开放式实验教学 高校开放式实验教学模式的探索与实践
时间：2019-05-13 03:24:11 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要：开放式实验教学是一种科学、创新的教学模式，它以学生为中心，是培养学生实践能力及创新意识的有效途径。从开放式实验教学的内涵入手，在讨论传统实验教学弊端的同时，阐述了当前开放式实验教学的模式，包括教学内容、实验时间、教学方式方法、课程安排和实验考核评价等。并着重在管理体制、教学师资力量、经费保障和网络支持平台等方面提出具有建设性的建议，对保证高校开放式实验教学的正常运行有非常重要的意义。
关键词：开放式实验教学创新型人才培养新型教学方式
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1007-3973（2012）004-158-03
我国已逐步进入一个科学与技术创新、信息产业化高度发展的时代，社会对人才的要求不仅仅是其具有扎实的理论知识和基本技能，更需要具备较高实践能力和创新能力。普通高等学校是我国高层次人才培养的重要载体，2011年我国普通高校毕业生规模达到660万人，2012年将达到680万人，而毕业生的就业形势日益严峻，在每年举行数以万计的招聘会上，时常出现“用人单位招不到合适的人，毕业生找不到工作”的尴尬局面，学生缺乏实践能力，缺乏创新思维和创新能力，综合素质较差是主要的原因之一。
实验教学是高校教育教学体系的重要组成部分，它对培养和提高学生的实践动手能力和创新精神具有不可替代的作用，特别是对于理工科学生，实验教学对于培养其自主学习能力，独立观察分析、发现问题、解决问题的能力，工程设计能力和创新能力起着关键性作用。而传统的实验教学，往往是教师根据教学计划，在固定的时间将学生安排到固定的实验室操作固定的实验步骤，得到早已得到的实验结论。传统实验基本上是为了验证、巩固和加深理论教学内容，实验时学生始终处于被动地位，他们在实验过程中很少遇到问题，即使遇到了问题也往往没有兴趣和动力去思考和解决。显然，这种教学模式已经很难适应教学改革和人才培养的需要，为此，不少高校及教育工作者正在努力寻求新的实验教学模式。开放式实验教学已成为当前高校实验教学改革的必然选择，是我国高校推崇和探究的新型实验教学方式，但这种教学方式目前还处于探索阶段，没有统一的模式和标准，在实际操作中，由于各高校基础和具体情况的差异，开放式实验教学的组织和实际效果也不尽相同。
本文笔者就自身教学实践和亲身体验，做进一步的分析探讨，旨在为开放式实验的教学探索和实施提供参考。
1开放式实验教学的内涵
开放式实验教学是以学生为主体，教师为主导，采取目标管理的原则，实施过程监控，由学生自主选择实验项目和实验时间，并根据实验要求设计实验方案，预约仪器设备，独立操作和进行数据处理、结果分析。在开放式实验教学过程中，实验室中的实验仪器设备、实验时间、实验内容、实验方法、实验考核评价体系等各方面向学生实行多形式、多层次、有目的性的开放，学生以自身所掌握的知识和技能为基础，利用现有实验条件，查阅相关文献资料，独立拟定实验方案，设计实验路线，组织实施实验操作，对实验结果进行分析总结，遇到问题时主动地寻求方法解决。教师负责对实验方案的可行性进行审查，在学生实验时给予必要的启发与引导，在实验完成以后进行总体性评价和分析。学校同时需要为开放式实验教学平台的管理、运行提供一套强有力的支撑体系。
2开放式实验教学的建设模式
2.1实验教学内容上的开放
开放式实验教学核心就是教学内容上的开放。教师在制定实验教学计划时, 对传统的实验教学内容应做必要的保留，同时应花大量的精力着重设置或引入创新性、探索性实验项目，来实现教学内容上的全面开放。开放式实验教学内容可以分为以下三个部分：
