信息技術(shù)與高校開放型實驗課程教學(xué)深度融合研究

魏莉

摘 要： 開放型實驗課程教學(xué)是高等院校教學(xué)改革的重要組成部分，也是高校信息化應(yīng)用型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵所在。根據(jù)高校實驗室開放后存在的問題和實際需要，作者把信息技術(shù)深度融合到開放型實驗課程教學(xué)中，提出如何管理開放實驗教學(xué)的建設(shè)性措施。

關(guān)鍵詞： 信息技術(shù) 開放型實驗課程教學(xué) 深度融合

一、引言

在信息化、工業(yè)化的時代背景下，我國社會經(jīng)濟發(fā)展需要大量高級信息化應(yīng)用型人才[1]作為人力支撐。因此，培養(yǎng)大批高素質(zhì)的信息化應(yīng)用型人才是我國高等教育的重要職責(zé)，針對應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教育教學(xué)信息化改革[2]是所有高校都必須重視的工作。為有效培養(yǎng)應(yīng)用型人才，很多高校嘗試開放實驗教學(xué)，開放實驗室，由學(xué)生自主安排時間，完成相應(yīng)的實驗課時。但這種開放并沒有配套開放教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生為了完成實驗課時而到實驗室消耗時間，沒有真正進行實驗，不僅沒有達到開放實驗的目的，還浪費資源。整合開放型實驗課程信息、教師信息等資源，在開放實驗室的同時，開放教學(xué)，實現(xiàn)真正的開放型實驗教學(xué)，就必須有一個配套的開放型實驗教學(xué)系統(tǒng)體系，整合、管理實驗教學(xué)資源，方便學(xué)生獲取實驗資源信息，同時加以引導(dǎo)，為學(xué)生“學(xué)”和教師“教”提供一個開放的平臺。真正培養(yǎng)應(yīng)用型人才，并提高學(xué)生信息化素質(zhì)。

二、完善開放實驗課程教學(xué)，搭建開放的實驗教學(xué)系統(tǒng)平臺

開放型實驗教學(xué)不能停留在只開放實驗室的階段，為了達到開放教學(xué)的目的，實現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，我們需要為開放型實驗教學(xué)建立合理的實驗教學(xué)體系，利用各種信息技術(shù)搭建開放的實驗教學(xué)系統(tǒng)平臺，為開放型實驗教學(xué)服務(wù)。

1.開放型實驗教學(xué)資源管理。

依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)、圍繞實驗課程為學(xué)生提供相關(guān)實驗資料，根據(jù)學(xué)生的實驗進度及表現(xiàn)，有目的、有階段地發(fā)布到開放型實驗教學(xué)系統(tǒng)平臺（以下簡稱實驗教學(xué)平臺）。

（1）實驗項目分類與申請

根據(jù)開放型實驗的特點和學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需求，實驗項目分成基礎(chǔ)實驗和自主實驗。

①基礎(chǔ)實驗

基礎(chǔ)實驗依據(jù)實驗課程開設(shè)，由實驗所在系部根據(jù)人才培養(yǎng)方案和相關(guān)課程制定，并經(jīng)過科學(xué)的論證，才可申請在實驗教學(xué)平臺上開放。這部分實驗要求學(xué)生必須完成。

②自主實驗

自主實驗主要是面向不同學(xué)生群體設(shè)置的，在以下三種情況下開設(shè)：

第一，教師通過實驗教學(xué)平臺的日常教學(xué)中，對學(xué)生實驗學(xué)習(xí)的觀察，實時調(diào)整或新開實驗項目；

第二，實驗?zāi)芰姷膶W(xué)生，基礎(chǔ)實驗已不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求時，可給出合理的實驗需求并申請，學(xué)校組織相關(guān)專業(yè)教師審定，并給出建議，學(xué)生還可申請相關(guān)專業(yè)指導(dǎo)老師的服務(wù)；

第三，參加各類比賽的學(xué)生，針對比賽需求申請相關(guān)比賽專題的實驗項目，由指導(dǎo)老師提交申請；如果是學(xué)生自發(fā)參加比賽，在提交申請的同時，就可申請指導(dǎo)老師支撐。

