转变思想 开拓学生能力培养新途径——国内高校实验教学效果不佳原因的分析与对策

史 悦

(电子科技大学 电子工程学院，四川 成都 611731)

1 现实的问题链

如今对高校毕业生能力的通常评价是：综合所学知识去解决实际问题的能力不强，正确运用所学知识分析问题的能力欠缺，再就是发现问题(症结所在)的能力更加不足，谈理论问题一套一套的，但用这些知识去解决实际问题，却又茫然不知所措。

一般我们会认为出现此类问题是由于学生在校期间缺少实际动手的实践机会所造成的，因此通常的做法是加大实验室建设力度，从改、扩建实验室到新建实验室，从实验设备的增添、升级到全面配置，几乎囊括了所有能够想到的“硬件”改造。但出现的问题却是“只见投入，难见产出”，至少是投入—产出比严重失衡。实验室的硬件环境得到了很大改善，但实验室却只有在上实验课时才有学生(甚至有时是实验室不够用)，无实验课时则是门可罗雀，连开放实验室也几乎如此。更为严重的是，毕业生的实际能力并未见有明显提升。

面对这些现象，有一种常见的解释是：现在的学生不好学。但据粗略的统计，在重点高校中，出于各种原因，真正奋发好学的学生约占2、3成，这些学生可以完全自主地学习，而真正不好学的学生也占不到2成；其他5成以上的学生是根据课程的重要性、难度以及是否有趣来决定是否要学好。因此，问题似乎又转移到该如何吸引学生的兴趣，正确地说应该是如何引导学生去学好上来了，而且这里的学好是指在理论和综合能力方面都要学好。

怎样才能达到此目的？只有通过有效的实验。实验是发现问题、分析问题和解决问题的重要途径，在当今的社会发展和科技进步中发挥着举足轻重的作用[1-2]。学生通过有效的实验，不仅能锻炼实际动手能力，获取实践经验，还能从新的角度来认识所学的知识，发现理论学习中存在的问题，从而巩固所学的知识。进一步看，实验还是培养学生发现问题、分析问题和解决问题等综合能力的有效手段[3-4]。

然而对此也许有人会不以为然，其理由是：我们已经很注意培养学生的实验能力，这从我们的实验室建设、实验课程的设置、实验内容的筛选及实验室的开放程度方面就可以得到证明，在我们经过了这些努力的情况下，学生的实验能力还不能得到提高，问题就只能出在学生方面了。

原因果真如此吗？我们不敢苟同，因为实验能力的提高，起关键作用的既不是实验室的条件有多好，也不是实验课程和项目的开设有多少，更不是通过对实验内容的限定就能解决的。对学生实验能力的培养，以及与之相关的对学生综合能力的培养，起决定作用的应该是我们的思想理念、教学模式和具体方法[5]。我们所以强调“有效的实验”，就是因为目前我们的思想理念、教学模式和具体方法还不能让学生做的实验真正有效。我们还没有将正确的实验方法传授给学生，学生自然也就无法进行有效的实验，从而也就无法实现学生实验能力以及综合能力的提高。这就是问题的根本所在。

那么什么是“有效的实验”？怎样才能实现“有效的实验”？他山之石，可以攻玉。我们可以借鉴国外高校的经验，转变我们的思想理念，改革我们的教学模式，采取行之有效的方法，让学生学会正确的实验方法，从而能够开展真正有效的实验，在实验能力和综合能力方面得到有效锻炼。

2 国内外实验(教学)模式比较

2.1 教学模式方面

国外的教学本身就很重视理论与实际的结合，这种结合不是停留在口头上，而是贯穿在整个教学过程中，课堂上的理论阐述相对较少，代之以相对较多的实际案例，而且这些案例都是作为实验任务交由学生自己去完成。学生的成绩考核也以实验报告为主，辅以理论报告和笔试(笔试中的案例也多以实际应用情况为主)。这就使学生为了获取学分，必须进入实验室去做相关的(而不一定是相同的)实验，而且必须要独立完成(这源于国外的诚信制度)，从教学模式上保证了学生在整个学习过程中会去做很多实验。

