项目视角下开放式实验教学的实践研究

许艳丽

（长治学院 物理系，山西 长治 046011）

随着社会对应用型人才和创新型人才的不断需求，近几年来，高等教育改革工作不断深入。开放性实验是高校培养高素质创新人才的要求和手段，因此，开放式实验教学在很多高校进行了教学改革，且初见成效。文章以项目生命周期为理论基础，针对开放式实验教学进行实践研究，以此激发学生的学习潜能，提高实验教学质量，实现学生自主学习和个性化发展。

1 项目的生命周期

美国哥伦比亚大学教师学院劳作教育负责人理查德在1900 年提出项目的概念是为了“定义那些学生积极参与选择、计划和实施具有实践性、解决问题特征的任务”［1］。

项目的生命周期是一个项目从概念到完成所经过的各个阶段，一般分为启动阶段、规划阶段、执行阶段和结束阶段［2］。项目从可行性分析到成果展示评价，各阶段前后衔接，有机组合在一起便构成项目生命周期。项目执行前，要进行可行性分析。如果可行性成立，则进入计划阶段，该阶段需对项目进行详细周密的规划。接着进入实施阶段，该阶段主要工作是给学生提供自由和谐的学习空间，引导学生自主探究、独立思考、协作完成项目任务。最后进入收尾阶段，收尾阶段主要采用学生自评、组内自评、组间互评等过程性评价以及以老师或专家为主对作品进行的总结性评价等手段。文章以数字短片《长治堆锦》为项目任务，开展具体的教学实践。

2 开放式实验教学的特点

“开放实验”源于20 世纪60 年代初美国的物理实验教学改革，又称“自由实验”“开放式实验”等。1979 年我国高校实验教学改革中首次提出开展“开放实验”的倡议［3］。所谓开放式实验教学是指高校实验室在时间、空间、内容和教学方法等方面对学生开放，由学生自主选择并进行实验学习与研究的教学方式［4］。此教学方式侧重给学生提供宽松自由的实验环境，激发学生主动参与实践活动。学生作为活动的主体和执行者，能充分发挥其潜质。实验时发现问题、提出问题和解决问题的一系列过程都由学生亲身经历，使其感受体验项目进程的酸甜苦辣，提升了学生的知识技能、过程方法和情感态度价值观三个维度的能力，激发了学生的创造力，提升了其综合素质。

开放式实验教学中，实验项目一旦确定，教学过程就以项目活动为主线开展，给学生提供和谐自由平等的创作环境，保证学生的主体作用性，充分发挥其主动权，以积极饱满的热情投入到项目创作中。作品完成过程中将每个成员的分工、完成情况、学习体会等过程性材料以电子档案袋的形式记录下来。因此，开放式教学过程更加注重过程性学习，重点关注学生在获得项目成果进程中实践能力和创新能力的提高，具有不同于传统实验教学的特点。

2.1 以完成项目为主线开展实验教学活动

在开放式实验教学中，以项目为任务驱动。项目成果是学生学习活动的主线，真正追求学生在获得项目成果进程中的学习和经验的增长［5］。强化对学生自我监控、自我反思、自我发展能力的培养，同时呈现与展示学生学习进步、探索、努力、进取、达成目标与成长历程的有关资料，如问题讨论、点滴进步、师生交流等资料记录在档案袋里。因此，开放式实验教学追求的是学生在完成项目进程中实践创新能力的培养。

2.2 学生是教学活动的主体，是项目的执行者

开放式实验教学中，学生是项目的执行者，教师则是引导者和管理者。因此，教师应给予学生足够充分的尊重。根据小组前期的调研，自主确定实验计划和步骤，合理选择仪器设备，在宽松、和谐、愉悦的氛围中开展项目。从项目策划到作品完成，整个阶段所遇到的问题难题和解决问题的过程等资料，全部以文字、图表、影像的形式记录归档，供项目结束后进行评价。

2.3 实验内容开放，项目类型更加多样化

高校教学中实验项目类型有初阶“演示验证型”、进阶“应用设计型”和高阶“研究创新型”三个层次。传统实验中，实验内容是相对封闭的，实验类型绝大多数是以巩固理论知识、掌握实验技能为主的验证型实验，进阶和高阶的实验类型很少，即使该部分实验做了也是走过场，没有实质性的效果。开放式实验教学改变了现有局面，重视实验内容的开放性，加大了“应用设计型”和“研究创新型”实验的比例，注重学生对实验的自主探究，培养学生的多元思维方式，做到了实验过程评价和实验结果评价并重。因此，开放式实验教学鼓励学生自行提出创新性实验项目，增加了社团科技活动项目、学科竞赛项目、学生自选实验研究项目等创新性实验。支持学生积极参与教师科研项目。实验面向全体学生，适应不同水平和能力，实现因材施教。