這些自主實驗在不斷探索實踐后，條件成熟時，可補充基礎(chǔ)實驗。

（2）實驗設(shè)備與資料管理

實驗項目申請時需給出所需實驗室、實驗設(shè)備和指導(dǎo)教師的配置要求，實驗室的管理員可以根據(jù)這些要求提前制訂計劃，準(zhǔn)備好相關(guān)實驗設(shè)備，以支撐實驗教學(xué)順利進行。而學(xué)習(xí)資料則提前放置于實驗教學(xué)平臺上，以供學(xué)生參考學(xué)習(xí)。鼓勵學(xué)生把自己在實驗過程中的積累上傳到此平臺，如學(xué)生的實驗操作心得筆記。

（3）實驗操作視頻

實驗操作視頻是一種有效的教學(xué)手段，這種手段把文字資料轉(zhuǎn)化為直觀的視頻，更有利于學(xué)生學(xué)習(xí)。針對實驗內(nèi)容在實驗教學(xué)平臺上開放實驗操作視頻，這些視頻可以從網(wǎng)絡(luò)下載，或在日常教學(xué)過程中錄制，也鼓勵學(xué)生自己錄制視頻，豐富教學(xué)資源。

2.實驗室管理，營造活躍、穩(wěn)定的學(xué)習(xí)氛圍。

（1）實驗室預(yù)約

為了能充分利用實驗室，開放的實驗室一般需同時滿足日常教學(xué)實驗和開放型實驗，這就需要學(xué)生利用實驗室閑置時間進行實驗。但是由于學(xué)生并不了解實驗室具體閑置時間，使得學(xué)生在非閑置時間也到實驗室，導(dǎo)致影響日常實驗課的正常教學(xué)秩序。即使學(xué)生能順利占用實驗位，由于實驗所需的實驗用品并未到位，需要到管理員處申請、領(lǐng)取，管理員需要臨時選配實驗用品，領(lǐng)取的等待時間較長，導(dǎo)致實驗用品領(lǐng)到后常常沒有充分時間完成實驗了，以上都會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性受挫。

為了解決以上問題，對實驗室和實驗位的使用采取預(yù)約制，學(xué)生可以方便地通過實驗教學(xué)平臺查出實驗室的使用情況，然后根據(jù)自己的時間和實驗學(xué)習(xí)情況預(yù)約實驗項目、實驗位和使用時段，這樣既不會影響日常實驗課的正常教學(xué)，學(xué)生也不用急急忙忙地搶實驗位，而且實驗室管理員會根據(jù)實驗項目把需要用到的實驗設(shè)備提前準(zhǔn)備好。教師可根據(jù)實驗主題需求，組織小組或人數(shù)較多的群體型實驗，這時教師可預(yù)約整個實驗室的使用。

（2）分類實驗室

對實驗室按照學(xué)科方向和課程科目分類，將實驗設(shè)備和實驗用品集中配置，不僅方便實驗管理員的管理，還便于學(xué)習(xí)同類實驗課程的學(xué)生集中在一起，形成同目標(biāo)，鼓勵學(xué)生之間共同討論。在實驗教學(xué)平臺上需要對所有開放實驗室注明其可進行的實驗類別，便于學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)平臺預(yù)約實驗室。

（3）開通互聯(lián)網(wǎng)

開通互聯(lián)網(wǎng)，方便學(xué)生遇到問題時能借助互聯(lián)網(wǎng)上海量信息及時解決問題，方便學(xué)生通過即時通訊軟件（如QQ群或臨時討論組）自己組織與同學(xué)和指導(dǎo)老師的主題討論。有利于學(xué)生練就解決問題的本領(lǐng)，掌握解決問題的方法，并且學(xué)生遇到問題時，能自己解決，可以極大提高學(xué)習(xí)興趣，有利于把學(xué)生留在實驗室，并形成活躍、穩(wěn)定的學(xué)習(xí)氛圍。

3.實驗教師管理與實驗輔導(dǎo)。

實驗教師分為實驗指導(dǎo)老師和實驗管理員。

（1）實驗管理員

實驗管理員需要每天關(guān)注實驗教學(xué)平臺上有關(guān)實驗室與實驗設(shè)備的需求，對實驗所需材料要有計劃地申請購置，按時配置所需的實驗設(shè)備、有效的管理實驗室和實驗設(shè)備。通過實驗室監(jiān)控攝像監(jiān)督若干個實驗室，這樣既可保證實驗室和實驗設(shè)備的合理使用和安全使用，又可管理學(xué)生的實驗活動，監(jiān)督學(xué)生的實驗紀(jì)律。

