创新型实验教学体系构建的思路与实效 实效管理执行管控六大体系

　　 [摘要] 创新型实验教学体系是培养创新型人才的主要环节,也是提高教学质量的重要保障。在分析传统实验教学存在问题的基础上,通过实际调研、考察学习和综合研究,初步凝练出构建创新型实验教学体系的五项原则和“两个系统、五个模块、两个结合”的创新型实验教学体系。经过实际运行,实验教学体系由单一课程实验向多层次实验模式转化,实验教学模式由单一的教师为主体转向多元化组合,学生的综合素质得到明显提高。
　　[关键词] 创新型实验教学体系 原则 思路 实效
　　
　　建设创新型国家的关键在于培养创新人才。创新型人才要靠创新教育理念、创新教育实践活动和创新教育管理等途径来培养。创新能力的主体是开展创造性活动,获取创新性成果的能力。从本质上讲,创新能力的培养离不开专业知识的学习和研究,但更需要创新性的实践活动来促成和提升。创新性实验教学体系是培养学生实践能力和创新能力的主要环节,是保证本科教学质量必不可少的条件之一。本文以长安大学水资源与环境实验中心为例,在分析传统实验教学存在问题的基础上,介绍创新型实验教学体系构建的思路和取得的实效,以供参考。
　　一、传统实验教学存在的问题
　　长安大学水资源与环境实验中心由水文水资源、环境科学和环境工程三个专业实验室合并组建而成,合并前三个实验室分布于校本部、东院教学区、北院教学区。三个实验室的实验教学内容基本为面向专业,附属于理论课程的课程试验。
　　三个实验室存在建设内容上互相重复,实验教学内容相互重叠,实验室功能单一,综合性不足等问题。加之实验人员因隶属不同实验室工作分散,尽管教学内容相近,但缺少交流和研究。在倡导淡专业宽口径、综合素质创新人才的培养的今天,这样的模式显然不能更好地适应创新人才培养的需求。这种传统实验教学模式存在以下几个问题。
　　1.实验室机构重叠,设备利用率不高
　　三个实验室在行政上虽隶属学院管理,在内容组成和实验教学体系上仍沿用过去传统的面向单一学科或某一专业的组成模式,在运行和建设中更多依赖于专业课程教学需求。在这样的前提下,实验室建设只追求小而全,一些本可以公用的平台和仪器成为重复建设的主要内容,同时由于重复建设使有限资金不能有效利用,本可以建得更好的一些平台由于资金问题只能在低层次上建设。同时小而全的建设模式由于受专业培养人数限制容易造成设备利用率偏低。
　　2.实验室功能单一,标准偏低
　　长久以来形成实验教学附属于理论教学,实验室即为理论教学附属场地的思想,实验室的设置和建设以课程设置和理论教学体系为准则,使得实验室功能单一,定位偏低。实验室不能很好地将教学科研融为一体,科研教学脱节,教学少了科研渗透和设备补充,内容显得陈旧,缺少活力。
　　3.实验教学综合性、创新性不足
　　从学生培养来讲,应当理论教学与实践教学并重,但传统实验教学普遍是伴随理论教学的进行而进行,称之为课程试验,附属于理论教学环节。由于受学时、理论教学内容等制约,实验教学缺乏自主性,在内容安排上更多的是理论课程基本理论的再认识或规律的验证,内容缺乏综合性。同时,由于三个实验室自成体系,尽管学科相近,交叉融合性强,但彼此缺少交流渗透,使得教学和人才培养有一定的局限性,难以达到知行统一、发展科研能力和形成科学素养的教育任务。
　　二、创新型实验教学体系构建的思路
　　针对传统实验教学体系中存在的问题,课题组成员经过实际调研、考察学习和综合研究,初步凝练出创新型实验教学体系构建的原则和思路。具体内容如下:
　　1.创新型实验教学体系构建的原则
　　(1)遵循培养计划的原则
　　实验教学体系构建首先要满足培养计划的要求,培养计划是为实现培养目标而制定的指导性文件。一旦培养计划被确定,所有的教学环节都得围绕其运转。为此,在构建实验教学体系时,围绕培养计划将实验创新教育的培养目标可以分为知识、能力、人格三个方面。学生学习评价方法既要能评价一门课程(知识)的成绩,又要能评价能力的掌握程度和人格的培养效果。
　　(2)整体性原则
　　传统的实验课设置是按与理论课设置相对应的原则设置,一个实验室安排一门课,每个实验室都是小而全。在一些实验课中,往往是注意了一门课程的完善和改革,而缺乏整体的匹配,从而造成资源浪费,教学内容重叠,系统性不强。要改革实验教学体系,根据学科的交叉性和相关性以及培养计划,将本科四年中所有的实验教学进行归纳分类,作为一个整体进行统筹规划,调整实验内容,按多层次、结构化和开放式的思路构建实验教学体系,注重课程之间联系,循序渐进,逐步向深层次延伸、拓宽和渗透。
　　(3)前沿性、更新性和以科研促进原则
　　实验课程体系要根据学科发展和科研成果不断更新实验内容,并注重学科的发展方向、前沿性,尤其将科研最新成果引进到实验教学中,以研促进,教研结合,建立具有学科特色、反映新成果的实验课程体系,注重科研能力的培养。
　　(4)开放性原则
　　开放型实验教学是教学改革最重要的组成部分,是强化课程的综合性和实践性,培养学生创新能力和实际操作能力的重要途径。通过实验室开放,使不同层次的学生在自己设计和独立操作的平台上,把智慧转化为思维、视野、探索精神和创新能力,构建大学生创新研究平台,为学生自主实验、个性化学习创造条件。
