刑事技术专业探索性实验教学模式的探索

朱红慧

（南京森林警察学院刑事科学技术系，江苏南京210023）

刑事技术专业探索性实验教学模式的探索

朱红慧

（南京森林警察学院刑事科学技术系，江苏南京210023）

目前公安院校刑事科学技术专业实验教学发展面临比较突出的问题是缺乏培养学生创新能力的实验教学环节，表现为学生面对新型刑事技术问题显得难以适应。针对刑事技术专业人才创新能力培养的需要，提出了在原有实验的基础上增添探索性实验教学模式的观点，旨在为刑事技术专业实验课程的改革提供有价值的参考。

探索性实验；创新能力；实验教学模式

刑事技术专业是公安技术人才的主修专业，是实践性很强的专业。实验教学在刑事技术专业教学中占有非常重要的地位，现代公安技术发展对刑事技术人才的创新意识、创新能力、创新精神和综合素质提出更高的要求，为公安高等院校培养刑事技术人才提出了新的课题，同时也为刑事技术专业实验教学提出了新的要求。当今公安院校刑事技术专业实验教学大多采用传统的验证性和综合性实验教学模式，在这种模式中学生根据老师的安排，按部就班地进行实验操作，缺少主动思维的机会；在实验内容上注重公安业务知识的传授和复制。通过这两种层次的实验训练，学生具备处理常规案件的技能，但面对公安技术岗位上出现的富含高科技、高智能的新型技术案件显得难以适应。事实说明，传统的实验教学模式在培养学生创新素质上存在不足，应该进行充实和调整，增加培养学生创新能力和创新精神的探索性实验教学模式的训练。[1]本文就刑事技术探索性实验教学模式作一探析。

一、刑事技术探索性实验的内涵

刑事技术探索性实验，是指学生在对实验对象不太了解的前题下，根据已经学习和掌握的刑事科学技术知识、基本原理以及与其相关的知识，设计一个与刑事科学技术有关的实验方案，通过分析、实验、研究、探索得出结论，并进行思维和能力训练的实验。探索性实验是让学生通过探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素关系的过程，学习解决问题的方法；是让学生在实验研究的基础上，学会科学、抽象的逻辑思维，并归纳和概括得出结论的一种实验形式。通过实验，学生能主动地探索实验的奥妙，体验和学会对信息的收集、分析和判断，研究事物发生、发展的过程，掌握其规律，学会科学的学习方法，这种实验可以激发学生的好奇心、培养学生的创新能力[]。

二、探索性实验教学的理论依据

美国教育家、心理学家布鲁纳（JeromeS.Bruner）的发现学习理论与学校教育有较好的适应性，可以指导和帮助我们更好地进行“探索性实验教学”的探索。布鲁纳认为，发现学习可以激发学生的智慧潜能，获得发现的经验和方法，而且这种发现的经验和方法对将来从事科学发现和技术发明是十分重要的。在布鲁纳看来，学生的心智发展虽然有些受环境的影响，但主要是独自遵循他自己特有的认识程序的。教学是要帮助或形成学生智慧或认知的生长。教育工作者的任务是要把知识转换成一种适应正在发展着的学生的形式。他认为发现学习有以下特征：

（一）强调学习过程

布鲁纳认为，在教学过程中，学生是一个积极的探究者。教师的作用是要形成一种学生能够独立探究的情境，而不是提供现成的知识。我们教一门学科，不是要建造一个活着的小型藏书室，而是要让学生自己去思考，参与知识获得的过程。所以，布鲁纳强调的是，学生不是被动的、消极的知识的接受者，而是主动的、积极的知识探究者。进行探索性实验就是要为学生创设一个独立探究知识的情境。

（二）强调直觉思维

除了注重学习过程之外，布鲁纳的发现法还强调学生直觉思维在学习上的重要性。他认为，直觉思维与分析思维不同，它不根据仔细规定好了的步骤，而是采取跃进、越级和走捷径的方式来思维的。不论在正规的学科领域还是在日常生活中，不论是科学家还是学生，都需要也都可以使用直觉思维，所不同的只是程度问题，其性质都是一样的。布鲁纳认为，大量事实都表明，直觉思维对科学发现活动极为重要。直觉思维的形成过程一般不是靠言语信息，尤其不靠教师指示性的语言文字。直觉思维的本质是直接的觉察。所以，教师在学生的探索性实验活动中要帮助学生形成丰富的想象，与其指示学生如何做，不如让学生自己试着做，边做边思考，学会使用直觉思维。

