張日欣

(華中科技大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，武漢 430074)

基于主動實踐能力培養(yǎng)的實驗教學(xué)探討

張日欣

(華中科技大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，武漢 430074)

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

主動實踐能力；以學(xué)生為中心；學(xué)習(xí)興趣；探討

1 問題的提出

在本科教學(xué)中，學(xué)生的主動學(xué)習(xí)、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(xué)生從小學(xué)到高中的都是以被動學(xué)習(xí)為主，特別是高中階段，為了高考，學(xué)生必須花費了所有精力，以至于在進入本科學(xué)習(xí)階段后的學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)，從而導(dǎo)致我們培養(yǎng)出來的學(xué)生應(yīng)考能力非常強，但要將所學(xué)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(xué)生主動學(xué)習(xí)、主動實踐是提高高校教學(xué)質(zhì)量的重要課題，也是轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才而必須解決的問題。

在教學(xué)過程中，主要包含“教”和“學(xué)”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(xué)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(xué)方式看似很順暢，學(xué)生也輕松，但學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)動力，很難有自主學(xué)習(xí)的激情，是一種灌輸式的教學(xué)方式。

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

實驗教學(xué)為培養(yǎng)學(xué)生的主動能力、專業(yè)興趣提供了良好的基礎(chǔ)。實驗教學(xué)與普通的理論課程教學(xué)有所不同，它能提供更加靈活，更加直觀的“教”與“學(xué)”的體驗，使學(xué)生能親身獲得學(xué)習(xí)的成果、體驗成功的快樂，更能培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)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(xué)過程培養(yǎng)學(xué)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(xué)過程中從以教師為中心轉(zhuǎn)移到了以學(xué)生為中心，這個過程應(yīng)該是循序漸進、自然地轉(zhuǎn)移，或者說是主動的。一方面學(xué)生能夠主動地接受轉(zhuǎn)移過程，另一方面教師能恰當?shù)剡M行引導(dǎo)并在過程中進行指導(dǎo)，糾正學(xué)習(xí)偏差。要完成這個教學(xué)過程，我們的教學(xué)環(huán)境應(yīng)該滿足一定的基本要求，這些要求也是我們在教學(xué)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(jié)構(gòu)和基本技能，從而確定本專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)，制定教學(xué)計劃。只有符合市場定位的教學(xué)計劃才能使學(xué)生從中真正受益。

2)學(xué)生經(jīng)過高考進入大學(xué)學(xué)習(xí)，真正專業(yè)目標明確得并不多，對于大學(xué)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(xué)生的角度，設(shè)身處地為學(xué)生研究未來的實際發(fā)展方向，使學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)知識后能感受到實際用處，而不能出現(xiàn)在學(xué)生進入學(xué)校前，學(xué)校規(guī)劃出美好藍圖，而進入實際學(xué)習(xí)階段后學(xué)生感到與實際應(yīng)用脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)產(chǎn)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(xué)生學(xué)習(xí)興趣的實例進行教學(xué)，使學(xué)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(xué)生的主動能力。

2.2 教學(xué)條件要求

在充分分析專業(yè)需求的基礎(chǔ)上制定了教學(xué)培養(yǎng)計劃后，還必須嚴謹?shù)匕凑沼媱潓嵤Ｔ趯嵤┙虒W(xué)計劃過程中，為配合教學(xué)過程，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，應(yīng)用信息技術(shù)和多種管理手段創(chuàng)造有利于自主學(xué)習(xí)、自主實踐的教學(xué)環(huán)境，對教學(xué)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(xué)信息的開放性

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

教學(xué)信息是指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)文件，是體現(xiàn)教師教學(xué)要求和教學(xué)傾向性的文件，不同專業(yè)的同一門課程教學(xué)內(nèi)容也會有所不同。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中需要接受教師的指導(dǎo)，獲得教師的教學(xué)信息是學(xué)生接受指導(dǎo)的重要方式之一，因此教師的教學(xué)信息應(yīng)該對學(xué)生開放。開放的方式有多種形式：上課講解、教學(xué)網(wǎng)站開放、教學(xué)視頻和實踐指導(dǎo)等。

教學(xué)資源的開放對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)具有重要的作用，學(xué)生可以在課前、課中、課后隨時、方便地獲得教學(xué)信息，解決學(xué)習(xí)問題，有利于培養(yǎng)學(xué)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(zhì)。要培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)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(chǔ)。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(shè)備的正常高效率運行。

2)內(nèi)容開放

實驗室開放內(nèi)容要貫徹“因材施教、講求實效”的原則，根據(jù)不同層次的學(xué)生和要求，確定開放內(nèi)容。內(nèi)容應(yīng)包括：設(shè)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(xué)生自擬實驗課題，鼓勵學(xué)生參與教師課題，學(xué)習(xí)解決生產(chǎn)實踐和科學(xué)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(shè)備、開放時間、實驗內(nèi)容等進行有效管理。學(xué)生可以自由安排時間進行實驗室、實驗設(shè)備、實驗時間等資源的預(yù)約，實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。

2.2.3 安全教育制度的完善

要培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力，就需要學(xué)生能獨立進入實驗室進行學(xué)習(xí)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(nèi)容主要包括：1)實驗室水、電、氣、設(shè)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(shè)備或試劑的管理規(guī)范。

