创新性开放实验室教学的研究

董爱军，陈秋莲，张景凤

（1.滁州学院机械与电子工程学院，安徽滁州 239000；2.胡集一中物理教研室，山东金乡 272422；3.嘉祥一中数学教研室，安徽滁州 272409）

创新性开放实验室教学的研究

董爱军1，陈秋莲2，张景凤3

（1.滁州学院机械与电子工程学院，安徽滁州 239000；2.胡集一中物理教研室，山东金乡 272422；3.嘉祥一中数学教研室，安徽滁州 272409）

对创新型开放实验室教学的必要性进行讨论，详细论证和分析创新性开放实验室教学的开放形式，并结合滁州学院实验教学实际，探讨建立创新性实验教学的开放模式。

实验教学；开放模式；实验教学体系

我国高等学校传统的实验室教学是按某一门课程来安排的，教学内容由教研室自行制定、安排，管理体制实行以教研室管理为主的“封闭式”管理体制［1］。随着实验教学体制改革深入，教师队伍科研能力的提高，科学技术的飞速发展以及学科之间相互渗透的加剧，传统实验教学体制的弊端越来越明显地显现出来，严重影响了实验教学效果，束缚了大学生能力的提高。开放式实验室教学，作为一种新型的教学体系，被越来越多的人所关注。与传统教学相比，开放型实验教学是以学生为主体，强调学生学习的主动性，实验内容的可选择性；它以“教学”和“教育”为出发点和归属点，有指导地探索研究式的自主学习模式［2］。

随着科学技术的日新月异，实施开放型实验室教学，已成为培养学生创新能力、促进学生全面发展的必由之路，是高等学校教学改革的重要组成部分［4］。开放型实验室教学是通过改变传统实验教学束缚学生发展的各种因素，激励学生探索学习规律的积极性，培养学生自主分析问题的能力的新型教学方法。将详细探讨开放型实验室教学的必要性，结合滁州学院机械与电子工程学院实验室教学实际以及近年来实验室教学的改革成果，重点介绍创新型实验室教学的开放模式。

1 开放型实验室教学与传统实验室教学的区别

1.1 教学主体不同

在传统实验教学中，教师是主体，教学中处于主导地位；学生是实验教学的客体，只能被动地完成实验教学任务［4，5］。这种实验教学模式主要采用灌输的教学模式。实验前，实验教师准备好各种实验器材和设备以及实验教学内容；实验时，实验教师进行详细讲解，甚至演示实验操作，更有甚者将实验目的、操作步骤、实验数据的处理方法以及实验的注意事项写得一清二楚，学生只需被动地按照地实验步骤，机械地操作。这种教学模式过分强调了实验教师的作用，严重束缚了学生学习的主动性，影响了学生自主分析、解决问题能力的培养。开放型实验室教学则把学生推到主体地位，更加注重学生自主分析、解决问题能力的培养。在这种教学模式中，根据专业设置以及发展方向，学生可以自主选择实验内容、实验仪器与设备；可以自行设计实验操作步骤；可以独立处理实验数据、分析实验结果。

1.2 管理模式不同

传统实验教学中，实验内容有教研室自行制定、安排，实行以教研室为主的“封闭式”管理体制。开放型实验室管理则采取学生可以自主选择全部或部分实验内容，由实验教师统一管理的管理模式，在该模式中，实验教师处于服务性定位。采取开放型实验室管理体制，可以给学生提供一个宽松、自主的学习环境，给学生一个预习、动手、练习和选做其它实验的机会。

1.3 实验目的不同

传统实验教学的目的是对理论教学的验证，通过实验教学提高学生对理论知识的掌握。在该模式中，实验教学依附于理论教学，是理论教学的完善与补充。随着高等学校素质教育改革的深入，实验教学在高等教育中地位越来越重要。改革实验教学的内容、手段和方法是当前实验教学研究一个重要方向，开放型实验室教学应运而生。开放型实验室教学的目的是通过提供给学生更多的实验内容、时间、空间，使学生有更多的时间认识了解和掌握各种先进仪器的可能。不仅充分发挥了实验室的作用，而且提高了学生自主分析、处理、解决实际问题的能力。

2 开放实验室教学的必要性

实验室是高等学校进行实验教学、培养学生分析、处理与解决问题的重要场地，是教师和学生进行科学研究的重要基地。因此，在高校实验教学中，进行开放型实验室教学是很有必要的。

（1）开放型实验教学是传统实验教学适应时代发展的必然产物。在传统教学中，实验教学作为理论教学的完善与补充，依附于理论教学。随着时代的发展，培养具有自主分析、处理和解决现实问题能力的人才，是深入高等教育改革的必然选择。

（2）开放型实验教学是传统教学观念发展的必然结果。传统实验教学观念认为，实验教学和实验教师在整个实验教学过程中处于辅助地位。实验教学得不到应有的重视，长期处于重理论、轻实验的现象，严重束缚了实验教师教学和学生学习的积极性。

