以实验教学模式改革为契机 提高学生创新实践能力

梁 枫 谢 伟 邹长伟

湛江师范学院 广东湛江 524048

以实验教学模式改革为契机 提高学生创新实践能力

梁 枫 谢 伟 邹长伟

湛江师范学院 广东湛江 524048

在传统的实验内容中加入创新实验，将网络信息技术与实验室硬件相结合，创建现代化的实验教学模式，提高学生的创新实践能力；介绍了建设现代化实验教学模式的条件，及创新实验的实施细则，提出了将创新实验与学生毕业论文相结合的思想，提高学生的创新意识及毕业论文水平。

设计实验；实验教学；毕业论文；实验教学模式改革

实验教学是理论结合实际的桥梁，是培养学生由知识型人才转向能力型人才的重要途径[1]。实验教学与理论教学是相对独立、相互统一的两大重要环节，实验教学不仅要验证理论和培养技能，更重要的是培养学生的创新实践能力。传统实验教学模式是教师讲解实验原理，介绍实验仪器，给出实验内容及操作步骤，这种“三定式”的教学束缚了学生的思想，限制了学生的兴趣，实验课效果不好，学生的积极性也不高[2]，达不到实验教学的真正目的。因此应该将实验课结构进行重组，建立新的现代化实验教学模式，从而加强对学生创新能力、实践能力的提升。

1 现代化实验教学模式概论

现代化实验教学模式，是将网络信息技术与实验室硬件相结合，以学生为主体，以培养学生的实验操作技能、创新思维及基本科研素养为目标的一种实验教学模式。实验课前，学生通过实验教学网络平台的系统学习，可掌握本实验的仪器、原理、内容等基本信息。课堂上，学生知道要做什么，如何去做，教师不需详细讲解，可节约时间，提高实验效率，将课堂上节省下来的时间用于学生设计实验并撰写设计方案。对于优秀的设计，鼓励他们撰写成论文或制成模型，激发学生的学习兴趣。课堂上未完成实验设计的学生，可通过预约进入开放实验室继续研究，使实验研究的对象“普及化”，不是只针对个别优秀的学生。学生大三即可进入开放实验室，根据自己的兴趣进行实验研究，可将其成果作为毕业论文的内容，既可缓解学生大四时找工作与做毕业论文的冲突，也可提高学生毕业论文的水平。

每个实验的内容可分为必修和设计两部分。必修部分的目的在于培养学生基本的动手能力及加深其对理论知识的理解，是学生进行创新实验的前提；设计部分是学生根据自己的兴趣来选择实验项目，然后主动查找资料，设计实验方案，完成实验，给学生提供能够发挥创新能力的实验条件，锻炼其动手能力，使其具备基本的科研素养。实验教师将根据学生设计的实验方案、实验过程中提出的问题、实验方法改进等因素综合评定学生的实验成绩。对于在实验过程中发现新问题、提出新观点的学生，要给予鼓励，以提高学生的学习积极性，激发学生不断探索的学习精神。

2 开展现代化实验教学的条件

现代化实验教学的开展，首先要建立一个实验教学网络平台，再设立一个开放实验室。同时要求一支具有高素质的、稳定的实验教学队伍。

2.1 实验教学网络平台的建立

在高度信息化的今天，网络信息技术理所当然应该被用到实验教学中，建立实验教学网络平台，更好地分享信息资源，给学生广阔的学习空间。

实验教学网络平台的建立主要用于学生的自主学习、完成实验报告、问题讨论与经验交流。它的建立并不是简单地将教材电子化，而应充分利用网络信息存储量大、智能化、开放性等特点，建立一个丰富、实用、完整的实验教学网络平台，其基本结构框架如图1所示。

图1 实验教学网络平台建设的设计框架

网站中的实验教学部分主要用于学生预习，课堂上教师不做讲解，因此网站上应详细介绍。

实验仪器部分很多学校以视频的形式给出，此种方式很直观，学生接受得较快，但忽略了培养学生阅读说明书的能力。因此，此处应给出实验仪器的使用说明书，学生对照实验仪器(开放实验室中)阅读说明书，以熟悉并掌握仪器的结构及使用方法。

实验原理部分将基本原理写出，对其中可拓展的知识点和不易理解的地方设立链接。学生根据自身的情况进行选择性学习，这样不同层次的学生都能有所收获。

实验内容分为必做和设计两部分。必做部分是根据实验大纲要求制定的，是每名学生必须完成的内容，对每一项实验内容均设立链接，写出相应的实验步骤。设计部分则是学生自主设计实验方案。并实施的内容，此处的链接内容是：(1)教师根据仪器的特点，列出一些设计题目或思路，供基础差、思维不活跃的学生参考；(2)结合物理学史列举一些成功的设计案例，提高学生的兴趣。

