不同民族和年级的学生协作开展设计性实验的探讨

赵红琼，夏利宁，张晓红，王金泉，姚 刚

（新疆农业大学 动物医学学院，新疆 乌鲁木齐 830052）

2007年教育部出台了《关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程（简称质量工程）的意见》，提出了“大力加强实验、实践教学改革，推进高校实验教学内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新。综合性或设计性实验工作是教育部从人才培养的要求出发而提出的，是实施质量工程的重要内容。该意见的提出推动了各高校加强实践教学，增加综合性、设计性实验比例，以期提高实验教学水平，培养学生实践能力与创新能力［1－3］。

根据新疆农业大学实践教学的总体安排，我们申报了一项设计性实验课题“用生理学方法研究新疆地产草药对机体的影响”。该生理实验课题创新性地对不同年级和汉语水平参差不齐的学生共同协作完成一个设计性实验进行了实践，旨在探索少数民族地区的高等教育中如何发挥不同层次学生优势，锻炼学生的协作能力，共同完成难度较高的设计性实验的教学工作。不同年级学生是指已经学过生理学和正在学习生理学课程的学生；不同汉语水平学生是指汉语言学生和民语言学生（我校民语言学生占学生总数50%以上）。本文中就该设计性实验的实施过程和获得的体会进行介绍，结果在与同行，尤其是少数民族地区高校实验、实践环节的教师进行交流。

1 正确认识综合性和设计性实验

综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验；设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。综合性或设计性实验项目并非简单地对原有实验、实践教学内容的增删或简单综合，需结合课程教学体系和实验教学体系，在保证基础教学的前提下，将专业培养的技能训练、知识、方法等包括进去，保证整个教学体系的完整性。综合性实验重点在于实验技能、方法的训练，是实验内容、方法、运行模式的最大优化［4］；设计性实验是在给定题目和明确目标前提下，要求学生独立完成从实验选题、选材、实验设计、资料搜集、数据采集、结果分析等环节，其目的是让学生在实践中将本门课程的基础知识、基本理论得以实践、融会贯通，培养其独立发现问题、解决问题的科研能力［5－6］。设计性实验相对综合性实验而言，要求更高、难度更大［7］。例如，“用生理学方法研究新疆地产草药对机体的影响”就属于设计性实验。首先，我们提供给学生新疆地产草药的品种，根据个人喜好，学生可以选择其中一种作为受试草药，研究其对机体的影响。然后，学生在教师的指点下查阅和搜集该草药的相关资料，再根据现有的和已经掌握的生理学实验技术，将它们融会贯通，写出详细的实验设计并具体实施该实验。最后，学生对实验结果进行分析和讨论。

2 编写翔实的实验教学大纲

实验教学大纲是实施教学计划、规范实验教学、保证教学质量和人才培养规格的重要教学文件。我们以《动物生理学实验指导》为参考［8］，编制了设计性实验“用生理学方法研究新疆地产草药对机体的影响”的大纲。在编写设计性实验教学大纲时要注意以下6个方面问题。

2.1 明确实验的性质、目的和要求

在教学大纲中首先要明确实验的性质、目的和要求，这样教师才能够做到有的放矢，设立严谨和科学的实验题目［9］。同时学生也能够根据实验的目的和要求设计出可行的，符合要求的实验步骤。

2.2 注意实验的可行性

实验指导教师给出的综合性或设计性实验题目应该具有可行性。从事该实验的学生应该已经掌握或掌握部分该实验题目所涵盖的知识，并且通过其他途径可以进一步了解和运用这些知识点。对本科学生而言，如果实验的目的、要求设置过高，实现难度太大，学生对实验结果的分析和讨论也会存在一些问题。另外，不具备条件和耗资较大的实验题目应该尽量少出或不出。

2.3 合理分配学时

如果学时分配不均衡，必将影响整个实验的顺利完成。应该将资料收集、实验设计和准备、实验实施以及实验讨论和总结的具体学时分配写清楚，这样才能够使实验按期完成。

2.4 确定每个实验组学生人数及组成

事先确定好每组学生的人数及组成，在进行实验设计时可以明确每个成员在小组中的分工，同时也决定了每个学生在实验中的锻炼效果。人数太少，既会造成实验拖延，也浪费实验资源。人数太多，造成实验混乱，不能使每个学生在实验中真正得到锻炼。

2.5 提供部分实验相关资料

教师应该提前列出比较详细的材料名目、可供参考的实验方法和获得参考资料的途径。学生是初次参与科研实验设计，在知识结构、深度和广度上同真正的科研工作者有一定差距，因此大纲有必要列出以上详细的内容。设计性实验项目要尽量利用学校现有的各类资源，突出学科、专业的特点。

2.6 明确评价指标体系和给分标准

只有列出实验评价指标体系后教师才能够依据该体系严谨地和公平地给学生打分，同时学生也知道在整个实验中如何获得教好的评价［10］。例如，本次设计性实验考核成绩实行百分制，其中查阅资料占10%，实验设计占20%，实验操作技能占35%，协作组织能力占10%，实验报告占25%。

