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强化高校实验教学改革,促进学生创新能力培养

2013-04-13赵海阔权红梅

黑龙江教育学院学报 2013年12期
关键词:创新能力实验教学改革

赵海阔,权红梅,杨 斌

(兰州城市学院培黎石油工程学院,兰州730070)

一、强化实验教学,理顺理论和实验教学的关系

高等学校的教学工作主要分为理论教学和实验教学,两者是辩证统一的关系,是相对独立、相互依存、相互促进的教学体系。传统的教学观念是实验教学从属于理论教学,是违背理论与实践相统一的原则的,与当今社会对人才培养的要求更是格格不入的。这些观念现在虽然已被广大的教育工作者认可,但在实际的教学实践中,由于现实的客观或主观因素,多是停留在口头上,实际的实验教学还停留在老旧的教学体系框架下,与理论或主观认识相距甚远。高等学校的实验教学,是学生在特定的实验环境中,在教师的指导下通过自身努力完成教学目标的教学过程,相对于理论教学更具有直观性、综合性和创新性。

人类社会及现代科技发展史上的无数事实早已充分证明了科学实验是知识的源泉,是推动社会进步及科技进步的重要动力。现代科学技术的发展,特别新兴学科、交叉学科的不断出现,实际上已经打破了学科之间、理论研究与实验之间的界限。只有在不断的实践中建立起较强的科技开发能力和科研创新能力,才能创造新知识。因此,在高等学校的教学活动中,要切实摒弃重理论、轻实践的传统做法,转变实验教学依附于理论教学的观念,转变实验室为教研室服务的观念,在思想上和行动上高度重视实验教学的重要性。学校各级领导要把实验教学工作列入学校教学工作的重要议程,明确主管部门和职责,要像抓理论教学一样抓好实验教学,使实验教学工作在学校的整体教学工作中占有重要的地位;广大教师要充分认识重构实验教学体系、改革实验教学内容和方法的迫切性,在实验教学中培养学生的创新思维能力。

二、尊重实验教学规律,改革实验教学

1.大力促倡启发式教学,培养学生演绎推理的思维能力

创新能力,首先要求具有创新思维。我国学生博闻强记,基础知识扎实,但动手能力较差,尤其是缺乏思维的创造性,实验教学的改革应对此予以充分的重视。解决目前学生“被动”实验的最好方法是实施启发式教学,利用启发式教学调动学生进入积极的思维状态,激发学生的学习兴趣和主观能动性,使单纯的“被动”实验过程变成“积极思维”的过程。

2.提倡学生的“质疑”精神,培养学生的探究品质

创新就意味着要质疑,只有在质疑的基础上才有可能创新。疑点是创新的起点,是诱发学生创新动机的载体。因此,要在实验教学过程中鼓励学生大胆质疑、大胆提出问题,鼓励学生不迷信、不盲从、不唯书、只唯实,要注重引导和培养学生勤于思考、善于怀疑、乐于研究和探索。

3.改革实验教学环节,培养学生良好的科学素质——创新能力

科学素质是人的综合素质的一个重要方面,是一个人对科学的认知水平、认识能力、实践能力和创新精神的综合体现。传统的实验教学存在着重技能、轻创新的倾向,而创新能力是当今社会对人才需求的最主要的科学素质。通过实验教学环节的改革,一方面要培养学生灵活运用知识的能力、独立分析和解决问题的能力、动手能力和思维能力;另一方面,要培养学生树立科学的实践观,让学生懂得学术上的严谨作风是事业成功的关键,各个实验环节上的严格要求则是学有所成的保证[1]。

4.处理好“温故与创新”、“继承与变革”的关系

“温故而知新”,就是要使学生在实验教学过程和结果中获得启发,悟出新的东西,不能总停留在“温故”的基础上,而应当强调“知新”和“创新”。当然,作为实验教学的指导者,教师首先要具有创新的意识。同时,要正确处理好“继承”与“变革”的关系,实验教学的内容要不断更新,减少验证性实验,增设综合型和设计型实验。实验时要引导学生不能“述而不论;信而好古”,要从实验设计、过程和结果中去探究新知。

创新的源泉是继承,但全盘地不加批判地继承又会阻碍创新能力的发挥。要让学生通过实验,依据已有的知识,在批判、继承的过程中发现新问题、解决新问题,进而创造新成果[2]。

三、实验教学改革的可行途径探讨

1.重建课程体系,优化课程结构

多年来,我国高等学校的实验教学大多按理论课或二级学科专业设置,同一学科中各门实验课程的教学内容各自独立,均强调各自体系的系统性、完整性和独立性,相互之间常发生课程内容和方法在低层次上的重复,既不利于学科交叉,更不利于学生分析和解决问题的综合能力的提高。因此,改革实验教学,首先要重建实验教学体系、优化实验教学的课程结构,尽量做到按一级学科设置基础教学实验室和实验课程,努力使实验教学相对独立于理论教学,同时增加综合型、设计型实验,压缩验证型实验。