（三）强调内在动机

在布鲁纳看来，学生在一般教学条件下，学习的动机往往很混乱。有些学生谋求好成绩，是为了一些外来的动机，如为了得到或避免教师和家长的奖励或惩罚，或为了与同学竞争。而布鲁纳更重视的是形成学生的内部动机，或把外部动机转化成内部动机，他把好奇心称之为“学生内部动机的原型”。探索性实验有利于激励学生的好奇心，学生容易受好奇心的驱使，对探究未知的结果表现出兴趣，形成学习的能力动机，从而激起提高自己才能的欲求。

（四）强调信息提取

布鲁纳在一项实验中让一些学生学习30对单词，要求一组学生记住单词，以后要复述的；而要其他学生设法把每对单词造成一个句子。结果发现，后者能复述其中的95%，而第一组学生的回忆量不到50%。所以，学生如何组织信息，对提取信息有很大影响。学生亲自参与发现事物的活动，必然会用某种方式对它们加以组织，从而对记忆具有最好的效果。布鲁纳的这些解释、提法和要求体现了他把创造力的培养作为学习和教学的重要任务的思想[3]。

刑事技术探索性实验的精神实质、教育理念和布鲁纳的学习论有相似之处。探索性实验教学就是要把学生的潜能充分地发挥出来，它的核心内容就是要培养学生的创造能力。基于布鲁纳的理论我们可以从学生感兴趣的问题出发，结合公安实际设计适合学生心智发展的实验题目，进行实验训练，引发学生的好奇心，激发他们的学习兴趣。突出学生学习的主体性，注重学生实验的过程而不仅仅是实验的结果，重视获得知识的方法而不仅仅是知识本身；使学生在独立发现的过程中感到心理自由和心理安全，体验到发现的快乐；激发学生积极主动的探索精神，促使他们树立挑战自我和超越自我的信心。

三、刑事技术探索性实验的模式

实验教学模式是指在一定的教学思想指导下,围绕实验教学活动，形成相对稳定的系统化的实验教学模式。教学理论认为,实验教学模式可以帮助我们从整体上去综合地认识和探讨实验教学活动中各种因素之间的相互作用及多样化的表现形式[4]。目前的实验是“告诉学生怎么做”的教学方式，即教师在实验前将实验目的、器材、原理、操作步骤等一一教给学生，然后让学生按照教师的意图去做，学生在学习过程中处于被动的状态，缺少与学生心智发展相对应的创造能力和创新思维的锻炼。为此，我们改革尝试了用“指导学生自己做”的探索性实验教学方式来弥补这一不足，实行从实验内容的选择、实验方案的设计到实验操作、实验结果的归纳总结等均由学生参与或自己独立完成的实验教学模式，即实验选题、获取信息、设计实验方案、实验实施、总结论文的独立完成模式。这一实验教学模式必须在原有的验证性和综合性实验的基础上进行，以训练学生的创新思维为宗旨。在这种实验模式下，学生是主体，教师是主导，学生能亲身体验问题探索的全过程。这种教学模式以公安实际和公安技术研究成果为实验内容的主要来源，以验证性和综合性实验为知识基础。在这几种因素中，实验内容是动态的，它将会随着公安实际的变化而不断地更新。

（一）实验选题

实验选题，即实验研究内容的确定，是教师为激发学生的智慧潜能，促使学生积极地探索知识而创设的一种提供学生独立探究的情境。实验选题可由教师和学生单独进行，也可由教师和学生共同确定，但以教师为主；通过学生参与选题的过程培养学生发现问题和解读问题的能力，公安实际中存在用现有方法不容易解决的显性的和隐性的问题，这需一定的能力去发现和解决。在此教师可模拟实际，提出一个问题，引导学生解读隐藏在问题背后的种种解决方法，进行能力的训练。

1.实验选题原则

探索性实验题目要包涵适合学生探索的未知的内容。给学生创设一个自己思考、参与知识获得的过程和空间，使学生由知识的接受者转变成知识的探究者。实验选题要注意学生的学习层次和专业兴趣，题目中所包涵的知识点要有一定的梯度，以满足不同学生的需求。

2.实验选题的方法

（1）转化验证性实验

第一，将现有的验证性实验通过改变实验对象和程序后转化为探索性实验。对现有的实验项目进行分析、筛选，将实验原理易于理解、动手能力要求高、实验安全性程度高、存在多个实验方法的验证性实验直接转化为探索性实验。这种实验要求学生根据实验原理去构想如何用不同的实验方法达到解决问题的目的，使学生的主观能动性得到发挥。

