贵州省普通本科高校实验教学创新模式改革初探

韩宝银　李剑峰　张淑卿　任翠娟

摘 要 高校实验教学模式的改革旨在提高实验课程的教学效率。本文通过对学生、教师的调查走访，本文对贵州省普通本科高校实验课程现状进行了初步探讨和分析。针对贵州省高校生物类专业实验教学方法及模式陈旧，形式“创新”而难以应用等问题，提出生物类课程实验教学创新模式和方法。为高校实验教学创新模式改革提供参考和依据。

关键词 贵州省 本科高校 实验教学 人才培养 创新模式

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.08.011

Abstract Experiment teaching reform in college is aimed at efficiency of experimental teaching. By the investigation about views of students and teachers of colleges and universities， and current experimental teaching in colleges in Guizhou province are briefly analyzed. In order to solve issues in the biology education fields in colleges in Guizhou province， such as outdated laboratory teaching methods and patterns in college experiment courses， this article put forwards creative methods and techniques in biological science experiment teaching to provide reference and basis for the creative laboratory teaching reform in universities.

Key words Guizhou Province； undergraduate college； experiment teaching； talent training； innovation model

当前，我国已经建成了世界上最大规模的高等教育体系，为现代化建设做出了巨大贡献。但随着经济发展进入新常态，人才供给与需求关系深刻变化，面对经济结构深刻调整、产业升级加快步伐、社会文化建设不断推进特别是创新驱动发展战略的实施，高等教育结构性矛盾更加突出，同质化倾向严重，毕业生就业难和就业质量低的问题仍未有效缓解，生产服务一线紧缺的应用型、复合型、创新型人才培养机制尚未完全建立，人才培养结构和质量尚不适应经济结构调整和产业升级的要求。高校转型改革的突破口和关键点即课程教学这一基本细胞单元成为改革的“坚冰”，而课程教学当中要实现知识由输入过程导向知识输出过程实现学生“应用型”创新思维和综合应用能力培养的重要环节即实验教学成为改革的“顽疾”。

本文通过对贵州省普通本科高校进行了走访，阐述了当前贵州省普通本科高校在向“应用型”转型当中实验教学存在的诸如方法老套，教学模式陈旧，实验教学仅仅形式“创新”，缺乏实际应用性等问题。因此实验教学模式创新改革迫在眉睫，时不我待。本研究结合贵州师范学院生物科学专业实验教学创新模式改革的具体做法，初步提出了创新路径和方法，重构了新的实验教学模式，切实提高了“应用型”人才培养质量。

1本科教学实验项目类型

高等院校实验教学质量的提升，是适应新时期科学发展和社会进步的必然要求。按照教育部在2004年颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案（试行）》的指导意见，①根据实验项目的难度层次及对学生能力导向的差异，可将目前普通高校的本科实验教学划分3类实验项目，即基本型、综合设计型和创新研究型。②在当前大批地方性院校着力于应用型人才培养的背景下，实验教学项目更强调对本科生应用实践能力，创新能力的培养和提升，除涉及理论知识的科学设计和安排外，还对学生认知结构的形成起到基础和导向作用。③尤其对于理、工、农科类专业学生，高等教育课程教学的最终目的是使其成为具有研究设计能力，实验取证/优化能力和项目搭建/执行能力的应用型专门人才。④高校是国家高层次人才的摇篮，而实驗教学则是高等院校创新性、应用型人才培养的有效载体。⑤然而，由于多年来高等教育重理论、轻实验的传统教学模式影响，很多高校的实验课程设置和教学模式逐渐无法适应新的人才培养形势，尤其是在培养本科生创新能力和解决实际问题能力方面显得捉襟见肘。这一问题的根源在于实验体系结构的僵化、实验教学方法的因循守旧和教学手段的同质化。最终反映为实验项目类型的不合理配置。雄宏齐等（2008）根据教学实验项目类型又将其分为基础性实验、综合性实验、设计性实验、研究探索性实验和创新性实验5种类型。⑥本文将就这5种实验项目类型进行浅析，旨在为贵州省普通本科高校实验教学创新模式改革探索新的思路。

