“理論—實踐—創(chuàng)新”協(xié)同的自主式實驗教學(xué)改革與實踐

李榮華，周洪波，張 敬

（湖南理工學(xué)院機械工程學(xué)院，湖南 岳陽 414006）

0 引言

進入21世紀(jì)，人們對高校培養(yǎng)具有綜合能力、創(chuàng)新能力的應(yīng)用型技術(shù)人才提出了更高、更迫切的要求。《中共中央國務(wù)院關(guān)于深化教育改革、全面推進素質(zhì)教育的決定》中指出：“高等教育要重視培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神”“抓緊建立更新教學(xué)內(nèi)容的機制，加強課程的綜合性和實踐性，重視實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力。”實驗教學(xué)是一個非常重要的環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)教學(xué)模式重理論輕實踐，阻礙學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)揮，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，與培養(yǎng)工程實踐能力強、高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才的目標(biāo)向背離，實驗教學(xué)模式的改革勢在必行。

1 傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式及現(xiàn)狀

中國的傳統(tǒng)教育偏重于知識的傳授，歷來是灌輸太多，但創(chuàng)新不夠；學(xué)生過于相信書本，缺乏闖勁。傳統(tǒng)教學(xué)模式重理論教學(xué)，輕實驗教學(xué)；重理論教師，輕實驗人員；重儀器引進使用，輕實驗人員培養(yǎng)提高。這些嚴(yán)重影響了廣大實驗人員的積極性和工作能力的發(fā)揮。在實驗課程設(shè)置上，實驗課圍繞理論教學(xué)而設(shè)置，沒有一點自主性；在教學(xué)方法上，實驗教學(xué)停留在傳統(tǒng)的實驗基礎(chǔ)操作和教師示范演示上。目前在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中存在以下幾方面問題：一是實驗內(nèi)容比較陳舊落后，驗證性實驗占了實驗內(nèi)容的多數(shù)；二是實驗具有單個、小型性，不具綜合性和復(fù)雜性，更談不上先進性和創(chuàng)新性；三是實驗方法的被動性，學(xué)生實驗時只是按照指導(dǎo)書中規(guī)定的內(nèi)容，甚至規(guī)定的步驟，被動地進行，缺乏主動性；四是實驗室儀器設(shè)備利用率較低。特別是專業(yè)課程，由于其實驗學(xué)時少，很多設(shè)備很少用或者根本就不用；五是實驗以教師為主，學(xué)生為輔，學(xué)生沒有自主性，完全按照教師的安排進行，不需要積極思考。上述這些情況的存在，嚴(yán)重挫傷了學(xué)生主動參與實驗的積極性，使學(xué)生養(yǎng)成惰性思維，凡事不主動積極思考，敷衍了事。不僅使學(xué)生失去了對實驗的興趣，被動應(yīng)付不可能有好的教學(xué)效果；而且實際上在整個實驗過程中，不需要學(xué)生主動思考，不能很好地培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力和創(chuàng)新能力。近年來，雖然增加了一些設(shè)計性和綜合性實驗，使教學(xué)效果有所改觀，但還沒有脫離原有教師為主、學(xué)生為輔的實驗教學(xué)模式。要想真正地取得好的實驗效果，必須對傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式進行改革和創(chuàng)新，以期得到真正適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)展的教學(xué)方式。

2 構(gòu)建自主式實驗教學(xué)新模式

2.1 自主式實驗教學(xué)改革目標(biāo)

“理論—實踐—創(chuàng)新”協(xié)同的自主式實驗教學(xué)的改革，就是要打破傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，基于“學(xué)生為實驗主體、教師為實驗主導(dǎo)”原則實施教學(xué)。在實驗教學(xué)中，以學(xué)生為中心，教師圍繞學(xué)生的思路進行修正和輔導(dǎo)，由學(xué)生自主地完成整個實驗，把學(xué)生推到實驗過程的第一線，使實驗實戰(zhàn)化，達到更好地培養(yǎng)高素質(zhì)、工程實踐能力強、具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才的目的。

2.2 自主式實驗教學(xué)改革的主要內(nèi)容

（1）嚴(yán)格實驗課前準(zhǔn)備（預(yù)習(xí)）要求，加大預(yù)習(xí)效果的考核，以增加自主預(yù)習(xí)的實效性；

（2）制定學(xué)生實驗資格審查制度，并付諸實施，以保證自主式實驗過程的順利進行和實驗效果；

（3）完善自主實驗過程所需的、具有針對性的學(xué)習(xí)資源，譬如，適合于自主式實驗過程的實驗教材、系列思考題、部分實驗內(nèi)容的輔導(dǎo)課件等，這些充足豐富的、循序漸進的、具有啟發(fā)性的學(xué)習(xí)資源是實現(xiàn)自主型實驗的重要支撐；

（4）根據(jù)各專業(yè)的特點及實驗條件，為學(xué)生提供切實可行的指導(dǎo)性實驗項目供學(xué)生選擇，這些實驗項目要能夠引起學(xué)生的興趣，能夠鍛煉動手能力和綜合運用知識的能力；

（5）學(xué)生自由選取實驗項目、儀器設(shè)備，自由組合成實驗小組，自己擬定實驗方案、實驗步驟，自己獲得實驗數(shù)據(jù)，獨立完成實驗報告。在整個實驗過程中，教師只是做必要的指導(dǎo)和問題解答，給學(xué)生提供幫助。充分發(fā)揮學(xué)生的自主性和能動性，培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)實驗及研究方法，對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)動手能力和創(chuàng)新精神都具有非常重要的作用；