2.4 以学生发展为中心，教学方法灵活多样

教学方法是教学中应用的方法与手段的总和，常用的教学方法有讲授法、讨论法、任务驱动法、自主学习法等。开放式实验教学中，多采用任务驱动法、讨论法、启发式教学、问题探究法等方法，体现了以学生为主体的教育理念。任务驱动法可以小组或个人为单位进行，教师根据需求提出选题范畴，学生根据调研确定选题内容。活动中教师好像舵手，是活动的组织者、引领者和亲密的伙伴，对学生在活动中的表现给予充分的理解和尊重，做与学生共同交流的亲密伙伴，认真倾听学生之间的交流，以学生发展为中心，鼓励学生独立探索，培养其分析问题、解决问题的能力。

2.5 评价主体多元化，评价内容全面化

教学评价主要针对教学过程与学习效果进行测量。项目初始阶段实施诊断性评价，锻炼学生查阅资料、提出问题的能力。项目开始到结束阶段进行过程性评价，如用电子档案袋的形式记录学生在实验过程中的一系列行为表现，教师反馈信息以激发学生的学习动机，进一步改进、完善项目过程。评价对学生具有监督和强化作用，目的是保证项目保质保量地稳定进行。项目结束阶段实施总结性评价，如自评、互评、组评、同行教师、专家组共同参与。总之，开放式实验教学更注重对学生分析问题和解决问题能力的培养，重视对学生学习过程和创新意识的考核。

3 开放式实验教学过程

笔者根据全国计算机设计大赛要求，在学生中开展了实验教学，围绕大赛主题确定项目选题、计划、实施和收尾四个阶段，如表1 所示。

表1 基于项目的开放式实验教学过程

3.1 确定项目

本次实践项目以第12 届中国大学生计算机设计大赛选题作为开发项目，确定大赛的数媒微电影类别作为讨论选题。根据比赛要求，数媒微电影类需要以“1911 年以前中华优秀传统文化元素”为选题依据。同学们前期选材的时候，为了所选素材符合“弘扬传统文化，展现工匠精神”这一最初设想，同时兼顾经济实惠原则，选择了长治本地的国家非物质文化遗产——“堆锦”。进一步通过图书馆查阅图书或中国知网网络文献的阅读，并通过对当地的传统文化场所如博物馆等进行参观访谈，最终确定了以“长治堆锦”为主题创作一部时长10 分钟左右的微电影作品。因此，该阶段学生已经明确了最终需要提交的项目成果及呈现形式，便于在任务驱动下调动一切积极能量开展项目活动。

3.2 计划阶段

确定了项目的选题后，就进入了计划阶段。根据学生自愿分组的原则，引导学生根据自身优势合理分组，成立相应的项目小组。根据项目工作量的大小及工作强度确定小组人员数，为了避免人数太多搭便车现象，一般4—5 人一组为宜。考虑到项目需要扛着摄像机拍摄素材，因此，还需要根据性别特点合理组建团队。另外，在小组中需推荐一个发挥团队精神、组织协调能力强的小组长，保证每个成员都被分配到任务，清晰明白自己的角色以及需要做的工作，带领团队朝着共同目标去努力，保证项目的顺利开展。小组根据项目计划和实验室仪器设备情况制定详细的行动计划表。项目实践中常用甘特图来显示行动的时间规划。甘特图中水平方向表示时间跨度，纵向表示每个活动，为每一个活动画一个条形，代表其执行时间。如图1所示，通常在项目执行之前，就做好了项目甘特图，可以生动形象地将项目的具体执行时间和执行活动直观明了的描述出来，学生执行起来能做到心中有数，从而有条不紊的完成项目每个阶段。

