理工類高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探究

沈陽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 杜春燕

?

理工類高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探究

沈陽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 杜春燕

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校教學(xué)的重要組成部分，尤其是理工類院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作尤為重要，是理工類學(xué)生鞏固和掌握理論知識的重要途徑。提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，培養(yǎng)理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合性人才，是理工類高校教學(xué)工作的重要任務(wù)。本文分析高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀、存在的主要問題，探究理工類高校實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法。

理工類 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 主要問題 教學(xué)方法 創(chuàng)新人才

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》指出，高等教育要全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，著力培養(yǎng)信念執(zhí)著、品德優(yōu)良、知識豐富、本領(lǐng)過硬的高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才；加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室、校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地、課程教材等基本建設(shè)；支持學(xué)生參與科學(xué)研究，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。可見，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)在高校人才培養(yǎng)中占據(jù)重要地位，在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面有不可替代的作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以實(shí)驗(yàn)室為教學(xué)場所，以儀器、設(shè)備、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書為媒體，主要以學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行操作、觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)、分析討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果的教學(xué)形式。深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量是高校教育改革的重要任務(wù)，涉及的因素很多，如實(shí)驗(yàn)室的減少、教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)隊(duì)伍、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體制、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分和實(shí)驗(yàn)教材等。理工類高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。理工類高校應(yīng)發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)人才培養(yǎng)的作用，培養(yǎng)既有理論知識又有實(shí)踐動手能力，能適應(yīng)市場需求的高素質(zhì)人才。

一、理工類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要問題

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)不明確，實(shí)驗(yàn)課程更新不及時。目前，不少理工科高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革僅側(cè)重增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時、更新設(shè)備等方面，忽略對學(xué)生哪種能力的培養(yǎng)以及實(shí)現(xiàn)怎樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生只是在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)，甚至依賴教師完成實(shí)驗(yàn)，并未真正掌握實(shí)驗(yàn)課程的原理，未動手、動腦分析問題和解決問題。不少高校的實(shí)驗(yàn)課程延續(xù)歷年來的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，沒有結(jié)合市場需求，對實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行調(diào)整及更新。

2. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的重視程度不夠。一直以來， 由于國內(nèi)高校教學(xué)觀念及模式的影響，實(shí)驗(yàn)教學(xué)處在從屬地位，被看作是理論教學(xué)的補(bǔ)充。一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)理論課有時僅開設(shè)一兩節(jié)實(shí)驗(yàn)課程，且很多實(shí)驗(yàn)課程都僅停留在讓學(xué)生認(rèn)識儀器、設(shè)備的層面，學(xué)生沒有動手操作的機(jī)會。雖然近幾年教學(xué)模式得到改善，涉及專業(yè)基礎(chǔ)的理論課逐漸增加實(shí)驗(yàn)課程，但是達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真正效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式單一，教學(xué)手段落后。不少學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍遵從傳統(tǒng)的教學(xué)模式。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的指導(dǎo)及教師的講解下完成實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、操作步驟到注意事項(xiàng)都寫得全面具體，實(shí)驗(yàn)教師在課堂上還會具體詳細(xì)講解。有時教師會預(yù)先給學(xué)生做演示，以理論知識傳授為核心進(jìn)行教學(xué)活動。這種教學(xué)方法使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中缺少獨(dú)立思考、很少大膽提問、缺少討論及交流，只是一味聽從教師的指揮與安排，學(xué)生的積極性未得到充分體現(xiàn)，創(chuàng)新性得不到提高，個性得不到展現(xiàn)及發(fā)展。

4.實(shí)驗(yàn)室設(shè)備陳舊。目前，許多工科院校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)普遍存在實(shí)驗(yàn)設(shè)備經(jīng)費(fèi)投入不足，實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、更新周期長兩方面的問題。理論課教師在課堂教學(xué)時講授的是先進(jìn)的技術(shù)、新的設(shè)備和新的方法， 學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室接觸的卻是一些過時、陳舊和落后的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)手段。院校的教學(xué)設(shè)備重復(fù)購置、實(shí)驗(yàn)室重復(fù)設(shè)置的現(xiàn)象較普遍，導(dǎo)致設(shè)備利用率低。由于主要設(shè)備的重復(fù)購置和配套資金的短缺，使不少設(shè)備長期處于閑置狀態(tài)，造成有限資源的浪費(fèi)。

