張日欣

(華中科技大學 生命科學與技術學院，武漢 430074)

基于主動實踐能力培養(yǎng)的實驗教學探討

張日欣

(華中科技大學 生命科學與技術學院，武漢 430074)

主動實踐能力是創(chuàng)新型人才的基本素質，圍繞主動實踐能力的培養(yǎng)問題，探討了實驗教學平臺應滿足的基本條件要求，從實踐教學過程的角度對如何讓學生在“玩”中學、在學中“玩”的方法與措施進行了探討。

主動實踐能力；以學生為中心；學習興趣；探討

1 問題的提出

在本科教學中，學生的主動學習、主動實踐一直是所有教師所期望看到和追求的。但目前的教育體制中，絕大多數(shù)學生從小學到高中的都是以被動學習為主，特別是高中階段，為了高考，學生必須花費了所有精力，以至于在進入本科學習階段后的學習思維存在延續(xù)的慣性，在知識的獲取過程中缺乏主動性，總希望老師將知識點準備好，沿用高中階段的學習方法學習，從而導致我們培養(yǎng)出來的學生應考能力非常強，但要將所學知識來解決實際問題的能力則明顯不足，眼高手低、缺乏創(chuàng)新能力。

如何培養(yǎng)學生主動學習、主動實踐是提高高校教學質量的重要課題，也是轉變教學理念、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才而必須解決的問題。

在教學過程中，主要包含“教”和“學”兩個過程，教師往往都非常注重“教”的過程，從教材的選擇、講義的編撰、PPT的編輯到課堂上的講解都非常細致、認真。學生聽課也很輕松，課堂紀律也很好，聽課沒有大的壓力。這種教學方式看似很順暢，學生也輕松，但學生缺乏自主學習動力，很難有自主學習的激情，是一種灌輸式的教學方式。

要培養(yǎng)學生主動學習、主動實踐的能力，必須改變這一教學方式，要讓學生成為教學的主體，教師在教學過程中更要突出學生的“學”的過程，設計“學”的過程，想辦法讓學生體會到“學”的興趣、“學”的成就，引導學生在“學”中得到樂趣，從而使學生能主動地學，并從學理論擴展到學實踐。

實驗教學為培養(yǎng)學生的主動能力、專業(yè)興趣提供了良好的基礎。實驗教學與普通的理論課程教學有所不同，它能提供更加靈活，更加直觀的“教”與“學”的體驗，使學生能親身獲得學習的成果、體驗成功的快樂，更能培養(yǎng)和激發(fā)學生的創(chuàng)新能力，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才不可或缺的陣地。本文對在實驗教學過程培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力的要求和方法進行探討。

2 基本條件要求

教學過程中從以教師為中心轉移到了以學生為中心，這個過程應該是循序漸進、自然地轉移，或者說是主動的。一方面學生能夠主動地接受轉移過程，另一方面教師能恰當?shù)剡M行引導并在過程中進行指導，糾正學習偏差。要完成這個教學過程，我們的教學環(huán)境應該滿足一定的基本要求，這些要求也是我們在教學硬件和軟件上進行改革的方向。

2.1 專業(yè)需求研究

專業(yè)需求研究包括兩個方面。

1)只有人才市場對本專業(yè)有人才需求，才不會存在畢業(yè)生畢業(yè)即失業(yè)的問題。因此需要深入研究本專業(yè)的市場需求，即本科生的市場定位，包括知識結構和基本技能，從而確定本專業(yè)的課程結構，制定教學計劃。只有符合市場定位的教學計劃才能使學生從中真正受益。

2)學生經過高考進入大學學習，真正專業(yè)目標明確得并不多，對于大學專業(yè)的選擇也多是家長或親朋好友的意見或出于考分的制約而做出的。因此，必須站在學生的角度，設身處地為學生研究未來的實際發(fā)展方向，使學生學習本專業(yè)知識后能感受到實際用處，而不能出現(xiàn)在學生進入學校前，學校規(guī)劃出美好藍圖，而進入實際學習階段后學生感到與實際應用脫節(jié)，導致學生對知識的學習產生抵觸情緒。因此，必須在知識傳授的過程中，仔細挑選和篩選與實際聯(lián)系緊密的知識點、能激發(fā)學生學習興趣的實例進行教學，使學生能從中看到自己未來的發(fā)展方向和用武之地，形成正向激勵，從而逐步培養(yǎng)出學生的主動能力。