1.1 基础性实验

基础性实验指为重现或演示原理，熟练基本造作为目的的实验类型，包括验证性实验，演示性实验和规范操作学习，主要以既定方法、设备仪器和成熟实验流程为基础，旨在巩固理论、培训学生的基本操作及基本观察能力。这类实验项目属于专业“入门”教育的重要部分，但长期以来，对“基础”的过度关注和许多高校的实验条件限制，基础性实验层一度占到实验总学时的2/3以上。为适应新时期人才培养目标的发展和变化，对于基础性实验教学的改革深化已刻不容缓，杨俊坚指出（2008）基础性实验应增加应用性实验项目；开设难度适中的综合性、设计性实验。⑦周权锁等（2010）认为基础性实验的教育功能决定了其开设的必要性，但应占据适当的比例，并以创新理念来推动基础性的发展。⑧

1.2 综合性实验

综合性实验强调实验方法、手段及内容的综合运用，涉及系列相关课程的大量知识，重在培养学生的多元思维、体现实验方法和科学设计的多样性，达到学生认知能力及运用能力的同步培养。对提高学生分析与解决问题的能力，弥补验证性实验的不足有良好的效果。⑨相对于基础性实验，综合性实验的内容和过程需要经过任课教师的再设计和多元组合。通常要求学生运用多个知识原理阐释实验现象，总结规律，并以实验报告或总结来反映学习效果。

1.3 设计性实验

设计性实验是通过教师的预先设计和指导，学生根据一定的实验目的和要求，运用有关知识和技能。对实验的仪器用具、方法、步骤在头脑中进行构思并付诸实施。⑩需要让学生根据现有条件和预设目标，选择实验方法、器材，规划和设计实验方案，自主完成并加以总结分析的实验类型，能够调动学生学习积极性和主动性，培养学生的实践应用能力和创新能力。 有利于提高学生综合解决问题的能力和创新能力，同时促进实验室的建设。张晖等（2006）在设计性实验的教学实践中引入选题、查阅文献、举办研讨会、作开题报告等环节， 取得了预期的效果。

1.4 研究探索性实验

作为现代高等教育课程建设的热点之一，探索性实验有助于培养学生的创新意识，强化其创新能力。 也是目前高等院校引导学生主动探索新知识，培养自主学习的态度，提升动手能力，适应现代高等教育的要求。 不仅是高等教育，目前探索性实验也逐渐渗透并进入高中阶段的教学。作为研究探索性实验，实验设计和整个过程并不以明确的目标和结果作为实验考核的主要指标，而是更倾向于学生自主思考，践行自行探索的过程。2015年全国物理高考命题委员在物理高考测试题中将“篮球落地”的物理学问题作为探索性问题让学生进行分析。 华南理工大学土木工程专业对设立的“卓越全英班”的实验教学中采用了研究性教学的方法，提出开放性的探索类实验有利于培养学生的创新和动手能力。

1.5 创新性实验

创新性实验是以学生为主体，以学生自主活动、主动探索为基础的新型实验教学过程。 通过更新实验内容、改进实验方法、手段和教学模式激发学生的主观能动性与创造性思维能力。旨在培养学生作为主体的意识、强化其实践和创新能力，完全由学生自主进行。创新性实验的创新性体现在实验是设计型、研究型的，实验本身不以简单重现已发现规律为目的， 而在于设计新系统，研究新方法，并借此解决实际问题。创新性实验计划对提高学生对理论知识的认识、培养和完善其创新思维，增强专业技能，提升信心与韧性、锻炼团队合作与交流能力等有极其重要的作用。

在创新性实验过程中，学生需要根据自己的方向和专业兴趣自主完成实验的设计、规划和实施，掌握其中的基本规律。创新性实验的任务是发掘学生的创新潜力，把握创新性思维的特性，在实践的基础上加强学生实践能力的培养。

