適應創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實驗課程教學改革與探索

劉麗英，王立晶

摘 要：通過對專業(yè)實驗教學的改革和探索以及在實驗教學過程中的實踐，對專業(yè)實驗課的實驗項目內(nèi)容，實驗教學方法和對學生實驗成績考核辦法的評定三個方面分析，認為深化實驗教學改革，打破傳統(tǒng)的教授演示性實驗，更有利于激發(fā)學生主動參與實驗課的積極性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，使學生能早日成為具有創(chuàng)新精神和實踐才能的新型應用型人才。

關鍵詞：專業(yè)實驗教學；實驗內(nèi)容整合；成績考核辦法；創(chuàng)新人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2014）15-0225-02

專業(yè)實驗課的教學過程是學生們對所學專業(yè)理論知識的深化和進一步實踐的過程，是學生們將所學理論知識和實踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。隨著理論知識的更新和社會對創(chuàng)新型人才需求，在高校中的工科專業(yè)，對于實驗課的教學改革也在不斷深入，本文擬就專業(yè)類實驗課程的教學改革在以下幾方面做出的探索進行簡單論述。

一、實驗課程內(nèi)容改革的探索

實驗課在教學過程中往往看成是理論課程的輔助環(huán)節(jié)，實驗內(nèi)容從屬理論授課而造成實驗項目僅遵大綱完成、實驗內(nèi)容過于單一、更新知識緩慢。各門實驗課程內(nèi)容安排僅僅為了本門理論課程的教學任務，與其他實驗課程內(nèi)容的安排上欠缺專業(yè)銜接性和系統(tǒng)性，從而使得有些實驗課程在內(nèi)容上有覆蓋部分，因此要對實驗課的實驗項目，尤其是專業(yè)課的實驗教學內(nèi)容進行分析、調(diào)整和完善，以適應專業(yè)發(fā)展的新理論和社會需求的新方向。確定好實驗課開始的時間節(jié)點以保證學生對專業(yè)理論知識的掌握，然后將實驗內(nèi)容融合成綜合實驗，綜合實驗分成專業(yè)知識有銜接，實驗過程有先后的幾個部分。把每部分在實驗課之前分發(fā)給學生小組討論，讓學生通過查閱資料自行確定實驗目的、步驟、裝置設備和推導實驗結(jié)論。通過在專業(yè)課程的實驗中試行表明，這樣參與性的實驗要比傳統(tǒng)教授式實驗更能培養(yǎng)學生上實驗課的興趣，激發(fā)他們進行創(chuàng)新實驗的激情，可以鍛煉他們自己發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，有助于彌補學生們在學習過程中缺乏實際操作的不足。

這樣分組討論過程中也發(fā)現(xiàn)存在問題，由于學生們在對專業(yè)理論課程學習過程中，對知識的掌握程度不同，一部分學生的學習自主性不高等原因，分組討論時會出現(xiàn)一人做，幾人看的現(xiàn)象，所以在對實驗項目內(nèi)容進行分組討論時，要注意難度適中，不同節(jié)點內(nèi)容布置時充分考慮分組學生的具體情況，將內(nèi)容層層分解，層層深入，使得不同充分體現(xiàn)在實驗過程“教師為主導，學生為主體”的教學思想，這樣的課堂教學過程中，大部分學生都會進入積極思考和爭辯討論狀態(tài)中，是的實驗課堂教學氣氛呈良好發(fā)展態(tài)勢。

