目标探索式实验教学对工科学生自学能力培养

叶唐进, 罗　超

(1. 西藏大学 工学院, 拉萨　850000； 2. 西藏大学 医学院, 拉萨　850000)



目标探索式实验教学对工科学生自学能力培养

叶唐进1, 罗超2

(1. 西藏大学 工学院, 拉萨850000； 2. 西藏大学 医学院, 拉萨850000)

高校人才培养需要紧紧围绕经济建设对高层次人才的需求,工科学生不仅需要扎实的理论基础,更需要较强的自学能力和较高的综合素质。运用目标探索式实验教学方法对提高学生自学能力及综合素质进行4年试点和对比分析,研究结论表明:目标探索式实验教学方法对工科学生自学能力的培养、综合素质提高具有方法可行、效果明显,值得推广。

实验教学； 目标探索； 自学能力； 工科学生

在当今知识日新月异的时代,重理论轻实践、重知识轻能力、重专业轻综合素质、重统一模式轻多样化的培养学生的现象[1]造成工科大学生自学能力薄弱、思维模式僵化、动手能力差，一旦走上工作岗位,就会出现综合素质不高、适应社会能力欠缺等情况。因此近年来,高校学者在实验教学创新、开放性实验室建设与学生能力培养、综合素质提高等方面进行了大量研究[2-5],但是对目标探索式实验教学研究甚少。目标探索式实验教学是指已知实验结论或目标,在指导教师的指引激励下,通过学生自学,运用不同的实验方法或途径来解决或完成实验的一种教学模式。本文结合工科学生的实际,通过4年的教学实践研究,分析目标探索式实验教学对工科学生自学能力的培养、社会适应能力增强以及综合素质提高的有效途径及效果。

1　实验教学创新的必然性

1.1用人单位发展需要

随着生产技术的提高,用人单位对工科人才的要求也越来越苛刻,不仅要求工科学生基础知识要扎实,更青睐自学能力和社会适应能力强、综合素质高的工科大学生。通过对21家用人单位进行调查和访谈,95.23%的用人单位认为目前工科学生自学能力较差,综合素质不高；认为工科学生实践知识和能力不够的占85.71%；同时100%的企业均希望学校加强实验教学及改革创新,提高工科学生的实践动手能力和自学能力,说明了工科人才的培养需要不断强化实验教学并改革创新实验教学方法。

1.2学校教学改革需要

西藏大学依据自身发展、学生基础良莠不齐和西藏经济建设的实际情况,提出了加强工科人才的培养,服务西藏经济建设,努力培养 “靠得住、用得上、留得下”的综合应用型人才。然而工科人才的培养必须紧紧抓住培养学生的实践动手能力、自学能力以及分析问题解决问题的能力,因此加强实验教学和实践锻炼,不断强化和创新实验教学方法是实现工科人才综合能力提升的最佳途径[6-7]。近年来,我校不断加强开放性实验室的建设,不断强化大学生创新实验项目力度,不断改革创新实验教学方法,以适应西藏经济建设对工科人才的需求。

1.3学生自我提升需要

随着学校教学改革不断推进、就业形势越来越严酷、人才市场的需求变化,工科学生越来越清醒认识到综合素质提高和综合能力增强的重要性。只有努力提高自学能力、实践动手能力、分析问题解决问题的能力以及增强团队协作精神,才能在社会的大风大浪里站稳脚[8-9]。所以学生强烈希望学校加强实验教学方法改革与创新,不断提高自身的动手能力和自学能力。通过对地质和土木专业4个年级338名学生进行问卷调查,收回有效问卷317份,其中认为应该加强实验教学的学生占96.28%,有91.63%的学生认为很有必要进行实验教学改革创新以提高学生的自学能力,充分说明了学生期盼加强实验教学及实验教学方法创新,以提高自身的自学能力和综合素质。

2　目标探索式实验教学方法

教学不仅是传授知识,而且也是创造知识和扩展知识的过程,是师生共同发掘新知、启迪思维,引领以求知为目的的探究性学习活动。所以目标探索式实验教学方法的实施效果如何,主要取决于上课教师课前准备情况、教学过程的跟踪指导及监督、课后结论评价方式与巩固剖析3个方面。目标探索式实验教学方法模式如图1所示。

