探究型實驗教學探索與實踐

吳瓊 王文歡 劉海龍 任洪波

摘要：實驗教學是培養應用型本科人才的重要途徑之一。傳統驗證型、低水平重復性實驗模式已不能滿足創新性、應用型人才的培養要求。文章提出了構建“多元化探究型實驗教學”模式的必要性和重要意義，并就其實現路徑提出了幾點意見和構想。

關鍵詞：實驗教學；應用型人才；多元化；探究型

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）09-0139-02

為了培養適應社會需求、技術實踐能力較強的應用型人才，應用型本科新型教育模式應運而生。應用型本科重在“應用”二字，是一種新的本科教育模式的探索，以培養學生實踐應用能力為主線，因此其核心環節為實踐教學，而實驗教學則是其最重要的形式之一。本科實驗教學是培養學生實踐能力和創新能力的重要環節，也是提高學生就業競爭力的重要途徑。然而，目前許多高校重理論輕實驗的現象普遍存在，實驗教學無論從師資配備還是經費傾向等方面都相對薄弱。近年來，為強化應用型人才的培養，國內外高教界越來越意識到實驗教學改革的重要性，并不斷地實踐和探索。

隨著實驗教學改革的不斷深入，我院傳統驗證型、低水平重復性實驗模式已越來越不能滿足創新性、應用型人才的培養要求。因此，為培養學生的創新實踐精神，兼具綜合性和設計性的探究型實驗應得到大力倡導和開展[1]。探究型實驗注重從學生已有經驗出發，通過合作學習，培養學生探究未知世界的積極態度。其目的在于增強實驗教學中的自主性、研究性和探索性，把學生置身于動態的、開放的、生動的實驗教學環境中，通過自主探究，了解現象、掌握規律、參與并體驗知識的獲得過程，從而培養學生為解決某個問題所進行的信息收集、信息處理、信息活用和信息交流的能力，最終實現學生綜合素質的提升和創新人才培養的目標。

“多元化探究型實驗教學”模式以培養學生的實踐能力和創新精神為核心，充分調動學生的學習積極性，幫助學生全面培養主動參與、樂于研究、勤于思考以及信息收集和處理的能力。同時，通過探索并實踐新的實驗教學模式，不斷深化實驗教學體系，從而最終推動我院實驗教學的改革和教學質量的提高。

一、開發高質量實驗項目

目前本科實驗項目大都為基礎驗證型實驗，如流體力學實驗中的伯努利能量方程實驗、沿程阻力實驗和局部阻力實驗等，實驗原理相對簡單，操作步驟相對容易，只滿足于最基本知識點的掌握和驗證，僅適合部分基礎較差、動手能力較弱的同學。而對于動手能力較強、求知欲較高的同學則存在很大局限性，嚴重抑制他們探索科學知識的熱情、積極性和主動性。因此，實驗項目的設置應遵循因材施教的原則，針對不同基礎和興趣的學生，開設難度等級不同的課程，多多益善。

針對上述問題，除已有基礎性實驗，有必要開發幾套結合學科發展和實踐應用、且具備較強綜合性和應用性的高質量實驗項目，使學生了解并掌握相關學科的最新研究動態和前沿課題，同時培養學生對相關學科的研究興趣，挖掘其研究潛力。通過開設形式多樣，內容豐富的設計型、綜合型和創新型實驗，不僅充實了理論教學和實驗教學的內容，還能使本科生在起步階段就能接觸和使用世界上較先進的儀器設備，了解最先進的技術，對培養學生的實踐和創新能力有極大的促進作用，從而全面提升本科教學水平。

二、增設創新實驗室

自國務院總理李克強在夏季達沃斯論壇上發出“大眾創業、萬眾創新”的號召，創新能力培養的重要性被提升到前所未有的高度。大學階段是培養創新型人才的關鍵時期，而大學生創新能力的培養也是現階段我國高等教育面臨的最為重要和迫切的任務之一。在此背景下，有必要在本科實驗環節中專門設立創新實驗室[2]，并努力打造成為培養創新型和應用型人才的孵化平臺。

專設創新型實驗，可有效克服傳統教學中的弊端，為學生提供自主發展和實踐鍛煉的空間和平臺。創新實驗題目的設置可靈活選擇，針對人才培養的多樣化目標，經常更新換代。實驗主題的設置可從以下幾方面考慮：（1）學生在學習和研究過程中，獨立思考、自主性探究課題；（2）教師科研過程中凝練出來的關鍵科學問題；（3）面向實際工業生產和生活中存在的技術需求。具體實施過程中，可設立專門的創新型實驗中心，由指定的專門教師對創新實驗室進行管理，全天候向學生開放。此外，在創新實驗中班級的概念應當逐步被淡化。根據課題的復雜性和實際需要，研究團隊可由不同年級、不同院系協作完成。

