理工科大學實驗教學的改革初探

王平

摘要：本文從建立多層次的實驗教學內容體系，實行開放式網絡化立體實驗教學模式，強化教學模式的多元化與教學手段的現代化的有機結合，利用網絡、多媒體等現代化技術輔助實驗教學，實驗成績考核方法等方面，論述了大學實驗教學改革的幾點體會，其結果對高等教育大學實驗教學改革有重要參考價值。

關鍵詞：實驗教學體系；網絡化教學模式；多元化與現代化的結合；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）17-0091-02

我國高等教育在遵循基礎充實活躍學生的思想，培養學生敏銳的觀察能力，分析、歸納、綜合能力的原則上，工科院校普遍開設了實驗課程。實驗課程以“加強基礎、重視應用、開拓思維、培養能力、提高素質”為指導思想，以培養與逐步提高學生的科學實驗能力，培養學生基本的實驗素養和掌握基本的實驗技能，培養學生獨立工作能力和創新能力，使他們成為基礎知識扎實、專業知識全面的創新型人才。

在上述實驗教學思想的指導下，近些年我們在大學實驗課程的改革方面做了如下的一些探索，取得了很好的效果。

一、建立多層次的實驗教學內容體系，做到因材施教

為培養學生實驗能力、創新能力，以學生作為實驗教學的主體，采用多種靈活、先進的教學方法。為適應不同層次、不同專業學生的教學目標需要，構建了由基本型、提高型和研究創新型等不同層次的實驗課程教學體系，其中基本型實驗題目大約占30%，提高型實驗題目大約占50%，研究創新型大約占20%。其中有多個實驗是為了適應教學的需求，自主開發設計的具有特色的實驗題目。在實驗教學過程中，根據不同的實驗內容、不同的實驗對象我們采取了不同的實驗方法和教學手段。在經過對實驗基本理論、實驗技術、誤差處理以及實驗紀律要求等內容進行課堂講授之后，分別開展三種類型系列化實驗課程：基本型實驗：學生必選的實驗題目。由于學生剛接觸實驗課程，對好多實驗設備、實驗過程、實驗方法不夠了解，教學中要給予學生嚴謹的科學訓練，教師相對講得細一些，講練結合、聽做結合，實施“目標問題”教學法教學效果要好一些。提高型的實驗：屬于學生任選開放實驗課程。主要的教學目標就是要讓學生用已掌握的基本實驗儀器、實驗技能、實驗方法來解決一些有一定難度的、有一定實用價值的綜合設計性實驗題目，旨在培養學生的發現問題、分析問題、綜合解決問題的能力，以及理論聯系實際開發創新能力。在這一教學過程中，除了仍然采取“目標問題”教學法外，教師更要注重啟發式教學方法的運用，要精講多練，充分體現以學生為主體的教學理念，給學生更多的思維空間和操作機會。研究創新型實驗：其實驗題目有一定的難度，是針對相對優秀的學生、采取計劃外開放的形式，學生完全憑自己的自愿來選擇。實驗結果還要另增加一篇準論文形式的實驗總結，旨在培養學生的研究創新能力和基本的科學素養。這類實驗教學過程幾乎完全以學生為主，教師不具體講解，只是為學生提出問題、指導答疑。引導部分高年級、實驗能力強的學生加入興趣小組，開展創新實驗項目、加入教師科研項目組體驗、參與真正意義上的科學研究。在實驗題目的設置上，根據課程的內容，引入與現代科學技術應用相關聯的題目。擴大了學生的知識面。將現代化的檢測方法與實驗教學相結合，鍛煉了學生運用現代化實驗技術手段的能力。我們還把雙語教學引入到實驗教學中。相應編寫了雙語用教材，把實驗進行相應的整合，要求學生課下充分預習收集相關資料，完成相應的實驗組合后，用英語以小論文的形式完成實驗報告。幾年下來在學生中收到非常好的教學效果，得到相關學院的好評。