1. 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式由三定式向開放式轉(zhuǎn)變。三定式是實(shí)驗(yàn)手段采用規(guī)定好的實(shí)驗(yàn)路線和步驟，使用規(guī)定的儀器和儀表，并在規(guī)定的時間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。

2.建立健全實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體制

要使實(shí)驗(yàn)室在高校教育、培養(yǎng)人才中起到應(yīng)有的作用，高校必須深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，特別是理工科學(xué)校更應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)跟上科學(xué)技術(shù)發(fā)展步伐。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革需要建立一種新的有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

6. 實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍有待壯大，整體素質(zhì)有待提高。近幾年，高校實(shí)驗(yàn)技術(shù)隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)有明顯改善，高學(xué)歷、高職稱、高學(xué)歷的實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員越來越多，但與整個教育形式發(fā)展要求仍存在較大差距。實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的建設(shè)明顯滯后于教師隊(duì)伍的建設(shè)。

大石風(fēng)流蘊(yùn)藉，小石旖旎嫵媚，高平條拗晃漾，般涉拾掇坑塹，歇指急并虛歇，商角悲傷宛轉(zhuǎn)，雙調(diào)健捷激裊，商調(diào)凄愴怨慕，角調(diào)嗚咽悠揚(yáng)，宮調(diào)典雅沉重，越調(diào)陶寫冷笑[注]周德清：《中原音韻》，轉(zhuǎn)引自《影印文淵閣四庫全書》卷下，第1496冊，臺灣商務(wù)印書館1986年版，第695頁。。(以上十一調(diào))

（3）設(shè)立獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課。理工類學(xué)校各個專業(yè)涉及的專業(yè)知識較深。傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論課教學(xué)，沒有獨(dú)立的教學(xué)內(nèi)容。無論是理論課教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，在整個高校教學(xué)體系中都不可或缺，兩者相輔相成，各有側(cè)重，不是誰主導(dǎo)誰輔助的關(guān)系。對理工類學(xué)校而言，實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有特殊作用。學(xué)校建立與理論課教學(xué)平行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對加強(qiáng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力很必要。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)在“輔助”理論課的同時，自成體系，獨(dú)立設(shè)課。實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課可以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位，便于教師科學(xué)管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)獨(dú)立設(shè)課可以通過單獨(dú)考試，使學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)課程。通過獨(dú)立設(shè)課，教師可以保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)性和系統(tǒng)性，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

一是強(qiáng)化部門主體責(zé)任，精簡審批事項(xiàng)和流程。財政部門不再直接參與主管部門發(fā)布項(xiàng)目申報指南（通知）、組織項(xiàng)目申報、評審論證、遴選立項(xiàng)、制定資金分配方案、制定“任務(wù)清單”或明細(xì)計劃、組織項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目考評或驗(yàn)收、資金和項(xiàng)目公示等具體事務(wù)，主管部門獨(dú)立負(fù)責(zé)。精簡優(yōu)化聯(lián)合發(fā)文、會簽、審批等環(huán)節(jié)?；?xiàng)目進(jìn)度款從財政部門審核改為主管部門審核、省財政部門事后抽查，提高行政效能。

吳站長走上前去，喊了聲：“爺爺！”把老人扶到沙發(fā)上坐下。何書記剛要變臉，想斥責(zé)老人兩句，見狀，把嘴張了張，話又咽了回去。老人家疼愛地拍了拍吳站長的肩頭，沖馬縣長說：“哪位是縣長？我老頭子問他一件事?！?/p>