（2）實驗指導(dǎo)老師

在開放實驗教學(xué)中，指導(dǎo)老師采用線上、線下全方位輔導(dǎo)方式。在線上完成基礎(chǔ)實驗引導(dǎo)，在線下組織更高層次的應(yīng)用研究。

第一，線上指導(dǎo)。通常指導(dǎo)老師是不需要到實驗室直接指導(dǎo)教學(xué)的，安排指導(dǎo)老師在實驗教學(xué)平臺上值班，線上輔導(dǎo)。對學(xué)生在實驗操作中遇到的問題及時引導(dǎo)并解決；檢查學(xué)生的實驗完成情況和學(xué)生提交的實驗報告、實驗習(xí)題；監(jiān)督學(xué)生的實驗進程；收集經(jīng)常出現(xiàn)的問題，針對問題給出解決方案模板上傳到實驗教學(xué)平臺；發(fā)現(xiàn)某些實驗項目設(shè)置的弊端，及時修正；針對課程和學(xué)生學(xué)習(xí)進度開設(shè)新的實驗項目，并合理計劃安排。

第二，線下指導(dǎo)。在線上指導(dǎo)，師生畢竟沒有面對面，其交流還是有隔閡，老師和學(xué)生可根據(jù)實際情況組織線下指導(dǎo)，也就是指導(dǎo)老師在實驗室直接指導(dǎo)。首先，教師定期對學(xué)生集中輔導(dǎo)，針對一個階段的實驗情況對本階段集中出現(xiàn)的問題組織討論，綜合分析講解，并進行階段性總結(jié)，給出下一階段的實驗要求；對于難度高的實驗，組織集中實驗教學(xué)；學(xué)生在實驗中遇到自己無法解決的問題時，經(jīng)過團隊討論，教師線上指導(dǎo)，仍無法解決時，可預(yù)約教師面對面指導(dǎo)。

第三，發(fā)現(xiàn)人才。指導(dǎo)老師通過各種形式與學(xué)生的接觸，必然對學(xué)生的能力有詳細了解，從中發(fā)現(xiàn)人才，著重培養(yǎng)，為學(xué)生提供更好的機會，為高校培養(yǎng)出不同層次的人才。

4.教學(xué)管理與學(xué)生能力培養(yǎng)。

（1）翻轉(zhuǎn)教學(xué)

所謂翻轉(zhuǎn)教學(xué)，就是將傳統(tǒng)“教師課上知識傳授+學(xué)生課下知識內(nèi)化”的教學(xué)流程進行翻轉(zhuǎn)。在實驗教學(xué)平臺這種信息環(huán)境中，學(xué)生自主完成實驗項目學(xué)習(xí)和操作，消化實驗前后相關(guān)的知識點，教師從傳統(tǒng)課堂中的講授者變成學(xué)習(xí)的促進者和設(shè)計者。處于“導(dǎo)演”的角色統(tǒng)籌布局，循環(huán)漸進地指引并輔導(dǎo)學(xué)生，通過答疑、協(xié)作探究和互動交流等活動共同完成知識的內(nèi)化。這種教學(xué)方式正是開放型實驗教學(xué)需要的教學(xué)模式，它能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

（2）實驗教學(xué)中對學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)

應(yīng)用人才能力培養(yǎng)的主要部分之一就是培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力，我們在實驗中遇到的問題有很多都是不可重現(xiàn)的，當(dāng)遇到問題時必須即時進行排錯處理，通過分析問題、解決問題提高實際動手能力。如果按照例題進行實驗，就只能培養(yǎng)出一批熟練的操作人員；如果實驗過程中出現(xiàn)任何問題都需要老師解決，不自己動腦動手，那么下次遇到同樣問題學(xué)生還是不會處理。在學(xué)生實驗過程中教師不要過度輔導(dǎo)學(xué)生，更不能提供所謂的標(biāo)準(zhǔn)實驗步驟，應(yīng)更注重激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，養(yǎng)成自己動腦動手的習(xí)慣，遇到問題時，自覺主動地通過網(wǎng)上搜索、相互討論、反復(fù)實驗等方法解決問題。當(dāng)然經(jīng)過反復(fù)分析、實驗仍不能解決時，老師要即時加入，以引導(dǎo)的方式提供解決方向共同解決。在信息化應(yīng)用人才培養(yǎng)上注重培養(yǎng)學(xué)生動手能力的同時還培養(yǎng)他們的動腦能力，培養(yǎng)學(xué)生熟練靈活利用信息技術(shù)，掌握處理問題的方法和途徑，形成自己的思路，真正培養(yǎng)學(xué)生處理問題的能力。