三、建設校企聯合實驗室

應用型本科人才的培養要求我們要更注重培養學生的應用能力和實踐能力，高校實驗室則是培養學生動手能力和實踐能力的主要基地。高校培養優秀人才的最終目標是向企業輸送，讓他們在各自崗位上能夠發光發熱。反之，對于企業來講，實驗室是企業研發新產品和技術創新的不可或缺的主要場所，是提高企業創新能力和核心競爭力的重要組成部分。因此，企業需要大量應用型、技能型專業人才的同時，也需要建設高水平的實驗室。綜上，高校積極與企業合作是培養應用型人才的一個捷徑，應在有條件的情況下建立校企聯合實驗室[3]，以期推動本科實驗教學水平的同時，創造校企雙贏。

校企聯合試驗室的建設是促進應用型人才培養的一條有效途徑，有助于我國高校深化教育改革，并大幅度提高教學質量。對于高校來說，校企聯合實驗室可使得學生的實踐能力能得到更好的培養，利于學生把課堂上學的理論知識轉化為實際動手能力。同時，校企聯合實驗室也是連接高校與社會、企業的紐帶，是應用型大學服務行業與地方經濟的前沿窗口。對于企業來說，通過建立校企聯合實驗室，企業可以把生產實踐中遇到的實際問題直接拿到校企聯合實驗室，與大學師生一起聯合攻關，產學融合。因此，校企聯合實驗室是大學開展應用性研究的重要平臺，在這里產學研三方可以針對企業實際問題開展聯合研究，優勢互補、各施所長。

四、創新性實驗教學手段

除以上硬件條件，創新性實驗教學模式的探索也應該體現在具體的教學手段上。傳統的演示教學模式，教師對實驗過程的講解過于詳細，教學方法缺乏靈活性，從而抑制了學生主動思考和敢于創新的能力。應當本著“教師為主導，學生為主體”的原則，教師無需進行詳細的講解，從問題出發，提出問題，然后讓學生通過自學、實際操作和結果分析對問題進行求

解[4]。這樣不僅激發了學生的學習興趣，也培養了他們自己分析和解決問題的能力。

另一方面，目前實驗課程普遍不受重視的原因之一是在課程體系上，部分院校的實驗教學仍然從屬于理論教學[5]，不獨立設課時，嚴重制約了實驗室的建設和發展，也導致學生對實驗課程積極性不高，“重理論而輕實驗”。因此，為培養高水平應用型人才，實驗課程應當從理論教學中分離出來，獨立設課，學分可設為1—2個學分。通過獨立設課，可對學生實驗成績進行考核和評定，從而大大提高學生對實驗課程的重視，提高實驗教學質量。

五、結語

為培養實踐能力較強的應用型本科人才，實驗教學是不可或缺的一項重要環節。然而，目前實驗教學課程設置單一，嚴重制約了學生的創新能力和探究能力的培養。隨著高等教育改革的不斷深入，以及高水平應用型人才培養的迫切需求，應當從以下幾方面探究實驗教學的改革：開發高質量的實驗項目，增設創新性實驗室，有條件的情況下建立校企聯合實驗室。同時，除以上硬件條件，實驗教學模式也需要不斷地進行改革和探索，以適應應用型本科人才的培養目標。

參考文獻：

[1]王穎，曾霞，范芳，周天.“綜合型—設計型—研究型”實驗教學模式的探索[J].實驗科學與技術，2012，10（6）：44-46.

[2]戎瑞，吳正人，張磊，董帥.“流體力學及泵與風機”創新性實驗研究[J].實驗室科學，2017，20（1）：10-12.

[3]魏小銳，李陽蘋，趙維佺，陳楊楊.面向應用型人才培養的校企聯合實驗室建設與實踐[J].實驗室研究與探索，2015，34（2）：231-234.

[4]孔祥強，李瑛，楊前明.“教、學、做”一體化模式在課程實驗教學中的應用[J].實驗技術與管理，2012，29（1）：26-29.

[5]梁延鵬，曾鴻鵠，李艷紅.基于實踐能力培養的流體力學實驗教學改革[J].當代教育理論與實踐，2012，4（11）：155-157.