2.2 教學條件要求

在充分分析專業(yè)需求的基礎上制定了教學培養(yǎng)計劃后，還必須嚴謹?shù)匕凑沼媱潓嵤?。在實施教學計劃過程中，為配合教學過程，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，應用信息技術和多種管理手段創(chuàng)造有利于自主學習、自主實踐的教學環(huán)境，對教學條件有著更高的要求，主要體現(xiàn)在以下4個方面。

2.2.1 教學信息的開放性

教學信息資源是從狹義上理解的一種特殊的信息資源，是經過選取和組織,使之有序化的，在教學中適合學習者發(fā)展自身的有用信息的集合[1]。教學信息資源在形式上表現(xiàn)為教材、輔導材料、教學軟件、教育網站等多種類型。

教學信息是指導學生學習的教學文件，是體現(xiàn)教師教學要求和教學傾向性的文件，不同專業(yè)的同一門課程教學內容也會有所不同。學生學習過程中需要接受教師的指導，獲得教師的教學信息是學生接受指導的重要方式之一，因此教師的教學信息應該對學生開放。開放的方式有多種形式：上課講解、教學網站開放、教學視頻和實踐指導等。

教學資源的開放對學生的自主學習具有重要的作用，學生可以在課前、課中、課后隨時、方便地獲得教學信息，解決學習問題，有利于培養(yǎng)學生解決問題的能力。

2.2.2 實驗室的開放性

主動性是創(chuàng)新型人才的基本素質。要培養(yǎng)學生的自主學習能力，就必須營造一個相對開放和自由的實驗環(huán)境，實驗室必須具有開放能力。實驗室的開放主要包括以下兩方面：

1)時間開放

時間開放是實驗室開放的基礎。時間開放還必須進行登記管理，形成有效有序的管理制度，根據(jù)實驗室條件控制實驗人數(shù)，保證實驗場地和實驗設備的正常高效率運行。

2)內容開放

實驗室開放內容要貫徹“因材施教、講求實效”的原則，根據(jù)不同層次的學生和要求，確定開放內容。內容應包括：設計性、綜合性和研究性實驗；小發(fā)明、小制作、小論文等課外科技活動實驗。提倡學生自擬實驗課題，鼓勵學生參與教師課題，學習解決生產實踐和科學研究問題。

實驗開放管理需要實驗室信息管理系統(tǒng)支撐，對實驗室、實驗設備、開放時間、實驗內容等進行有效管理。學生可以自由安排時間進行實驗室、實驗設備、實驗時間等資源的預約，實現(xiàn)自主學習。

2.2.3 安全教育制度的完善

要培養(yǎng)學生的主動學習能力，就需要學生能獨立進入實驗室進行學習研究活動，因此實驗室的安全教育制度顯得尤其重要。實驗室安全制度內容主要包括：1)實驗室水、電、氣、設備、試劑等基本情況處理規(guī)范；2)實驗基本操作規(guī)范；3)對突發(fā)事件的處理；4)對具有危險性設備或試劑的管理規(guī)范。

學生在進入實驗室之前必須進行安全培訓，只有培訓合格后才能夠自主進入實驗室學習。

2.2.4 管理的規(guī)范性

對于進入實驗室的所有人員，包括教師、學生和工程技術人員，都必須有針對性地制定相應的行為準則，以保證實驗室的正常規(guī)范的運行?？梢砸?S[2]進行規(guī)范管理。

1)整理(Seiri)

從改進工作現(xiàn)場的源頭和開始，進行物品分類。將工作場所的任何物品區(qū)分為有必要和沒有必要的，除了有必要的物品留下來，其他的物品都消除掉。

2)整頓(Seiton)