图1　目标探索式实验教学方法模式

2.1教师课前准备

为了使目标探索式实验教学的实验过程在指导教师掌控之中,实验达到训练学生、提高学生自学能力以及完成教学任务的预期效果,任课教师课前的准备十分重要。一是要求指导教师提前应用相关的工具和软件以多种不同的方法和途径完成实验,并总结出各种方法的优缺点和各种途径的注意事项,以便对指导学生时游刃有余,达到最佳的指导效果。二是要求指导教师根据学生的实际情况和实验的难易程度预估保质保量完成实验的最短时间、最长时间以及全体学生的平均实验时间,以此规划实验时间和评估实验成绩。

2.2过程跟踪

指导教师对实验过程的跟踪,首先是指导教师给学生布置实验任务,重点强调安全问题和注意事项,然后提示学生学习方法和查找资料的方法及技巧。其次是指导教师需要加大对学生尝试不同方法完成实验的鼓励,即便学生使用的方法欠佳甚至是错误的,要求学生不要害怕失败,敢于有计划、有步骤、有方法的进行各种方法尝试[10]。但指导教师不得代替学生操作和解决问题,必须让学生独立思考,以锻炼其自学能力、分析问题解决问题的能力。

2.3结论评价

学生通过学习和实践操作反反复复多次尝试完成任务后,指导教师需要认真检查每一组(或每一位)学生的完成效果并详细记录完成时间。对于实验效果不甚理想的,指导教师不得指出问题所在,要求学生探索其他方法或继续优化和完善实验,如果问题严重的则要求学生从头再来,直到学生保质保量完成实验任务为止。学生完成实验后指导教师需要及时要求学生详细撰写本次实验的过程和说明(越详细越好)。最后指导教师和大家一起探讨查找资料、自学理论以及完成实验的方法技巧,探讨各种实验方法的优缺点,并根据学生完成任务的质量和速度确定学生的成绩。

3　目标探索式实验教学效果

从2012年至2015年期间,目标探索式实验教学方法单独试点培养学生共36人,其实施成果主要体现在学生参与各项专业竞技获奖级别和数量、申报和完成大学生创新实验项目情况、发表学术论文数量与质量以及与普通学生在同等条件下完成实验的质量及速度等方面的优势。

3.1学生获奖情况

2012年以来,西藏大学工学院在地质专业和土木专业率先试点目标探索式实验教学方法，实践4年以来,成绩喜人。学生参加省部级以上各类专业竞赛,获奖7项,共13人次,突破了零的记录；参加校级专业竞技比赛获奖12项,共30人次,尤其是在操作实验中,通过目标探索式培养的学生脱颖而出。2012年至2015年学生获奖数量和级别见统计图2。

图2　近4年学生各类专业竞技获奖统计图

3.2完成创新实验课题及发表论文统计

2012年至2015年,目标探索式实验教学的学生成功申报各类大学生创新实验课题12项,其中国家级2项,自治区级7项,校级3项,现已结题7项,其中2项优秀；在各类学术期刊上发表学术论文9篇,撰写报告7本；参加西藏自治区成才杯大赛获奖1项；参与教师科研课题达17人次；获得优秀毕业论文2人次。其具体成果详见图3。从图2和图3可看出:通过目标探索式实验教学方法培养，学生的各种成果逐年增加。

图3　近4年各类成果统计图

3.3与普通学生完成实验对比

为了客观而公平公正评价目标探索式实验教学方法对学生培养的效果,本文采用参与目标探索式实验教学的学生与其原班级学生一起参与没有接触过的专业软件应用课程实验,通过2011级、2012级、2013年级的3个班级进行对比,通过统计分析,得出参加过训练的学生比本班其他学生在自学能力、动手能力、团队协作以及分析问题和解决问题的能力更为突出,主要体现在学生完成实验的时间仅仅是普通学生的1/3左右,完成实验的质量比普通学生提高20%～30%,并且能够找到最佳的方法和途径，得出最理想的实验结果,其比较数据详见图4。从图4可看出，通过目标探索式实验教学方法培养的学生完成实验的速度均为普通生的3倍左右。

