改革实验教学模式 培养学生创新能力

丁邦平

摘 要：本文首先提出了创新型人才培养需要改革实验教学模式，然后分析了实验教学模式改革的基本原则，最后结合实例提出了实验教学模式改革的具体方法。

关键词：实验教学；改革；创新能力

随着任职教育改革的不断深入和素质教育的全面实施，人们越来越认识到培养学生创新能力的重要性。没有教育的创新，就培养不了具有创新能力的学生，要全面培养学生的素质，特别是他们的创新意识与能力，就必须创新教育教学模式。实验教学作为培养学生动手能力和创新能力的重要实践渠道，对学生专业技能的形成具有重要的指导意义，所以改革实验教学模式，培养学生的创新能力，乃时代之必然。

一、实验教学模式改革的基本原则

实验教学内容与手段改革的重点在于改革单一的、以演示和验证为主的传统验证型实验，多开设综合型、设计型实验。许多院校首先将改革的重点或突破口放在实验手段的现代化方面，改进原有设备，采用先进的数据采集和处理系统，这只是实验教学改革的一个方面。实验教学方法改革的重点在于激发学生参与实验的积极性，由教师安排好实验，学生只是读取数据的状况改变为由教师提出任务，学生自主选择实验装置、确定实验步骤、分析判断实验结果的新模式。在采用先进的数据采集和处理手段方面，同样也能激发学生参与实验的积极性。实验教学管理改革的重点在于规范化管理，其中包括实验分组人数的严格控制、实验前预习的检查、实验基本技能的考核以及實验室的开放式管理等。

二、实验教学模式改革的具体方法

近年来，各高等院校在实验室建设和实验教学改革方面进行了大量的探索，并取得了一些成绩，但从整体上看，还存在不少问题需要进一步研究解决。这里选取二炮工程大学士官学院进行实验课程改革的一些经验做法，呈献给大家探讨，以期共同提高。

二炮工程大学士官学院在实现跨越式发展和实施创新教育工程中，依托军队院校“2110工程”建设，新建了自动控制元件实验室、测试控制实验室、传感器技术实验室等一大批起点高、设备先进、功能齐全的实验室，如何发挥实验室装备功用、搞好实验课教学改革、培养创新军事人才是摆在学院面前的重大课题之一。

1.调整实验课程体系结构——改革的根本条件

测试控制类课程是控制专业人才的必修课程，同时是一门交叉学科，涉及到自动控制元件、传感器技术、计算机控制系统、检测技术等知识体系。分散于以上各门课程的实验均强调各自体系的系统性和完整性，相互之间常发生课程内容的低水平重复，缺乏知识的横向联系，不利于设计性和综合性实验的开展。学院在充分论证的基础上，把测试控制学科相关课程的实验教学从各自理论教学中独立出来，统一制订完整的实验教学大纲，开设独立的测试控制技术实验课程，促进了各部分知识间的连续性、交叉性与融合性。

2.加速更新实验教学内容——改革的关键环节

建立符合创新人才培养的实验内容是目前实验教学改革的核心。为此，学院在实验内容上做了较大的调整。一方面是压缩验证性实验、加大设计性和综合性实验。保留的一部分验证性实验，只是用来培养学生的基本实验技能。设计性实验和综合性实验是提高学生动手能力、分析和解决问题能力的有效途径。该部分内容避免实验步骤介绍过于详细、套用现成公式和搬用现成电路，为设计方案保留一定的思维空间，充分发挥了学生的主观能动性。学生通过对实验教材的自学和教师的指导，由以学生为主体成立的兴趣小组讨论并拟定实验方案，完成所要求的设计任务，培养他们的创新能力。体现在测试控制实验上，主要以可编程逻辑控制器（PLC）控制系统、工控机控制系统和VXI测试系统为主。另一方面保证教学内容的先进性、代表性和原则性，采取“走出去，请进来”的方法。教学内容应和最新技术成果相结合，具有时代气息、研究性和探索性，如引进VXI测试系统在测试控制领域具有前沿性。教学内容应代表专业的特色，要贴近实践应用，在实验的取材和选取上狠下功夫，如学院自己开发的可编程逻辑控制器（PLC）控制系统在实践中得到了广泛的应用。教学内容应体现创新性，在选题上要做到先进性、启发性和实用性相结合的原则。

3.实行开放实验教学方法——改革的重要措施

实验教学方法的改革根本在于落实学生的主体地位，变被动接受为主动探索，变教师的教为学生的学。开放式实验教学方法坚持面向学生，能够为学生的能力培养提供良好条件。开放式教学具有以下特点：实验内容和时间上开放，设立必修、选修和研究性实验项目，每个实验由学生独立或共同探讨完成，教师提供咨询并审查实验结果。学院在实行开放式实验教学过程中还要做到“三结合”：开放性实验与课外科技活动相结合，与科研相结合，与毕业设计相结合。通过开放式实验教学，学生取得一系列成绩：研制出了继电控制综合实验仪、常用低压电器多重保护实验箱等，在学院优秀毕业论文中，大多数是通过开放式实验完成的。在高年级当中还发现不少动手能力强的学生，以教师助手的形式直接参与教学科研活动，他们的各方面能力都得到进一步的提高。实践证明，开放式实验教学可以更大地调动和激发学生的主动性和积极性，并促进学生创造性思维的发展，是培养高质量创新人才行之有效的举措之一。

4.引入虚拟实验教学手段——改革的有效途径

运用虚拟实验作为实验教学手段，可以进一步提高实验教学水平，激发学生兴趣和爱好，促进实验教学向现代化发展。虚拟实验应用于教学过程中，要尽量做到和实物实验的有机结合，既充分发挥虚拟实验开放性、高效性、交互性、安全性等特点，又注重实物实验对学生动手能力和科学态度的培养。学院开发的电子仪表网络虚拟实验在学生使用过程中很受欢迎，在应用过程中还发现虚拟实验还不能完全代替实物实验，它只能是辅助实验教学的有效途径。因此，学院决定还是走“以实为主、虚实结合”的道路。

5.制定实验考试规章制度——改革的必要保证

把实验单独考试纳入考试规章制度，并作为衡量教学质量和学生综合能力的一个重要因素，真正做到以规章制度的形式把实验教学提升到与理论教学同等的地位。这样，既可以调动实验教师的积极性，又能增加学生对实验教学的重视程度，提高实验教学效果。同时，学院积极探索如何评价学生的实验成绩，改革考试方法。采取基本技能考核、仪器设备操作考核、故障分析与排除、实验论文、答辩、资格认证考试等多种形式，避免了单纯靠死记硬背拿高分的情况，制订了以考查学生的思维能力和创新能力为主的评价标准。如自动控制元件实验课程采取现场设计电路、连接操作和排除故障的考试方式。

改革实验教学，其目的是为了更好地服务于专业教学，提高实验教学质量。调整实验室结构体系时，应对所有实验室进行一次全面的清查，充分论证、周密计划、有步骤地组织实施，并保证实验教学的正常进行。实验课的教学改革要充分利用优化后的实验室现有装备，教学内容尽量和这些装备相配套。总之，实验教学的改革必须要求教师改变传统的应试教育观念，以新颖的角度展开实验教学，充分挖掘学员的潜力，真正培养高素质创新型人才。

参考文献：

曾芬芳.虚拟现实技术[M].上海：上海交通大学出版社，2007.