实验思考题多设问题，逐层深入，引导学生深入理解实验原理及仪器的使用。通过设问，激发学生的设计灵感。

2.2 创建开放实验室

开放实验室是创新实验的前提和保障。学生设计好实验方案后，由于时间及耗材等条件的限制在课堂上可能无法实现。这种情况下，学生可通过预约进入开放实验室进行实验，使学生有更多的时间进行探究，同时也提高了实验仪器的使用率。

所谓开放，是指实验时间、实验设备以及实验教师的开放。实验时间和实验设备的开放并不是简单地将实验室门打开，而是要根据实验对象的不同有所区别。如果大二的学生要预约时间和设备，实验员根据实验室设备及所需耗材的准备情况给予开放；对于大三的学生，则要全天候开放，充分保证他们的设计能够得以实施。实验教师的开放，是指学生可根据自己的研究方向选择有相关研究背景的教师作为指导教师，教师应积极给予学生相应的指导。

2.3 建立一支稳定的高素质的实验教学队伍

以科研模式进行创新实验，以科研水平的提高来促进实验教学水平的进一步提高，是实验室提高创新实践教学的重要途径。

在传统的实验教学中，实验教学内容相对固定、单一，指导工作相对容易。而在创新实验教学中，实验内容多变，学生随时会提出各种各样的问题，要帮助他们解决这些问题，实验指导人员必须要有更多的知识贮备，更高的实验技能，教师的知识结构要不断拓宽。因此，建设一支稳定、高水平、高素质、热爱实验室工作的师资队伍，是创新实验教学的必要条件之一。创新实验教学效果的优劣，很大程度上取决于这支队伍的素质及人员结构[3]。

3 创新实验实施细则

3.1 创新实验中的角色

创新实验以学生为主体，由实验教师与实验管理员配合共同完成。

指导教师：拟订不同难度的实验题目供学生选择，并给予相应的指导；为学生自拟的实验项目把关，并提出建议、给予指导。

学生：根据自己的基本情况选择或拟定题目，查阅资料，设计实验方案，提出问题并完成实验。

实验室管理者的角色：在时间和仪器设备上给予保障。

3.2 实验对象细致区分

实验对象不同难度系数也有所不同。大一新生要适应大学生活，应以基础理论学习为主，接触的专业知识还比较少，侧重培养他们查阅资料的能力及创新思维。从大一下学期开始，每个实验项目都要设置实验设计，指导教师要拟定一些较易实现的题目，基础好的学生可自拟题目。

对于大二的学生，要适当增加难度，鼓励他们进入开放实验室开展创新实验。大二的学生又可分为专业基础较好和专业基础一般两个层次。专业基础较好的学生，可通过创新实验这个平台，鼓励他们参与学科竞赛和科技科研活动，为重点培养对象；专业基础一般的学生，通过设计实验方案、提出问题、解决问题等过程，提高自身的创新能力和动手能力。

大三学生单独设置创新实验课，学生只选择一个实验项目即可，目的是使学生对某一领域有较深的研究。鼓励学生自拟题目，根据自己感兴趣的领域，选择指导教师，共同拟定题目，并将此作为毕业论文的方向，大四继续研究，提高学生毕业论文的水平。

4 创新实验教学与学生毕业论文有机结合

现今社会，诸多因素使得就业压力增大，常有大四学生因忙于找工作而忽视了毕业论文的现象发生，使得毕业论文质量难以保证。而实验课结构重组后，经过大一、大二两年实验课的训练，学生的创新能力有所提高，将大三创新实验课内容与毕业论文相结合，使学生提早着手毕业论文，可以充分缓解大四学生找工作与做毕业论文之间的冲突，提高学生毕业论文的质量。

5 结束语

将网络信息技术与实验室硬件相结合的现代化实验教学模式，可培养学生的动手能力以及分析问题、解决问题的能力，提高学生的自学能力及创新思维能力；将学生的设计实验与毕业论文相结合，既可缓解大四学生找工作与做毕业论文之间的冲突，又可充分提高学生毕业论文的质量。

[1] 程亚洲.深化实验教学改革,加速创新人才培养[J].时代教育,2011,9:207.

[2] 邓攀,王涛.对学生开放实验教学的探索[J].科协论坛,2010,3:147-148.

[3] 章英,汪毅,姚娟.以能力为导向的数据结构课程实验教学改革[J].中国教育技术装备,2011,24:128-129.

Restructuring the experimental course and improving the students’ innovative ability

Liang Feng, Xie Wei, Zou Changwei
Zhanjiang normal university, Zhanjiang, 524048, China

This paper aimed to add the innovative experiment to the traditional experimental course, and we mixed the information technology with laboratory hardware to create a modern experimental teaching model. All of these were aimed to improve students’ sense of creation and the ability to deal with actual things. Meanwhile, we described the conditions for the modern experimental teaching modle and the detailed regulations. The idea to mixed innovative experiment with graduation thesis was propound to increase the students’ creativity and the level of graduation thesis.

design experiment; experimental teaching; graduation thesis; reform model of experimental teaching

2011-03-24

梁枫，硕士，助理实验师。通讯作者：邹长伟，博士，讲师。