[高校实验教学改革与培养学生创新能力的探讨] 提高创新能力

　　摘要：以华北电力大学为例，介绍了高校实验教学中存在的主要问题，提出了高校实验教学改革的具体举措与预期目标，探讨了有效培养学生创新能力的实验模式。　　关键词：实验教学；创新能力；综合性实验；设计性实验
　　作者简介：傅彩芬（1979-），女，辽宁朝阳人，华北电力大学控制与计算机工程学院、华北电力大学研发实验服务基地，工程师；高谨（1968-），女，辽宁鞍山人，华北电力大学控制与计算机工程学院、华北电力大学研发实验服务基地，高级工程师。（北京?102206）
　　基金项目：本文系华北电力大学教改项目“协同多实验平台对创新人才培养的促进机制研究”的研究成果。
　　中图分类号：G642.423?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）21-0074-03
　　随着科技的进步与社会的发展，现代社会对大学生综合素质的要求越来越高。不但要求学生具有扎实的基础理论，而且要求具有团队合作意识和创新思维，能够灵活应用本专业知识来解决实际问题。
　　为此，2008年华北电力大学（以下简称“我校”）从培养创新人才入手，以“深化教育教学改革，优化人才培养过程，提高人才培养质量”为指导思想，对本科专业人才培养方案进行了全面修订。新版培养方案在人才培养指导思想、培养目标、培养模式等方面都提出了新的要求，构建了基于目标的课程体系，完善了“四模块”（基本实验模块、校内实践模块、仿真实践模块、校外实践模块）实践教学体系，进一步凸显了“厚基础、重实践、强能力”的人才培养特色。经过近几年的实践，新的方案取得了较大的创新与突破，教学环节将依托学校“四模块”实践教学平台，实现从基础到专业、从基本到提高、从单一到综合、从简单验证到综合设计、从校内模拟到工程实际，最终使学生顺利走向社会实际工作岗位，达到培养创新能力的总体目标。而实验教学对培养学生的知识应用能力和创新能力起到了非常重要的作用。
　　目前各高校都在进行实验教学改革，为培养实用型、创新型和适应新时代发展需要的人才探索有效的实验教学方式方法。本文以我校实验教学为例，结合国内相关院校的情况，以一隅之见，对这一问题进行探讨，希望能够起到抛砖引玉的作用。
　　一、目前高校实验教学中存在的主要问题
　　通过学习参观及阅读相关资料[1-9]，我们发现实验教学在一些高校中普遍存在以下问题：
　　一是实验内容和方法单一，学生被动做实验。以我校自动化专业的实验教学为例：在实验内容上，只是验证理论课上讲的基本概念和理论数据或是简单的基本技能训练，内容偏于简单；在实验形式上，全班同时做相同的实验内容，形式比较单一；在实验方法上，学生按老师规定的步骤或方法做实验，学习方法是被动式，不能充分调动和发挥学生的主观能动性。
　　二是实验教学效果不理想，学生对专业知识只见树木不见森林。传统实验教学方式导致学生往往只知道若干个独立问题的处理方式，无法理解这些实验问题在整个系统中的作用及它们之间的相互关系。
　　三是受各种条件所限，落实综合性、设计性实验受阻。对于已开设的综合性、设计性实验也存在一些实施问题——做实验的学生多、实验指导教师少、设备数量有限、实验学时少、实验成绩不计入期末考核成绩等。例如“运动控制”是我校自动化专业的专业课，设置了两个实验模块“单闭环直流调速系统实验”、“小功率直流随动系统实验”。两个实验均为综合性实验，目前每年需要面向180名学生开设；有1名实验指导教师负责实验指导工作。实验室共有10套设备，如果分成6个组，每次实验仍有30人同时进行。因此实验指导工作量大、任务重。另外，由于该课程只有4个实验学时，且为综合性实验，学生实验时间有限。由于时间条件限制，实验成绩不便记入期末考核成绩，为此学生不是很重视。那么如何达到综合性实验的目标就对教师和实验管理提出了较高的要求。
　　四是学生缺少探索的动力，缺乏对实验的预习和准备。学生水平参差不齐，对实验指导教师存在不同程度的依赖，需要教师根据学生自身的特点，引导学生加强创新思维和科学研究素质的培养。
　　二、高校实验教学改革的具体举措及预期目标
　　我国物理教育家曾谨言教授在大学生的量子力学教学过程中，曾经对改革考试制度做过如下的尝试：即在适当的时机，向学生们提出一些目前人们还不很清楚，而学生们已有基础可以进行探讨的问题，如哪一位学生能给出一个解决的方案，就予以免试，给予最优秀的成绩。有一些问题可能会被少数聪明而勤奋的学生相当完美地解决了。曾教授指出，虽然有人也许会认为这样的问题不太好找，但实践经验表明，只要这门学科在发展，这样的问题比比皆是，但它们只对勤于思考的人敞开大门。当然，这样的问题不一定重要，但对于培养创新人才却是非常有效的。[10]
　　曾教授的方法对于今天的高校实验教学也有积极的启示作用。在实验教学中，可以尝试对专业实验课程进行改革，教师以研究的态度进行教学，力求符合初学者的认识过程。通过特定的实验题目使学生初步亲自经历知识创新的历程，感受科学发现和技术发明的艰苦过程和成功的乐趣，认识到知识不是来源于书本，而是来源于实践，植根于讨论和持续的深入思考之中。使学生重新认识学习的本质，认识到知识创新不是一蹴而就，而是一个去粗取精，去伪存真，不断迭代接近真知的探索过程。成功的体验不仅可以使学生更深刻地理解书本现有的知识，而且可以进一步激发学生求知的动力，增强对未知领域深入探索的自信心，成为未来知识创新的主体。
　　而要进行这样的革新尝试，综合性和设计性实验是一个很好的选择。综合性、设计性实验的开设可使高校的实验教学舍弃平推式的教学模式，在教学方式与手段上注重个性化和创新性，强化能力培养，提高综合素质，满足新时期教学改革和建设创新型国家对人才的需要。而如何成功实现这一目标可以说是仁者见仁、智者见智。各个学校、各实验室甚至每个实验教师都有自己的实践经验和做法。[11]这里我们结合其他高校在综合性、设计性实验开设中的具体举措，考虑从学校、教师和学生三个层面共同推动，如图1所示。