（2）建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。高?？衫瞄e置的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備建立開放實(shí)驗(yàn)室，組建創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，由學(xué)生自我管理、自我服務(wù)，自己完成設(shè)計并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、制作或發(fā)明。教師對創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行定期培訓(xùn)及考核，建立教師指導(dǎo)小組，對實(shí)驗(yàn)室管理進(jìn)行巡視及指導(dǎo)，制定實(shí)驗(yàn)室管理制度，對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行指導(dǎo)，確保順利進(jìn)行。

不同地區(qū)生長的仙草，其仙草膠含量和凝膠性能有差異[7]。馮濤等[7]對生長在福建、江西兩省的仙草提取的仙草膠的比較研究發(fā)現(xiàn)，福建產(chǎn)仙草膠的凝膠性能較好。仙草多糖是仙草膠的主要化學(xué)成分。仙草不同部位的仙草多糖含量不同，其中仙草葉的多糖最高，仙草根其次，而仙草莖的多糖含量最低[8]。仙草多糖具有清除自由基、抗脂質(zhì)過氧化、增強(qiáng)人體免疫力等功效[9,10]。與生育酚(維生素E)、二丁基羥基甲苯(BHT)相比，仙草多糖有較強(qiáng)的清除超氧陰離子自由基和螯合Fe2+能力[10]。

5.實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行管理機(jī)制改革成效小。一些高校實(shí)驗(yàn)室的管理模式依附于課堂教學(xué)，歸屬教研室管理。三級管理實(shí)驗(yàn)室體制已不適應(yīng)時代及社會需要，制約實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。目前，不少高校的兩級管理實(shí)驗(yàn)室體制沒有完全建立起來。

（1）開放實(shí)驗(yàn)室，對學(xué)生進(jìn)行目標(biāo)管理。開放性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課程不限學(xué)時、不限人數(shù)，只要求學(xué)生獨(dú)立完成一定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，遇到問題學(xué)生自己解決或通過指導(dǎo)教師的指導(dǎo)解決，這樣可激發(fā)學(xué)生的好奇心，調(diào)動學(xué)生的積極性，可以將實(shí)驗(yàn)室的部分設(shè)備、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、資料等在一定時間內(nèi)對學(xué)生全面開放，學(xué)生可以到實(shí)驗(yàn)室做自己準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以靈活的方式獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)過程。這就要求實(shí)驗(yàn)室能歸功全面的實(shí)驗(yàn)設(shè)備資料及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容，供學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前查閱。這還要求實(shí)驗(yàn)教師具有全面豐富的專業(yè)知識和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格要求學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前對所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)并做好預(yù)習(xí)報告，實(shí)驗(yàn)教師實(shí)驗(yàn)前要進(jìn)行嚴(yán)格的審閱。開放實(shí)驗(yàn)室，不但能夠全面提升學(xué)生的動手能力，使其專業(yè)知識得到鞏固，同時還能提升實(shí)驗(yàn)教師的專業(yè)技術(shù)水平及崗位責(zé)任心。

（1）整合相關(guān)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理體制的健全是實(shí)驗(yàn)室教學(xué)得以順利進(jìn)行的關(guān)鍵。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及各學(xué)科、各門知識間的相互滲透，綜合性人才在現(xiàn)今市場更受歡迎。因此，在學(xué)院范圍，甚至學(xué)校范圍內(nèi)，將現(xiàn)有學(xué)科或相關(guān)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)室整合成多學(xué)科共享、寬口徑的實(shí)驗(yàn)平臺或?qū)嶒?yàn)中心，對實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是一個重大突破。

國家向農(nóng)村轉(zhuǎn)移資源，關(guān)心的焦點(diǎn)是資源能否有效使用，是否會出現(xiàn)資源使用中的腐敗問題。為了防止村干部在使用國家資源中產(chǎn)生腐敗，上級在向農(nóng)村輸資源的同時，要求基層治理規(guī)范化，主要是嚴(yán)格按程序分配和使用資源，比如項(xiàng)目招標(biāo)，通過嚴(yán)格程序來評定低保戶、辦事留痕、檢查督辦，力求避免精準(zhǔn)扶貧中嚴(yán)重的形式主義。

