白泉+謝騏+王高升

摘 要：應(yīng)用型本科院校是以培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才為其教育教學(xué)的主要目的。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。本文闡述了開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的意義，針對(duì)應(yīng)用型本科院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，對(duì)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：開(kāi)放性實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新能力;實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，必須加強(qiáng)對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，而培養(yǎng)創(chuàng)新人才的核心在于創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，因此，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，將是廣大教育工作者必須密切關(guān)注的重大課題。特別是對(duì)于應(yīng)用型本科工科院校來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才是其教育教學(xué)的主要目的，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革迫在眉睫。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這種教學(xué)模式與現(xiàn)代教育模式相悖，明顯不能滿足新形勢(shì)發(fā)展的需求，因此，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)，它能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極能動(dòng)性，并為大學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新能力和綜合能力提供了最合適的教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

一、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的意義

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，不只是打開(kāi)實(shí)驗(yàn)室大門，讓學(xué)生自由地在實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，而是由學(xué)生根據(jù)所掌握的理論知識(shí)，自行擬定實(shí)驗(yàn)題目，選定實(shí)驗(yàn)中所需要的實(shí)驗(yàn)器材和儀器設(shè)備，制定實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，處理和分析所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及數(shù)據(jù)，最后以報(bào)告的形式寫出來(lái)。實(shí)驗(yàn)室教師在此過(guò)程中只充當(dāng)“服務(wù)”的角色，為學(xué)生提供服務(wù)，比如需要參考的實(shí)驗(yàn)資料，審查學(xué)生制訂的實(shí)驗(yàn)方案以及幫助和解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。應(yīng)用型本科工科院校旨在培養(yǎng)應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才，而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是驗(yàn)證理論學(xué)習(xí)的一個(gè)環(huán)節(jié)，只是教會(huì)學(xué)生能使用儀器，記住實(shí)驗(yàn)操作技能和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理，其結(jié)果并沒(méi)有達(dá)到教學(xué)目的，因此必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是一種新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為中心，注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力;采取開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)課題，充分挖掘?qū)嶒?yàn)室潛力和提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的效益。讓學(xué)生通過(guò)研究熱點(diǎn)和了解前沿學(xué)科發(fā)展的知識(shí)，學(xué)生與教師共同討論確定實(shí)驗(yàn)方案，使實(shí)驗(yàn)課程真正成為創(chuàng)新教育不可缺少的部分，使學(xué)生真正形成自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和研究學(xué)習(xí)的方式，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)性與創(chuàng)造性的實(shí)踐能力有重要的影響。

二、應(yīng)用型本科院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

1.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)多為演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性和演示性實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是讓學(xué)生通過(guò)課程中開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解、掌握和驗(yàn)證理論學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，也就是教師“灌輸”知識(shí)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中掌握了最基本的實(shí)驗(yàn)技能和方法，驗(yàn)證了理論知識(shí)，但卻忽略了對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合能力的培養(yǎng)。對(duì)于目前的應(yīng)用型本科來(lái)說(shuō)，課程設(shè)置了一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等，但互相關(guān)聯(lián)度不大，沒(méi)有有機(jī)結(jié)合。雖然有一定的綜合性，但還是多以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為主。此方式毫無(wú)疑問(wèn)制約了學(xué)生表現(xiàn)、發(fā)揮自我的機(jī)會(huì)，無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，始終處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的地位。

2.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)法體現(xiàn)創(chuàng)新能力和學(xué)生主體性

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)受到多方面限制。比如：傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)都是要求學(xué)生必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)把教師要求和布置的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成;傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中，幾乎每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容、要求和方法、實(shí)驗(yàn)步驟以及處理數(shù)據(jù)表格等都已規(guī)定擬好;傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)較注重于實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此實(shí)驗(yàn)成績(jī)只需要根據(jù)考勤情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出，這些只作為理論教學(xué)的附屬品。以這種方式的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)組織教學(xué)，是無(wú)法啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性的，更談不上培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