3.加大幫助發(fā)展中國家和低收入國家增強應對BEPS征管能力建設的力度。中國是發(fā)展中大國，幫助發(fā)展中國家增強應對BEPS征管能力建設是中國的責任和義務，也是中國的一貫立場和行動。一是中國承諾將繼續(xù)幫助其他發(fā)展中國家分享應對BEPS的稅收征管實踐和經驗。中國的目標是幫助發(fā)展中國家稅收征管機構提高稅收管理的效能、效率及公平性，妥善解決發(fā)展中國家在落實BEPS中面臨的特殊挑戰(zhàn)，降低AP-BEPS成果的實施成本，改善納稅服務，提高稅法遵從度。二是中國將建立一個國際稅收政策研究中心。其職能是進行國際稅收政策研究和設計，并向發(fā)展中國家提供技術援助。

是銜接在整理之后的，把留下來的必要用的物品依規(guī)定位置擺放，并放置整齊加以標示。

3)清掃(Seiso)

最好是在整頓之后進行。將工作場所內看得見與看不見的地方清掃干凈，保持工作場所干凈、亮麗的環(huán)境。

4)清潔(Seiketsu)

維持上面3S成果。保持良好的優(yōu)雅的生產工作環(huán)境，環(huán)境影響心情、環(huán)境影響精神、環(huán)境影響工作，塑造企業(yè)形象的內涵。

5)素養(yǎng)(Shitsuke)

是6S中最獨特的一項要素，也是其精華所在。將外在的要求轉化為學生主動、發(fā)自內心的行動；也就是變規(guī)定、要求為人的意識、習慣。每位成員養(yǎng)成良好的習慣，并遵守規(guī)則做事，培養(yǎng)積極主動的精神(自主性、習慣性)。

是貫徹 “安全第一，預防為主”的體現(xiàn)。重視全員安全教育，每時每刻都有安全第一觀念，防患于未然。

3 培養(yǎng)方法與措施探討

實踐教學中是通過學生的親自動手的過程中去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，從而達到培養(yǎng)興趣、提高主動學習能力的目的。因此整個教學過程都要突出學生的實踐活動，將傳統(tǒng)的以教師為中心轉換成以學生為中心，教師起輔助作用，讓學生發(fā)揮主觀能動性。

3.1 基礎技術按模塊進行規(guī)范化教學

學生的創(chuàng)新能力不是在短期就能培養(yǎng)出來的，而是在不斷的動手、思考、再動手、再思考中潛移默化熏陶而來的。傳統(tǒng)教學中，基礎技術是按照課程來進行區(qū)分的，不同的課程有著不同的實驗內容，隨之而學習相關基本技能，這種知識的組織往往出現(xiàn)實驗環(huán)節(jié)的局限，不利于學生視野的擴展。

基礎技術的學習需要進行規(guī)范化，基礎技術往往應用面廣泛，按照模塊進行分類有利于學生交叉思考，激發(fā)創(chuàng)新思維。例如，我們按照生物醫(yī)學工程專業(yè)的特點和培養(yǎng)目標對生物醫(yī)學工程專業(yè)本科實驗體系進行模塊化分類，如圖1所示。每個模塊訓練學生一種技術或技能，并對實驗過程進行規(guī)范，要求學生掌握正確的規(guī)范的操作。

圖1 生物醫(yī)學工程專業(yè)模塊化分類簡圖

根據(jù)技術分類和教學計劃的安排，將不同的技術模塊實驗針對相應年級學生開放，并倡導小班上課，逐一指導，使學生得到規(guī)范化的訓練。

學生通過規(guī)范化的實驗環(huán)節(jié)訓練后，就應該掌握本專業(yè)的基本操作技能，為后續(xù)課程和研究打下扎實的基礎。

3.2 專業(yè)技術按應用方向進行分類指導

專業(yè)技術的實踐能力是衡量學生能力高低的最終標準。在一個專業(yè)的教學計劃中制定時，就考慮了社會、經濟、科學的發(fā)展對本專業(yè)的不同要求，因此往往在一個專業(yè)中有幾個應用方向，即學生畢業(yè)后的出口，這與學生的就業(yè)、深造、興趣，以及社會各行業(yè)對畢業(yè)生的需求都有著密不可分的關系。

