董愛軍，陳秋蓮，張景鳳

（1.滁州學(xué)院機械與電子工程學(xué)院，安徽滁州 239000；2.胡集一中物理教研室，山東金鄉(xiāng) 272422；3.嘉祥一中數(shù)學(xué)教研室，安徽滁州 272409）

創(chuàng)新性開放實驗室教學(xué)的研究

董愛軍1，陳秋蓮2，張景鳳3

（1.滁州學(xué)院機械與電子工程學(xué)院，安徽滁州 239000；2.胡集一中物理教研室，山東金鄉(xiāng) 272422；3.嘉祥一中數(shù)學(xué)教研室，安徽滁州 272409）

對創(chuàng)新型開放實驗室教學(xué)的必要性進行討論，詳細論證和分析創(chuàng)新性開放實驗室教學(xué)的開放形式，并結(jié)合滁州學(xué)院實驗教學(xué)實際，探討建立創(chuàng)新性實驗教學(xué)的開放模式。

實驗教學(xué)；開放模式；實驗教學(xué)體系

我國高等學(xué)校傳統(tǒng)的實驗室教學(xué)是按某一門課程來安排的，教學(xué)內(nèi)容由教研室自行制定、安排，管理體制實行以教研室管理為主的“封閉式”管理體制［1］。隨著實驗教學(xué)體制改革深入，教師隊伍科研能力的提高，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及學(xué)科之間相互滲透的加劇，傳統(tǒng)實驗教學(xué)體制的弊端越來越明顯地顯現(xiàn)出來，嚴(yán)重影響了實驗教學(xué)效果，束縛了大學(xué)生能力的提高。開放式實驗室教學(xué)，作為一種新型的教學(xué)體系，被越來越多的人所關(guān)注。與傳統(tǒng)教學(xué)相比，開放型實驗教學(xué)是以學(xué)生為主體，強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，實驗內(nèi)容的可選擇性；它以“教學(xué)”和“教育”為出發(fā)點和歸屬點，有指導(dǎo)地探索研究式的自主學(xué)習(xí)模式［2］。

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，實施開放型實驗室教學(xué)，已成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、促進學(xué)生全面發(fā)展的必由之路，是高等學(xué)校教學(xué)改革的重要組成部分［4］。開放型實驗室教學(xué)是通過改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)束縛學(xué)生發(fā)展的各種因素，激勵學(xué)生探索學(xué)習(xí)規(guī)律的積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主分析問題的能力的新型教學(xué)方法。將詳細探討開放型實驗室教學(xué)的必要性，結(jié)合滁州學(xué)院機械與電子工程學(xué)院實驗室教學(xué)實際以及近年來實驗室教學(xué)的改革成果，重點介紹創(chuàng)新型實驗室教學(xué)的開放模式。

1 開放型實驗室教學(xué)與傳統(tǒng)實驗室教學(xué)的區(qū)別

1.1 教學(xué)主體不同

在傳統(tǒng)實驗教學(xué)中，教師是主體，教學(xué)中處于主導(dǎo)地位；學(xué)生是實驗教學(xué)的客體，只能被動地完成實驗教學(xué)任務(wù)［4，5］。這種實驗教學(xué)模式主要采用灌輸?shù)慕虒W(xué)模式。實驗前，實驗教師準(zhǔn)備好各種實驗器材和設(shè)備以及實驗教學(xué)內(nèi)容；實驗時，實驗教師進行詳細講解，甚至演示實驗操作，更有甚者將實驗?zāi)康?、操作步驟、實驗數(shù)據(jù)的處理方法以及實驗的注意事項寫得一清二楚，學(xué)生只需被動地按照地實驗步驟，機械地操作。這種教學(xué)模式過分強調(diào)了實驗教師的作用，嚴(yán)重束縛了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，影響了學(xué)生自主分析、解決問題能力的培養(yǎng)。開放型實驗室教學(xué)則把學(xué)生推到主體地位，更加注重學(xué)生自主分析、解決問題能力的培養(yǎng)。在這種教學(xué)模式中，根據(jù)專業(yè)設(shè)置以及發(fā)展方向，學(xué)生可以自主選擇實驗內(nèi)容、實驗儀器與設(shè)備；可以自行設(shè)計實驗操作步驟；可以獨立處理實驗數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果。

1.2 管理模式不同

傳統(tǒng)實驗教學(xué)中，實驗內(nèi)容有教研室自行制定、安排，實行以教研室為主的“封閉式”管理體制。開放型實驗室管理則采取學(xué)生可以自主選擇全部或部分實驗內(nèi)容，由實驗教師統(tǒng)一管理的管理模式，在該模式中，實驗教師處于服務(wù)性定位。采取開放型實驗室管理體制，可以給學(xué)生提供一個寬松、自主的學(xué)習(xí)環(huán)境，給學(xué)生一個預(yù)習(xí)、動手、練習(xí)和選做其它實驗的機會。