多種形式的討論是一個很重要的教學(xué)手段，在多數(shù)高校的課堂上基本是不存在的環(huán)節(jié)。當(dāng)學(xué)生完成了實驗，并形成了實驗報告，教師組織學(xué)生圍繞實驗內(nèi)容、心得體會進行討論，經(jīng)驗交流，隨意提問。這種討論可培養(yǎng)學(xué)生的動腦能力，鍛煉學(xué)生的交流能力和應(yīng)變能力，并激發(fā)大家的好奇心和進取心；增強學(xué)生之間、師生之間的團隊合作能力；活躍學(xué)習(xí)氣氛，帶動學(xué)習(xí)風(fēng)氣，從而提高師生整體素質(zhì)。

（3）實驗報告

目前實驗教學(xué)中，各高校普遍不重視實驗報告，即使有實驗報告，很多都是走過場，且抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。而實驗報告對學(xué)生操作能力提高能起到很突出的作用：首先，因為大多數(shù)實驗操作內(nèi)容多，步驟多，需要反復(fù)嘗試才能摸索出正確的實驗方法，通過實驗筆記可以記錄下每次實驗的細節(jié)，方便比較每次實驗正確與錯誤的操作，比對實驗數(shù)據(jù)，方便日后復(fù)習(xí)，積累經(jīng)驗；其次，有的實驗并不是一定有一個標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果，不同學(xué)生、不同時間、使用不同的設(shè)備其操作結(jié)果都會不同，有實驗筆記，方便集中比對并討論分析；老師通過實驗報告的檢查可掌握學(xué)生實際實驗完成情況，要求學(xué)生必須上傳實驗報告。

（4）實驗考核

對開放型實驗，我們并不是不予考核，通過平時實驗報告書寫情況，在實驗過程中實驗室管理員對其紀(jì)律的監(jiān)控情況，結(jié)合期末集中實驗項目考核，綜合給出實驗成績。

5.評價制度。

為了更好地激發(fā)學(xué)生的自主實驗興趣，激勵學(xué)生和老師制作更好的實驗視頻和文檔等教學(xué)資源，開發(fā)出更好的實驗項目，促進開放型實驗教學(xué)，學(xué)生可評價平臺上所有資源：評價實驗項目，決定一些實驗項目的去留；學(xué)校每學(xué)期進行一次評比，對學(xué)生和教師進行獎勵，評選出優(yōu)秀指導(dǎo)老師，依據(jù)平時學(xué)生對老師的評價；對上傳資料，按照點擊量和好評量評選出優(yōu)秀作品，學(xué)校給予獎勵，并推薦參加相應(yīng)比賽。

三、結(jié)語

開放實驗教學(xué)平臺與開放實驗課程的深度融合就是在教學(xué)過程中把信息技術(shù)、信息資源、信息方法、人力資源和課程內(nèi)容有機結(jié)合，通過將信息技術(shù)有效融于實驗教學(xué)過程營造新型實驗教學(xué)環(huán)境。應(yīng)用既能發(fā)揮教師主導(dǎo)作用又能充分體現(xiàn)學(xué)生主體作用以“自主、探究、合作”[3]為特征的教學(xué)方式，從而將學(xué)生的主動性、創(chuàng)造性和積極性充分發(fā)揮出來，打破過去以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)，使學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力真正落到實際當(dāng)中。

參考文獻：

[1]李雪玲.應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的高校實踐教學(xué)[J].阜陽師范學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2009（3）：128-128.

[2]張懷德.信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合的實踐與探索[J].電化教育研究，2010（1）：111-115.

[3]俞遠志，張立慶，傅曉航.開放性實驗教學(xué)模式的實踐與思考[J].實驗室研究與探索，2012（31）：153-155.