专业实验是专业课教学的重要组成部分, 是为实现专业课“使学生掌握专门知识和技能, 培养学生分析问题、解决问题和进行科学研究能力”的教学目的而设置的, 是学科基础理论和专业基础理论等综合应用的重要载体, 是学生获得实际技能, 形成就业、创业能力, 构建全面能力结构的主要途径, 是学生创新能力培养从初级向高级发展的重要环节[1]。因此, 研究如何进行专业实验课的改革, 使专业课实验更加紧密地结合专业培养目标, 形成自身的鲜明特色, 充分强化和发挥专业实验的人才培养功能, 无疑具有十分重要的现实意义和战略意义。
1 专业实验教学的现状分析
目前, 在专业实验教学中, 较多的强调知识的继承性传递, 对学生以创造能力为核心的综合素质的培养有所忽视, 其弊病日益突出。其一, 实验项目数量少, 以验证性实验为主, 内容较为单一, 同时, 存在着选题比较陈旧, 知识面较窄的问题, 使得学生的学习劲头不足, 对实验缺乏兴趣, 影响了学生对实验课的投入。其二, 实验指导书的编写得过于粗糙、简单, 在理论和公式推导等方面写得详尽, 但对具体的实验部分, 只是简单的将实验方法与步骤罗列出来, 使得学生无法从实验中获得乐趣、能力和知识[2]。学生做完实验后, 对实验的内容比较模糊, 知识原理内容仍然是停留在课本上, 一些概念和结论仍然感觉比较抽象, 缺少感性认识。其三, 实验指导教师往往采用填鸭式教学方法, 在实验前已经做好了一切实验准备工作, 在实验的指导过程中, 学生只需要按照实验指导书重复操作一遍, 只要实现实验结果与理论值相符就完成了实验目的。这种实验教学模式不利于学生独立思考、自主实践的工程能力培养, 必然导致学生的操作能力和素质方面的训练不够, 特别是实验设计这一重要环节全部由教师代劳, 学生一无所知, 这样一来, 学生在以后的学习和工作中遇到问题时, 常常会感觉到无从下手。
2 专业实验教学改革方案
2.1 丰富专业实验内容
在实验内容设置上, 既要保留经典的专业基础性实验, 以培养学生的基本实验技术和工程素养, 又要开发增设内容新、综合性强、反映现代科学技术发展的实验课程, 以培养学生对知识的综合运用能力。依托学科建设, 跟踪学科发展, 紧密结合工程实际, 将学科的发展融入实验教学环节中, 将最新的科研成果转化为实验教学内容, 做到科研与教学相结合, 使学生较早的接触本学科研究领域的前沿, 提高学生的学习兴趣和积极性, 增强他们对知识的理解和运用, 既培养了实验能力, 又提高了学生毕业后适应社会的能力。
2.2 完善专业实验指导书
实验指导书的编写应该由浅入深, 侧重于实验理论和方法, 回避过多的公式推导及结果陈述, 并结合实验内容设置思考题和问答题。任何一本实验指导书都应该将重点放到“实验指导”上, 除必要的理论与公式外, 主要还是指导学生如何了解系统、独立的完成所规定的实验。通过实验掌握实验和技能, 并通过提问及讨论来拓宽学生的知识面, 去探索未知的东西。
2.3 改革专业实验教学模式
实验教学模式是依据一定的教学理论, 为完成教学目标规定的教学任务, 对实验教学活动中的计划、大纲、教材、教师、学生、仪器设备、场地、时间等因素进行综合优化设计和组合, 从而形成相对稳定的内在组织结构及程序和方法的有效的教学形式[3]。教学模式是达到教学效果的有力保障。
在组织实验教学时, 采用问题式实验教学模式, 倡导“学生主体, 教师主导”:从查阅资料、制定实验方案—实施实验过程、记录实验结果、分析整理实验数据, 到撰写实验报告的整个实验活动的实施主体是学生, 充分培养学生独立分析、解决问题的能力和综合表达能力, 教师仅仅是组织者、指导者与监督者。
对于综合性、设计性实验, 由于其涉及内容广泛、具有一定的难度, 教师可以在实验前通过教学网站发布实验内容, 让学生有时间进行选题和自由组合。为了让学生能有思索的空间, 实验的内容应注重系统性、综合性和可拓展性, 以配合学生不同层次的理解能力和不同的感兴趣领域。明确实验内容后, 学生以实验小组的形式, 利用已有的专业知识对问题进行初步分析, 讨论方案设计, 解决关键问题, 通过不断的思考和反馈, 不断提升能力并逐渐完成实验。这种以问题为核心, 以“提出问题—分析问题—解决问题”为主线的教学模式对于激发学生的自主参与意识, 培养学生的科学思维能力, 掌握研究式学习方法, 做到知识的融会贯通、有的放矢是十分有利的。
2.4 建立自主开放式的实验形式
在实验形式上采取实验小组的形式, 两名同学自由组合形成一个实验小组来完成实验。实验期间, 每小组分配使用专用的实验器材并对其负责。两个人形成一个小组既是由综合性、设计性实验难度较大, 所需准备内容较多所决定, 又是出于培养学生的分工合作精神和团队精神的需要。对实验器材的负责制则提高了学生的主人翁意识, 加强了他们的责任感。实验教学采取开放式 (内容、元器件、时间) , 学生可以自由组队, 实验时间、实验顺序可以自主安排。鼓励学生利用课外开放时间完成实验, 但规定各组学生的数据、阶段报告、中间结果的存放必须符合规范, 规定各组必须完成的累计实验时间[4]。
在实验的指导过程中, 老师的主要任务是帮助学生找问题、指方向, 让学生充分体会发现问题、解决问题的难度, 进一步培养学生分析解决问题的能力, 在讨论中的表现和阶段性报告也成为衡量分数的一个指标。这种评分标准杜绝了少数学生“临时抱佛脚”的想法, 保证了学生在整个实验过程中参与的积极性。
摘要：专业实验教学是本科生在大学期间实验教学的高级阶段, 是培养学生综合应用基础理论知识与方法, 分析问题、解决问题能力的重要教学环节。本文针对目前高校专业实验教学中存在的问题, 探讨从丰富实验内容、完善实验指导书、改革教学模式、建立开放式实验等方面进行专业实验教学改革。
关键词：实验教学,教学模式,教学改革
参考文献
[1] 黄大明, 秦钢年, 等.专业实验独立设课的研究与实践[J].实验室研究与探索, 2007, 26 (11) :85-88.
[2] 刘玳珩.在专业实验教学中注意素质培养[J].实验技术与管理, 2000, 17 (6) :89-91.
[3] 孙连荣.高校实验教学模式的研究与探索[J].实验室研究与探索, 2003, 22 (1) :4-6.
[4] 黄启俊, 易凡, 等.电子科学与技术专业实验教学体系建设[J].电气电子教学学报, 2009, 31:118-121.