反观国内，长期以来我们的教学和考核主要以理论为主，实验只处于从属地位，在学生成绩中所占的比例一般来说都很低[6]。这就从基本思想上让学生只注重理论答题，而忽视实验课的实际操作，更不要说让学生独立开展实验了。

2.2 实验教学方式和过程方面

国外高校的学生若想进实验室实验(而这些实验一般来说都是独立进行的)，还必须先取得实验操作资格，即实验仪器、设备工具等的使用能力证明，以及基本实验方法方面的培训。这种能力培训正是实验教师所承担的教学任务，国外的这些实验课也称实验理论课或实验基础课[7]。这些看似不足为奇的实验基础及理论课，实际上承担着学生基础实验能力培养的重任。因为只有在真正掌握了这些基础实验能力，特别是在掌握了正确实验方法的前提下，学生才能真正独立开展实验，做到有效实验，并从中发现问题，学到知识。

其后，学生在开始做各种实验之前，还必须对实验进行充分的准备，即有一个设计实验的过程，这也是正确的实验方法所要求的，即提出有效的实验方案以及所需的实验资源。进入实验室后，实验教师按学生准备的实验的需求提供相应的资源，而后就是指导学生发现实验中所存在的问题，具体的实验操作过程完全由学生自己独立完成。最后，实验教师证明实验结果真实有效，学生自己完成实验分析和相关报告。这也就从手段上保证了学生是按正确的方法去做实验，学生通过实验能有所收获，而不是“照本实习”式地去“完成实验”，做完实验后一无所获。

再看国内。我们的实验教学大多是以“传授”的模式进行，实验内容也有专门的“命题”，这样做既不利于发现学生理论学习所存在的问题，也不利于培养学生自己去发现问题。我们常见的实验过程即是：在实验前的准备阶段，学生按照实验命题参看《实验指导书》中的相应内容；上实验课时，教师先演示一遍实验过程，然后让学生按照演示过程或《实验指导书》上所列的步骤去“完成”实验。大家所做的内容和过程完全一样，实验几乎等同于实习，实验目的相当于是要记录数据[8]。这样的实验导致的后果是：学生在没有实验“命题”或《实验指导书》的情况下，一是不知道到实验室还能做些什么，二是针对遇到的问题还是不知道该如何解决，因为学生从未经历过该如何正确开展实验的锻炼，根本就没有想过实验到底是怎么“做”出来的，这才是最关键的，也是学生动手能力差的根本原因。

2.3 实验室组织和管理方面

国外实验室的设立一般是通用而非“专用”的，特别在高校中更是如此。实验室并不依赖于某个课程而存在，因为国外的实验课仅限于实验基础课部分，此外就没有众多的实验课。但这并不意味着没有实验课实验室就会闲着，相反，此时的实验室承担着它的主要作用——学生的独立实验和教师的科研实验。由于实验室是通用的，因此它不限制可以开展的实验项目，换言之，学生在实验室中可以做的实验种类基本上可以说是不受限制的，除了可以完成与课程相关的实验外(实验教师也不必知道该实验与何课程相关)，还可做一些自己感兴趣的实验，甚至是若遇到了什么问题或者有什么想法想通过实验进行验证的话，都可以进入实验室按照已掌握的正确实验方法去进行实验。这也就从实验室的使用和管理机制上保证了实验室运作的有效性和实验效果的有效性。

目前我国高校的实验室一般分3个层次：基础(课)实验室，专业(课)实验室和科研实验室。基础实验室主要是针对低年级公共基础类课程开办，仪器设备也是针对这些基础类课程去配备，实验室在开课学期利用率可以较高，而非开课学期利用率却很低；专业实验室主要是针对高年级专业类课程开办，仪器设备也是针对某个专业课程进行配置，因此实验室也是有课程实验时才使用，无课时则闲置。科研实验室由于其仪器设备的管理使用权归课题组所有，所以一般的本科学生是难以进入的。这就导致了学生不是随时都可以进入实验室进行实验，即便是可以进入一些实验室，也会由于仪器设备的分类限制，阻碍了学生开展更广泛的实验。这样的实验室组织策略，不利于调动学生的实验热情，更无法起到培养学生综合能力的作用，同时还无法提高实验室的利用率。

