以学生为主体的试误性实验教学方法探讨

仲启媛，贾佑铭，谭立龙

(第二炮兵工程大学 a.204教研室；b.发射工程系，西安 710025)

以学生为主体的试误性实验教学方法探讨

仲启媛a，贾佑铭b，谭立龙a

(第二炮兵工程大学 a.204教研室；b.发射工程系，西安 710025)

实验教学在对学生的实践能力和创新能力的培养方面有着理论教学无法替代的重要作用。文中分析了传统实验教学方法的缺点，并探索一种以学生为主体的“试误性”实验教学方法。从实验准备、实验过程到实验数据分析，都以学生为主体，教师故意给出错误的方法、结论或错误的仪器状态，让学生自己根据所学的知识进行分析判断，并能自己提出正确的解决方法。与传统的实验教学方法相比，该方法更能激发学生的学习兴趣，有助于提高学生分析问题、解决问题的能力，有利于学生创新意识的培养。

试误；实验教学；教学效果；教学方法；创新

培养和造就高素质的创新型人才是现代高等教育的目标，人才培养已经从以“传授知识”为主的应试教育向以“能力培养”为主的素质教育和创新教育转变。以检验学生对理论知识的掌握程度和提高学生动手能力和分析解决问题能力为主要目标的实验教学活动越来越受到重视，实验教学在对学生的实践能力和创新能力的培养方面有着理论教学无法替代的重要作用，是高校教学过程中不可缺少的重要环节。

通过实验教学，不仅可以检验学生对所学理论知识的掌握程度，而且可以加深对理论知识的理解、深化和拓展；在实验中，通过架设实验用的仪器设备和实验过程中自己动手操作、思考，可以提高学生的动手能力和观察能力，培养学生分析问题、解决问题的能力，以及增强学生的创新意识；实验中对实验数据的读取、记录、分析、整理和思考的过程，可以培养学生一丝不苟、实事求是、科学严谨的工作作风；此外，对于一项复杂细致的实验，通常需要多人合作完成，这种合作一方面可以锻炼学生的组织协调能力，一方面也可以培养学生团结协作精神，对以后的学习和工作都大有裨益[1]。

1 传统的实验教学方法分析

传统的实验教学通常是在教师讲授基本理论以后进行，以验证和巩固理论知识为主要目的。虽然学生的动手能力可以得到一定的锻炼和提高，但在观察能力、分析问题和解决问题的能力，以及创新能力的培养上还远远不够，这主要反映在以下三个方面：

(1)传统的实验教学过程考虑到大多数学生的具体情况，实验操作的项目难度一般都不大，在规定的时间内，大多数学生都能完成，但对于能力较强的学生来说，这些实验项目过于简单，限制了这些学生创新能力的发挥，不利于培养学生想象力和创造力。

(2)传统的实验教学方法通常属于“照方抓药”式的实验方法[2]，这种方法中“药方”是教师事先配好的，学生不用根据自己的理解加入自己的“药方”。例如：为什么如此设计实验；实验指导上的实验条件是怎样确定的；如果不按指导做会有什么样的后果；实验中常常遇到哪些异常现象；为什么要用指定的检测设备进行检测；试剂的浓度对实验结果又什么影响等。这样的教学模式使得教师不曾讲过的东西学生就不会, 应该注意的地方教师如果不指出来, 学生也不会考虑到, 还有可能出现实验事故。这种实验方式无形中限制了学生的想象力和主动参与的意识，独立思考和创新能力得不到发挥。

(3)实验室的一些昂贵的精密仪器，不当或错误的操作会影响仪器的精度和使用性能。为了避免这些昂贵仪器因操作不当造成损坏，教师总是要求学生严格按操作程序操作，不许学生随便操作用不着的仪器。于是学生对仪器敬而远之，不敢动手操作，即使有什么不同于指导书上的“想法”，也不敢动手操作验证。这样不仅不利于学生加深对仪器构造和原理的理解，而且，久而久之，多数学生会对实验失去兴趣而持应付心态。这不仅影响了实验效果，而且也限制了学生的主观能动性和创新意识的发挥。

2 以学生为主体的试误性实验教学方法探讨

所谓试误性实验教学是指教师在准备实验时，故意设置某些障碍或给出错误的仪器、试剂，引导学生增加试误学习过程[3]。试误性实验教学与传统的验证性实验教学相反，后者在实验准备阶段基本上是教师包办，教师尽可能从方便学生的角度准备实验所需的仪器和试剂，不仅详细介绍实验原理、仪器使用、测试方法、实验步骤，甚至连数据记录表格也替学生设计好，学生只要按照规定步骤机械地操作、填写实验数据，根本不去思考为什么。而采用试误性实验法，教师不仅不会事先为学生做好实验准备，而且还会故意设置一些障碍，或提示学生改变实验条件或实验方法做试误性附加实验，通过实验结果的对比，引导学生去思考和探索，让学生在思考中发现问题，进而在动手操作中解决问题。