三、探討開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)施

1.開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容并不是意味著學(xué)生想做什么樣的實(shí)驗(yàn)就做什么，想怎么做就怎么做，而是需要在教學(xué)大綱的統(tǒng)一規(guī)范下，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和課堂教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具體可分為演示性、驗(yàn)證性、綜合性和設(shè)計(jì)性四個(gè)層次，考慮到學(xué)生在開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是主體，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和安排就需要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平，體現(xiàn)出分層次和個(gè)性化教學(xué)。將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難度從淺到深，逐步推進(jìn)，由驗(yàn)證性到綜合設(shè)計(jì)性，逐步形成符合各個(gè)專業(yè)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)體系，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。

對(duì)于剛步入高校的大學(xué)生，教學(xué)重點(diǎn)是專業(yè)知識(shí)的積累和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)操作技能的訓(xùn)練，開(kāi)設(shè)的多為演示性和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)教師同時(shí)可以提出課內(nèi)實(shí)驗(yàn)之外的拓展實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生參加各種知識(shí)競(jìng)賽（如力學(xué)競(jìng)賽、數(shù)學(xué)建模大賽等）和獲取校外專業(yè)證書（如應(yīng)用軟件方面等）等。對(duì)于高年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)為主要目的，更注重如何將所學(xué)的知識(shí)綜合運(yùn)用起來(lái)進(jìn)行創(chuàng)新和設(shè)計(jì)，這個(gè)階段則以設(shè)計(jì)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)為主。首先，實(shí)驗(yàn)題目的設(shè)計(jì)是綜合開(kāi)發(fā)性實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。題目的擬定要充分體現(xiàn)內(nèi)容形式的新穎，難度層面要適中且可操作性強(qiáng)，同時(shí)，還要考慮學(xué)生能夠掌握實(shí)驗(yàn)的具體的理論知識(shí)和基本技能，會(huì)熟練使用到哪些實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的操作方法，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的可能性等方面。其次，根據(jù)現(xiàn)代教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以是教師自己的科研課題的一部分，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。對(duì)于將要畢業(yè)和準(zhǔn)備考研的學(xué)生來(lái)說(shuō)，提前接觸科研，他們探索知識(shí)能動(dòng)性更高，同時(shí)他們會(huì)積極主動(dòng)地提出實(shí)驗(yàn)設(shè)想，為教師的科研工作拓展思維空間;還可以針對(duì)大學(xué)生科技創(chuàng)新、全國(guó)挑戰(zhàn)杯等大賽開(kāi)設(shè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;也可以將企業(yè)中的項(xiàng)目引進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目來(lái)源。學(xué)生通過(guò)科研課題、課外科技創(chuàng)新和企業(yè)實(shí)際實(shí)驗(yàn)課題，可以提高專業(yè)綜合實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、產(chǎn)學(xué)結(jié)合能力和創(chuàng)新意識(shí)。

2.開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)施

（1）實(shí)施過(guò)程

①教師公布實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)方案

教師可在每個(gè)學(xué)期開(kāi)學(xué)之初，把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目向?qū)W生公布。對(duì)于基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目就在少數(shù)幾個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室完成;對(duì)于綜合性和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，需要學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，了解實(shí)驗(yàn)背景（國(guó)內(nèi)外研究狀況）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)內(nèi)容后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)要求，提出切實(shí)可行的具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，包括實(shí)驗(yàn)所需要的儀器清單、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目步驟和注意事項(xiàng)等內(nèi)容。

②學(xué)生和教師共同討論確定最終實(shí)驗(yàn)方案

學(xué)生在進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)前兩周，將實(shí)驗(yàn)方案提交給教師。由于受到實(shí)驗(yàn)室條件和學(xué)生自身?xiàng)l件的影響，實(shí)驗(yàn)方案存在不合理之處再所難免，教師可根據(jù)具體問(wèn)題，與學(xué)生商量討論，同學(xué)生詳細(xì)分析，在尊重學(xué)生思路的前提下，共同制訂出具有可操作性的實(shí)驗(yàn)方案。

③學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，教師從旁指導(dǎo)