2.4 实验教师方面

通过前面的介绍也许有人会发现，国外真正实验教学课其实很少，实验教师的工作似乎很轻松。但实际上，由于国外很少区分基础实验室和专业实验室，很多实验室都是通用的，可以开展很多方面的实验，故对实验教师的要求除了对各种仪器和常用材料要非常熟悉之外，还要求对实验室涉及到的各相关专业领域的相关知识也要非常了解，从而能解答学生在实验过程中遇到的各种问题，故对实验教师的水平要求实际上是很高的。

相反在我国，实验教师的主要工作任务就是上实验课，即按着实验课的教学大纲、遵照规定“命题”完成指定实验内容的讲述，然后“指导”学生完成指定的实验任务。若实验教师的工作量不够，还得想方设法开设新的实验课，按照同样的方式来完成该实验课的实验教学工作。在这种“实验”模式下，教师获得了工作量、学生获得了学分，实验教师仅仅关注其所上的实验课，以及准备开的新实验课，知识领域被极大地限制。当学生在实验室中做自主实验时，如果涉及到的知识面比较宽，实验教师无论是在仪器设备、所需材料，还是在相关的知识方面都无法给予有效的帮助，学生的自主实验热情将受很大打击，慢慢失去实验的兴趣。当然，我们并非要求所有实验教师都是全才，但如何才能有效地组织实验、有效地管理实验教师队伍，应当是实验管理者应多加考虑的问题。

2.5 比较结果

通过以上比较我们可以看出，国外高校对于实验，更注重的是方法和能力的培养，对于实验室的作用更讲究实效。国外的实验室大多是综合性的，尽管不少实验室的硬件条件还比不上我国名牌高校的实验室，实验课的数量也远不及我国高校所开设的那么多，但由于已将正确的基本的实验能力传授给了学生，即将实验方法和要求这些准则性的内容(或称实验能力)与具体的实验区分开来，并在具体的实验中切实遵照执行这些准则，切实尊重实验的本质，从而使得学生能够在综合能力上真正得到锻炼，真正做到实验课是少而精，而且实验室还得到了充分利用。

我国高校中，实验课多而散，且只注重过程而不重视实效，学生上实验课只是为了应付过程，实验完成后依然是不知道该如何开展实验，综合能力的培养更是无从谈起。另外国外高校实验教师也并非全是高学历，相反，他们在知识的综合性和工程能力方面具有专长，对学生吸取更加全面的知识能够起到很大的帮助。在学生已经掌握了正确的实验方法的前提下，实验教师不需要太关注实验的过程，这样他们能够有更多的精力关注相关的学科知识和所开展的科研任务，以及如何更好地为实验提供支持服务，真正做到了人尽其用。

3 学生综合能力培养的新思路

如前所述，要想增强高校毕业生的综合能力，首先必须先提高学生的实验能力，而这不是仅仅依靠改善实验室硬件环境，或者是增加实验课的数量就可以达到的。重要的是应该让学生掌握正确的实验方法和过程要求，并且在实验过程中真正贯彻这些方法和要求。尽管我们已经开设有一些如“电装实习”和“基础实验”等基础类课程，相关的一些基础知识和要求应该说已经传授给了大家，但因后继的实验未能有效地按照实验的本质性要求去落实执行，各种实验课依然按照传统的固有做法去“传授实验”，致使实验未能达到其应有的效果。

要想改变这一现状，最终目标是高校实现毕业生综合能力的全面提高，只有通过转变我们的(实验)教学思路、改革与实验(教学)相关的一些传统模式方能实现[9]。当然不是说要完全照办国外的模式，而是应该根据我们的实际，改革那些违背实验本质和正确模式的内容，让学生的实验能够正确地开展并取得其应有的效果。具体来说需要改变的有以下几个方面：

