以學生為主導的創新性實驗課程設計

何汶靜　于貴　徐洲

【摘 要】培養和提升學生的創新實踐能力是高校的主要教學目的之一，開設實驗（實踐）課程則是培養這種能力的主要途徑。為了提高此類課程的教學質量，將其由教師為主導轉變為以學生為主導，文章提出了創新性實驗課程設計的思路，從實驗方案的擬定到實驗方案可行性分析，再到實驗器材、實驗材料的準備、實驗的具體實施都由學生自行完成，強調學生在課程中的中心地位。教師在課程中負責制定實驗目標，設定約束條件，保障實驗條件，評價實驗成績等輔助作用。

【關鍵詞】創新性實驗；學生主導；人才培養

0 前言

目前，我國大多數高校在開設理論教學課程的同時，都開設了實驗（實踐）課程。近年來，隨著應用型本科[1-2]大學的建設以及社會對學生應用實踐能力[3]要求的提高，大多高校在制定教學計劃時，正逐步加大實驗（實踐）課程的比重，提高學分值，以期達到培養和鍛煉學生實踐動手能力的目的。但是，傳統實驗課程的設計和內容幾乎都是以教師為主導，也就是教師需要花費大部分時間教，學生被動地學習，然后機械地按照老師制定的實驗步驟完成驗證即可，無法真正達到鍛煉學生實踐動手能力的目的。因此，為了適應新時期對大學生能力的要求，實驗課程內容及設計必須進行必要的改革和創新[4]。

1 傳統實驗和創新實驗課程的區別

1.1 傳統實驗課程教學存在的問題

傳統實驗課程是以教師為主導。理工科課程基本都開設了實驗（實踐）課程，甚至超過了理論課程的課時數。比如川北醫學院生物醫學工程專業《模擬電子技術》[5]課時比例采用（理論）2：（實驗）1，宜賓學院食品科學與工程學院《食品工藝學》采用（理論）1：（實驗）1，達州文理學院《計算機基礎》采用（理論）1：（實驗）1等。在實驗課中，基本上第1節課教師講實驗目的、實驗內容，有的還要進行演示，占據了教師幾乎70%以上的教學時間。學生則根據老師的講解，按部就班地開展實驗。往往由于教師占據了主導地位，學生被動參與實驗環節，學習積極性低，無法達到預定的實驗教學效果。

傳統實驗課程設計缺乏創新性。傳統的實驗課程設計幾乎都是先預定了實驗過程和結果，學生根據預先設定的步驟進行驗證即可。一般無需也無法體現自己的想法，或者一些奇思妙想，在一定程度上限制了學生自我思考和創新想法的發揮。而且所有實驗結果都千篇一律，學生覺得枯燥無味，也沒有達到鍛煉學生創新意識和創新能力提高的目的。

傳統實驗課程學生學習效果不佳。一方面，由于傳統實驗課程內容缺乏吸引力，大部分是驗證性實驗，多以機械性地重復老師演示的實驗內容為主，使得學生參與實驗的積極性不高；另一方面，由于當前大學生對實踐動手能力重視度不高，加之學生懶于動手來解決實際問題，甚至很多學生在遇到實際問題時，都直接依賴于網絡尋找答案，而非實驗過程來達到分析問題解決問題的目的，敷衍了事。

1.2 創新性實驗課程的設計

以學生為主導，由學生擬定實驗項目。在實驗內容選擇上，要求學生圍繞本課程的實驗教學大綱，提出與現階段理論學習相匹配的或者遇到的熱點難點問題，通過全班學生的討論，來擬定實驗項目。

由教師制定實驗目的。根據學生擬定的實驗項目，由教師進行適度修正或拓展，制定實驗目的。

由學生擬定實驗方案。要求學生按照教師設計的預定實驗目的，分小組由學生進行實驗方案的規劃和設計。

實驗方案可行性分析和論證。將各小組的實驗方案匯總，由教師引導，分小組進行實驗方案的可行性討論，對可行性不佳的實驗方案進行必要地修改或調整，完善修訂形成實驗方案。通過使每個同學都參與討論，來提高學生的參與度和積極性，并在討論過程中真正熟悉和掌握實驗原理和過程。

開展具體實驗。在實驗開展過程中，靈活安排、調整實驗時間，需要集中實驗的課程可將分散的實驗課程時間集中安排，然后分小組進行實驗，各小組按照自己的實驗方案，將小組內所有學生進行分工，讓各個學生都能參與具體實驗操作，每個小組成員的平均成績作為該組學生的實驗總評成績。實驗考核注重實驗過程的操作，減少實驗報告的比重。