第二，将相互关联的验证性实验转化为探索性实验。将内容相互关联的单项验证性实验通过整合编排后改为探索性实验。这种实验促使学生在原有知识的基础上启用直觉思维，自己尝试探索，并解决问题。

（2）转换公安技术科研成果

将刑事技术领域中较为适用的科研成果（最好是指导教师自己的研究成果）转化为探索性实验题目。可将科研课题按照研究过程拆分成几个阶段或几个独立子项目，再将相对独立的阶段成果或子项目通过编辑整理形成适合学生研究的实验题目。学生通过这种类型的实验活动能了解痕迹检验新技术、新手段，以拓展他们的思维。例如实验题目“镰刀与修枝剪痕迹的比较研究”，就是从我校教师科研成果中拆分出来的一部分内容编辑而成。这个项目的相关研究不仅要求学生具备扎实的工具痕迹学基础，而且能够对知识加以灵活运用和迁移，用工具痕迹的理论对受试对象的特殊结构、工作原理和产生的痕迹加以分析研究。

（3）转换公安实际案例

将适合学生研究的实际案例转化为探索性实验题目。案件现场痕迹物证的种类多样，客体条件复杂而多变化，因此它是探索性实验选题的理想素材，可将公安工作中较为典型的适合探索训练的案件素材提炼后转化为探索性实验题目。例如“液压钳痕迹的检验”是来源于实际案例的题目，在这个题目中有两个知识点可以起到提高学生能力作用，即液压钳剪切痕迹特征和被剪切材料的性质与痕迹的关系，这两个问题的解决不仅使学生了解到刑事技术发展的趋势，更重要的是培养学生创新意识和创造性地运用知识的能力。

（4）设计具有行业特色的实验题目

根据森林案件的特点，总结提炼其中的技术要素，设计开发体现森林公安行业特色的实验项目，引导学生利用所学的普通公安专业知识，通过创造性思维解决森林案件中的特殊问题。例如“树木遭砍伐痕迹的检验”所涉及的问题是承载痕迹的客体具有特殊性，解决问题的关键是从客体的角度研究木材的性质（不同种类的树木对相同工具产生的痕迹存在差异），从而准确地寻找到解决问题的答案。[5]

（二）获取信息

这里的信息获取主要指查阅文献。探索性实验的文献查阅可引导学生分三个阶段进行，即实验选题阶段、实验实施阶段和总结论文阶段。

在实验选题阶段，通过指导学生系统全面地查阅有关文献资料,弄清楚与选题目标有关的一系列问题，了解问题的历史和现状。要求学生通过查阅文献找出知识的空白点,了解前人已经做过哪些工作,别人正在做哪些工作。让学生通过此项工作领悟到，如果在选题阶段掌握文献资料不够全面,就有可能重复别人已做过的工作,从而造成不必要的人力、物力和时间的极大浪费。这一阶段的文献查阅工作应让学生认识到，科学具有继承性,任何一个科学或技术都不是孤立存在的,都与其他相关领域有着千丝万缕的联系。所以,要想从事一项科研工作就必须从前人、他人所做的相关工作中取得有益的启示。

在实验实施阶段除了按照实验设计方案具体实施实验外，还需要指导学生搜集有关资料验证研究的科学性。在此可以教导学生,凡是探索性实验都有可能出现一些意想不到的现象和问题,甚至使实验研究陷入困境。对此,不仅要运用已有的知识经验和技能来分析判断,也需要借助有关的文献资料从他人的工作中汲取教益,求得解决问题的方法。

实验工作结束，取得了第一手数据资料后,要进行分析、归纳和总结,撰写研究报告或研究论文。在这一阶段,仍然要指导学生有计划、有目的地查阅最新的文献资料，其目的是借鉴写作方法。实验研究论文是以书面语言形式反映科研成果的，这一点对于刚刚接触实验研究的学生来说,并不容易。从素材的组织安排、观点的提练，到遣词造句、布局谋篇,都要经过一番训练。此时,若有意识地阅读一些写作水平较高的相关文献,会从中借鉴模仿一些有益的表达方式[6]。