(1) 适当改革理论教学模式。适当降低理论课学时，增大实验案例与实验成果所占的成绩比例。这在短期内可能难以实现，但这却是高等教育向良性化发展的必由之路。

(2) 改革实验教学模式。实验教学应该是多层次的，而且实验不应等同于实习。总体原则应该是注重实验方法和实验的本质性要求，最大限度地减少“学生占据了实验室和实验时间，但却没有真正做实验”的现象发生。在低层次，实验课主要讲授正确的实验方法、步骤和要求，要让学生学会自己设计实验和做实验，要介绍相关的仪器、设备、工具的使用方法、特性和限制，常用材料的基本知识、特性和选用原则等。这一阶段的主要目的是为给学生在以后能够自己动手做实验打下坚实的实践基础，因此这一阶段还是以实验课的方式为好，也可以用实习的方式进行，但要点是让学生自主完成。在中层次，可以结合一些基础类的课程，以实验课的方式让学生接受实际的实验训练，但应该尽可能多地让学生进行自主实验。而在高层次，实验就不应再以实验课的方式开出，而应让学生完全自主地完成[10-11]。

(3) 调整实验室的组织和配置方式。对于低层次的实验室，应该侧重于常规仪器、设备、工具及常用材料的配备。由于这类实验室一般是针对绝大多数低年级的学生，实验课开办时间不存在周期性，加上实验室使用的专题性，因此实验室可以是“专用”的。而对中高层次的实验室，除了要尽可能开放(或部分开放)以外，还应配备常规仪器、设备、工具、常用材料以及部分专业的仪器设备，即尽可能打破因实验室的专题化而导致的仪器设备专题化，限制学生在实验室中可以开展的实验项目。对于无法实现此目标的实验室，也应确保实验室间资源的有效共享。

(4) 加大实验项目开发支持力度。要大力支持教师开发新的实验案例(而非实验课)，并且这些案例应侧重于设计性、工程性、应用性或创新性，而非简单实验的变相重复。实验的基本思路应该是让学生选择自己感兴趣的实验课题(可多个课题)，自主完成实验内容，产生可通过的原型即可[12]，同时给予一定的学分和教学工作量(要打破传统的以教学班模式进行工作量考核的方式，否则难以调动实验教师的积极性和认真态度)。这样做既可以提高学生的实验热情和学习理论知识的积极性、主动性，又可让学生通过实验重新认识和巩固所学的理论知识，并接触到许多新的知识，还可以进一步增加学生进行实际动手的机会，锻炼和增强学生的综合能力，同时提高实验室的利用率。

4 结束语

总之，高校中的实验能否获得其应有的效果，在很大程度上取决于我们能否正确把握实验的本质，按照正确的指导思想，将正确的实验方法教给学生，并按正确的方式来组织实验。只要我们遵照事物的本质规律去改革，辅之以实验室硬件环境改造、实验项目的发展、人力资源的配置及有效的引导与激励手段、督促与管理措施，毕业生的实际能力将得到质的发展。

[1] 杜善义.发明创造源于实验[J].实验室研究与探索，2005，24(3)：1-4.

[2] 肖立忠，张忠斌，张文.浅谈如何发挥高校实验室的作用[J].华北航天工业学院学报，2001，11(3)：49-53.

[3] 潘蕾.充分发挥实验室作用 培养学生的创新能力[J].实验室研究与探索，2001，20(4)：107-109.

[4] 李志刚.发挥实验室作用，推进素质教育和创新教育[J].实验科学与技术，2003(1)：86-87.

[5] 周鑫玲,毕玉玲,欣玫,等.发挥专业基础实验室作用 在实践中培养学生的创造思维能力[J].高等理科教育,2003(2):99-100.

[6] 李伊荇，侯文海.浅谈高校实验室建设的不足与完善[J].实验室科学，2007(5)：110-112.

[7] 卢学英，周树棠.关于高校实验室开放的研究[J].实验技术与管理，2006，23(5)：123-127.

[8] 时凤菊，张绍丽.开放式实验室管理模式分析[J].长春大学学报，2010，20(10)：103-105.

[9] 张清祥.探索实验教学载体，培养学生实践创新能力[J].实验技术与管理，2012，29(2)：130-133.

[10] 傅丰林，孙肖子，陈南，等.培养创新精神和实践能力 建设实验教学新体系[J].实验室研究与探索，2002，21(增刊1)：3-5.

[11] 龚慧明.浅议高校实验室建设[J].高校实验室工作研究，2006(2)：45-47。

[12] 白广梅.关于创新实验室建设的思考[J].实验技术与管理，2007，24(2):136-138.