1.3 實驗?zāi)康牟煌?/p>

傳統(tǒng)實驗教學(xué)的目的是對理論教學(xué)的驗證，通過實驗教學(xué)提高學(xué)生對理論知識的掌握。在該模式中，實驗教學(xué)依附于理論教學(xué)，是理論教學(xué)的完善與補充。隨著高等學(xué)校素質(zhì)教育改革的深入，實驗教學(xué)在高等教育中地位越來越重要。改革實驗教學(xué)的內(nèi)容、手段和方法是當(dāng)前實驗教學(xué)研究一個重要方向，開放型實驗室教學(xué)應(yīng)運而生。開放型實驗室教學(xué)的目的是通過提供給學(xué)生更多的實驗內(nèi)容、時間、空間，使學(xué)生有更多的時間認(rèn)識了解和掌握各種先進儀器的可能。不僅充分發(fā)揮了實驗室的作用，而且提高了學(xué)生自主分析、處理、解決實際問題的能力。

2 開放實驗室教學(xué)的必要性

實驗室是高等學(xué)校進行實驗教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生分析、處理與解決問題的重要場地，是教師和學(xué)生進行科學(xué)研究的重要基地。因此，在高校實驗教學(xué)中，進行開放型實驗室教學(xué)是很有必要的。

（1）開放型實驗教學(xué)是傳統(tǒng)實驗教學(xué)適應(yīng)時代發(fā)展的必然產(chǎn)物。在傳統(tǒng)教學(xué)中，實驗教學(xué)作為理論教學(xué)的完善與補充，依附于理論教學(xué)。隨著時代的發(fā)展，培養(yǎng)具有自主分析、處理和解決現(xiàn)實問題能力的人才，是深入高等教育改革的必然選擇。

（2）開放型實驗教學(xué)是傳統(tǒng)教學(xué)觀念發(fā)展的必然結(jié)果。傳統(tǒng)實驗教學(xué)觀念認(rèn)為，實驗教學(xué)和實驗教師在整個實驗教學(xué)過程中處于輔助地位。實驗教學(xué)得不到應(yīng)有的重視，長期處于重理論、輕實驗的現(xiàn)象，嚴(yán)重束縛了實驗教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（3）開放型實驗教學(xué)是深化素質(zhì)教育改革的必由之路。實驗室是高等學(xué)校進行實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要舞臺。在開放型實驗室教學(xué)模式中，學(xué)生可以根據(jù)“個人愛好”和“專業(yè)教學(xué)要求”，自主選擇實驗內(nèi)容、實驗儀器，自行設(shè)計實驗步驟、處理實驗數(shù)據(jù)，充分發(fā)展學(xué)生的主觀能動性，從而提高學(xué)生的綜合實踐能力和創(chuàng)新思維。

3 開放性實驗室教學(xué)的開放模式

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造才能，對以下兩種開放模式進行了有益的探索。

3.1 教學(xué)使用與開放使用相結(jié)合的實驗室教學(xué)模式

在圖1所示的實驗室開放模式中，教務(wù)系統(tǒng)將教學(xué)任務(wù)下達給實驗教師、學(xué)生和實驗室管理人員；實驗教師根據(jù)教學(xué)大綱的要求，將實驗項目分別下達給實驗管理人員和學(xué)生，實驗室管理人員根據(jù)實驗項目為學(xué)生安排實驗室、準(zhǔn)備實驗儀器并要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成。實驗完成后將實驗儀器歸還管理人員、實驗結(jié)果交予實驗教師。實驗教師根據(jù)實驗結(jié)果給學(xué)生實驗成績，并將實驗結(jié)果交給教務(wù)系統(tǒng)，由教務(wù)系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生實驗情況進行評估。

圖1 教學(xué)使用與開放使用相結(jié)合的實驗室開放形式

在該模式下，學(xué)生是實驗的主體，實驗教師和實驗室管理人員處于服務(wù)性地位。這種實驗?zāi)Ｊ娇梢詾閷W(xué)生提供一個寬松、舒適、自由的的學(xué)習(xí)環(huán)境，可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和主觀意識，培養(yǎng)學(xué)生自主分析和解決實際問題的能力。但是，在該種模式下，學(xué)生要在教學(xué)大綱的范圍內(nèi)選擇實驗項目、試驗儀器等，選擇面較小，不利于學(xué)生興趣的培養(yǎng)。

