实验教学是高校教学工作的重要组成部分, 是理工类高校实现培养目标的重要环节, 对培养学生的实践能力和创新能力具有特殊的作用。目前, 传统的实验教学模式在高校仍然占很大的比例, 这已很难适应学科发展和创新人才培养的需要。近年来我校克服旧的实验教学模式存在的弊端, 科学设计实验课程体系, 优化实验教学内容, 实施实验室开放制度, 建立合理的实验教学考核制度, 构建了全新的实验教学体系, 最大限度地利用了学校的实验室资源, 提高了实验教学质量, 促进了学生综合素质的提高。
1 传统实验教学体系存在的问题
传统的教学观念, 存在“重理论, 轻实践”的现象, 对实验教学在人才培养中的地位和作用认识不够。这严重制约着学生主动性的发挥和创新能力的培养。传统的实验项目按照理论课程的需要而设置, 各自独立, 缺乏系统性, 并且实验内容陈旧, 演示性、验证性实验过多, 综合性、设计性、创新性实验较少[1]。近年来随着高校学生人数大幅度增加, 实验室资源紧张, 很多学校进一步削减实验学时, 使得本来就薄弱的实验教学环节显得更加薄弱。
2 立足人才培养目标, 构建全新的实验教学体系
西安建筑科技大学是以工程学科为主体, 理工科相互支撑, 文、理、工、管、艺、法等学科协调发展的教学研究型大学。以培养“集品德、能力、专长为一体, 德、智、体、美全面发展”的高级专门人才为人才培养目标。结合这一目标, 学校确立了实践教学与理论教学并重的人才培养体系, 以实验教学内容与体系改革和实验室开放为突破口, 最大限度利用实验室资源。通过对实验教学内容的调整与整合, 增加综合性、设计性、创新性实验, 建立与各专业培养目标相符合的实验教学内容与体系, 适应学生创新能力的培养。通过一系列实践教学改革, 构建了多层次、模块化、开放的实验教学体系[2]。
2.1 以生为本、因材施教, 实施多层次的实验教学体系
学校为满足不同层次学生的需要, 从“知识、能力、创新”着手, 注重培养学生的综合能力, 构建了基础实验、专业实验、创新实验3个层次, 演示性、操作性、验证性、综合性、设计性和创新性实验6种类型的实验教学体系。
(1) 基础实验, 主要是包括演示性、操作性、验证性3种类型实验, 着重培养学生掌握基本的实验技能和科学的思维方式, 加深对基本理论、基本知识的理解[3]。学校要求教师根据课程特点, 删除陈旧的实验内容, 增设能反映当前本学科前沿成就的启发性实验, 增加学生学习兴趣。
(2) 专业实验, 主要是综合性、设计性实验, 属于提高层次的实验。工科教育的目标就是为社会培养能够解决实际工程问题的高素质工程技术人才, 而综合性、设计性实验旨在培养学生综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力[4]。学校通过设立实验教学内容与体系改革专项资金, 以立项的方式对各专业的实验课进行改革, 增设综合性、设计性实验, 改变以往以演示性、验证性实验为主的局面。综合性、设计性实验要求学生独立思考、设计完成实验, 对培养学生自主学习能力有很大帮助, 为学生以后的创新工作打下了良好的基础。
(3) 创新实验, 特点是与教师的科研项目相结合, 使学生尽早介入教师的科研, 促进教学和科研的结合。要求学生主动的去查阅相关文献资料, 和指导教师一块讨论实验方案并独立完成实验, 旨在强化学生观察、分析及参与科学研究的能力。
2.2 模块化的实验教学内容和课程体系
学校通过一系列实验教学内容改革, 形成了课内实验、独立设课实验和集中综合性实验三个模块组成的实验教学内容和课程体系。
(1) 课内实验是促进学生深化理论知识、掌握实验基本技能和基本研究方法的实验教学环节, 由演示性、验证性、操作性、综合性和设计性等多层次的实验构成, 旨在巩固知识、验证理论、培养观察和动手能力。
(2) 独立设课实验是以一门或几门课程为基点, 融实验理论、实验知识和实验技能为一体, 在强化基本训练的基础上, 开出一定比例的综合性、设计性实验, 培养学生的基本实验思想、方法、技能以及综合应用能力。独立设课实验具备系统的实验理论和实验内容, 科学、合理的实验教学大纲及实施计划, 有实验教材或讲义和完善的实验考核制度。
(3) 集中综合性实验是以综合性、设计性、创新性实验为主, 根据专业培养需要, 集中时间进行综合强化训练, 旨在培养学生综合运用知识, 分析、解决实际问题的能力, 为学生以后参与科技创新活动以及毕业设计 (论文) 等打下良好的基础。
2.3 实验室面向学生全面开放
学校注重营造培养学生实践和创新能力的环境, 积极实施实验室开放, 并按照“面向全体、因材施教、形式多样、讲究实效”的原则, 在实验室开放的时间、形式、内容和方法上, 强调以学生为主体、教师启发教学, 激发学生学习的主动性和积极性, 促进学生全面发展。为此, 学校制定了《实验室开放指南》, 介绍了各实验室基本情况, 开放的时间、内容和形式, 学生可以根据兴趣进行选择和预约实验。
(1) 实验室向学生开放根据不同层次学生的要求, 确定开放内容, 对于低年级学生, 以训练基本技能和掌握基本法方法为主;对于高年级学生, 重在培养创新意识和实践能力。