實(shí)驗(yàn)方案通過(guò)審核后，學(xué)生可以向教師預(yù)約實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)間。學(xué)生按照已確定的實(shí)驗(yàn)方案，自己動(dòng)手準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材、搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和完成具體的實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師需要從旁指導(dǎo)，解答學(xué)生遇到的難題，如實(shí)驗(yàn)儀器的使用和操作規(guī)范等。

④學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)，教師進(jìn)行評(píng)分

學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，自主對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和總結(jié)，教師根據(jù)學(xué)生完成情況（如實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)方案等）進(jìn)行評(píng)分。最后，學(xué)生將完成的實(shí)驗(yàn)以報(bào)告的形式提交給教師。

在學(xué)生設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，可以幫助他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，引導(dǎo)他們積極思考來(lái)解決這些問(wèn)題的方法。在確定實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，學(xué)生研究問(wèn)題的基本方法和創(chuàng)新意識(shí)也會(huì)得到培養(yǎng)。最后，在對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行書寫總結(jié)報(bào)告時(shí)，學(xué)生學(xué)會(huì)了處理和分析問(wèn)題的能力。

（2）實(shí)施條件

為了保證開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開(kāi)展，需要具備三個(gè)方面的基本條件：

①學(xué)生方面

在這個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，需要學(xué)生具有一定的自覺(jué)性。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ教峁┑慕虒W(xué)環(huán)境較為寬松和自由，必須具有這個(gè)前提，實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)才能保質(zhì)保量的完成，才能達(dá)到所期待的實(shí)驗(yàn)效果。除此之外，還要幫助學(xué)生培養(yǎng)學(xué)習(xí)的自覺(jué)性和積極性，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，因此，需要制定相應(yīng)的管理措施和建立相應(yīng)的機(jī)制和體系。如獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，對(duì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中完成質(zhì)量好且項(xiàng)目具有創(chuàng)新性的學(xué)生進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)等。

②教師隊(duì)伍方面

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍必須具有較高素質(zhì)。要達(dá)到開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的目的和意義，學(xué)校提供給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目必須具有以下特點(diǎn)：數(shù)量多，內(nèi)容前沿，項(xiàng)目創(chuàng)新，能反映本學(xué)科的最新發(fā)展。所以作為“引路人”的指導(dǎo)教師，本身知識(shí)面就要寬且具有活躍和新穎的學(xué)術(shù)思想，及時(shí)掌握和了解本學(xué)科最先進(jìn)的前沿知識(shí)和進(jìn)展，才能在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)新觀點(diǎn)、新知識(shí)和新方法，才能使他們創(chuàng)新有了源泉，視野得到開(kāi)拓。這就要求實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師必須不斷提高和充實(shí)自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)和知識(shí)結(jié)構(gòu)，才能適應(yīng)新的教學(xué)要求。

③實(shí)驗(yàn)室管理和建設(shè)方面

要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的管理和建設(shè)。進(jìn)行開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)目的增多和實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加，特別是工科院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要有相匹配的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，因此，實(shí)驗(yàn)室的軟硬件環(huán)境必須有所保障。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率提高，各種儀器設(shè)備的維護(hù)、耗材都需要供應(yīng)得上。所以管理層應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面給予一定的資助。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)教師可以組織學(xué)生一起對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。在此過(guò)程中，可以進(jìn)一步挖掘?qū)嶒?yàn)設(shè)備的潛功能，開(kāi)發(fā)出創(chuàng)新性和探索性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

四、結(jié)論

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重大舉措，有利于教師轉(zhuǎn)變以傳授知識(shí)為主的傳統(tǒng)教學(xué)觀念，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)素質(zhì);有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺(jué)性和積極性，激發(fā)他們的好奇心和求知欲。教師必須營(yíng)造寬松、自由的創(chuàng)新氛圍，形成以“學(xué)生為主體”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，才能夠培養(yǎng)出符合市場(chǎng)需求、時(shí)代需要、人才競(jìng)爭(zhēng)渴求的學(xué)生。這就需要我們繼續(xù)積極探索適合本校特色的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的規(guī)律和創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革體系，解決在實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，促進(jìn)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室教學(xué)改革有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

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