（2）全面實(shí)行、完善校院二級實(shí)驗(yàn)室管理體制。一些高校已經(jīng)實(shí)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，這一工作由分管教學(xué)的副校長及各系主管實(shí)驗(yàn)室的系主任主管，各學(xué)院設(shè)立實(shí)驗(yàn)中心。但目前僅部分高校具體實(shí)行了此類管理體制，效果不明顯。充分發(fā)揮此機(jī)制的作用，需要各級管理機(jī)構(gòu)及人員充分發(fā)揮其職能。例如，省部級以上重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室或校級實(shí)驗(yàn)中心需要由學(xué)校進(jìn)行管理，一級實(shí)驗(yàn)中心應(yīng)由院管為主，學(xué)院實(shí)施宏觀管理，各學(xué)院分管實(shí)驗(yàn)室工作的院領(lǐng)導(dǎo)要充分發(fā)揮其崗位職責(zé)。

3. 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)硬軟件建設(shè)。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)硬軟件建設(shè)主要是兩方面內(nèi)容：一方面是實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備的建設(shè)；另一方面是實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的建設(shè)。為適應(yīng)不斷發(fā)展的科技水平和教學(xué)要求，理工科院校應(yīng)加大對實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投入。例如，更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備，一些精密儀器應(yīng)適當(dāng)向?qū)W生開放，以此更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)全面發(fā)展人才的作用，使學(xué)生對先進(jìn)儀器和相關(guān)領(lǐng)域的前沿實(shí)驗(yàn)手段產(chǎn)生濃厚興趣，從而激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，積極學(xué)習(xí)相關(guān)知識，提高綜合素質(zhì)。教師是實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提高的關(guān)鍵，只有擁有高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍及合理的人員結(jié)構(gòu)，才能保證高校培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才。因此，建設(shè)一支具有優(yōu)良素質(zhì)、結(jié)構(gòu)合理、熟練掌握現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)和對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科學(xué)管理的實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍，是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的關(guān)鍵。主要從以下幾方面入手：首先，應(yīng)當(dāng)有好的帶頭人。即高校應(yīng)選拔具有優(yōu)秀業(yè)務(wù)和組織能力、群眾基礎(chǔ)良好、工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、具有奉獻(xiàn)精神的教師擔(dān)任管理負(fù)責(zé)人。其次，要合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍的結(jié)構(gòu)。高校要逐漸淡化“理論課教師”和“實(shí)驗(yàn)課教師”的界限，加強(qiáng)兩者的交流和溝通，鼓勵教學(xué)科研人員、優(yōu)秀教師積極參與實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，擔(dān)任實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，提升實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的綜合素質(zhì)。高校需不斷提高實(shí)驗(yàn)教師的業(yè)務(wù)水平，定期、有目的地組織實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)修學(xué)習(xí)。

三、結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論的最好方法，能使學(xué)生更生動形象地掌握枯燥無味的理論知識，鍛煉學(xué)生的動手能力及創(chuàng)造能力，從而最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能更加扎實(shí)地掌握理論知識。高校要轉(zhuǎn)變教育觀念，大力推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革及實(shí)驗(yàn)室改革，培養(yǎng)出我國社會主義建設(shè)所需的高素質(zhì)人才。

［1］中華人民共和國教育部.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）［EB/OL］.http://www.moe.gov.cn/srcsite/ A01/s7048/201007/t20100729_171904.html，2010

［2］張開碧，蔡 軍，張 毅.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識［J］.重慶郵電學(xué)院學(xué)報：社會科學(xué)版，2004

［3］王義遒.當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的幾個問題［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2000

［4］付植桐，王秀時.高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考［J］.實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2007

［5］孫愛民.深化高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐與思考［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2002

（本文系基金項(xiàng)目：2014年度遼寧省普通高等學(xué)校本科重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)項(xiàng)目，遼寧省工程人才培養(yǎng)模式改革試點(diǎn)專業(yè)項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：GM201406）

ISSN2095-6711/Z01-2016-09-0162

杜春燕