(2) 实验室向学生开放采用以学生为主体, 教师加以启发指导的教学模式。开放时间分为全天候开放、预约式开放、阶段式开放 (周六、周日、假期) 等, 开放的形式有认知开放型、教学实验项目开放型、自选自拟实验项目开放型、学生参与科技活动开放型、学生参与科研开放型、计算机应用开放型等。
(1) 认知开放型:学生参观实验室或大型仪器设备使用的演示或培训, 使学生了解学校实验室建设情况, 仪器设备状况及其功能, 掌握基本操作技术技能。
(2) 教学实验项目开放型:包括时间和内容两个方面。时间上, 学生可在一定时间范围内选择进行开放式教学实验项目, 允许同一个实验项目多次进行, 直到获得满意的结果。内容上, 除必做实验项目外, 为学生提供选做项目, 学生可以进行选择。
(3) 自选自拟实验项目开放型:为鼓励学生进行创新设计, 设立培养计划以外的综合性、设计性、创新性实验项目供学生自选;同时, 鼓励学生自拟实验项目到实验室进行实验。
(4) 学生参与科技活动开放型:指实验室根据各类竞赛和学生参加科技活动的实际需要, 或学生个人及兴趣小组开展小发明、小制作等的实验活动。
(5) 学生参与科研开放型:实验室发布科研项目中的开放研究项目, 主要吸引高年级优秀学生进入实验室参与科学研究活动。
(6) 计算机应用开放型:鼓励学生在实验室利用计算机进行软件应用和开发、课件制作、网页设计、网站建设等。
(7) 人文素质与能力培养开放型:结合学生社团、兴趣爱好者协会或课外学习小组等的活动内容, 在实验室、大学生创新基地进行第二课堂、创新活动、创业活动等素质与能力培养的活动。
2.4 加强实验教学质量保障与考核评价体系建设
为支持和鼓励实验教学内容与体系改革, 学校加大实验仪器设备的投入, 设立实验教学改革和实验开放专项基金, 鼓励教师进行实验教学改革。制定切实可行的规章制度及实验教学考核评价体系, 保障实验教学工作科学、规范进行。
(1) 完善实验教学及实验室管理规章制度。
完善的实验教学和实验室管理制度是实验教学及实验室日常管理顺利进行的保障, 特别是实验室的全面开放, 对实验室日常管理和仪器设备维护提出了更高的要求。为此学校制定了《实验室开放管理规定》、《实验教学工作条例》等十余个规章制度, 对实验教学过程进行严格、规范管理。
(2) 加强实验教学队伍建设。
高素质的师资队伍是确保教育教学质量的基础, 建设一支结构合理、教学水平高、综合素质好的实验教学队伍, 是搞好实验教学内容与体系改革, 提高实验教学质量的关键。为此, 学校实施了一系列的政策措施, 积极创造条件, 提高任课教师, 特别是青年教师的业务水平。制定激励机制, 吸引教师参与到实验教学改革, 并对实验教学改革工作中取得突出成绩的教师和实验人员, 进行表彰, 树立典型, 促进队伍建设。
(3) 改革实验教学考核评价体系。
科学合理的考核评价体系是保障教学质量的重要手段。以往学生实验成绩主要是依据学生的实验报告情况, 这就造成学生不认真实验, 课后抄袭情况严重, 达不到实验教学的目的。我校改革以往的考核模式, 充分体现学生知识、能力和素质水平。学校从学生平时的表现、实验理论、实验操作等方面综合评定学生实验课成绩。考核形式分理论考试、实际操作及教师提问等多种方式。最终, 教师通过综合学生平时的表现得出学生的总评成绩, 这种考核办法有利于培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。
3 结语
实验教学内容与体系改革是一项复杂的系统工程, 涉及实验室资源的优化配置、实验室管理等多方面的问题[5]。我校多层次、模块化、开放的实验教学体系, 充分体现了我校“以教育思想观念转变为先导, 以提高学生综合素质、实践能力和创新精神为根本目标, 注重理论与实践相结合”的教学改革指导思想。学校将在已取得的实验教学改革成果的基础上, 继续实践和探索。
摘要：实验教学是理工科院校人才培养的重要环节, 本文介绍了通过实验教学内容与体系的改革, 构建了适合本校的多层次、模块化、开放的实验教学体系。最大限度地利用了学校的实验室资源, 提高了实验教学质量, 促进了学生综合素质的提高和创新能力的培养。
关键词：实验教学体系,人才培养,创新,实验室开放
参考文献
[1] 程永扬, 王为, 等.构件立体化的创新实验教学体系与模式[J].实验室研究与探索, 2008, 27 (7) :102～104.
[2] 楼胜华, 戴文战, 等.基于培养创新实践能力的高校实验教学体系改革探索[J].高等理科教育, 2008 (3) :109～113.
[3] 王志伟, 张田梅.构建多层次、模块化、开放式的实验教学体系[J].黑龙江高教研究, 2008 (5) :162～163.
[4] 李苑玲, 钟金明.工科院校实验教学体系的改革与实践[J].教书育人.高教论坛, 2008 (1) :105～106.
[5] 许家瑞, 周勤, 等.构建创新实验教学体系的探索[J].实验技术与管理, 2009, 26 (5) :1～4.