國內，長期以來我們的教學和考核主要以理論為主，實驗只處于從屬地位，在學生成績中所占的比例一般來說都很低[6]。這就從基本思想上讓學生只注重理論答題，而忽視實驗課的實際操作，更不要說讓學生獨立開展實驗了。

2.2 實驗教學方式和過程方面

國外高校的學生若想進實驗室實驗(而這些實驗一般來說都是獨立進行的)，還必須先取得實驗操作資格，即實驗儀器、設備工具等的使用能力證明，以及基本實驗方法方面的培訓。這種能力培訓正是實驗教師所承擔的教學任務，國外的這些實驗課也稱實驗理論課或實驗基礎課[7]。這些看似不足為奇的實驗基礎及理論課，實際上承擔著學生基礎實驗能力培養的重任。因為只有在真正掌握了這些基礎實驗能力，特別是在掌握了正確實驗方法的前提下，學生才能真正獨立開展實驗，做到有效實驗，并從中發現問題，學到知識。

其后，學生在開始做各種實驗之前，還必須對實驗進行充分的準備，即有一個設計實驗的過程，這也是正確的實驗方法所要求的，即提出有效的實驗方案以及所需的實驗資源。進入實驗室后，實驗教師按學生準備的實驗的需求提供相應的資源，而后就是指導學生發現實驗中所存在的問題，具體的實驗操作過程完全由學生自己獨立完成。最后，實驗教師證明實驗結果真實有效，學生自己完成實驗分析和相關報告。這也就從手段上保證了學生是按正確的方法去做實驗，學生通過實驗能有所收獲，而不是“照本實習”式地去“完成實驗”，做完實驗后一無所獲。

再看國內。我們的實驗教學大多是以“傳授”的模式進行，實驗內容也有專門的“命題”，這樣做既不利于發現學生理論學習所存在的問題，也不利于培養學生自己去發現問題。我們常見的實驗過程即是：在實驗前的準備階段，學生按照實驗命題參看《實驗指導書》中的相應內容；上實驗課時，教師先演示一遍實驗過程，然后讓學生按照演示過程或《實驗指導書》上所列的步驟去“完成”實驗。大家所做的內容和過程完全一樣，實驗幾乎等同于實習，實驗目的相當于是要記錄數據[8]。這樣的實驗導致的后果是：學生在沒有實驗“命題”或《實驗指導書》的情況下，一是不知道到實驗室還能做些什么，二是針對遇到的問題還是不知道該如何解決，因為學生從未經歷過該如何正確開展實驗的鍛煉，根本就沒有想過實驗到底是怎么“做”出來的，這才是最關鍵的，也是學生動手能力差的根本原因。

2.3 實驗室組織和管理方面

國外實驗室的設立一般是通用而非“專用”的，特別在高校中更是如此。實驗室并不依賴于某個課程而存在，因為國外的實驗課僅限于實驗基礎課部分，此外就沒有眾多的實驗課。但這并不意味著沒有實驗課實驗室就會閑著，相反，此時的實驗室承擔著它的主要作用——學生的獨立實驗和教師的科研實驗。由于實驗室是通用的，因此它不限制可以開展的實驗項目，換言之，學生在實驗室中可以做的實驗種類基本上可以說是不受限制的，除了可以完成與課程相關的實驗外(實驗教師也不必知道該實驗與何課程相關)，還可做一些自己感興趣的實驗，甚至是若遇到了什么問題或者有什么想法想通過實驗進行驗證的話，都可以進入實驗室按照已掌握的正確實驗方法去進行實驗。這也就從實驗室的使用和管理機制上保證了實驗室運作的有效性和實驗效果的有效性。

目前我國高校的實驗室一般分3個層次：基礎(課)實驗室，專業(課)實驗室和科研實驗室。基礎實驗室主要是針對低年級公共基礎類課程開辦，儀器設備也是針對這些基礎類課程去配備，實驗室在開課學期利用率可以較高，而非開課學期利用率卻很低；專業實驗室主要是針對高年級專業類課程開辦，儀器設備也是針對某個專業課程進行配置，因此實驗室也是有課程實驗時才使用，無課時則閑置。科研實驗室由于其儀器設備的管理使用權歸課題組所有，所以一般的本科學生是難以進入的。這就導致了學生不是隨時都可以進入實驗室進行實驗，即便是可以進入一些實驗室，也會由于儀器設備的分類限制，阻礙了學生開展更廣泛的實驗。這樣的實驗室組織策略，不利于調動學生的實驗熱情，更無法起到培養學生綜合能力的作用，同時還無法提高實驗室的利用率。