2.1 以学生为主角激发兴趣

传统的实验教学方法通常是以教师为中心，注重教师的“教”，不重视“导”，学生是被动的“学”，结果是教师包办，学生不感兴趣。要想让学生对实验课感兴趣，并通过实验课加深理解理论知识，提高动手能力和分析解决问题能力，就必须改变以教师为中心的教学观念，让学生在实验课上唱主角。

2.1.1 学生参与实验准备工作

在实验准备阶段，学生要亲自参与进来，自己动手准备实验所需要的一切资料和仪器设备等。这样可避免教师包办，学生养成“衣来伸手，饭来张口”的习惯，使学生对每一个实验项目的全过程；从实验准备、实验步骤、仪器选择和架设、可能出现的操作现象、数据表格的设计、预计来用的数据分析处理方法以及预期的实验结果等，有一个比较系统和直观的了解。对于由多人合作完成的实验项目，要事先组织和分工协调好。这些准备工作对培养学生独立思考、独立工作、组织分工和协调能力都大有裨益。

2.1.2 教师给予恰当的启发引导

以学生为中心并不意味着教师放手不管，一点也不参与进来。在做实验的时候，实验教师的讲解是必不可少的，但是要“少而精”，要改传统的“灌输式”讲授为“启发引导式”讲授。教师的启发引导可以是正面的，例如，提出实验准备和预习过程可能遇到的问题；对实验过程出现的异常现象如何找出原因并排除故障；当实验结果与预期结果相差较大时，该从哪些方面查找原因。

教师可以试误性地进行启发引导。例如，如果不采取给定的实验方法，而是采用另外一种方法，对实验结果会有什么影响，对实验数据进行误差分析时，不同的误差处理方法对实验结果有什么影响，会不会影响被检测仪器的使用等。对学生提出的问题也不能立刻告诉答案，而是要通过启发引导，让学生自己寻找答案。教师恰当的启发引导可以拓宽学生思维，激发学习兴趣。

2.1.3 正确对待实验数据和结果

对实验数据要实事求是地记录，不要刻意篡改数据；对实验结果也要客观正确地对待，不能以实验结果与预期结果是否一致来判断实验是否成功，实验不是目的，而是手段。如果实验结果与预期结果一致，那只能说明整个实验基本成功，要总结成功的经验。如果实验结果与预期结果不一致，要认真分析实验中的每一个环节，查找问题出在哪里，同时引导学生多问几个为什么[4]。这样，学生在做实验时，就不是“照方抓药”式机械地去做，而是在教师的启发引导下，积极思考问题、提出问题和解决问题，从而获取更多的知识和能力。

2.2 让学生充分接触仪器设备

实验的主要目的是检验学生对理论知识的掌握程度，同时提高学生动手能力和分析解决问题能力，所以，实验离不开仪器设备。让学生充分动手操作仪器设备，不仅有利于加深学生对仪器设备构造、原理和使用的理解，也可以提高学生的观察能力，锻炼学生独立自主，勇于实践的能力，在操作中发现问题，在分析中巩固知识，在操作中解决问题，在失败中总结教训。

但是对于造价高、精度高、复杂度高、自动化程度高的新仪器设备，学生通常会产生畏惧心理，生怕出错，弄坏仪器，从而对仪器敬而远之，不敢亲自动手操作。教师也会强调对贵重仪器的保护，不可避免地会多加限制。这些都会影响学生充分动手操作的热情。所以，教师要保留一些原始的、造价低、自动化程度不高的仪器设备用于教学[5]。

2.2.1 消除负担，大胆操作

原始仪器设备造价低，可以消除学生“贵重仪器怕弄坏，不敢动手”的心理负担。让学生放开手脚，大胆探索，进行独立操作，可以调动学生实验操作的积极性。

2.2.2 便于了解结构组成和工作原理

新的仪器设备通常集成度高、自动化程度高，结构组成是不可见的，学生操作基本上是属于“黑箱”操作，输入端操作，输出端出来结果，中间的过程是不可见的。而原始仪器一般集成度较低，学生可以清楚地看到它的结构组成，有助于学生对工作原理和处理过程的理解，也有助于发挥学生的思考能力。