(1)基础技能型实验：学校组织相关人员对传统实验内容做相应的整合、精选和优化，并对不同年级、不同基础、不同能力的学生设置一些基本知识、基本技能的基础实验，它包括基础验证性实验，也包括原教学大纲规定的综合性实验。这部分实验内容作为学生的必选实验内容，低年级或基础较为薄弱的学生，必须认真地完成这些实验。学生通过这些基础技能型实验，要真正地了解实验原理，掌握实验仪器操作和使用、基本的实验技能和方法，为真正的开放式实验教学奠定基础。
(2)科研参与型实验：高校实验室同时承载着教师和其他科研人员大量的科研实验或技术开发任务，攻读博士、硕士学位的研究生在读期间也必须完成一个甚至多个科研课题，这些实验项目往往具有较高的科技水平和较为前沿的研究内容，其综合性、科研性、工程化较强。学校建立这些科研课题或者技术开发项目向学生开放制度，让基础较好的学生参与到相关的研发实验中来。这样做，学生可以直接接受一线科研人员或教师的指导，对于开阔学生眼界、迅速培养学生的科研能力和创新能力具有明显的作用。
(3)设计研究型实验：设计研究型实验是开放式实验教学的高级阶段。由教师根据学科最新发展动态或者学校/企业某方面的实际研发需求，拟定多种形式、不同难度的实验项目，学生根据自身的能力选定实验项目，查阅相关资料，制定实验方案，提交实验项目申请；学生也可以根据自身兴趣和爱好，组织材料向学校申请实验课题。学校组织专家进行论证、评选，并拨出一定的经费支持通过论证的学生科研课题，学生利用学校实验室开展科研实践，由学生或者组建课题小组确定实验步骤并予以实施，处理实验数据、分析实验结果、撰写实验报告。这种方式可以大大激发了学生的学习兴趣，调动了学生的积极性，变被动学习为主动学习，对培养具有较高科研能力和创新思维能力的高素质人才具有极大的促进作用。
2.2实验教学时间和空间上的开放
传统实验教学是根据实验教学计划，实验室定期开放，由教师带领学生集中进行实验，实验结束后便让学生离开实验室，将实验室关闭。而开放式实验教学是将实验仪器、实验设备等实验资源全天候对学生开放，无论是白天还是晚上，无论是上课期间还是节假日，学生都可以根据自身的安排到实验室去开展实验工作。这种方式提高了实验仪器设备利用率，在一定程度上缓解了不少高校因学生规模扩招带来的实验室资源短缺的局面。
当然实验室的开放还是需要一定的组织形式，并不是毫无原则的随意开放。每个学期初，学校根据教学计划和实验项目申请情况，对实验室开放作科学合理的安排。基础技能型实验可以安排在相对固定的几个时间，这样做减少指导教师的工作量，同时也可以避免某些实验试剂、耗材等实验资源的浪费；设计研究型实验根据其性质科学归类，某些实验项目可以集中进行就安排相对集中的时间，某些实验项目同时进行可能会造成仪器设备使用上的冲突或彼此间干扰较大，就应安排在不同的时间段单独进行。
2.3实验教学方式方法上的开放
在传统的实验教学过程中，实验前，实验教师往往安排人员配置好试剂用品、调试好仪器设备的，给学生们发放实验指导教材，教材详细介绍了实验目的、实验内容、实验操作流程和预设的实验结果等；实验时，学生根据实验步骤，按部就班地操作，遇到问题时一般由指导教师帮忙解决；实验结束后，学生根据现成的材料撰写实验报告，教师往往是稍作批阅，返还给学生，就这样顺其自然地完成了整个实验的教学。
而开放式实验教学，学生占主导地位，教师在学生的实验过程中起指导和监控的作用。开放式实验几乎都是由学生独立完成，教师主要从实验策略、实验方法等方面给予一些指导，对学生提出启发性的问题，并给予一些建设性的意见。遇到问题时，主要有学生自身想法设法解决。实验结束后，教师对实验结果和报告进行评价，组织交流探讨。当然，教师在指导学生实验时要及时跟进，对于一些错误操作、安全问题及时预防和控制，同时给以必要的支持激发学生的学习兴趣，增强学生主动学习的信心和决心。