（3）开放型实验教学是深化素质教育改革的必由之路。实验室是高等学校进行实验教学，培养学生创新能力和提高学生综合素质的重要舞台。在开放型实验室教学模式中，学生可以根据“个人爱好”和“专业教学要求”，自主选择实验内容、实验仪器，自行设计实验步骤、处理实验数据，充分发展学生的主观能动性，从而提高学生的综合实践能力和创新思维。

3 开放性实验室教学的开放模式

为了培养学生的创新精神，充分发挥学生的创造才能，对以下两种开放模式进行了有益的探索。

3.1 教学使用与开放使用相结合的实验室教学模式

在图1所示的实验室开放模式中，教务系统将教学任务下达给实验教师、学生和实验室管理人员；实验教师根据教学大纲的要求，将实验项目分别下达给实验管理人员和学生，实验室管理人员根据实验项目为学生安排实验室、准备实验仪器并要求学生在规定时间内完成。实验完成后将实验仪器归还管理人员、实验结果交予实验教师。实验教师根据实验结果给学生实验成绩，并将实验结果交给教务系统，由教务系统根据学生实验情况进行评估。

图1 教学使用与开放使用相结合的实验室开放形式

在该模式下，学生是实验的主体，实验教师和实验室管理人员处于服务性地位。这种实验模式可以为学生提供一个宽松、舒适、自由的的学习环境，可以充分调动学生学习的主动性和主观意识，培养学生自主分析和解决实际问题的能力。但是，在该种模式下，学生要在教学大纲的范围内选择实验项目、试验仪器等，选择面较小，不利于学生兴趣的培养。

3.2 课外兴趣培养模式

课外兴趣培养模式是利用学生课余时间对学生进行技能培养的一种开放性的实验教学模式。图2给出了课外兴趣培养模式的方框图。在该模式中，实验室人员根据实验教学大纲以及实验室具体情况，在本学期初，将本学期正常开设实验和开放性实验的实验项目、时间和地点反馈给教务系统，由教务系统将开放实验的实验项目、时间和地点在教务系统上公布。学生根据开放实验信息，根据自己的兴趣爱好及发展方向，选择合适的实验项目，并向教务系统网上申请；教务系统根据学生选修情况，合理安排，并将信息反馈给学生。

这种实验教学模式优点在于能够发挥学生学习的主动性，使学生有选择地进行实验项目的学习和研究，能够培养学生自主分析、解决问题的能力。

图2 课外兴趣培养模式

3.3 小学期实验教学模式

小学期实验教学模式是根据专业设置和学生需要，在假期里为学生提供特殊实验培训的教学模式，例如，专业实验培训、电子设计大赛、科普设计大赛等。该学模式主要有以下优点：（1）目的性强，学生根据自己的专业设置和今后的发展方向，选择适合自己的实验内容，目的性较强，能够更好地学习和掌握所学内容；（2）专业性强，能够提高学生专业素养，为学生进一步深造或走上工作岗位打下坚实基础；（3）系统性强；由于假期时间充沛，能够较为系统地为学生讲授专业知识；（4）大大提高了实验设备的使用率，降低了教学成本。

4 滁州学院机械与电子工程学院进行开放型实验室教学的有益探索

滁州学院机械与电子工程学院充分认识到开放型实验室教学在高校教育中的重要作用，进行了许多有益的探索，主要体现在以下几个方面。

（1）实验教学大纲的修改与制定。结合实验室的实际情况，我院修改并制定了实验教学大纲。在大纲中十分重视学生自主能力的培养，大量引入可开设实验项目，增加设计性实验和综合性实验所占的比率以及专业实验等内容。通过实验大纲的修改和实施，充分调动了学生学习的主观能动性，提高了学生的综合素质。

（2）实验教学评估方式的改进。我院改变了传统评估体系中仅仅依靠实验报告进行实验评估的情况，引入了实验预习、实验操作、数据处理以及实验报告书写等评估内容，更能够准确反应学生的实验效果，促进了学生独立思考解决实际问题的能力培养。

（3）小学期制实验教学模式的建立。我院于2011年开始实行小学期实验教学模式，该教学模式主要是在假期内完成，以专业实验培训为主。通过近期培训情况来看，学生参加较为积极，教学效果较为满意，成绩较为突出。

（4）竞赛培训教学模式的确立。组织和培训学生参加国家、省市举办的电子设计、科普以及数学建模等大赛，不仅提高了学生实际操作能力，而且提高了学生的专业素养，为以后学生深造、就业打下了一定的实践基础。

［1］袁受亮，冯承恩，王贵兵，等.高校实验室管理体制改革的实践与探索［J］.陕西师范大学学报，2000，29：293－29.

［2］王志军.硕士毕业论文：高校开放式实验教学实验教学管理系统的设计与实现［D］.2008，22.

［3］张家栋.研究型大学实验室向本科生开放的实践与思考［J］.中国大学教学，2009，（6）：74－76.

G642.1

A

1673－1794（2011）05－0108－02

董爱军，实验师，理学硕士；研究方向：实验室教学与研究。

滁州学院教学研究项目（2009jyy032）

2011－06－14