（6）加強實驗指導(dǎo)老師的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，提高老師自身能力和素質(zhì)，引導(dǎo)教師不斷進行實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗課程體系、實驗教學(xué)方法和技術(shù)的改革，調(diào)動廣大教師投身實驗教改的積極性，推動實驗教學(xué)改革的全面開展。

2.3 自主式實驗的特點

“理論—實踐—創(chuàng)新”協(xié)同的自主式實驗教學(xué)打破了以往實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊、學(xué)生照方抓藥的被動教學(xué)模式，充分發(fā)揮了學(xué)生的自主能動性，具有如下特點：

（1）實驗項目由學(xué)生自己主動選取，自己擬定實驗方案、步驟，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)興趣，有利于發(fā)揮學(xué)生的想象力，開拓視野，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、研究問題、解決問題的能力，增強創(chuàng)新意識；

（2）一個實驗項目如果由多個學(xué)生共同完成，需要大家集體討論方案，擬定實驗方法，分工合作，共同完成整個實驗，有利于培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作的精神、相互配合相互協(xié)調(diào)的能力及組織能力。這一點非常重要，因為任何一件事情并非一個人能夠完成，需要大家團結(jié)協(xié)作合力完成；

（3）自主式實驗，其設(shè)備儀器由學(xué)生自己選取、調(diào)試，不同于以往由老師調(diào)試好學(xué)生來用，學(xué)生需親自動手調(diào)試，調(diào)試的好壞直接影響實驗過程和實驗數(shù)據(jù)。要順利完成實驗，學(xué)生必須認真做好實驗的每一環(huán)節(jié)、步驟，否則完不成實驗任務(wù)。因此，有利于培養(yǎng)學(xué)生積極認真的工作態(tài)度和責(zé)任心；

（4）自主式實驗不同于以往的簡單驗證性實驗，具有綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性，一個實驗需要用到以往學(xué)過的知識和一些新的知識，在實驗之前需要學(xué)生去查閱有關(guān)資料，不是簡單地用到一門課的知識，需要用到多門課程、跨專業(yè)的一些知識。因此，通過這類實驗可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力及查閱文獻資料的能力，培養(yǎng)學(xué)生掌握正確的科學(xué)研究方法；

（5）資源共享，充分利用儀器設(shè)備資源。這類實驗項目所涉及的不僅僅是一門課程，多數(shù)是跨課程的實驗，這樣所用到的設(shè)備儀器種類和數(shù)量就比較多，需要學(xué)校打破課程限制，儀器設(shè)備相對開放，實行不同實驗分室資源共享。實驗項目的不同，所用到的儀器設(shè)備就很多，可以提高實驗設(shè)備的利用率，達到設(shè)備資源的有效利用；

（6）學(xué)生自選實驗項目多樣，涉及的知識面比較廣泛，這就需要指導(dǎo)教師有一定廣度的知識面，這樣指導(dǎo)學(xué)生時才能夠得心應(yīng)手。因此，開設(shè)這類實驗可以促進教師加強自身能力和知識的學(xué)習(xí)，逐步形成一個教師學(xué)生互相促進提高知識能力的良性循環(huán)。

3 自主式實驗教學(xué)的開展

基于“學(xué)生為實驗的主體、教師為實驗的主導(dǎo)”原則進行實驗教學(xué)，學(xué)生自行選取實驗項目、儀器設(shè)備，自由組合實驗小組，自己擬定實驗方案、步驟，自己獲取實驗數(shù)據(jù)，獨立完成實驗報告。在整個實驗中，設(shè)法去除學(xué)生對老師的心理依賴，去除同學(xué)之間的相互依賴心理，教師只是做必要的指導(dǎo)，以使能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的自主實驗，充分發(fā)揮學(xué)生的自主性和能動性。

自主式實驗教學(xué)的開展，必須具備一定的實驗條件才能進行。首先，要根據(jù)各專業(yè)的特點及實驗條件準(zhǔn)備一些切實可行的指導(dǎo)性實驗項目供學(xué)生選擇；其次，要打破各實驗分室各自為政的界限，所有實驗分室及儀器設(shè)備共享，因為在實驗過程中所用到的儀器設(shè)備會跨專業(yè)跨分室；其三，要有專人負責(zé)管理和協(xié)調(diào)各專業(yè)實驗分室，進行統(tǒng)一的經(jīng)費預(yù)算和儀器設(shè)備的購置、調(diào)配，做到有的放矢；其四，在制定教學(xué)計劃時，要有足夠的學(xué)時來保證實驗的正常進行。

另外，在實驗的過程和評判上，堅持“重實驗過程，不重實驗結(jié)果”的原則，給學(xué)生做實驗以充分的自主性，客觀地評判數(shù)據(jù)分析，以杜絕實驗報告抄襲現(xiàn)象。

4 結(jié)語

學(xué)生創(chuàng)新能力、團結(jié)協(xié)作精神、相互配合相互協(xié)調(diào)、理論聯(lián)系實際、充分發(fā)揮想象力、開拓視野、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、研究問題、解決問題的能力培養(yǎng)，動手能力、組織能力、意志的鍛煉等都離不開有效的實驗教學(xué)。“理論－實踐－創(chuàng)新”協(xié)同的自主式實驗教學(xué)模式，為解決這些問題提供了一個切實可行的途徑。