2.2.3 有助于培养观察、读数和数据处理能力

原始仪器通常需要人工读取数据，并手动记录数据，有些仪器在读取数据时是有严格要求的，有一定的技巧性，这可以培养学生的观察能力、读数能力以及数据处理的能力。可以根据读取数据的大小，随时判断测量误差的大小，并判断出现误差的原因。

2.3 通过试误性实验获得成功的经验

实验操作中引导学生多问几个为什么，而不是机械地按照实验指导书上的要求，进行验证性的实验操作。

2.3.1 比较操作，印象更深

引导学生分别按照实验操作要求和不按照实验要求去操作，比较两种实验的结果有什么不同，会造成什么样的后果。例如，经纬仪在操作使用前要求先调平，后对心，然后再精确照准远处的目标进行测量，如果是先对心，后调平，再照准远处目标，对测量结果有什么影响？通过实际操作测量比较可以得出更直观的结论。

2.3.2 分析改变实验条件和方法对实验结果的影响

教师可以引导学生改变实验条件和实验方法。例如，有的仪器设备在使用时要求严格调至水平状态，如果没有调至水平，对测量结果会有什么影响呢？可以引导学生进行未调平时的实验，并把操作过程、观察现象和精确调平时相比较，让学生明白水平状态的重要性。

2.3.3 给出错误的状态或仪器，在挫折中思考、解决问题

教师也可以在学生不知情的情况下，将仪器调至错误的状态，或给出不同精度的仪器、不同浓度的试剂，让学生自己去选择和操作。如果学生未加思考，选错了仪器或试剂，那实验一定是不顺利或实验结论是错误的，这时再引导学生去思考。学生在教师的指导下，认真分析，并重新选择仪器和试剂，仔细调整仪器状态，在实验取得成功的同时，学生既能获得成功的喜悦和经验，也对实验仪器和实验原理有了更深的理解，既拓宽了思路，也学会了分析问题和解决问题的方法，在提高了动手能力的同时，也养成了科学严谨的学习态度。

3 结束语

实验教学环节是理论教学的有效补充和纵向延伸，它在培养学生主动认知能力、分析问题、解决问题的能力等方面具有理论教学无法替代的重要作用。要培养适应社会需要的创新型和工程应用型人才，不仅要重视实验教学环节，还要努力提供以学生为主体的，具有启发性和引导性的开放型实验，激发学生的学习兴趣。试误性实验教学，不仅可以使学生通过对比真正了解了实验的本质和原理，而且也使学生在获得成功经验的同时，充分激发他们的学习兴趣，培养他们的创新意识，也为将来在实际工作中排除故障提供了新思路。

[1]温茹淑,张晨.实验教学改革初探[J].嘉应大学学报：自然科学版,2002,20(3):96-98.

[2]崔连义.仪器分析实验教学改革之实践[J].实验室研究与探,2011,30(2):189-192.

[3]李兴杰,李小六,范永山.微生物学实验课授课方法与考核方法的改革[J].唐山师范学院学报,2011,33(5):153-155.

[4]曾晓松,谭琼.高校实验教学中的“主动实践”探讨[J].实验室研究与探索,2011,30(7):279-281,287.

[5]张志芹.加强开放实验教学,提高物理实验教学质量[J].实验技术与管理,2011,28(8):288-290.

Discussions about Trial Mistakes Experiment Teaching Method Taking the Students as the Main Body

ZHONG Qiyuana,JIA Youmingb, TAN Lilonga

(a. National Key Laboratory of National Key Discipline about Armament Launch Theory and Technology；b. Department of Launching Engineering, The Second Artillery Engineering University Xi’an 710025, China)

Experiment teaching has more important functions than theoretic teaching in cultivating practical and innovation abilities of students. The disadvantages of the traditional experiment teaching method were analyzed. “Trial mistakes” experiment teaching method was discussed. The wrong method, wrong conclusion or wrong stations of instruments were given by teachers deliberately, which would be analyzed and judged by students according to what they have learned, and the correct solution would be put forward by students themselves. Comparing with the traditional experimental teaching method, this method could inspire learning interests of students more, and could be helpful to enhance the abilities of analyzing questions and resolving questions. This method could be helpful to cultivate the innovation consciousness.

trial mistakes; experimental teaching; teaching effect; teaching method; innovation

2013-12-17；修改日期: 2014-01-06

仲启媛(1973-)，女，工学博士，高级实验师，主要从事定位定向方面的教学、科研和实验室管理工作。

G642.423；G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2014.06.043