工科类学生实验教学与创新能力的培养

张晓超

摘要：本文针对目前工科类学生实验教学存在的一些实际问题，提出高校实验教学改革的基本思路，在教学观念、教学内容、教学方法、考核方法等方面进行探索研究，培养学生的实践能力和创新能力。

关键词：实验教学；教学改革；创新能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）39-0252-02

一、引言

高等教育的目标，就是培养具有良好科学素质和人文素质、能适应社会需要的综合型人才，工科类院校更应注重对学生实践能力和创新精神的培养。高校实验教学作为一个重要教学环节，对这一目标的实现具有至关重要的作用。然而调查发现，很多工科类院校不重视实验教学环节，不重视实验教师队伍和实验室的建设，因此存在实验教师缺乏工作热情、实验设备落后或台套数少、实验课时数少以及实验教学方法落后等诸多问题，未能形成实践创新活动和理论教学的有机融合，严重影响了实验教学效果，限制了学生实践能力和创新能力的提高，与学生实践创新能力的培养目标相距甚远。

为了实现这一目标，就必须对那些传统落后的实践教学方式进行改革，在教学观念、教学体系、教学方法与考核手段等方面积极创新。

二、改革措施

（一）改变实验教学观念

传统教育观念是以理论教学为重心，忽视实践动手能力和创新意识的培养。这种观念把实验仅仅看作验证理论知识和训练实验技能的手段，于是，就普遍存在“重理论、轻实践”的现象，实验教学成了理论教学的附属部分，甚至可有可无，培养出的学生与社会脱节，毕业后不能很快地适应社会。而实际上，实验教学的作用并不仅仅是验证理论、训练实验技能，更是培养学生观察能力、分析判断能力、动手能力、创新能力的重要途径，是理论教学不可替代的。在国际竞争日趋激烈的情况下，培养具有创新意识和创新能力的高素质人才显得极为重要，因此在实验教学上一定要转变观念，对传统落后的教学体系进行改革，树立创新的教育思想和教育观念，对实验教学体系、实验教学方法和实验教学考核手段进行创新，以培养具有创新能力的高素质人才[1-3]。

改变实验教学观念是培养创新能力的基础，近年来，一些高校已经意识到这一点，实验教学逐渐受到应有的重视，教学实验设备开始改善，但是要真正达到实验教学的最终目标，仅凭硬件设施是远远不够的，广大教师在实验教学上的观念亟待革新，必须树立以人为本的教学观念，开展启发型教学模式，调动学生的积极性，发挥学生的主观能动性。

（二）健全实验教学体系

工科类专业实践教学应该以提高学生综合素质和实践创新能力为主线，遵循适应学生多样化发展的原则，根据学校人才培养目标的定位，健全实验教学体系，可以从以下两个方面着手。

一是健全实验教学课程设置体系。要勇于改变传统的模式，学习在这方面比较优秀的高校实验室，可以将实验项目分为基础型、验证型、设计型、综合型以及探索型（研究型）等，针对不同专业的教学要求设置不同的实验项目，从而达到不同的教学目的。同时，在信息化高度发达的今天，不能固步自封，完全可以借鉴其他高校实验室建设的经验，依托网络信息管理系统，建设虚拟仿真实验教学实验平台，实现虚拟仪器远程实验，学生可以在线完成不同层次的实验项目，同时也能解决实验室仪器设备台套数少及实验教学用房紧张的问题[4，5]。

二是完善实验教学管理体系。要求对实验教学的过程进行管理和创新，形成有效的教学管理机制，同时，也要加强实验教学的监督机制和教学质量的检查机制，定期对实验教学设备、教学师资力量、教学过程和学生实验教学质量进行检测和评价。具体可采取措施包括：首先，推行以培养学生创新能力为核心的实验教学方法，引导学生敢于提出问题、分析问题，并有效解决问题，在学习的过程中形成一定的探索求知精神和创造能力；其次，倡导以教师为主导、以学生为主体的实验教学模式，强化学生的主体意识，重点解决学生被动学习的问题；最后，建设科学有效的实验教学质量评价机制，构筑定期和不定期检查，同行教师、实验室主任和学生结合的综合教学质量评价制度。设立教学质量奖，对优秀教师给予奖励，从实际行动上，改变高校“重科研、轻教学”、“重理论、轻实践”的观念，对在一线教学的教师给予肯定和激励，推动和促进教学水平的提升。

（三）创新实验教学方法

很多工科类高校开展实验教学时多以教师为中心，整个实验课程几乎是教师一个人在演讲，学生仅参观或参与少量的实验操作。这种传统的“教师讲学生听、教师做学生看”的教学模式，使学生的实验学习一直处于被动状态，往往课堂气氛死气沉沉，无法有效调动学生的积极性，难以提高实验教学的质量。

教师在实验教学的过程中，既要扮演好指导者的角色，又应该扮演出色的引导者。在实验开始前，教师向学生传达实验内容和步骤；在实验开始后，教师就应引导学生一步步完成实验。教学过程中，指导教师与学生保持既是良师又是益友的平等地位，才能营造自由放松的实验教学环境，学生的个性得以释放，开始充分发挥他们的想象力和创造力。指导老师凭借自身扎实的理论基础和丰富的实践经验，引导学生将创新和所学知识灵活应用。