2.4 實驗教師方面

通過前面的介紹也許有人會發現，國外真正實驗教學課其實很少，實驗教師的工作似乎很輕松。但實際上，由于國外很少區分基礎實驗室和專業實驗室，很多實驗室都是通用的，可以開展很多方面的實驗，故對實驗教師的要求除了對各種儀器和常用材料要非常熟悉之外，還要求對實驗室涉及到的各相關專業領域的相關知識也要非常了解，從而能解答學生在實驗過程中遇到的各種問題，故對實驗教師的水平要求實際上是很高的。

相反在我國，實驗教師的主要工作任務就是上實驗課，即按著實驗課的教學大綱、遵照規定“命題”完成指定實驗內容的講述，然后“指導”學生完成指定的實驗任務。若實驗教師的工作量不夠，還得想方設法開設新的實驗課，按照同樣的方式來完成該實驗課的實驗教學工作。在這種“實驗”模式下，教師獲得了工作量、學生獲得了學分，實驗教師僅僅關注其所上的實驗課，以及準備開的新實驗課，知識領域被極大地限制。當學生在實驗室中做自主實驗時，如果涉及到的知識面比較寬，實驗教師無論是在儀器設備、所需材料，還是在相關的知識方面都無法給予有效的幫助，學生的自主實驗熱情將受很大打擊，慢慢失去實驗的興趣。當然，我們并非要求所有實驗教師都是全才，但如何才能有效地組織實驗、有效地管理實驗教師隊伍，應當是實驗管理者應多加考慮的問題。

2.5 比較結果

通過以上比較我們可以看出，國外高校對于實驗，更注重的是方法和能力的培養，對于實驗室的作用更講究實效。國外的實驗室大多是綜合性的，盡管不少實驗室的硬件條件還比不上我國名牌高校的實驗室，實驗課的數量也遠不及我國高校所開設的那么多，但由于已將正確的基本的實驗能力傳授給了學生，即將實驗方法和要求這些準則性的內容(或稱實驗能力)與具體的實驗區分開來，并在具體的實驗中切實遵照執行這些準則，切實尊重實驗的本質，從而使得學生能夠在綜合能力上真正得到鍛煉，真正做到實驗課是少而精，而且實驗室還得到了充分利用。

我國高校中，實驗課多而散，且只注重過程而不重視實效，學生上實驗課只是為了應付過程，實驗完成后依然是不知道該如何開展實驗，綜合能力的培養更是無從談起。另外國外高校實驗教師也并非全是高學歷，相反，他們在知識的綜合性和工程能力方面具有專長，對學生吸取更加全面的知識能夠起到很大的幫助。在學生已經掌握了正確的實驗方法的前提下，實驗教師不需要太關注實驗的過程，這樣他們能夠有更多的精力關注相關的學科知識和所開展的科研任務，以及如何更好地為實驗提供支持服務，真正做到了人盡其用。

3 學生綜合能力培養的新思路

如前所述，要想增強高校畢業生的綜合能力，首先必須先提高學生的實驗能力，而這不是僅僅依靠改善實驗室硬件環境，或者是增加實驗課的數量就可以達到的。重要的是應該讓學生掌握正確的實驗方法和過程要求，并且在實驗過程中真正貫徹這些方法和要求。盡管我們已經開設有一些如“電裝實習”和“基礎實驗”等基礎類課程，相關的一些基礎知識和要求應該說已經傳授給了大家，但因后繼的實驗未能有效地按照實驗的本質性要求去落實執行，各種實驗課依然按照傳統的固有做法去“傳授實驗”，致使實驗未能達到其應有的效果。

要想改變這一現狀，最終目標是高校實現畢業生綜合能力的全面提高，只有通過轉變我們的(實驗)教學思路、改革與實驗(教學)相關的一些傳統模式方能實現[9]。當然不是說要完全照辦國外的模式，而是應該根據我們的實際，改革那些違背實驗本質和正確模式的內容，讓學生的實驗能夠正確地開展并取得其應有的效果。具體來說需要改變的有以下幾個方面：