2贵州省普通本科高校实验教学存在的问题

2.1 实验教学方法老套，教学模式陈旧

目前，高等院校的实验教学的变革正在国家教育改革的大背景下逐步深入，进入逐步探索，百花争鸣的阶段。本着实验教学的实践性和发展性原则，任何实验教学模式的尝试都是一种进步，但发展的过程中也存在一些问题。通过对贵州省普通高等院校的实验教学现状的初步调研后发现，以基础性实验为例，目前仍存在以规范、标准、程序化为教学质量标的评价标准，教学过程借助每套封闭功能单一的分组配套设备完成。学生参照教师讲授使用仪器，但并不了解实验仪器的原理和过程，动手思考的时间越来越少。这看起来是较为完美的选择，但科技日新月异，方法、设备、甚至检测手段都在不断更新，基础性实验更多的应该是注重学生理解能力和动手能力，“标准化”的教学流程并不适于学生自觉性和自发性的培养。部分教师在理解综合性、设计性实验教学时仍然存在着一定的偏差，认为所谓“综合”就是“各样都做一点”，随之将一些设备可能交叉重复，但之间并无逻辑关系和内在联系的实验项目作为综合性实验，导致的结果就是散乱的一批实验被罗列堆砌。另有个别教师难以区分实验的“设计性”和“功能性”，如在化学上将某些功能产物的常用分析流程作为“设计性实验”让学生操作，但忽视了学生在“设计”中的主体作用，也忽视了学生进入多设备开放性实验室的效果管理。

2.2 实验教学仅仅形式“创新”，缺乏实际应用性

对于研究探索性试验和创新性实验，目前高校实验教学还在探索和初步实践阶段，有不少不成熟的地方，但也有很多成功的范例可供借鑒。由于贵州省多数高校实验课程设置的限制，很多实验课程基本都自成体系相互之间缺乏沟通，不同课程间往往开设性质和内容雷同的实验项目。对某些需要花时间的探索性实验受限于课时，只“探”而不“索”，学生初闻端倪就匆匆结束，未能达到预期的效果。部分创新性实验则存在注重单个实验的改革与创新，缺乏对大课程的统一考量，很少出于实际生产的角度去考虑问题。部分创新性实验过度注重“创新”的形式，求新求奇，设置一些学生在原理上尚不能理解掌握，只能跟着教师找“感觉”的实验项目。“创新”并非为求“新”而取“奇”，必须建立在“实用”和“实践”的基础上。

3 具体做法

3.1 创新目的

以本科教学工作合格评估为契机，突出应用型人才培养的特点和规格，突出贵州师范学院生物科学专业和生物资源专业的特色，秉承我校以“一切为了学生，为了学生的一切”的传统和原则，着重服务学生，启发学生、锻炼学生的实验能力，凝练出适宜于学生学习、实验和创业的实验教学模式，培养具有我校特色的生物科学及生物资源科学专业应用型人才。

3.2 重构“四轮驱动”实验内容，实现“项目驱动”做中学

通过项目驱动，点燃学生创新思维，以“四轮驱动”即大学生创新创业项目驱动、学生自主科研项目驱动、学生参与教师科研项目驱动、学生毕业论文实验项目驱动，全面培养学生综合应用能力。实验内容具体如下：

（1）大学生创新创业项目。四年间共获得并完成大学生创新创业项目国家级1项、省级4项、校级1项，利用本实验基地（教学点）所突出的生物类应用性和实用性人才培养目标，以微型创新、单点突破、重点开发的方式实现学生创新创业能力的训练。

（2）学生科研项目。四年间学生共获得并完成学生科研项目校级11项、院级2项，通过学生自主科研项目的申报、立项及实施，有效驱动了学生创新思维和综合能力的培养。

（3）学生参与教师科研项目。四年间学生参与教师科研项目共计71项，这些应用性科研课题是本实验教学点新思路和新发展的源泉和基础，也是学生实验实训主要选题来源，目前已有297名学生参与教师科研，在参与过程中锤炼专业知识，完成实验训练，在教师的指导下学习和实验系统性的科学思想和科学方法，最终获得应用专业知识解决实际问题的能力。