　　(5)过程与结果并重原则
　　在实验教学体系构建中要强调对研究过程和结果的考核。制定科学的实验成绩考核机制,从多方面、多角度、多形式对实验成绩进行综合评价。具体要求如下:①基本操作与技能的考核,着重检查实验动手能力的训练结果;②基本实验考核,着重检查学生掌握和运用知识的情况以及观察、分析和判断问题的能力;③创新评价,作为实验成绩考核的重要组成部分,要求学生完成每个试验后在实验报告中对实验过程与方法优缺点、出现的问题及应对对策和措施,试验改进、试验的心得和启示等予以反映;�④平�时成绩,根据学生每次实验报告的成绩加以评定。上述综合评定学生成绩的方法注重了评价动态性、多样性、创新性,比较符合创新教育评价体系的要求。
　　2.创新型实验教学体系构建的思路
　　创新型实验教学体系构建的目的是培养学生获取知识的能力、实践创新能力、综合分析能力和解决实际问题能力,从而形成一个实践教学链,并在实践教学链中突出专业特色。为了达到上述目的,依据实验教学体系的构建原则,创新型实验教学体系构建的思路是设立两个系统、五个模块、两个结合。
　　(1)两个系统
　　两个系统是指课程实验教学系统和科技创新系统。课程实验教学系统旨在培养学生综合实践能力,加深学生对所学知识理解以及运用所学知识分析问题解决问题的能力。科技创新系统旨在培养学生的创新能力和工程实践能力为宗旨,使学生初步掌握科学研究能力,培养良好的科学素养,提高大学生运用知识和科技创新能力,培养大学生的团结协作精神。
　　(2)五个模块
　　课程实验教学系统依据循序渐进的原则,分层次、模块化设置实验教学课程,可以分为基础训练实验模块、综合训练实验模块和设计实验模块。基础训练实验模块为验证性和基本技能训练实验,旨在加深学生理解所学课程的原理和培养专业实验基本技能,具体包括基本知识、基本操作、基本技能实验、实验原理、装置、测试仪器、仪器设备使用方法等;综合训练实验模块主要目标是通过实践训练,培养学生运用上一层次中所涉及的基本技能、基本知识、基本操作解决较为复杂问题的能力,强化智力技能和理论技术的培养,增强学生的工程和科研意识;设计实验模块是在前两个层次的基础上,学生依靠实验室的资源和有关文献资料阅读,通过课程设计性实验或学生自主设计实验完成,培养学生创新能力和创新意识。科技创新系统根据题目的来源,设置依托科研创新模块和自主选题创新模块。依据学科前沿问题或工程实际的重大问题,引导有能力的学生通过自主选题或依托教师的科研项目开展科学研究,自由组织、自由选题,经过资料查阅、实验设计、开题报告、实验研究、结果分析、报告编写等形式,培养学生的团结协作和开拓意识。
　　(3)两个结合
　　两个结合是指课程实验教学与科研相结合、课程实验教学与课外科技活动相结合,互为补充,可保证实验教学内容的基础性、科学性、前沿性与先进性,促进实验更新率和科研成果转化为教学实验成果。
　　三、创新型实验教学体系的实效
　　以上述思路构建的实验教学体系为指导,以高效的运行机制作保障,实验教学取得了明显的实践效果。
　　1.实验教学体系由单一课程实验向多层次实验模式转化
　　围绕创新人才培养这一新目标,构建新的实验教学内容体系。提高教学起点,筛选优化知识点,逐步淘汰内容陈旧、技术落后的实验。增加综合性、设计性试验。按照知识、能力、素质协调发展的教育标准,建立起基础、综合、创新三层次实验模块。基础实验模块:主要面向课程保证基本知识和基本技能的训练;综合实验模块:通过优化一门或多门课程知识点加强学生综合知识及应用能力的训练;创新实验模块:依托教师的在研课题从中分离出一些小的题目,引导学有余力的学生进行探索性的实验研究,培养学生发现问题解决问题的能力。
　　2.实验教学模式由单一的教师为主体转向多元化组合
　　针对不同的教学层次采用不同的教学方式,在基础训练模块教学中仍以教师为主体,夯实学生基础知识,加强试验基本技能和基本素质的养成。综合应用模块的训练中采用“双主模式”将以教为中心的教学理论和以学为中心的教学理论有机结合起来,教师由灌输教学变为引导教学,引导学生在良好实验氛围中去亲身体验与尝试。调动学生的积极性和主动性,使学生在获取知识和技能的同时强化学生的综合及应用能力。在创新试验训练中采用以学生为主体训练模式,学生三、五人为一研究小组,选定试验题目,通过查资料、研究讨论与导师沟通等确定实验方案,得出试验结论。以探索性的实验研究充分调动学生的主动性和创造性培养学生发现问题解决问题的能力。
　　3.学生的综合素质得到明显提高
　　除了验证性实验外,综合性、设计性和创新性实验一般都紧密结合生产实际和工程实践,学生的动手能力得到了加强,开阔了视野,明确了学习的方向,提高了参加课外活动的积极性。2004年以来,实验中心支撑的专业学生先后获得第八、九、十届“挑战杯”全国大学生课外学术活动竞赛一等奖1项、三等奖3项、国家专利7项、陕西省大学生课外学术活动竞赛特等奖和一等奖各1项。
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　　基金资助:陕西省高等教育教学改革研究重点项目(陕教高[2007]68号)资助。