2.4实验课程安排上的开放
在实验课程的安排上，学校可以将基础技能型实验按照专业理论课程的进度进行安排，学生在学习理论知识的同时也能掌握基本的实验技能和技巧；对于科研参与型实验，学校建立 “双向选择”机制，有研发项目的负责人按照自定的标准和要求招用学生，学生根据自己的意向来实选择实验项目。实验时，学生在研发项目负责人带领下开展某项工作或在其指导下独立完成某项实验，这类实验课程的安排可以贯穿本科学生培养的整个过程；对于设计研究型实验，各个专业制定教学计划时，至少要留出一个学期甚至更长的时间，学生在有一定实验技能和科研思维的基础上，通过认真开展设计研究型实验进一步提升自身的能力和素质。
这样课程安排方式，依据人才培养的过程，有效地解决了专业理论课和实验课在时间上的冲突以及实验室资源分配不合理的局面，较为科学合理。
2.5实验考核评价上的开放
开放式实验的考核评价要打破以往以实验报告为标准的惯例，应注重实验过程的考核，要真实反映学生的实验水平和实验素养。学校将实验课单独进行考核，并要求学生达到规定的目标学分。学分分为基础学分和创新学分两部分，基础技能型实验是学生的必做实验，其总学分确定为学生基础学分；学校给每个科研参与型和设计科研型实验设定一定的学分，该类实验为创新学分，学生须完成学校规定的学分。在实验进行过程中，建立相应的考核管理系统。实验指导教师或科研负责人对学生实验各个环节都应有一个记录及评定，包括实验选题、实验设计、实验操作、实验遇到问题时的态度和解决措施、实验结果和分析等，在实验项目完成后，指导教师对负责的实验进行验收，也可以采用论文答辩的方式来进行考核。最后老师综合学生表现，给出一个总的考核评价。
3强有力的政策和支撑平台
要使开放式实验教学有效的运行，学校还要建立有利政策和支撑的平台，在广大实验教师的努力实践和探索下，不断改进完善使之更加科学合理，才能真正的发挥其在人才培养中的作用。
3.1新型的实验教学管理中心
由于开放式实验教学打破以往固定的模式，使得管理工作更加的繁杂、深入，对实验管理者有着更高的要求，这就需要建立一个统一的实验教学管理中心来集中管理。实验教学管理中心直属于学校，在实验室的管理、实验资源的配置、实验内容的设置、实验时间的安排、实验项目的评定等各个方面实施统一安排和管理。实验教学管理中心打破了以往各院系、各学科分散式实验教学之间的壁垒，管理相对集中，程序也得到了大大的简化，它可以对现有的资源进行有效的整合、优化和共享，为开放式实验教学提供有力的支撑。
3.2高质量的实验教师队伍
开放式实验教学要求高质量的实验教学教师队伍，主要体现在：开放式实验教学的工作模式使得教师的工作量增加，工作更加繁琐，它要求教师有更好的耐心、更强责任心；开放式实验教学要求革新实验项目，开发增开更多的综合性设计性实验和引进现代化教学手段方法来进行实验教学，特别是大量选做实验和探索研究性实验的设置，都对承担实验教学任务的教师在知识更新、现代化实验手段运用等方面提出了更新的挑战，它要求教师有更高实践能力和业务水平。
因此，建立一支高质量的实验教师队伍至关重要。学校要建立教授、优秀教师和科研人员到实验室“兼职”指导开放式实验教学制度，让他们与学生深入接触，提高实验教学效果。另外，建立科学有效的培养、培训制度，给现有的实验师资队伍提供进修、培养、交流、考察等各种机会，进行业务培养和技术培训，不断提高实验师资队伍的知识和技能水平，同时积极鼓励实验教师开展各项科研工作，通过科研提高实验教师自身的综合素质和科研能力。
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