3 加强实验教学的组织管理

3.1 注重对学生协作能力的培养

在综合性或设计性实验中应该注重对学生协作能力的培养，主要表现在协作学习［11］。协作学习是一种通过小组或团队的形式组织学生进行学习的一种策略。小组成员的协同工作是实现学习目标的有机组成部分。实验组协作活动中的个体（学生）可以将其在学习过程中探索、发现的信息和收集的资料与该组中的其他成员共享。在此过程中，学生之间为了达到实验目标，实验组成员之间可以采用对话、商讨、争论等形式对实验设计进行充分论证，以期达到实验的目的。学生实验中的协作活动有利于发展学生个体的思维能力、增强学生个体之间的沟通能力以及对学生个体之间差异的包容能力。此外，协作实验对形成学生的批判性思维与创新性思维、对待学习内容的乐观态度、实验组个体之间及其与其他组成员的交流沟通能力、自尊心与个体间相互尊重关系的处理等都有明显的积极作用。实验指导教师在学生协作能力培养中扮演很重要的角色。实验指导教师可引导实验组成员协作实验，有效控制学生综合性或设计性实验的总体思路，及时发现并总结学生的新思想和新思路，以利于提高该实验组所有学生对知识的综合运用能力，保证实验的成功率。在最后的综合性或设计性实验考核中应该将每个学生的协作能力纳入考核范围，以期督促学生进行协作能力的培养。

3.2 合理搭配民、汉语言学生，高、低年级学生以及男、女学生

学生的能力、水平和特长差异较大，但是要达到好的教学效果，就应该有效地将不同层次的学生组织起来，让不同层次学生协作完成一个综合性设计性实验［12］。新疆是少数民族地区，在少数民族人口众多的地区很多中小学采用少数民族语言授课。但是，学生从采用民语言的学校毕业后通常仅经过一年或一年以上的强化汉语学习就开始接受大学汉语言的教学。这样，大部分民语言学生汉语水平相对一直用汉语言教学的学生低，民语言学生在查阅资料和对资料理解与掌握方面存在一定问题。因此，在一个综合性或设计性实验组中要合理搭配民语言和汉语言学生，利用汉语言学生在查阅和收集资料方面的优势，同时发挥民语言学生积极参与，动手能力较强的特性。另一方面，学生要做一门课的综合性或设计性实验是在掌握了一定理论基础知识和实验操作技能的基础上进行的。高年级学生相对低年级学生知识面较广，考虑问题更加深入和全面，而低年级学生正在学习该课程，清楚地了解该课程的理论体系并且对其实验技能较熟练，所以将高低年级学生搭配在一起做综合性或设计性实验，他们可以相互学习，取长补短，达到更好的效果。根据多年实验教学经验，男女生在实验中的表现一般也不一样。男生相对女生精力比较充沛、大胆、思路宽广，而女生比较心细，考虑问题周到，对于比较纷繁的实验项目能够很有耐心地完成，所以在一个实验组中应合理搭配男女。可见，实验组学生的分派依据许多因素，如学习成绩、知识结构、认知能力和认知方式等，在完成实验任务的过程中，小组成员之间互相配合、相互帮助、相互促进，从而可圆满完成实验任务。

4 实施“用生理学方法研究新疆地产草药对机体的影响”设计性实验的过程

4.1 实验准备阶段

在实验准备阶段教师要做以下工作：（1）召集自愿参加实验的学生，让学生明确实验的性质、目的和要求；（2）对学生提出分组要求，本次设计性实验中每个实验组由4名学生组成［其中2名民语言学生，2名汉语言学生；2名女生，2名男生；2名正在学习生理学课程（低年级）的学生，2名已经学过生理学课程（高年级）的学生］，这4名学生均来自不同的班级；（3）每组根据自己的喜好选择受试中草药（本次设计性实验提供新疆阿魏、新疆红花、一枝蒿和麻黄等草药供学生选择）；（4）分发给各组部分实验资料，包括实验使用的主要仪器和材料名目、可供参考的实验方法以；（5）安排学生通过现有图书和网络资源查阅相关资料，一周时间内每组自行讨论写出一个实验实施方案；（6）一周后指导教师检查学生查阅资料情况，讨论实验方案的可行性，并提出修改意见。

4.2 实验实施阶段

正式开始实验的时候，以学生组内协作完成实验为主，但教师要随堂指导，注意观察实验的实施过程，尽量少提建议，锻炼学生自己发现和处理问题的能力。但是，如果学生做出影响后续实验进行的不规范操作要立即纠正，以免影响实验进度。同时教师对学生实验操作技能和协作能力打分。

4.3 实验总结和撰写实验报告

实验结束之后，组织学生总结实验中出现的问题，并分析出现这些问题的原因，进一步锻炼学生发现和分析问题的能力。例如，在本次实验中有一个组同学由于没有在实验过程中进行详细的实验记录，因此在获得结果的时候，部分结果找不到归属，让这组同学深深体会到随时进行详细实验记录的重要性。同时实验结束后要求学生尽快在规定的时间内写出翔实的实验报告，包括实验题目、目的、材料和方法、技术路线、结果及分析、注意事项和体会等，为学生将来撰写毕业科研论文做训练。

5 结束语

为了提高不同年级和不同汉语水平学生参加综合性或设计性实验的积极性，不仅对学生在综合能力和创新能力上提出了更高的要求，而且对实验指导教师的组织能力和知识结构也是一个挑战。指导教师只要不断更新知识，引导得当，能充分考虑学生实际情况设计实验题目，学生就会慢慢从“老师要求这么做”转变到“主动参与设计，自觉动手实验，认真分析结果”，从内在激发出不同层次学生的学习兴趣和求知欲望，达到让尽可能多的学生参与培养实践能力与创新能力的目的。

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