本科實驗教學實效性提升策略

王琦

[摘? ? ? ? ? ?要]? 本科階段是學生科學思維和實踐能力提升的重要階段，而實驗教學是促使學生養(yǎng)成良好科學素養(yǎng)的重要方式。在本科實驗教學中，傳統(tǒng)實驗教學方式往往會影響教學的實效性。結(jié)合本科實驗教學特點及存在的問題，淺談本科實驗教學實效性提升的策略，以期實驗指導老師能夠立足學生自身素質(zhì)全面發(fā)展的需求，多方面激發(fā)學生的學習熱情和興趣，推動本科實驗教學實效性的提升。

[關? ? 鍵? ?詞]? 本科;實驗教學;實效性;提升策略

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）50-0128-02

隨著科學技術的發(fā)展，科學實驗在人類獲取新的知識方面得以廣泛地應用，并在現(xiàn)代科學中占據(jù)越來越重要的位置。作為現(xiàn)代教育體系下的大學生，無論以后從事什么工作，都必須具備良好的科學思維和方法，而實驗教學在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)方面發(fā)揮著重要作用。實驗教學作為教學活動的重要組成部分，不僅能使學生更好地掌握科學知識和實驗操作技能，還能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維、科學實踐意識及分析解決問題的能力，是實現(xiàn)學生全面發(fā)展的重要推動手段。

目前國內(nèi)許多高校均投入大量人力、物力及財力構(gòu)建各種所需的實驗室。這些實驗室按用途可分為兩類：一類為科學研究實驗室，主要用于科學研究，旨在探索和發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象或新規(guī)律;另一類為教學實驗室，主要用于實驗教學，旨在培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、思維和方法。實驗教學方式也有所轉(zhuǎn)變，針對不同學歷的學生采用不同的教學方式。對于本科學生，由于其欠缺一定的理論基礎及實驗操作技能，一般采用傳統(tǒng)實驗教學方式，即先集中講授再分組操作，學生按照操作手冊完成相關實驗內(nèi)容，記錄數(shù)據(jù)并提交報告。對于研究生，由于其具有一定的理論基礎及實驗操作技能，實驗教學除采用傳統(tǒng)實驗教學方式外，還有一定比例的開放式實驗教學。這種開放式實驗教學方式由學生自主完成相關實驗，實驗原理、實驗步驟及注意事項等均由學生自主梳理，實驗內(nèi)容由學生自主決定，實驗指導老師僅起到協(xié)助作用。誠然，開放式實驗教學更能激發(fā)學生興趣。對于本科學生，傳統(tǒng)實驗教學雖能促使其養(yǎng)成良好的實驗能力，但由于缺少自主性，部分本科學生對傳統(tǒng)實驗教學方式失去興趣，僅僅滿足于按部就班地完成實驗內(nèi)容，缺乏思考，更不會發(fā)現(xiàn)、分析并解決問題，這與實驗教學的目的背道而馳，勢必影響本科實驗教學的實效性。本文結(jié)合筆者教學經(jīng)驗，談一談本科實驗教學實效性提升的策略，主要包括以下六個方面。

一、引導課前預習

“凡事預則立，不預則廢。”因此，做任何事都要有充分準備，學習理論課程如此，學習實驗課程更應該如此。一門實驗課程往往是由幾個或十幾個甚至更多實驗組成，每個實驗涉及的內(nèi)容都是多方面的，這些內(nèi)容大部分是學生在不同時間、不同課程學習過的，有少部分內(nèi)容沒學過，而這些學過的內(nèi)容也由于時間久遠變得生疏，有些程度較差的學生甚至會覺得陌生。這就需要學生在每個實驗開始前根據(jù)實驗原理和實驗內(nèi)容通過預習將與之相關的各部分內(nèi)容融會貫通。實驗的指導老師要明確預習任務，擬定預習思考題或預習提綱引導學生課前預習。學生通過查找書籍和資料分析解決相關問題，并帶著疑問進入課堂。因此，課前預習是本科實驗教學的重要一環(huán)，學生能夠通過預習增加學習的主動性和興趣，培養(yǎng)自學能力和獨立思考的習慣，提高分析和解決問題的能力，以適應時代發(fā)展的要求。

二、做好課堂導入

良好的開端是成功的一半。一篇好的文章，往往是因為精彩的開頭讓讀者有繼續(xù)讀下去的欲望。本科實驗教學同樣需要一個精彩的開頭，這就是課堂導入。課堂導入是本科實驗教學的重要環(huán)節(jié)，課堂導入的成敗直接影響著整堂實驗課的效果。課堂導入的方式是多樣的，既可以是一段視頻，又可以是一件時事;既可以是幾個有趣的問題，又可以是相關技術的實際應用。只要是與實驗內(nèi)容相關都可以，目的就是快速吸引學生的注意力。精彩的課堂導入能激發(fā)學生的學習熱情，讓學生順其自然地以最佳的學習狀態(tài)投入實驗課堂中，輕松、幽默的課堂導入同時是老師展現(xiàn)自身親和力的重要方式。不同于理論課程老師與學生有幾十甚至上百個課時的接觸時間，實驗指導老師與學生的接觸時間只有單個實驗的幾個課時，在很短時間內(nèi)展現(xiàn)自己的親和力就更為重要。足夠的親和力能夠為整堂實驗課定下基調(diào)，能夠架起老師與學生之間信息交流的橋梁，能夠讓學生在良好的氛圍中接收知識并敢于提出自己的疑問。