在实验教学中，尤其要调动学生的主观能动性和创造性，采用以学生为中心的、自主式、互动式的实验教学形式，针对不同的实验类型，创新采取不同的实验教学方法。比如：针对基础型和验证型实验，要求在老师的指导下，学生亲自操作，课堂过关；针对设计和综合型实验项目，要求学生先完成实验方案的设计，再由学生自主完成实验过程，并对结果的合理性、可行性等进行分析与探讨；针对研究探索型的实验项目，教学方法可以更加灵活，学生可以结合科研项目，在实验教师和科研教师的指导下设计实验方案，与实验教师协作，共同完成实验过程，对实验数据进行分析与整理，进一步完善或调整实验方案，提交实验报告和发表实验成果。

在研究型实验项目教学时，可以从自制简易实验仪器、探究性实验方案设计、实验方法改进等方面引导学生，学生能够申请校级科技立项或者得到导师科研经费的支持。自制简易实验，可以增加学生动手实验的机会，有助于提高学生的动手操作能力，简易实验将传统实验简化，使用一些价格低廉且方便携带的器件，不仅降低了实验经费，还满足了“人人实验”的愿望；探究性实验方案设计，通过学生自主设计实验方案，鼓励学生从简单生活现象中去发现、探索和认识规律，鼓励老师和学生一起学习、一起思考，使学生逐渐养成勤于思考、善于发现问题、探究问题和解决问题的好习惯；合理改进实验方法，优化传统实验方法，激发学生对实验的兴趣和创新能力，启发学生大胆思考、独立思考，在有趣的实验中掌握知识、发展能力。另外，建议高校开放实验室，学生可以自主进入实验室，不受时间限制完成实验，方能真正实现以人为本的教学理念。

总之，变教师主导为学生自主，变教师灌输为启发、讨论、互动，变机械式完成实验过程为积极研究与探索，是实验教学方法改革要实现的目标。

（四）改革实验教学考核方法

传统的实验考核方式单纯注重理论知识而忽略了平时的实验操作。实验教学是理论与实践相结合的过程，在进行教学考核时既要考核学生的理论知识，又必须把学生的实践能力也列入考核标准。考核成绩的合理与否直接决定着学生对实验课的兴趣和重视程度，一旦出现不合理情况，学生就会产生抵触心理，间接影响实验教学的质量。实验考核的初衷在于提高学生的学习热情，让学生掌握实验内容和方法。因此，建立一套公平、公正、科学的实验教学考核方法变得尤为重要。

实验教学，可以培养学生实事求是的科学态度。指导老师在实验结束前应严格检查每一位学生的实验分析数据，对编造和抄袭其他同学数据的严肃处理，杜绝学生对实验教学态度不端正的现象。在学生完成实验后，老师可以要求学生对实验数据进行分析处理，并以书面的形式表达。实验数据报告是学生在实验教学过程中经验的总结，通过实验报告的形式可以考核一个学生归纳和总结的能力，以及将所学知识灵活应用于实验教学的能力。学生根据实验教学中的数据和理论知识对出现的问题能进行合理的解释，并得出相应的结论。

由于操作考试不能全面地涉及知识点，只能片面地考核个别实验项目。为了弥补操作考试的这种局限性，可以将笔试成绩作为补充。学校在进行实验教学考核时，可以将实验考核分为笔试和操作两部分。为了能够有效地监督和评定学生平时的学习情况，兼顾实验教学的整个阶段，学校在进行实验教学考核时还可考虑平时考试成绩和期末考试成绩。例如：平时考查成绩占40%，期末考试成绩占60%，其中笔试和操作各占50%，其比例直接影响着学生学习的积极性，可以根据专业实际情况进行全面衡量与调整[6-8]。

三、结束语

综上所述，高校对实验教学的重视程度，直接影响着实验教学效果和学生实践能力的培养，高校实验教师应运用多种手段，积极参与实验教学方法的研究和探讨，努力为实验教学的改革和发展贡献力量，激发学生的主动积极性和创新意识，提高学生的实验操作能力，从而为培养具有创新能力的高素质人才的目标做出自己力所能及的贡献。

参考文献：

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[2]宋国利，盖功琪，苏冬妹.开放式实验教学模式的研究与实践[J].实验室研究与探索，2010，（02）：91-93+132.

[3]刘翠红，陈秉岩，王建永.基于学生实践和创新能力培养的实验教学改革[J].科技创新导报，2011，（01）：151-152.

[4]王岩，徐金荣，高珍，王海荭，田曙坚.实验教学信息管理系统的开发与探索[J].实验技术与管理，2010，（02）：82-85+96.

[5]李平，毛昌杰，徐进.开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索，2013，（11）：5-8.

[6]潘清.创新实验教学探索[J].实验教学与管理，2010，80（27）：24-26.

[7]许生慧.改革实验考核方法提高教学质量[J].科技信息，2007，50（32）：279.

[8]杨俊年.深化实验教学改革着重培养创新能力[J].高教研究与评估，2009，45（23）：89-91.