二、實行開放式網絡化立體實驗教學模式，教學管理現代化信息化

實驗教學中心建有自主設計開發的開放式網絡化立體實驗教學系統和實驗中心現代化教學管理信息平臺，現在可以實現網絡選課、網絡查詢、網絡成績管理等，進一步建設后將使之成為能夠實現網絡化教學、輔導、預習、虛擬仿真以及網絡選課、網絡查詢、網絡管理等功能的現代化實驗教學系統，進而達到拓展教學時空、優化教學系統、教學資源共享的目的。實現了學生自主選課全面開放式教學模式，學生可以根據自己的學習計劃和安排，在網上選擇和預約實驗項目。實驗中心根據實驗項目的設定對學生進行宏觀調控。

三、強化教學模式的多元化與教學手段的現代化的有機結合

強化教學模式的多元化與教學手段的現代化的有機結合是建設好實驗中心的關鍵。教學內容體系是多層次的、教學對象是不同專業的、學生群體是存在個體差異的。因此，教學模式也必須是多元化的，基礎實驗的系統訓練、設計性實驗的想象創新、研究型實驗的探索研究的合理搭配；基礎實驗的必做與綜合設計實驗的開放選作有機結合。體現了各取所需、因材施教的教學原則，達到了適合學生個性發展的、培養創新能力的教學目標。實驗過程采取“目標問題”教學法，“目標問題”教學法，將實驗內容圍繞教學目標細化為若干個小環節，提出一系列小問題，讓學生帶著問題做實驗。這些問題貫穿整個教學過程，以問題為中心來展開教學活動的教學方法。教師在講解環節要適時地向學生提出問題——啟發學生思維，牽住學生的思路，引發學生的注意；學生操作環節要帶著問題——有明確的目標，用心去做實驗；教師驗收環節要讓學生回答問題——當堂考核。同時，也要進一步加強教學手段的現代化進程，廣泛采用現代技術（多媒體）進行授課，把網絡技術應用于實驗教學和實驗教學管理，力爭達到網絡選課、預習、輔導答疑、仿真、模擬、成績管理等，用現代化技術裝備實驗項目。

四、利用網絡、多媒體等現代化技術輔助實驗教學

1.物理實驗室在中心網站開辟了虛擬實驗專欄，供廣大學生在網上進行網上實驗。

2.實驗中心網站開辟了和學生交流的互動平臺，學生可以在網上提問，老師回答，并且部分實驗實現了網上提交電子實驗報告。

3.實驗中心為每個實驗室配置了大屏幕顯示器。90%的實驗題目在實驗教學中運用了多媒體教學手段。使學生能夠直觀地了解將要完成的實驗項目的儀器、原理、實驗步驟等更加豐富的內容，產生了很好的教學效果。

4.實驗室已經實現網上教學管理，實現了時間和實驗內容的全面開放，學生網上自由選課。學生成績管理也實現了網絡化，學生可以網上自由查詢成績。

五、實驗成績考核方法

實驗課程的成績考核，直接影響到學生學習的積極性和實驗教學效果。由于實驗課的特殊性，很難像其他課程那樣進行統一的考試，這也是從事實驗教學的同行們感到棘手的問題之一。所以，采取三段式考核，分課前預習、課上操作、課后總結報告三部分。三部分成績分別占總成績的20%、40%、40%。不僅從書面上考查，更注重實踐過程，實驗操作能力的考查占成績的主要部分。實驗報告采用同一格式的報告紙，使實驗課程更加規范。更加富有特色的考核方法在于，實驗過程采取“目標問題”教學法時，將實驗內容圍繞教學目標細化為若干個小環節，提出一系列小問題，讓學生帶著問題做實驗。這些問題貫穿整個教學過程，以問題為中心來展開教學活動。教師在講解環節適時地向學生提出問題——啟發學生思維，牽住學生的思路，引發學生的注意；學生操作環節要帶著問題——有明確的目標，用心去做實驗；教師驗收環節要讓學生回答問題——當堂考核。在實驗過程中對學生進行了考核評價，學生感到信服，教師感到真實，同時也利于學生的理解、鞏固、提高。最后通過網絡評分系統匯總每個學生每個實驗的成績，自動給出這門課程的成績。實驗的考核貫穿整個實驗教學過程，使實驗的考核過程達到了既激發、強化了學生的學習動機，又培養訓練了學生的思維能力的教學目標。

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