三、堅持互動式教學

在傳統(tǒng)本科實驗教學中，每次實驗課的前二十分鐘到半個小時均為指導老師的實驗講授時間。在實驗講授環(huán)節(jié)，老師在做好課堂導入的前提下要堅持互動式教學。互動式教學注重師生交流互動，由師生共同參與完成課堂任務。互動式教學對指導老師實驗的整體掌控力提出較高的要求，需要精心準備和設計相關問題，學生圍繞問題進行合作學習和探究學習。如半導體激光器電光特性實驗，可由半導體激光器的發(fā)光原理進行設問，進而引出半導體的概念及晶體能級、電子分布及實現(xiàn)能級間粒子束反轉(zhuǎn)的過程等子問題。在指導老師的引導下，學生進行合作探究得到問題的答案，而這些答案正是半導體激光器呈現(xiàn)如此光電特性的內(nèi)在原因。實踐證明，互動式教學模式能夠引導學生積極思考，提高學生的參與熱情與興趣，能夠更好地提高學生分析和解決問題的能力，有助于更深入地理解所學內(nèi)容。

四、要與實際密切聯(lián)系

實驗教學不是枯燥乏味的教學，老師要把生活中的鮮活題材引入課堂中，將所授知識與實際緊密結(jié)合起來，這樣學生會感到好奇、親切、自然。現(xiàn)在的本科生都是“00后”，他們的成長伴隨著國家經(jīng)濟的高速發(fā)展，成長過程中接觸了大量的新生事物，他們思維活潑、眼界開闊，對自己感興趣的東西會積極參與討論，對自己不感興趣的東西興趣索然。這要求指導老師要以學生的眼光去尋找題材和話題，題材和話題要前沿而不陳舊、熱門而不冷門、真實而不幼稚。如在望遠鏡的使用與拆裝實驗中講到各種望遠鏡的光學結(jié)構(gòu)時，可以引入天眼、哈勃等天文望遠鏡以及可觀測宇宙等題材;在周視瞄準鏡的使用與拆裝實驗中，可以引入火炮射擊的話題，講到其中的輪系結(jié)構(gòu)時，可以讓學生思考網(wǎng)上熱門的兩個硬幣旋轉(zhuǎn)問題。通過這樣的聯(lián)系，既可以激發(fā)學生的學習興趣，又可以讓學生體會所學知識在生活中的應用，培養(yǎng)學生用科學的眼光來觀察周圍事物的意識。

五、實驗過程容許試錯

在實驗講授的基礎上，學生進行實驗操作。在操作過程中，學生經(jīng)常會犯各種各樣的錯誤。這些錯誤在老師看來也許會稍顯幼稚，但如果指導老師用一種不容置疑的方式去矯正，這其實是破壞了學生嘗試、發(fā)現(xiàn)和學習的過程，降低了學生獨立思考和嘗試解決問題的能力。因此，指導老師要以科學的態(tài)度對待學生操作過程中的錯誤。在不損壞儀器和設備以及人身安全的前提下，應該允許學生試錯，以包容的心態(tài)引導學生在實驗中觀察錯誤現(xiàn)象，分析產(chǎn)生錯誤現(xiàn)象的原因。每一次試錯都是一次解決問題的嘗試，正確分析和處理實驗現(xiàn)象可以提高學生的實驗能力和分析解決問題的能力。只有在學生求助時，老師才給出提示并鼓勵學生再次嘗試。這樣的實驗操作過程能夠給予學生更高的自由度，激發(fā)學生的想象力和創(chuàng)造力，激發(fā)學生的學習熱情。

六、重視課后反饋

在實驗課堂之外，還要引導學生做好課后反饋。課后反饋是老師了解自己知識傳授情況和學生知識掌握情況的重要途徑，也是老師對教學內(nèi)容做出調(diào)整的依據(jù)，對于提高教學實效性具有重要作用。實驗課程的課后反饋往往是以實驗報告的形式呈現(xiàn)的，老師要鼓勵學生按照自己對實驗的理解撰寫實驗報告。實驗報告雖有固定的格式，但要告誡學生切勿按照實驗操作手冊照抄而來，而是要按照自己的思路將對實驗的思考體現(xiàn)到實驗報告各部分內(nèi)容中。對實驗的思考是多方面的，可以是感悟，或是疑問，抑或是意見和建議等。這些思考即便不成熟，老師也要給予肯定和鼓勵。按照自己的理解撰寫實驗報告的過程就是學生知識結(jié)構(gòu)重構(gòu)的過程。老師要通過實驗報告的反饋檢驗和掌握自己教的效果和學生學的效果，并對實驗課堂內(nèi)容做出及時調(diào)整，不斷提升自己的教學水平和能力。

總之，提升本科實驗教學的實效性需要指導老師和學生之間的積極配合。指導老師要從多方面努力，因勢利導，提高學生的學習興趣。學生要積極配合老師完成實驗相關內(nèi)容。通過本科實驗教學實效性的提升，培養(yǎng)學生的科學思維和實驗操作技能，進而推動學生全面發(fā)展。

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◎編輯 司 楠