淺談實驗在大學專業課教學中的角色及設置

張偉靜

摘要：實驗在大學專業課教學中扮演著非常重要的角色，好的實驗安排可以幫助課程取得更好的教學效果。本文從實驗的目的、實驗的安排、實驗內容的設置、實驗教師的選擇等幾個方面，探討了實驗在大學專業課教學中的角色和設置。

關鍵詞：實驗教學；大學；專業課

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）25-0270-02

一、概述

大學專業課程很多都設置有實驗環節，安排實驗環節有的是為了提升學生的動手能力，有的是為了加深對相關知識的理解，有的則是為了讓學生學會操作某類儀器或者某種軟件等等。無論是出于哪種目的，不可否認的是實驗環節在大學專業課的教學過程中擔任非常重要的角色。如何讓實驗環節發揮更大的作用，是需要專業課教師及教學管理人員認真思考的一個問題。作者就日常教學管理中發現的大學專業課實驗設置存在的一些問題和弊端，從實驗的目的、實驗時間的安排、實驗內容的設置以及實驗教師安排等幾個方面出發，對實驗在大學專業課教學中的重要角色以及如何合理設置實驗進行初步探討。

二、實驗的目的

課程中實驗設置的目的一般包括以下幾點：（1）激發學生對課程的興趣。部分理論課程內容復雜且抽象，理解起來難度較大，會使學生產生厭學心理。此時恰當地設置部分實驗內容，通過有趣的實驗現象，可以大大激發學生的學習興趣。（2）增加學生對理論知識的感性認識。理論學習學到的知識，多為灌輸性學習，記憶居多，缺乏對內涵的理解和擴展，通過實驗動手操作，發現問題、解決問題，有助于拓展思維，加深對知識的理解。（3）通過學習相關儀器及仿真軟件的使用，促進知識的掌握。使用儀器完成一個實驗，需要對儀器進行校準、參數設置等一系列的操作，使用難度相對較高，因此就促使學生必須要掌握其基本原理、操作方法和注意事項，并具有相應的動手能力。掌握一種仿真軟件，對于以后從事相關研究是必不可少的技能。仿真軟件的使用過程，也是對課堂所學理論知識的一個再應用和驗證的過程。

三、實驗時間的安排

目前國內高校在專業課實驗設置方面，普遍存在實驗環節安排在理論課程結束后統一進行的問題，這樣的安排雖然有其一定合理之處，但是同時也會帶來一系列的問題。這樣的安排有以下的優點：（1）由于實驗時間比較集中，有利于實驗室的管理；（2）學生已經對相關課程的理論內容有了較多的了解，因此有利于較為全面地理解實驗內容；（3）實驗內容的連續性較好，教師指導相對容易。然而這樣安排的缺點也是非常明顯的，從上一節中給出的實驗目的來看，實驗一個最為重要的角色是激發學生的學習興趣。雖然目前的這種實驗安排同樣也可以激發出學生對這門課程的興趣，但是常常有同學反映“通過實驗，我開始對這門課有了濃厚的興趣，但是課程已經結束了”，這顯然不是我們教學想要達到的效果。另外在實驗過程中，同學可以對相關理論知識有更為感性的認識，這對于理論知識的理解是非常有幫助的。然而如果實驗安排在最后統一進行，這一作用將明顯減弱，有些同學很可能因為無法理解某一概念，而對這門課程產生排斥，甚至放棄。而合理的實驗時間的安排，則幫助這部分同學。此外細心的同學往往在實驗過程中能夠發現一些有趣的現象，而這些現象是可以利用課程所涉及的理論知識來解釋和預測的，因此合理的實驗安排可以使得同學帶著問題去學習相關的理論知識，這必然會提升學生對相關內容的認知深度，從surface learning轉化為deep learning。盡可能早讓學生接觸實驗儀器，使用仿真軟件，將有利于提升學生對一些知識點的認知深度和掌握的牢固程度，并且做到在實際工作中能夠更好地將理論和仿真聯系。從實驗的角色可以看出，實驗對于激發學生的學習興趣、認知深度等方面有著非常重要的作用。理論與實驗的交替進行可以激發學生學習積極性，實驗中碰到的問題又可以讓學生們帶著問題去學習相應的內容。兩者相互激發，會有很好的效果。如果僅僅在最后統一進行實驗，實驗激發興趣以及帶著問題去學習等這些非常重要的作用就無法發揮。即便后來在實驗過程中，學生產生了興趣或者有了疑問，但是課程已經結束，并不能很好地解決問題。還有一些同學，由于在講課過程中某些內容不能掌握，導致他放棄這門課程，甚至在實驗當中也不愿意認真學習了。因此實驗時間的安排，一定要綜合考慮實驗內容和實驗時間的安排，將理論講述和實驗驗證，包括對實驗結果的預測等有機地交叉結合在一起，這樣才能夠達到更好的教學效果。

四、實驗內容的設置

實驗課程大概包括有演示實驗、仿真實驗以及動手實驗。不同類型的實驗，在課程學習中扮演不同的角色，需要根據內容及要求分別設置，以達到作用最大化。（1）演示實驗。這類實驗主要由任課教師在課堂上進行實物或者視頻的演示，成本低，靈活性較強。因此講授新的概念之前，教師可以通過相應的演示實驗對一些有趣現象進行演示。以此來提升學生興趣。（2）仿真實驗。這類實驗便于設置各種不同的參數條件，讓同學們可以對各類情況進行嘗試和驗證，以此來印證相應的理論分析，加深并拓展對理論知識的學習。在理論講解之前和之后均可以加入仿真實驗。之前加入的實驗主要讓學生觀察現象，用來產生相應的問題，讓同學們帶著問題走進課堂。在理論之后的實驗，則偏重于對理論預測結果的驗證，進一步拓展理論結果。（3）動手實驗。這類實驗主要偏重于培養學生的動手能力，增加對所學知識的感性認識，提升所學知識的實用性。因此在實驗設置時，重點在內容的實現性、操作規范性、安全性（人員和儀器）等方面。

五、實驗教師的選擇

實驗課應該由什么人來指導？主要還是應該由授課老師進行，這樣理論和實踐才能夠更緊密地結合起來。授課教師在理論教學的過程中，對學生的掌握程度有最直觀的了解，最清楚何時安排什么內容的實驗最有助于學生的學習。而交由專職實驗老師來帶，不能做到適時調整實驗安排、因材施教。由授課老師指導實驗，對教師的動手能力、儀器的使用能力等也有較高的要求，這進一步促進了教師教學能力的提升，也有助于進一步提高教學水平。

六、總結

通過上述分析，實驗的角色主要包括激發學生的興趣，增強學生對實際器件感性認識，培養動手能力，在實驗中通過對知識的再應用加深對理論知識的理解。理論與實驗的交替進行可以激發學生學習積極性，實驗中碰到的問題又可以讓學生們帶著問題去學習相應的內容，兩者相互促進，會有很好的效果。如果僅僅在最后統一進行實驗，借實驗激發興趣以及帶著問題去學習等這些非常重要的作用就無法發揮。即便后來在實驗過程中，學生產生了興趣或者有了疑問，但是課程已經結束，并不能很好地解決問題。還有一些同學，由于在講課過程中某些內容不能掌握，導致他放棄這門課程，甚至在實驗當中也不愿意認真學習了，而過程中的實驗則可以激發這些學生的學習興趣。由此可以看出實驗在大學專業課教學中扮演著非常重要的角色，因此其設置就不能僅僅考慮實驗內容，而是要從時間、人員、形式等多維的層面去仔細思考，讓實驗發揮更好的作用，進一步提升學生的理論、實踐水平。

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