創(chuàng)新能力培養(yǎng)與實驗教學改革探討

張小惠

摘要：為培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力，本文分析了當前我國高校實驗教學存在的問題，并提出了通過整合實驗室、優(yōu)化實驗內容和改革教學模式等改革實驗教學的方法。這些方法對充分利用學校實驗資源，對于提高學生實驗素質、培養(yǎng)創(chuàng)新能力具有一定意義。

關鍵詞：實驗教學；創(chuàng)新能力；改革設想

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）23-0271-02

具有創(chuàng)新意識的創(chuàng)新型人才是推動國家創(chuàng)新發(fā)展的必要條件，是一個國家發(fā)展的最重要的動力。創(chuàng)新性人才培養(yǎng)模式已成為當前世界各國，高等教育主要人才培養(yǎng)模式。該模式堅持以人為本的教育理念，尊重學生的主體地位、體現(xiàn)學生的個性發(fā)展，將學生的知識、能力、素質等方面的培養(yǎng)有機融合，激發(fā)學生創(chuàng)新精神，并達到對學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

近年來，伴隨著高等學校創(chuàng)新教育改革的深入，圍繞創(chuàng)新，許多高等學校進行了基于創(chuàng)新模式的教育教學改革嘗試，并進行了許多積極有效的探索。實驗教學的地位和作用越來越突現(xiàn)。在創(chuàng)新性人才培養(yǎng)方面，有學者從實驗開放出發(fā)，探索新的實驗模式，也有學者通過創(chuàng)新實驗教學環(huán)節(jié)探討創(chuàng)新人才培養(yǎng)，更多則是從實驗學科的不同方面進行創(chuàng)新性探討。但是在以實驗教學為突破口，充分利用學校的實驗室、精貴實驗儀器等現(xiàn)有資源，以及通過諸如項目驅動、學生實驗內容等方面教學改革仍有大量工作可以改進，本文從培養(yǎng)學生的實驗操作能力、解決實際問題的能力和創(chuàng)造能力的角度出發(fā)，探討學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)及進行相關教學改革。

一、高校實驗教學現(xiàn)狀及存在的問題

目前雖有部分院校在實驗教學的方式、內容等方面進行了一些改革，但大多數學校的實驗教學還沿用過去的老教學方法，往往是在理論課講授到一定程度或講授結束后才進行實驗教學，實驗又多為對付某課程各章節(jié)的單向驗證實驗，單向實驗之間，儀器設備相互獨立，沒有任何聯(lián)系，實驗又單獨進行，割斷了各項實驗之間本來存在的有機聯(lián)系。這種單向實驗有以下弊端：①多為驗證型實驗，教師先講，學生后做，學生對教師依賴性強；②每次試驗原理簡單，做起來容易，造成部分學生有應付實驗的現(xiàn)象；③每次實驗前，學生要提前預習，老師要進行必要的講解，占用時間較長，學生經過多次預習后，對后來的預習常常忽視；④有些實驗的教學時數往往不是整學時數，為使教學順利進行，教師在講解實驗時往往講解與實驗無關的知識偏多，失去了實驗教學本身的魅力和獨特的韻味，使實驗進行得不夠緊湊。這些弊端的存在，既不利于學生動手能力、分析問題、解決問題能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也不利于提高教學效果和實驗條件的利用率。因此加強學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高辦學效益，繼續(xù)深化實驗教學改革已勢在必行。

在部分高校中，實驗儀器尤其是大型貴重儀器共享性較差，實驗室重復建設的情況普遍存在，實驗室利用率較低，專業(yè)、學科交融性不高。

為了充分利用學校的現(xiàn)有資源，在有限學時內既要完成教學內容，又能達到培養(yǎng)學生的動手能力，創(chuàng)新實踐能力，就需要對實踐教學進行改革。

二、實驗教學改革的設想

大學教育是個系統(tǒng)工程，實驗教學也不例外。在教育教學理念轉變的前提下，實驗教學改革，不僅要從實驗教學內容上，也應從教學資源的配置上，體現(xiàn)培養(yǎng)目標，既學習知識、也達到培養(yǎng)能力的目的。