图4　普通学生与训练学生完成实验时间对比统计图

3.4目标探索式实验教学的优缺点

从目标探索式实验教学的方法和成果来看,其优缺点显而易见。其优点主要体现在学生自学能力、动手能力、分析问题解决问的能力得到了明显的提高,团队协作精神得到了显著加强,学生的社会适应能力得到了充分的锻炼,并且调动了学生学习的积极性和主动性[11]。该方法的主要缺点是对实验指导教师要求较高[12],教师要不断学习和提高才能胜任；其次是教师的实验备课、过程监控、结论评价都特别费时费力。

4　目标探索式实验教学保障

目标探索式教学虽然取得较好的效果,但是离不开一系列的规章制度的激励和约束,更离不开学校在人才、资金以及实验器材、场地等方面提供的支持。制度、人才、资金、实验器材及场地等方面的保障是目标探索式实验教学方法取得成功前提和关键。

4.1制度保障

为了目标探索式实验教学方法能够持续稳健向前发展,一是在制度建设方面,需要各级领导高度重视,建立健全和完善的目标探索式实验教学的激励及约束机制,推进目标探索式实验教学制度化、规范化。二是需要强化人才队伍、资金使用、实验场地、实验设备的日常管理和安全管理,以使各项工作能够有效和有序开展。三是确保指导教师的主导地位和学生的主体地位,进一步探索和完善工科人才培养的新模式、新途径,以推进工科人才的培养不断向前发展。

4.2人、财、物保障

目标探索式实验教学方法取得成功并不断向前发展,离不开学校在人、财、物等方面的不断投入。首先需要不断加强教师人才培养、再教育和人才引进等方面下功夫。其次是加强经费的投入力度,保证目标探索式实验教学方法正常运行。最后是保障实验室场地、实验仪器、易耗品等能够在时间、空间实现全面开放,确保各项实验教学活动得到充分的展开。

5　结语

随着社会对自学能力强、综合素质高、社会适应性强的应用型高级工科人才的青睐,高校必须通过改革人才的培养模式、创新实验教学方法,不断提高工科大学生的自学能力和综合素质。事实证明最有效途径就是必须紧紧抓住实验教学对工科人才培养的关键环节,只有不断探索实验教学新模式,不断革新工科人才的培养模式,才能顺应时代的发展,为社会培养更多能力强、素质高的高级应用型工科人才。

References)

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[3] 厉旭云,梅汝焕,叶治国,等.高校实验教学研究的发展及趋势[J].实验室研究与探索，2014，33(3):131-135.

[4] Shen Yuanhua. Reform of the General Physics Lab at Fudan University[C]//International Conference on New Technologies in Physics Education PROCEEDINGS.Hefei，1998：53-56.

[5] 褚晓锐,钱波.基于工科学生科技创新能力培养的开放实验教学平台的构建[J].实验技术与管理，2011，28(10):15-18.

[6] 钱波.基于应用能力培养的工科开放实验教学体系的构建[J].实验技术与管理，2010，27(7):136-138.

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[12] 李婷,关岩,李志辉,等.实验教师素质要求[J].中国冶金教育，2013(增刊):90-92.

Cultivating engineering students’ self-study ability based on target exploratory experimental teaching

Ye Tangjin1, Luo Chao2

(1. School of Engineering, Tibet University, Lhasa 850000,China；2. School of Medicine,Tibet university, Lhasa 850000,China)

Personnel training in universities needs to focus on the demand of economic development for high-level talents. For engineering students,a solid theoretical foundation needs not only the stronger self-study ability, but also the higher overall quality. To study the cultivating and improving of students’ self-study ability and comprehensive quality by target exploratory experiment teaching method,a four-year pilot and comparative analysis is conducted. The research conclusion shows that the target exploratory experiment teaching method is feasible to cultivate engineering students’ self-study ability and improve their comprehensive quality. The effect is obvious and it is worth popularizing.

experimental teaching; objective to explore; self-study ability; engineering students

10.16791/j.cnki.sjg.2016.10.009

2016-04-06

西藏自治区高校青年教师创新支持计划项目(QC2015-23)；西藏大学通识教育课程建设项目资助

叶唐进(1981—)，男(土家族)，贵州印江，硕士，讲师，主要从事地质灾害与工程地质相关方面的研究

罗超(1983—)，女，四川武胜，硕士，讲师，主要从事医学材料与高原医学相关方面的研究.E-mail：237492042@qq.com

G642.0

A

1002-4956(2016)10-0030-04