图1 “长治堆锦”数字短片制作项目甘特图

3.3 实施阶段

项目计划完成之后，进入到实施阶段，将计划落实为具体的行动，小组成员已经做好着手完成各自承担任务的准备。开放式实验教学不同于传统实验教学，因此，教师的角色也发生了改变，由原来的课堂主导者转变成了项目指导者和管理者。学生根据分镜头稿本将采集回来的素材，利用PREMIER、PPT、GOLDWAVE、格式工厂等工具进行后期视频编辑。实验过程中遇到问题时，教师并没有直接给出学生解决问题的方法，而是积极引导，激发学生自主探究，培养其创新性思维和创新能力。组队后小组建立团队QQ 群或微信群，便于后期拍摄素材的收发通知及项目相关问题的讨论交流，项目剧本、分镜头稿本、计划书等相关文件可以上传到QQ 或微信群共享里，可供小组成员分享下载。定期召开例会，组长定期汇报项目的进展情况。当组内遇到困难或某些问题存在纠纷异议时，尽量让学生自己想办法协商解决，从而培养学生的协调能力和团队精神。如果组内协商之后还是不能解决或者未达成一致时，及时与教师沟通，对于不合理之处给出整改建议，督促同学按时提交阶段性成果，保证项目顺利进行。

3.4 收尾阶段

项目完成之后，进入最后一个阶段，要求学生提交作品和所有过程性材料，包括数字短片作品、剧本、分镜头稿本、组员承担的任务以及完成任务程度、个人心得总结、自评表、互评表等相关文档。因此，该阶段最重要的任务就是评价，包括过程性评价和总结性评价两个方面。

3.4.1 对项目产品的评价

在项目确定阶段，小组人员已经对项目作品应该达到什么样的要求以及各项具体指标形成共识，该阶段就是检测项目作品是否已经达到了规定的指标。如笔者指导的“长治堆锦”数字短片制作项目中，以长治市独有的传统手工艺，同时也是非物质文化遗产“堆锦”为题，介绍了长治堆锦这一工艺的发展历史、制作方法以及其承载的历史使命，最后学生提交出的项目作品符合中国大学生计算机设计大赛对作品的各项技术要求和内容要求。

3.4.2 对项目过程评价

开放式实验教学中，追求学生在完成项目成果进程中实践创新能力的提高，因此，非常关注学生在项目过程中遇到困难如何解决问题的能力、团队合作能力、社会交往能力等，故设计了以考核学生能力为主的专业实践自评与互评表，如表2 所示。

表2 “长治堆锦”数字短片项目过程自评与互评表

4 总结与思考

通过本次开放式实验教学的实践，整理了学生的项目过程评价表和学生提交的项目报告书，组织学生交流本次实践课的心得体会，形成了笔者对项目视角下的开放式实验教学的有几点思考。

4.1 开放式实验教学体现了“协作学习”的教学策略

在进行项目可行性分析时，先考察学生的先修课程，在学生已掌握专业知识、专业技能和情感态度三维目标的基础上进行项目开发。项目小组一旦形成即构成一个协作学习小组，协作学习是小组成员之间通过相互交流与思维不断碰撞共同合作完成的，因此和谐的成员关系、积极向上的团队气氛、自由充分的意见交流都有助于提高协作学习的效果。协作学习过程中，头脑风暴法是一种常用的讨论方法。项目学习给学生提供了自由谈论、自主探究的环境，组员积极踊跃地将自己的好方法、好点子全部说出来，经小组讨论筛选，最终形成最优方案。一个好的小组长相当于一个优秀的项目经理，如何激励组内成员的士气，主要依靠小组长的领导才能。协作学习中通常会将任务分成若干个子任务，由不同的成员在规定的时间内分工完成，小组长起到督促、管理的作用。学生在自我评价中写道：“用自己所学的知识创作出作品，就像自己的孩子，见证了她的萌芽和成长，感觉很有成就感”，“在自由、民主、开放的学习氛围中体验到了艺术创作的乐趣”，这些反馈信息体现了学生对开放式教学的热爱。

4.2 开放式实验教学培养了学生的团队意识和创新能力

开放式实验教学中，课堂活动依托于学生，在这样一个和谐民主的环境中，团队精神状态饱满，组员积极主动参与小组讨论，锻炼了独立思考的能力和解决问题的能力。每个成员都从团队利益出发，尽职尽责完成分配的任务，通过本次项目的完成，培养了学生的团队意识、创新意识和创新能力。

开放式实验教学在培养学生的实践创新能力、团队合作能力和社会交往能力等方面起到了重要作用，是高校实验教学改革的必然趋势，对提高实验教学质量起到了积极的推进作用。目前，开放式实验教学没有固定的模式可循，如何形成科学系统的实验教学模式，还需要我们结合自身的学科特点在实验教学中不断进行尝试与探索。