要培養(yǎng)和激發(fā)學生的主動實踐能力、創(chuàng)新思維，就有必要從學生自身需求考慮，組織當前的新技術、發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的新問題，引導學生學習并思考解決方案，鼓勵進行實驗驗證，在學習、思考、實踐過程中一方面學習了專業(yè)方向的專業(yè)技術，另一方面培養(yǎng)了學生解決實際問題的能力，使學生在學校學習的內容與今后就業(yè)、深造所需保持一致，滿足學生的實際需求，從而能起到激發(fā)學習興趣的作用。

3.3 創(chuàng)造機會，讓學生成為學習主體

實踐教學在教學過程中能夠更靈活地組織課堂、設計教學方式。在教學過程中可以有意識地創(chuàng)造機會，讓學生成為課堂的主角，老師成為引導、解惑、服務的角色。例如，我院在實驗教學過程中摸索出的“以學生為中心的小老師”制度和我校啟明學院卓越工程師班的“翻轉課堂”的教學方式，都是努力創(chuàng)造機會，讓學生成為學習主角。這種教學方式一方面給學生充分的信任，同時也是施加了學習壓力，學生為了當好“小老師”必須認真弄懂、搞透理論知識和實驗方法；為了在課堂上能夠向老師提出問題或想法，必須弄清各知識點及其聯(lián)系。

創(chuàng)造這種機會，可以讓學生在學習中“玩”，在“玩”中學，激發(fā)學習興趣，提高主動實踐能力。

3.4 引導學生提出問題并解決問題

創(chuàng)新性人才的重要特征就是要能夠提出問題，并能解決問題。在實踐教學過程提供了一個良好的平臺。在實踐教學過程中要有意識地制造一些“障礙”，引導學生能自己發(fā)現(xiàn)“問題”，并能自己解決“問題”，這個過程可以貫穿于各個實驗環(huán)節(jié)中。

例如，我們在生物醫(yī)學信號檢測模塊實驗中，實驗電路的設計中故意設計一些“錯誤”，使得學生在實驗過程中所檢測到的信號出現(xiàn)一定的“失真”，與書本結論存在一定偏差，迫使學生提出問題，思考原因，修正電路錯誤，得到正確結果。通過這樣的實踐過程的學習，能培養(yǎng)學生好問、好思考、并解決問題的能力，而這些能力正是創(chuàng)新人才所必備的素質。

4 結束語

主動實踐能力是創(chuàng)新人才的基本素質之一，主動實踐能力的培養(yǎng)也是高校實踐教學的重要目標。要實現(xiàn)教學目標需要轉變教學理念，從以“教師為中心”轉變到“以學生為中心”，讓學生從“要我學”轉變到“我要學”。

培養(yǎng)學生主動實踐能力，是一項系統(tǒng)工程，要從多方面著手進行實踐教學改革。實驗教學平臺的建設要圍繞主動實踐能力培養(yǎng)進行，從教學目標的制定開始就要進行換位思維，站在學生的角度，針對學生焦慮和困惑的問題制定滿足社會需要、符合學生期望的教學計劃；培養(yǎng)學生的專業(yè)興趣，引導主動實踐，提高專業(yè)素質，實驗硬件條件、實驗教學信息管理、實驗室開放管理、實驗室安全教育及管理等軟硬件建設要服從于教學目標要求。實踐教學過程包括實驗教學內容體系設計、教學方法和技巧等都需要精心設計，并在教學過程中得到落實。

[1]劉成新.網絡教學資源的設計、開發(fā)與評價[J].電化教育研究，2000(3)：27-30.

[2] 王國紅，宗斌，魏建忠.6S管理在實驗室日常管理中的應用[J].實驗科學與技術2007，5(2)：137-140.

[3] 吳元喜，張日欣，劉凌，等.生命科學模塊化實驗教學體系研究[J].實驗科學與技術.2008，4(5)：83-85.

Discussion of Experiment Teaching Based on Active Practice Ability Cultivation

ZHANG Rixin

(School of Life Science and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)

Active practice ability is the basic quality of innovative talents.Around the active practice ability training, this paper discusses the basic requirements of experimental teaching platform, which should meet the practical teaching process, from the perspective of how to let the students study in “play” and “play” in study are discussed.

active practice ability; students centered; learning interest; discussion

2014-07-22

張日欣(1969- )，男，本科，高級工程師，教學實驗中心副主任，主要從事計算機及控制方面的研究。

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.06.034