實驗效果評價。按照預先的實驗計劃，各個小組將得到不同的實驗結果，所有實驗結束后，將各小組的實驗結果匯總，進行實驗效果的討論和評價，以改善實驗效果。

當然，這種實驗課程設計思路在實際應用當中，可以根據各個學科、各門課程的特點加以改進或者調整，使之更符合相關實驗課程的實際情況，比如課時限制等。

2 實驗教學項目設計

2.1 教學設計

以結果為導向的實驗教學模式的成功運用，關鍵在于適當的教學設計，包括分析教學內容、確定教學目標、分組、活動過程管理、評價活動結果等。

教師可以根據班級人數規模和課程設計的需要確定實驗小組人數，或2-3人一組，或4-6人一組，每個組成員分別確定為1號、2號、3號等，確定每個成員以方便隨機抽取某位組內同學代表整組同學完成回答問題、交作業等活動的關鍵部分，確保小組內每位同學都要參與到活動中來。分組原則上采用異質分組，每組內同學的能力強弱、個性特征都不相同，一方面方便小組內部互相幫助，另一方面也連帶產生全班各組間的同質性，保證了公平競爭的基礎。

2.2 實驗實踐項目設計

教師要合理布置任務目標，任務目標如果過大，會導致內容冗長繁瑣，學生無法集中精神，而任務目標過小，又會使任務失去挑戰性。

教師應明確實驗項目所涉及的理論知識，介紹參考閱讀的資料，指明如果實驗過程中出現問題應到何處尋找理論基礎。

實驗項目應有明確目的，實驗目的不明確，或表述不恰當，有可能造成學生在設計實驗方案時偏離主要目標，不能達到實驗大綱要求。

提供實驗儀器設備，提供各種耗材，學生在實驗中可能犯錯，應保證耗材的充足。

確保學生在實驗的過程中有充足的“犯錯”空間，不能將任務固定得太死，讓學生有充分設計實驗方案的自由，實驗過程中有充分 “犯錯”的空間，并且確保學生在“犯錯”后有自我發現錯誤，糾正錯誤的可能，只有在“犯錯”，并發現錯誤的過程中，學生才能自我糾正，深刻理解實驗過程和相關理論。

放手讓學生解決諸如實驗器材檢查，實驗耗材檢驗的問題。實驗要用到的各種實驗器材，實驗耗材都有可能出現這樣那樣的問題，解決這些問題也是實驗的重要組成部分。

2.3 實驗實踐結果評價

實驗結果評價也是保證教學效果的重要部分。實驗實踐活動的總評分作為學生的期末成績，或者期末實驗總成績。活動總評分為實驗結果和內容抽查兩個方面，實驗結果檢驗了小組總的成果，固然應計入實驗成績中，但也應有一定的機制評價實驗中所有同學的參與情況。例如，實驗教師可以設計問題，隨機抽查組內成員，被抽查組員的成績計入整個小組的成績中，這種方式可以大大提高學生參與的責任感。因此，在評價過程中要突出抽答問題在小組與小組，組員和組員之間的隨機性，并強調小組的整體性，其目的是盡量保證每個小組每個成員都能參與到活動中，完成教學任務。

3 總結與討論

實驗實踐教學直接關系到學校人才培養質量，在高等教育以“質量為核心”的指導思想下，必須解決教師照本宣科，學生無精打采等問題。“以學生為中心的創新性實驗課程”豐富了實驗教學形式，為老師和學生之間的互動提供了平臺，充分體現了學生在實驗教學過程中的主體地位，不僅使學生更好的掌握了知識，完成了教學目標，也能幫助學生在學習理工類科目的過程中在轉換思維模式，激發學習興趣，提高獨立思考的能力，培養創新意識，更能加強學生的個體責任感，提高團隊協作能力等。

【參考文獻】

[1]馬學儒.應用型本科高校教育學專業人才培養模式分析[J].求知導刊，2016（3）：47.

[2]吳中江，黃成亮.應用型人才內涵及應用型本科人才培養[J].高等工程教育研究，2014（2）：66-70.

[3]申超.實踐能力：哪項重要 哪項更強——關于工科專業本科生實踐能力的調查研究[J].中國人民大學教育學刊，2016（1）：33-45.

[4]曾小彬.深化實驗實踐教學改革提升應用型人才培養質量[J].實驗室研究與探索，2010，29（2）：1-3.

[5]何伶俐，王宇峰，祝元仲，等.電子技術基礎實驗教學改革與探索[J].實驗科學與技術，2014，12（4）：112-113.

[責任編輯：楊玉潔]