1.實驗室整合。在滿足人才培養(yǎng)要求的前提下，根據不同學科專業(yè)要求制定出本專業(yè)的實驗培養(yǎng)方案，并根據知識、能力培養(yǎng)要求形成適合本專業(yè)的實驗課程體系。新時期要求培養(yǎng)創(chuàng)新、應用型人才，這就要對舊有的實驗課程體系進行調整和改革，打通現(xiàn)有專業(yè)的壁壘，形成系統(tǒng)、完備的實驗課程體系，改變現(xiàn)有實驗教學完全依附于理論教學的現(xiàn)狀。在實驗室建設上，可通過歸類、合并現(xiàn)有的實驗室、實驗中心，建立跨學科、跨專業(yè)，文理兼容的實驗基地或實驗中心，形成規(guī)模教學，實現(xiàn)實驗室資源共享，提高實驗儀器利用率。在實驗資源的利用方面，可以通過開放實驗室，改變學生以往定時、被動式實驗方式，調動學生利用實驗室資源，在實驗教學環(huán)節(jié)中進行主動探索。與此同時，也提高了儀器設備的利用率。開放采用方式可為：時間開放，即學生可以自由選擇時間來完成實驗；內容開放，包括課內內容和課外內容開放，即將實驗課內容分為基礎必做內容和選做內容，學生在做完實驗課中所必須做的基礎部分之后，可以根據自己的能力、專業(yè)愛好等選擇其他實驗，從擴展學術視野，提高操作技能兩個方面提高能力，為創(chuàng)新奠定基礎；三是實驗室儀器開放，即讓實驗能力較強的學生，能夠在實驗室教師指導下，接觸使用一些大型精貴儀器，拓展學生實驗領域，為學有余力的學生搭建探索新知和專業(yè)前沿平臺。積極性新科技創(chuàng)新提高其實驗興趣。

2.優(yōu)化實驗教學內容。實驗教學的改革，應根據專業(yè)培養(yǎng)目標、專業(yè)特點，按照技能型、應用型人才的培養(yǎng)規(guī)格要求，從教學內容、教學方法上，優(yōu)化課程內容，編排內容順序，通過驗證性、設計性、綜合性等實驗類型，通過實驗訓練，使學生具有扎實的專業(yè)知識、達到能用所學知識和技能解決本專業(yè)實際問題的能力，并增強學生探索和創(chuàng)新精神。實驗內容是實驗教學的重要方面，其目的是要保證實驗教學的先進性、代表性和方向性，跟上科學技術的發(fā)展。就實驗內容，可把實驗分為：認知性和驗證性實驗，這部分實驗是為初學者而設的，內容、實驗步驟及方法學生可依照實驗教材中提供的內容完成，并撰寫出實驗報告。其目的可使學生掌握儀器設備的使用、實驗的基本原理和基本方法；綜合性實驗，這部分內容以認知實驗為基礎，綜合一些簡單的具有設計技巧的內容形成新的實驗，可培養(yǎng)學生綜合實驗能力；設計性實驗，通過這些實驗優(yōu)化一些具有針對性、實用性的內容，給出學生實驗目的、要求，要求學生利用相關知識，完成實驗目的實驗理論、選配實驗儀器，設計實驗過程、步驟、完成實驗；選擇性實驗，是一些具有研究價值的實驗，是上述實驗的延伸，它具有一定的實用性，專業(yè)性和研究性，是供學生進行選修的實驗課，具有一定的實驗難度。所以，在教學內容設置上，我們以為可增加創(chuàng)新型內容，增加設計型、綜合性實驗的比重，適當降低驗證性、認知性實驗的內容，引入一定數量的選擇性實驗，并可介紹相關科技的新發(fā)展，也可鼓勵、支持學生主持大創(chuàng)項目或參與教師實驗項目，也引入一些實驗項目，讓學生以團隊的形式，尋找理論、設計并完成實驗，這也可以培養(yǎng)團隊協(xié)作精神。

3.改革教學模式。在教學方法上，要體現(xiàn)以教師為主導以學生為中心的教學模式，即以學生為主體，教師引導，注重學生的充分表達、質疑、探究、討論問題等個體與集體的融合、自主學習和團隊的協(xié)作。在具體實施上，可適當采用項目驅動的實驗教學方法，該方法以項目為情景，以問題為線索，教師主導、并通過師生之間或學生間的討論、小組合作等方式推動項目的實施，完成教學任務，具體實施見框圖1。

由于該方法緊緊圍繞能力培養(yǎng)為主線，目的明確，采用循序漸進的項目教學，逐步強化學生的工程意識，可進一步培養(yǎng)學生系統(tǒng)思維的思想，增加學習的積極主動性，即學習內容，也培養(yǎng)能力。也可以行探究式教學模式，通過實驗教師質疑，學生思考，師生探究交流，以學生獨立自主實驗和合作討論為前提，運用自己所學知識解決實際問題。

三、結語

實驗教學是理論教學的補充擴展和深化，是培養(yǎng)學生素質，開發(fā)潛能，發(fā)展個性的教學活動，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一個有效途徑，對學生認識客觀世界，掌握客觀規(guī)律有著極其重要的作用。本文針對高校實驗教學存在的問題，提出了通過整合實驗室、優(yōu)化實驗內容和改革教學模式的改革實驗教學方法。這些方法可以充分利用學校現(xiàn)有資源，在有效時間內完成教學目標，進一步提高學生素質，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題以及創(chuàng)新能力具有現(xiàn)實意義。

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