3.2 課外興趣培養(yǎng)模式

課外興趣培養(yǎng)模式是利用學(xué)生課余時間對學(xué)生進行技能培養(yǎng)的一種開放性的實驗教學(xué)模式。圖2給出了課外興趣培養(yǎng)模式的方框圖。在該模式中，實驗室人員根據(jù)實驗教學(xué)大綱以及實驗室具體情況，在本學(xué)期初，將本學(xué)期正常開設(shè)實驗和開放性實驗的實驗項目、時間和地點反饋給教務(wù)系統(tǒng)，由教務(wù)系統(tǒng)將開放實驗的實驗項目、時間和地點在教務(wù)系統(tǒng)上公布。學(xué)生根據(jù)開放實驗信息，根據(jù)自己的興趣愛好及發(fā)展方向，選擇合適的實驗項目，并向教務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)上申請；教務(wù)系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生選修情況，合理安排，并將信息反饋給學(xué)生。

這種實驗教學(xué)模式優(yōu)點在于能夠發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，使學(xué)生有選擇地進行實驗項目的學(xué)習(xí)和研究，能夠培養(yǎng)學(xué)生自主分析、解決問題的能力。

圖2 課外興趣培養(yǎng)模式

3.3 小學(xué)期實驗教學(xué)模式

小學(xué)期實驗教學(xué)模式是根據(jù)專業(yè)設(shè)置和學(xué)生需要，在假期里為學(xué)生提供特殊實驗培訓(xùn)的教學(xué)模式，例如，專業(yè)實驗培訓(xùn)、電子設(shè)計大賽、科普設(shè)計大賽等。該學(xué)模式主要有以下優(yōu)點：（1）目的性強，學(xué)生根據(jù)自己的專業(yè)設(shè)置和今后的發(fā)展方向，選擇適合自己的實驗內(nèi)容，目的性較強，能夠更好地學(xué)習(xí)和掌握所學(xué)內(nèi)容；（2）專業(yè)性強，能夠提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)，為學(xué)生進一步深造或走上工作崗位打下堅實基礎(chǔ)；（3）系統(tǒng)性強；由于假期時間充沛，能夠較為系統(tǒng)地為學(xué)生講授專業(yè)知識；（4）大大提高了實驗設(shè)備的使用率，降低了教學(xué)成本。

4 滁州學(xué)院機械與電子工程學(xué)院進行開放型實驗室教學(xué)的有益探索

滁州學(xué)院機械與電子工程學(xué)院充分認(rèn)識到開放型實驗室教學(xué)在高校教育中的重要作用，進行了許多有益的探索，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）實驗教學(xué)大綱的修改與制定。結(jié)合實驗室的實際情況，我院修改并制定了實驗教學(xué)大綱。在大綱中十分重視學(xué)生自主能力的培養(yǎng)，大量引入可開設(shè)實驗項目，增加設(shè)計性實驗和綜合性實驗所占的比率以及專業(yè)實驗等內(nèi)容。通過實驗大綱的修改和實施，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

（2）實驗教學(xué)評估方式的改進。我院改變了傳統(tǒng)評估體系中僅僅依靠實驗報告進行實驗評估的情況，引入了實驗預(yù)習(xí)、實驗操作、數(shù)據(jù)處理以及實驗報告書寫等評估內(nèi)容，更能夠準(zhǔn)確反應(yīng)學(xué)生的實驗效果，促進了學(xué)生獨立思考解決實際問題的能力培養(yǎng)。

（3）小學(xué)期制實驗教學(xué)模式的建立。我院于2011年開始實行小學(xué)期實驗教學(xué)模式，該教學(xué)模式主要是在假期內(nèi)完成，以專業(yè)實驗培訓(xùn)為主。通過近期培訓(xùn)情況來看，學(xué)生參加較為積極，教學(xué)效果較為滿意，成績較為突出。

（4）競賽培訓(xùn)教學(xué)模式的確立。組織和培訓(xùn)學(xué)生參加國家、省市舉辦的電子設(shè)計、科普以及數(shù)學(xué)建模等大賽，不僅提高了學(xué)生實際操作能力，而且提高了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，為以后學(xué)生深造、就業(yè)打下了一定的實踐基礎(chǔ)。

［1］袁受亮，馮承恩，王貴兵，等.高校實驗室管理體制改革的實踐與探索［J］.陜西師范大學(xué)學(xué)報，2000，29：293－29.

［2］王志軍.碩士畢業(yè)論文：高校開放式實驗教學(xué)實驗教學(xué)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［D］.2008，22.

［3］張家棟.研究型大學(xué)實驗室向本科生開放的實踐與思考［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2009，（6）：74－76.

G642.1

A

1673－1794（2011）05－0108－02

董愛軍，實驗師，理學(xué)碩士；研究方向：實驗室教學(xué)與研究。

滁州學(xué)院教學(xué)研究項目（2009jyy032）

2011－06－14