“雙一流”建設下理工科專業本科生實驗教學探索

史文豹 龐冬冬 李傳明

（安徽理工大學能源與安全學院，安徽 淮南232001）

實驗教學是高校教學過程中重要的組成部分，也是對基礎教學和專業教學的補充完善，即能提高學生對專業知識的進一步了解和掌握，又能提高學生的實際動手能力。在響應“雙一流建設”的背景下，積極提高實驗教學質量，改進實驗教學方法，積極培養學生創新實踐能力，讓大學生在本科階段就能夠形成完整的創新思維、解決問題相結合的自主創新能力，是實現“雙一流”建設的重要目標[1]。以理工科專業為例，依托學校創新創業培養計劃，從實驗教學方法、實驗教學過程管控、實驗教學成績評價等方面進行改進，努力培養和提高采礦本科生“雙創”能力[2]。

1 “雙一流”建設背景

從2015年10月開始,全國范圍內高校開始了世界一流大學和世界一流學科建設的征程。去年教育部辦公廳發布《關于公布2020年度國家級和省級一流本科專業建設點名單的通知》，安徽理工大學13個專業入選國家級一流本科專業建設點，6個專業入選省級一流本科專業建設點，入選專業多本我校傳統的理工科專業，可見針對大學生理工科專業的教學創新已經刻不容緩。

2 理工科生實驗教學存在問題

2.1 學校實驗室人才稀缺

長期以來，實驗教師、實驗室技術人員被認為是教學輔助人員，在高校教師梯隊組合中往往不受重視，進而造成實驗室配備人員極度缺乏。同時，實驗人員公共事務雜亂而繁重，實驗教學薪酬與專業課教師存在差距，嚴重影響實驗室人員工作積極性；學校所配備的實驗教師隊伍結構不科學，嚴重缺乏高學歷、高職稱的專業實驗教師，其次，大部分實驗教師的年齡兩極化嚴重，骨干教師不在實驗室的一線，嚴重地限制了實驗教學成果，制約了實驗教學水平的提高，導致本科生在實驗中的創新培養落后。

2.2 實驗設備陳舊

許多實驗儀器都是很多年前的設備，是現在淘汰的實驗儀器，這就導致實驗室實驗的情況和現場具體情況不符合，儀器的更新跟不上時代的發展，實驗缺乏與實際的現場情況相對比，這也就大大限制了學生的創新思維，這也就導致實驗室的實驗逐漸趨于理論化和簡單化。除此之外，由于操作困難，需要專門的技術人員進行教學，使得大型儀器設備使用率過低，這就導致實驗室的最大效益無法發揮，造成實驗室資源的極大浪費。

2.3 實驗教學方式過于單一

首先，教學內容陳舊，實驗教學多以綜合性和驗證性實驗為主，沒有實現多學科交叉實驗，就不利于培養學生獨立思維和解決問題的能力培養，限制了學生的發散性和創新性思維，就目前高校實驗教學課程多數由學校統一安排管理，學生在教師的指導下統一時間、統一教學內容進行實驗教學。其次，教學方式枯燥死板，通常由教師準備好實驗材料、用具和儀器，而學生只需按照實驗報告完成實驗步驟，這就導致學生缺乏對實驗全面深刻的認識，沒有與具體情況具體分析，如果在不同的環境下實驗的變化和實驗的內容是否會發生改變，不會模擬現場的環境，將所學的東西運用到具體問題，這也是教學方式有待提高，不能將學生的思維限制在實驗室這個小房間里。

2.4 學生實驗成績評判標準太過單一

大部分的高校對學生成績的評判都忽視了學生在實驗過程中規范操作、思考和積極創新的重要性，這也就使得學生只會按部就班地完成實驗任務，沒有思考，沒有創新，只會按照教師所講的東西復制下來，并且以實驗報告的書寫論成績好壞已經成為常態，這種實驗實驗成績的評判扼殺了學生的創新性能力同時也背離了實驗教學的初衷，要的不是只會寫字漂亮的學生，而是要培養學生的創新性思維的能力，從多方面去評判學生的成績是現如今高校在本科生實驗教學的打分的一種趨勢。

3 實驗教學改革探索

3.1 實驗課程內容與大綱

根據基礎課程和專業課程所需實驗內容，系統設計相互交叉、相互遞進的實驗內容，將各門相關實驗課程進行串聯整合形成一個整體，不再使傳統式的各門實驗課程相互獨立存在，同時嘗試設計一些跟課程教學內容密切相關的現場問題，促使學生可以在完成試驗任務的同時培養學生的思考能力，讓學生在實驗中體會專業思維方式和解決問題的方式方法。對于完成質量好的學生，可以以答辯的形式讓其在課堂上匯報實驗結果，形成課堂討論，在討論中提高實踐能力。

依托高校的大學生創新創業計劃項目，動態設計專業實驗教學大綱和教學內容，在很大程度上確保學生得到較為充分的基本技能和創新創業能力訓練，同時也積極引導學生在查閱相關文獻的基礎上自主選擇實驗方向，設計實驗方案并獨立完成實驗，形成相關成果，以增強學生的創新實踐能力。最終形成“雙一流”建設背景下，多階段多教師帶學生、過程管控與評價、學生反饋和理論與實驗相結合起來的一種教與學的實驗模式。

3.2 實驗教學方式

依據動態實驗教學內容與大綱，堅持體現學生為主體地位和教師的主導作用，積極調整和規劃實驗教學過程，激發學生的主動性和積極性，努力通過動態實驗教學方式實現對學生創新創造能力的培養。具體的教學辦法有以下3點：

（1）在進行教學之時，首先挑選出一部分動手實踐能力強、理論基礎扎實的學生進行重點培養，當這一部分學生有一定的實驗基礎和能力的時候，為這一部分學生分配組員，以教師帶動組長，組長帶動組員實施“樹狀法”教學，同時也是以理論帶動實踐，實驗帶動思維的教學方法，而教師在適當的時候引導學生的方向，在關鍵的時候幫助學生，這樣往往可以起到很好的效果，這種方法可以最大效益的培養學生的創新性思維。

（2）鼓勵學生積極培養自己的動手能力，最大限度地開放實驗室給學生使用，尤其是一些操作簡單的中小型設備，這些設備可以進行不同的實驗任務，完成不同的實驗教學，結合學生形成趣味課堂，組與組之間的談論是可以引起思維上的碰撞，擴張學生自己的思維方式。

（3）為不同的小組下達具體的實驗任務，選擇幾個有興趣或者試驗能力強的小組參加大學生創新性實驗比賽，進行一些簡單的創新項目研究，擴展學生思維，在實驗教學同時，可以達到培養學生勤于思考，主動探索，求異創新能力的目的。

3.3 實驗課程成績評議

在實驗課程考核環節設計上，要把學生對實驗理論的掌握程度和學生的實驗操作能力及實驗設計能力結合到一起，采用多元化的考試方式對實驗過程、實驗成果、實驗完成度、實驗過程反饋等進行綜合實驗考評考核，建立科學、合理、有效、可操作性強的多種形式的考試方法，全方位地考察學生的“雙創”能力。

4 結論

通過創新性的制定動態的實驗教學內容與大綱，實驗時間可以由實驗教師根據學生具體情況自行安排，實驗內容由學生與實驗教師、專業課教師共同協商制定，實現了對學生實驗項目的量身定制，同時根據各實驗教學項目的不同特點，開放式的調整教學的評價機制，實現對學生實驗過程控制與考察，積極提升學生對實驗教學的認知和興趣，從而最大程度地實現對學生動手、創新等能力的培養。