2.改革实验教学方法,开展三段式实验教学

可以按照基础型实验、综合型实验、设计型实验三个阶段开展实验教学,将有关实验内容融合到三个阶段的实验教学中,并逐步提高对实验操作的规范与技能要求,对实验现象的观察、分析、总结能力的要求。

基础型实验重在基本技能和基本操作的训练。这个阶段使学生了解相应专业实验的基本特点,掌握该专业实验的选题、规划、设计、操作的一般步骤,掌握易燃、易爆、危险品管理以及安全用电、防火等基本知识,掌握专业实验的基本技能、常规仪器设备的使用方法和简单维护保养等,初步培养学生的观察能力、动手能力、独立分析问题和解决问题的能力[3]。

综合型实验突出培养学生综合知识、分析问题和解决问题的能力。这个阶段以专业知识中的典型实验为主要内容,使学生通过尽可能多的实际实验设计和操作,熟练掌握该专业的各种实验方法和实验技术,发展实验设计与操作的各项技能以及实验分析和评价能力,同时要求学生按规范写出实验报告,并对实验结论进行论证。

设计型实验加强与学科前沿知识的联系,培养学生的科研能力和创新思维[3]。这是实验教学与实践相结合的主要阶段。这个阶段,学生在教师的督促、引导之下,以个体或小组的形式,进行实验教学实习,围绕相应专业课题进行实际调研,相对自主地走向相应专业的社会生产实践,从中发现、选定实验课题,独立地进行实验方案的设计、样品的采集、试剂的配制、实验操作以及实验结果的统计、分析和实验报告的撰写。

3.从形式到内容全面改革实验教学测评方式

实验教学的测评也是整个实验教学过程的一个基本环节,它的内容、方法和结果直接影响着教学内容的组织、教学方法的选用以及教学目标的实现。然而,如此重要的环节在传统实验教学中却经常被忽视,实验教学测评的内容仅仅局限于考查学生对规定的实验理论和实验操作知识的再现程度,方式是单一的、强制性的、“一刀切”的,使学生应有的教学主体地位被剥夺,严重制约了实验教学目标的实现。因此,要提高高校实验教学的质量和成效,也必须从内容和方式上改革教学测评方式[4]。

在内容上,实验教学测评的重点应从单纯地测评学生对特定实验技能的再现程度,转向考查学生在专业实验方面创新能力的程度和水平,即创造性地运用本专业理论知识提出实验课题、进行实验规划与设计,选择实验操作方法,实际上就是测评学生的实验技能、理论素养在实践中的融会贯通、综合运用的程度或水平。

4.大力倡导实验教学的开放,调动和激发学生的主动性和积极性

在三段式实验教学的过程中,教师要打破实验教学的固定安排模式,尽可能多地开展开放式实验教学,在实验教学的内容、方法、时间、地点等方面给学生自主选择的空间,自己则从传统的包办式实验教学中的传道者转变为实验教学的督查者和评判员,让学生真正成为教学的主体,尊重学生的个性和创新精神,激发培养学生进行科学实验的兴趣和主动性,克服传统实验教学形式单一、内容僵化、剥夺学生的教学主体地位和扼杀个性等重大缺陷,实现实验与理论的有机统一,赋予实验教学以活力,从而在强化实验基础知识的掌握、基本操作技能的培养、实验教学内容的拓宽等过程中,提高实验教学的质量和成效,提高学生的实验技能和创新能力。

5.采用现代实验教学手段,丰富实验教学内容

随着科学技术的飞速发展,实验方法、手段和内容都在不断地更新和改革。CAI和CAD作为一种计算机辅助教学手段在实验教学中被逐渐采用。利用先进的多媒体课件或仿真软件,可将实验教学由分散性转化为综合性、由验证性转化为设计性。利用虚拟仪器技术可以模仿真实的实验环节和设备,具有很强的立体感和真实感,可通过计算机反复再现各个实验过程,增强对仪器设备的使用熟练程度和实验过程的理解深度[5]。

[1]皮建辉,向孙军,杨其仁,姚元枝,向德标.创新实验教学途径的探索与实践[J].实验科学与技术,2007,(2).

[2]张云峰,罗玉明.生物实验教学改革与创新人才培养[J].淮阴师范学院教育科学论坛,2006,(4).

[3]陈晓霞,杨晓燕.立足创新能力培养深化实验教学改革[J].新疆医科大学学报,2006,(11).

[4]万其中,李文生.高校实验教学改革与创新人才培养[J].普通高等教育研究,2007,(4).

[5]王天行,傅松涛,张景雷,张山起.高职专业设置影响因素探析[J].职业技术教育:教科版,2006,(4).

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