二、實驗課教學方法的探索

傳統(tǒng)實驗臺演示實驗是多數(shù)工科專業(yè)實驗課教學中的重要手段和途徑，造成這一局面的原因一部分是由于實驗設備的安全問題制約學生動手實際操作，另一原因是一些院校無法承擔某些專業(yè)價格昂貴的實驗設備，如電氣自動化專業(yè)的專業(yè)實驗室，雖然大多數(shù)工科院校的招生目錄里都有這個專業(yè)，但在這個專業(yè)的實驗教學環(huán)節(jié)里，絕大多數(shù)是以演示性實驗為主。而這樣簡單的演示實驗已無法適應當今對人才的培養(yǎng)目標[1]。那么怎樣充分高效地利用為數(shù)不多的實驗裝置呢？解決的辦法是利用學生們在專業(yè)基礎理論課中對一些仿真軟件的學習。隨著計算機技術的飛躍發(fā)展，適合于各類專業(yè)的各種分析仿真軟件層出不窮，無論哪個專業(yè)的學生在學習專業(yè)課之前都接觸到幾類仿真軟件。那么在學生進行實驗之前，可以布置預習，通過資料查閱，利用軟件將實驗過程、步驟以及實驗的一部分結(jié)論都可以完整清晰呈現(xiàn)。仿真過程實際是給出了在實驗的實踐操作過程可以成功的理論根據(jù)，并且可以輔助分析那些在實際實驗中可能會遇到的問題，有助于找到針對這些問題的解決方案，仿真出來的數(shù)據(jù)也可以用來分析誤差。仿真后，利用學生們的討論結(jié)論在實驗臺上演示，驗證仿真結(jié)果，分析誤差。這樣過程非常適合綜合性實驗，彌補了實驗室的建設均以試驗臺（套）為主要形式，實驗項目也多以分散的、割裂的知識單元的缺點。仿真軟件的使用在學生的自主創(chuàng)新實驗中尤為實用。

此外，虛擬實驗室的建立也是理工類實驗教學的應用熱點，虛擬實驗室就是以計算機網(wǎng)絡為核心，將虛擬儀器通過網(wǎng)絡連接起來，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析和遠程操作的一個系統(tǒng)。它一般具有透明性、資源共享性、互動操作性、用戶自主性、擴展性以及安全性等特點，是傳統(tǒng)實驗室無法比擬的[2]。利用EDA技術建立單機的電子虛擬實驗室，可以完成電工學，電子學，微機原理與接口技術等課程的實驗，在虛擬電子設計平臺上，完成與傳統(tǒng)實驗相同的接線測量等環(huán)節(jié)外，還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)打印，繪制曲線等功能，更有利于學生完成設計性實驗的演示、驗證。這種單機式的虛擬實驗室在實驗教學過程中被廣泛采用，而且學生反響很好。但在專業(yè)課程的實驗教學中，更渴望的教學方法是讓學生在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中產(chǎn)生真實場景的模型，可以身臨其境的完成實驗“操作”，可以動態(tài)“觀看”到實驗過程、實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果，但這樣真正意義上的虛擬實驗室需要高性能的計算機硬件軟件和高精度傳感器設備等技術的支撐，是一個龐大而系統(tǒng)的工程。隨著高校教育的深入改革和現(xiàn)代技術的快速發(fā)展，相信虛擬實驗室這種先進的實驗形式和基于虛擬實驗室的實驗教學形式將受到廣大高校師生的重視，而越來越多基于虛擬技術創(chuàng)建的平民化、大眾化虛擬實驗室實驗教學中的應用會更廣泛、更普及。

三、對實驗成績考核方式改革的探索

實驗考核和實驗成績的評定是實驗教學過程的最后一個環(huán)節(jié)，實驗成績的評定不僅可以反映出實驗教學的質(zhì)量和學生在實驗過程中表現(xiàn)出來的綜合能力，也可以調(diào)動學生對實驗課的重視和參與積極性[3]。怎樣才能準確、客觀、科學、公正、實時去評定學生的實驗成績，也是對傳統(tǒng)實驗教學過程的一次探索，在工廠供電的實驗教學過程中，成績評定方法主要可以進行以下幾方面的探索。