(1) 適當改革理論教學模式。適當降低理論課學時，增大實驗案例與實驗成果所占的成績比例。這在短期內可能難以實現，但這卻是高等教育向良性化發展的必由之路。

(2) 改革實驗教學模式。實驗教學應該是多層次的，而且實驗不應等同于實習。總體原則應該是注重實驗方法和實驗的本質性要求，最大限度地減少“學生占據了實驗室和實驗時間，但卻沒有真正做實驗”的現象發生。在低層次，實驗課主要講授正確的實驗方法、步驟和要求，要讓學生學會自己設計實驗和做實驗，要介紹相關的儀器、設備、工具的使用方法、特性和限制，常用材料的基本知識、特性和選用原則等。這一階段的主要目的是為給學生在以后能夠自己動手做實驗打下堅實的實踐基礎，因此這一階段還是以實驗課的方式為好，也可以用實習的方式進行，但要點是讓學生自主完成。在中層次，可以結合一些基礎類的課程，以實驗課的方式讓學生接受實際的實驗訓練，但應該盡可能多地讓學生進行自主實驗。而在高層次，實驗就不應再以實驗課的方式開出，而應讓學生完全自主地完成[10-11]。

(3) 調整實驗室的組織和配置方式。對于低層次的實驗室，應該側重于常規儀器、設備、工具及常用材料的配備。由于這類實驗室一般是針對絕大多數低年級的學生，實驗課開辦時間不存在周期性，加上實驗室使用的專題性，因此實驗室可以是“專用”的。而對中高層次的實驗室，除了要盡可能開放(或部分開放)以外，還應配備常規儀器、設備、工具、常用材料以及部分專業的儀器設備，即盡可能打破因實驗室的專題化而導致的儀器設備專題化，限制學生在實驗室中可以開展的實驗項目。對于無法實現此目標的實驗室，也應確保實驗室間資源的有效共享。

(4) 加大實驗項目開發支持力度。要大力支持教師開發新的實驗案例(而非實驗課)，并且這些案例應側重于設計性、工程性、應用性或創新性，而非簡單實驗的變相重復。實驗的基本思路應該是讓學生選擇自己感興趣的實驗課題(可多個課題)，自主完成實驗內容，產生可通過的原型即可[12]，同時給予一定的學分和教學工作量(要打破傳統的以教學班模式進行工作量考核的方式，否則難以調動實驗教師的積極性和認真態度)。這樣做既可以提高學生的實驗熱情和學習理論知識的積極性、主動性，又可讓學生通過實驗重新認識和鞏固所學的理論知識，并接觸到許多新的知識，還可以進一步增加學生進行實際動手的機會，鍛煉和增強學生的綜合能力，同時提高實驗室的利用率。

4 結束語

總之，高校中的實驗能否獲得其應有的效果，在很大程度上取決于我們能否正確把握實驗的本質，按照正確的指導思想，將正確的實驗方法教給學生，并按正確的方式來組織實驗。只要我們遵照事物的本質規律去改革，輔之以實驗室硬件環境改造、實驗項目的發展、人力資源的配置及有效的引導與激勵手段、督促與管理措施，畢業生的實際能力將得到質的發展。

[1] 杜善義.發明創造源于實驗[J].實驗室研究與探索，2005，24(3)：1-4.

[2] 肖立忠，張忠斌，張文.淺談如何發揮高校實驗室的作用[J].華北航天工業學院學報，2001，11(3)：49-53.

[3] 潘蕾.充分發揮實驗室作用 培養學生的創新能力[J].實驗室研究與探索，2001，20(4)：107-109.

[4] 李志剛.發揮實驗室作用，推進素質教育和創新教育[J].實驗科學與技術，2003(1)：86-87.

[5] 周鑫玲,畢玉玲,欣玫,等.發揮專業基礎實驗室作用 在實踐中培養學生的創造思維能力[J].高等理科教育,2003(2):99-100.

[6] 李伊荇，侯文海.淺談高校實驗室建設的不足與完善[J].實驗室科學，2007(5)：110-112.

[7] 盧學英，周樹棠.關于高校實驗室開放的研究[J].實驗技術與管理，2006，23(5)：123-127.

[8] 時鳳菊，張紹麗.開放式實驗室管理模式分析[J].長春大學學報，2010，20(10)：103-105.

[9] 張清祥.探索實驗教學載體，培養學生實踐創新能力[J].實驗技術與管理，2012，29(2)：130-133.

[10] 傅豐林，孫肖子，陳南，等.培養創新精神和實踐能力 建設實驗教學新體系[J].實驗室研究與探索，2002，21(增刊1)：3-5.

[11] 龔慧明.淺議高校實驗室建設[J].高校實驗室工作研究，2006(2)：45-47。

[12] 白廣梅.關于創新實驗室建設的思考[J].實驗技術與管理，2007，24(2):136-138.