（三）设计实验方案

1.实验设计的准备

进行实验设计前，首先让学生学习实验设计的基本原理和方法，使学生在学习实验设计时有所依据。可从文献中挑选出有代表性的实验设计作为示例进行分析讲解，帮助学生了解实验设计的核心内容、理解实验设计的基本知识。多个示例的分析讲解，使学生了解实验设计的一般规律，从而引导学生充分领悟实验设计中最基本的要素和原则，为实验设计的实践奠定基础。实验设计的核心内容主要包括“实验设计三要素”和“实验设计四原则”，这是进行实验研究所必须掌握的。

实验设计三要素分别是受试对象、实验因素和实验效应。受试对象是实验因素作用的客体,是根据研究目的确定的具有同质性的同类个体（如技术开锁痕迹研究中的锁具为受试对象）。实验因素是指根据研究目的确定的欲施加或观察的某些实验条件（如开锁工具种类、开锁技术高低、材料的性质）。实验效应是实验因素作用于受试对象的反应和结果（如锁具弹子上的痕迹反映）,它通过观察指标来体现，如果指标选择不当,未能准确反映实验因素的作用,研究结果就会缺乏科学性。

实验设计四原则是指随机、对照、重复、均衡这四个原则。随机化原则,是指在实验设计抽样或分组时,必须做到使总体中任何一个个体都有同等的机会被抽取进入样本以及样本中任何一个个体都有同等的机会被分配到不同组中去。对照原则，即实验要设立对照,使得除实验因素外,对照组与实验组其余因素保持一致。进行实验研究,必须设立对照组,有比较才有鉴别,而对照是比较的基础，设立对照能鉴别实验因素和非实验因素之间的差异,使结论具有说服力。重复是指在相同实验条件下进行多次研究或观察,以提高实验的可靠性和科学性,即“相同实验条件下的独立重复实验的次数足够多”。只有在大量重复实验的条件下,实验因素的真实效应才会比较确定地显露出来。另外，均衡原则是实验设计时要遵守的，均衡原则就是要求同一个实验因素各水平组之间除了所考察的因素取不同水平外,一切非实验因素方面都应达到均衡一致。均衡原则的作用是确保实验因素各水平组间不受其他实验因素或重要的非实验因素不平衡造成的干扰和影响[7]。

2.实验设计的训练

实验设计的训练，较为重要的内容是要训练学生科学的思路分析[8]。因此，在指导学生实验设计的过程中，要求学生根据提出的实验问题，运用已经学习的实验设计知识或实验技能，构思出解决问题的方案。然后根据实验方案进行实验设计的论证试验（预试验），经过试验，提出新的问题进一步改进实验方案，再进行论证试验。如此往复，找出科学的、合理的实验方案。例如，上述提出的技术开锁痕迹的研究问题。这个实验问题的目的和指向十分明确，就是通过正常开锁工具（钥匙）确定工具在锁芯中的留痕部位，再根据不同开锁工具（技术开锁工具）痕迹的比较确定技术开锁痕迹。这一活动过程可指导学生训练科学思维的方法。

进行实验设计训练的另一个重要内容是要训练学生掌握实验设计的方法。这一内容可通过检查学生的实验设计来实行，注意检查学生的实验设计是否具有可操作性和科学性、检查实验因素的确定是否正确、受试对象的数目设计是否具备重复的条件、实验的抽样或分组是否体现随机性的原则、对照组的安排是否符合均衡的原则等。[9]

（四）实验的实施

探索性实验由2-3名同学组成实验小组，以学生为主体利用课后的时间自主完成。在实验题目确定之后，根据题目涉及的内容确定相应专业的指导老师。教师在这一阶段的教学工作中要注意两个方面的问题。第一，在进行实验的实际操作前要对学生进行特殊的仪器操作培训和必要的软件使用指导，要求学生根据实验设计进行实验记录的格式设计，以便在实验中做到规范化的记录，不至遗漏重要的观察项目,同时便于整理统计分析结果。第二，由于实验具有探索性，学生在实验实施的过程中难免会遇到问题和困难，在实验指导过程中教师应努力做到不亲自动手帮学生操作，而是在学生遇到困难时引导学生分析问题、让学生自己去寻找解决的方法。只有在出现紧急或严重错误的情况下，教师才能及时予以纠正，以培养学生的分析问题和解决问题的能力。根据实验的实施方案，定期检查学生实验的进展和实施情况，听取学生的汇报，以便控制实验的进度，及时调整实验的思路和方向。学生在实验过程中往往会犯粗心、片面等毛病，教师要关注这些问题，一方面要求学生仔细、认真、坚持完成实验；另一方面也要及时帮助学生分析实验失败的原因，找出问题，重新实验，以取得最终的结果。教师应鼓励学生努力超越自我，激励学生向自己能力挑战。