1.實驗報告驗收式評定與筆試實驗考核方式相結(jié)合

這種考核方法適用于考核學生對基本理論實驗的掌握程度，更適合于對教材中的基本理論知識掌握扎實但在實驗中動手能力偏弱的學生，這類考核方式更適用于電路定律定理的驗證實驗。實驗成績的評定要求建立有平時的實驗成績評定依據(jù)，包括出勤、實驗預習、實驗操作和技能、實驗數(shù)據(jù)的整理與分析等，最后要形成完整的實驗報告上交。另一部分為實驗理論筆試考試部分，形式為閉卷考核，內(nèi)容可包括已經(jīng)完成的某項實驗的原理解釋，某一實驗步驟操作的具體目的，實驗儀器裝置的使用，實驗現(xiàn)象的分析和實驗數(shù)據(jù)的整理等，目的在于考察實驗完成的原理的掌握，實驗過程操作技能的熟練程度，儀器裝置的正確使用等，有利于杜絕抄襲實驗報告的不良風氣，督促學生認證對待實驗教學環(huán)節(jié)。筆試考試部分和實驗報告部分各占比例可根據(jù)具體實驗項目的不同而具體分配。

2.實驗考試和實驗報告驗收相結(jié)合的考核方式

有部分同學對教材中的理論知識掌握得扎實程度不夠，但在實驗中的動手能力很強，而且在實踐性的實驗操作中，通過分析實驗項目可以促進學生對實驗原理和實驗方法進一步了解，在一定程度上彌補理論知識的不足。而在實驗過程對所遇中問題的思考分析，更能培養(yǎng)學生們自主學習的積極性和主動性，促進理論課的學習。但對于實驗班額過大的實驗項目，如果采用這種實驗考試的考核方式，一方面實驗教師的工作量過大，另一方面也不利于實驗教師對學生在實驗過程中的儀器操作、實驗習慣、實驗數(shù)據(jù)的整理等方面的考核。

3.綜合性，創(chuàng)新設計性實驗教學的考核方式

當前對人才的培養(yǎng)更注重于培養(yǎng)學生們的創(chuàng)新能力和應用能力，很多高校的實驗室會在業(yè)余時間開放，這些開放實驗室資源，給學生們提供了難得的自主學習的機會，也會給學生思維創(chuàng)造力的發(fā)揮更廣闊的空間。一些學生可以申請創(chuàng)新項目，動手做小制作等，在實驗中不斷完善原有的實驗方案，力求更精準的實驗數(shù)據(jù)，獲得一定的成果。那么對學生進行的設計性、創(chuàng)新性的實驗在成績考核評定上可考慮有附加成績或推薦比賽，對他們的創(chuàng)造性思維給予充分肯定，一方面可以調(diào)動他們的學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，另一方面也可以激勵其他同學參與其中。

不同的實驗考核評定方法針對不同類型的學生，使學生們在取得客觀、公正的真實成績同時，更要注重對學生的因勢利導，端正實驗態(tài)度，通過對成績考核方法的改進和規(guī)范，能夠真正發(fā)揮考核的積極作用，獲得“以考促學，以考促教”的目的，達到提高實驗教學質(zhì)量和學生的綜合素質(zhì)的目的。

四、結(jié)束語

實驗教學是高等院校工科專業(yè)學習非常重要的組成部分，教學質(zhì)量的提高、教學過程的不斷改革和進步都是培養(yǎng)創(chuàng)新型、應用型素質(zhì)人才的關鍵。在實驗教學各個環(huán)節(jié)的改革和探索都應該以提高學生素質(zhì)，培養(yǎng)他們綜合能力為目標。當然，隨著教學內(nèi)容的深化改革，應用技術的飛躍發(fā)展，實驗教學也要隨之不斷更新和改革，這必然是一項需要不斷努力付出而又要長期堅持的工作，在實踐中摸索，探究，比較，更新，力求培養(yǎng)出更多的適應社會發(fā)展的創(chuàng)新型，應用型的人才。

參考文獻：

[1]徐瑜.以學生為主體的專題式教學內(nèi)容的選取與思考[J].中國電力教育，2010（28）：108-109.

[2]黃慕雄.高校教學型虛擬實驗室建設的現(xiàn)狀與建議[J].網(wǎng)絡教育與遠程教育，2005（9）：77-79.

[3]方振漢，余環(huán)虎.以實驗教學改革提升學生創(chuàng)新動力的探索[J].中國電力教育，2012（29）：104-105.