（4）学生毕业论文实验项目。毕业论文实验项目是本教学点对于学生整理应用专业知识解决实际问题最为系统和全面的培养过程。2015届生物科学本科毕业生中有50名学生在本实验基地（教学点）顺利完成毕业论文，学生全部以良好以上成绩通过毕业论文答辩。

3.3 构建“一地四点”创新路径，创新改革成果丰硕

大学生创新创业训练实验基地（教学点）从2011年开始建设至今，通过四年的建设明确了“一地四点”即植物资源开发实验教学基地、微生物肥料-城市智能阳台农业综合实验教学点、微生物资源开发实验教学点、动物标本应用开发实验教学点、植物花卉资源开发实验教学点的实验教学路径。

实验基地（教学点）自成立运行以来，实验成果丰硕：一是共有近297名学生在基地（教学点）参加实验创新活动，二是先后在指导老师指导和资助下开展了71个创新课题的科学研究；三是50名学生在基地完成了毕业论文；四是以学生为主要实验执行者的科研成果获得43届日内瓦过发明展金奖1项；五是授权及申请国家发明专利及实用新型专利供13项；六是学生发表及参与发表的论文17篇；七是成功申请到了我校大学生创业项目，进入大学生创业孵化园内，开设了一家名为 “绿之源花轩”花店；八是获得科研项目经费324.4万元。

4 结论

按照学校“一型两性”（即应用型、地方性、师范性）的核心办学定位，遵循高等教育办学规律，以服务贵州经济社会发展需求、培养德智体美全面发展的应用型人才作为自身历史使命和办学价值的追求目标，贵州师范学院生物科学专业结合实际状况，根据应用型高等教育的基本特征，不断重构应用型人才培养体系，深入实践，努力创新实验教学内容和培养路径：通过项目驱动，点燃学生创新思维，以“四轮驱动”即大学生创新创业项目驱动、学生自主科研项目驱动、学生参与教师科研项目驱动、学生毕业论文实验项目驱动，丰富了内容，全面培养学生综合应用能力；同时，明确了“一地四点”（即植物资源开发实验教学基地、微生物肥料-城市智能阳台农业综合实验教学点、微生物资源开发实验教学点、动物标本应用开发实验教学点、植物花卉资源开发实验教学点）的实验教学路径，创造条件使学生较早参加创新实验活动，以此加强学生的创新思维和综合应用能力培养，全面提高应用型人才培养质量。

总之，对于新建本科高校来说，应用型人才培养道路崎岖，但是是必经之路，我们选择了应用型人才培养道路，必将按照办学规律，不断实验，拓宽路径，提高应用型人才培养质量。

基金项目：贵州省2013年高等学校教学内容和课程体系改革招标项目“贵州省普通本科高校实验教学内容整合与创新研究”（黔教高发[2013]446号）项目；贵州师范学院教改项目“基于微型课题模拟过程的实验课程教学研究”（[2015]4）和贵州师范学院教学质量工程项目（2012162）资助

注释

① 刘海君. 《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》对比分析[J]. 黑龙江教育：高教研究与评估版，2005（5）：6-7.

② 李慧清.围绕学生的培养目标设计实验项目[J].山西教育：教师教学，2009（7）：62-63.

③ 李慧清.应用型本科教育中的实验教学项目设计研究[J].长春师范学院学报：自然科学版，2009.28（6）：110-112.

④ 吴胜举，莫润阳.以学习者为中心的大学物理实验教学改革[J].物理，2013（9）：85-87.

⑤ 易红.高校实验教学与创新人才培养[J].实验室研究与探索，2008.27（2）：1-4.

⑥ 熊宏齐，戴玉蓉，郑家茂.教学实验项目类型及其“开放内禀性”[J].实验技术与管理，2008.25（1）：5-6.

⑦ 杨俊坚.基础性实验方法改革与探索[J].Journal of Hainan Radio & Tv University， 2008.9（3）：90-92.

⑧ 周权锁，葛滢，周立祥.以创新理念改革资源环境类专业的基础性实验[J].中国农业教育，2010（3）：46-47.

⑨ 淮虎銀，金银根，孙国荣，等.植物学综合性实验项目的设计与实践[J].实验室研究与探索，2006.25（5）：638-640.

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