（五）实验总结

实验总结是培养学生归纳、总结，表达思想的重点环节，也是实验研究的重要组成部分,这部分内容的指导可分为两部分开展，即实验研究的归纳总结和实验报告或实验研究论文的写作方法指导。

实验研究的归纳总结：指导学生对实验研究的过程进行回顾、归纳和提炼。要求学生按照实验题目提出的背景（进行实验研究的原因和理由）、题目研究的意义（研究成果所具有的价值）、研究的理论依据（实验研究的理论依据是进行研究的理论指导，如实验的原理）、研究的目标（研究的目标体现的是实验研究的方向，是进行实验研究最终达到的目的）、实验题目研究的主要内容（实验研究的范畴）、研究的方法（该实验在研究时所采用的科学方法，比如采用实验法、统计法）、研究的步骤（一般将研究分为准备、实施研究、总结等几个环节）、研究的主要过程（具体陈述采取哪些措施、策略，或基本的做法来开展研究）、研究成果（就是在研究目标或研究内容中所确定了的、要达到的成果，如新的痕迹检验操作程序、特殊工具遗留的痕迹等）及课题研究存在的主要问题及今后的设想等顺序进行梳理归纳。

实验报告或实验研究论文的写作方法：首先，指导学生按照提出问题、分析问题和解决问题的总体思路拟定提纲（通过实验题目的选择，提出问题、通过实验原理的科学运用，寻找解决问题的方法、通过实验操作，解决问题）。将实验研究归纳总结的具体内容根据提纲的思路进行文字表述。在此过程中，教师可建议或提供给学生与研究内容相近的参考文献作为写作的参考，以帮助学生准确地表达研究的内容和所取得的成果。其次，指导学生进行实验论文写作必须注意遵守的几个规范模块，即题目、摘要、关键词、正文、结束语(结论)和参考文献。要求学生关键把握：论文题目，要反映全文主旨，名称应简洁明确；摘要，要反映四个要素——目的、方法、结果、结论,摘要是全文的缩写；关键词，要符合词条要求；正文，要分为引言、主要内容和结束语几个部分，其中引言要论述为什么要做,主要内容要说明怎么做的,结束语(结论)要说明做得怎样；参考文献，应注意的格式、文中标注、参考作用等[10]。

四、结论

刑事技术探索性实验模式的探索实践表明，探索性实验教学在传授知识的同时，特别注重学生科学素养的培养，着重于问题思维的培养和实验的操作过程，教师不仅仅是知识的传播者，更是一个问题的设计者、引导者。刑事技术探索性实验教学的目的是弥补验证实验和综合性实验教学存在的不足。探索性实验的训练，可以使学生在原有的基础上提高分析问题和解决问题的能力，学会科学的学习方法。在探索性实验中培养学生发展探究能力是一项长期的工作，需要广大教育工作者持之以恒地努力。

[1]王晓明,易兵,徐瑞宇.基于创新、创业能力培养的新型实验教学模式的构建[J].实验技术与管理,2011(2):15-17.

[2][5]朱红慧,蒋敬.探索性实验,第七届全国公安院校刑事科学技术实验教学的必要环节[A].刑事科学技术教育论坛暨新技术研究论文集[C].2013:68-71.

[3]黄文权,罗羽.布鲁纳的发现学习理论在中医药教学中的应用[J].中国教育,2001(6):44-45.

[4]李晓东,谭卫平,刘江.刑事技术实验教学模式探讨[J].四川警官高等专科学校学报,2004(12):49-52.

[6]于双成,李正红,葛铁梅.查阅文献与科学研究的关系[J].医学情报工作,1999(1):16-17

[7][8]麻昌爱.浅谈高职生化学实验设计能力的培养[J].职教论坛, 2010(14):76-80.

[9]王琪,胡良平.实验设计的概念与基础[J].药学服务与研究,2010 (10):5-9.

[10]朱景发,许殊,杨国兰.浅议科研结题报告的准备[J].重庆工贸职业学院学报,2007(1):83-85.

D631.1

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1673―2391(2014)11―0177―05

2014-09-05 责任编校：周文慧

江苏省高等教育教学改革项目“刑事科学技术专业探索性实验教学的研究与应用”（项目编号：2013JSJG201）。