學(xué)生在進入實驗室之前必須進行安全培訓(xùn)，只有培訓(xùn)合格后才能夠自主進入實驗室學(xué)習(xí)。

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(xué)生和工程技術(shù)人員，都必須有針對性地制定相應(yīng)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(yīng)對BEPS征管能力建設(shè)的力度。中國是發(fā)展中大國，幫助發(fā)展中國家增強應(yīng)對BEPS征管能力建設(shè)是中國的責任和義務(wù)，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(yīng)對BEPS的稅收征管實踐和經(jīng)驗。中國的目標是幫助發(fā)展中國家稅收征管機構(gòu)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(wù)，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(shè)計，并向發(fā)展中國家提供技術(shù)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(nèi)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(chǎn)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(nèi)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(zhuǎn)化為學(xué)生主動、發(fā)自內(nèi)心的行動；也就是變規(guī)定、要求為人的意識、習(xí)慣。每位成員養(yǎng)成良好的習(xí)慣，并遵守規(guī)則做事，培養(yǎng)積極主動的精神(自主性、習(xí)慣性)。

是貫徹 “安全第一，預(yù)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(xué)中是通過學(xué)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(xué)習(xí)能力的目的。因此整個教學(xué)過程都要突出學(xué)生的實踐活動，將傳統(tǒng)的以教師為中心轉(zhuǎn)換成以學(xué)生為中心，教師起輔助作用，讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動性。

3.1 基礎(chǔ)技術(shù)按模塊進行規(guī)范化教學(xué)

學(xué)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(xué)中，基礎(chǔ)技術(shù)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(nèi)容，隨之而學(xué)習(xí)相關(guān)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(xué)生視野的擴展。

基礎(chǔ)技術(shù)的學(xué)習(xí)需要進行規(guī)范化，基礎(chǔ)技術(shù)往往應(yīng)用面廣泛，按照模塊進行分類有利于學(xué)生交叉思考，激發(fā)創(chuàng)新思維。例如，我們按照生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特點和培養(yǎng)目標對生物醫(yī)學(xué)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(xùn)練學(xué)生一種技術(shù)或技能，并對實驗過程進行規(guī)范，要求學(xué)生掌握正確的規(guī)范的操作。

圖1 生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)模塊化分類簡圖

根據(jù)技術(shù)分類和教學(xué)計劃的安排，將不同的技術(shù)模塊實驗針對相應(yīng)年級學(xué)生開放，并倡導(dǎo)小班上課，逐一指導(dǎo)，使學(xué)生得到規(guī)范化的訓(xùn)練。

學(xué)生通過規(guī)范化的實驗環(huán)節(jié)訓(xùn)練后，就應(yīng)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(chǔ)。

3.2 專業(yè)技術(shù)按應(yīng)用方向進行分類指導(dǎo)

專業(yè)技術(shù)的實踐能力是衡量學(xué)生能力高低的最終標準。在一個專業(yè)的教學(xué)計劃中制定時，就考慮了社會、經(jīng)濟、科學(xué)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(yīng)用方向，即學(xué)生畢業(yè)后的出口，這與學(xué)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(guān)系。

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

3.3 創(chuàng)造機會，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)主體

實踐教學(xué)在教學(xué)過程中能夠更靈活地組織課堂、設(shè)計教學(xué)方式。在教學(xué)過程中可以有意識地創(chuàng)造機會，讓學(xué)生成為課堂的主角，老師成為引導(dǎo)、解惑、服務(wù)的角色。例如，我院在實驗教學(xué)過程中摸索出的“以學(xué)生為中心的小老師”制度和我校啟明學(xué)院卓越工程師班的“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)方式，都是努力創(chuàng)造機會，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)主角。這種教學(xué)方式一方面給學(xué)生充分的信任，同時也是施加了學(xué)習(xí)壓力，學(xué)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(xué)生在學(xué)習(xí)中“玩”，在“玩”中學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高主動實踐能力。

3.4 引導(dǎo)學(xué)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(xué)過程提供了一個良好的平臺。在實踐教學(xué)過程中要有意識地制造一些“障礙”，引導(dǎo)學(xué)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(xué)信號檢測模塊實驗中，實驗電路的設(shè)計中故意設(shè)計一些“錯誤”，使得學(xué)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(jié)論存在一定偏差，迫使學(xué)生提出問題，思考原因，修正電路錯誤，得到正確結(jié)果。通過這樣的實踐過程的學(xué)習(xí)，能培養(yǎng)學(xué)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(zhì)。

4 結(jié)束語

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

培養(yǎng)學(xué)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(xué)改革。實驗教學(xué)平臺的建設(shè)要圍繞主動實踐能力培養(yǎng)進行，從教學(xué)目標的制定開始就要進行換位思維，站在學(xué)生的角度，針對學(xué)生焦慮和困惑的問題制定滿足社會需要、符合學(xué)生期望的教學(xué)計劃；培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣，引導(dǎo)主動實踐，提高專業(yè)素質(zhì)，實驗硬件條件、實驗教學(xué)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(shè)要服從于教學(xué)目標要求。實踐教學(xué)過程包括實驗教學(xué)內(nèi)容體系設(shè)計、教學(xué)方法和技巧等都需要精心設(shè)計，并在教學(xué)過程中得到落實。

[1]劉成新.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的設(shè)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(yīng)用[J].實驗科學(xué)與技術(shù)2007，5(2)：137-140.

[3] 吳元喜，張日欣，劉凌，等.生命科學(xué)模塊化實驗教學(xué)體系研究[J].實驗科學(xué)與技術(shù).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(xué)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