以学生为主导的创新性实验课程设计

何汶静　于贵　徐洲

【摘 要】培养和提升学生的创新实践能力是高校的主要教学目的之一，开设实验（实践）课程则是培养这种能力的主要途径。为了提高此类课程的教学质量，将其由教师为主导转变为以学生为主导，文章提出了创新性实验课程设计的思路，从实验方案的拟定到实验方案可行性分析，再到实验器材、实验材料的准备、实验的具体实施都由学生自行完成，强调学生在课程中的中心地位。教师在课程中负责制定实验目标，设定约束条件，保障实验条件，评价实验成绩等辅助作用。

【关键词】创新性实验；学生主导；人才培养

0 前言

目前，我国大多数高校在开设理论教学课程的同时，都开设了实验（实践）课程。近年来，随着应用型本科[1-2]大学的建设以及社会对学生应用实践能力[3]要求的提高，大多高校在制定教学计划时，正逐步加大实验（实践）课程的比重，提高学分值，以期达到培养和锻炼学生实践动手能力的目的。但是，传统实验课程的设计和内容几乎都是以教师为主导，也就是教师需要花费大部分时间教，学生被动地学习，然后机械地按照老师制定的实验步骤完成验证即可，无法真正达到锻炼学生实践动手能力的目的。因此，为了适应新时期对大学生能力的要求，实验课程内容及设计必须进行必要的改革和创新[4]。

1 传统实验和创新实验课程的区别

1.1 传统实验课程教学存在的问题

传统实验课程是以教师为主导。理工科课程基本都开设了实验（实践）课程，甚至超过了理论课程的课时数。比如川北医学院生物医学工程专业《模拟电子技术》[5]课时比例采用（理论）2：（实验）1，宜宾学院食品科学与工程学院《食品工艺学》采用（理论）1：（实验）1，达州文理学院《计算机基础》采用（理论）1：（实验）1等。在实验课中，基本上第1节课教师讲实验目的、实验内容，有的还要进行演示，占据了教师几乎70%以上的教学时间。学生则根据老师的讲解，按部就班地开展实验。往往由于教师占据了主导地位，学生被动参与实验环节，学习积极性低，无法达到预定的实验教学效果。

传统实验课程设计缺乏创新性。传统的实验课程设计几乎都是先预定了实验过程和结果，学生根据预先设定的步骤进行验证即可。一般无需也无法体现自己的想法，或者一些奇思妙想，在一定程度上限制了学生自我思考和创新想法的发挥。而且所有实验结果都千篇一律，学生觉得枯燥无味，也没有达到锻炼学生创新意识和创新能力提高的目的。

传统实验课程学生学习效果不佳。一方面，由于传统实验课程内容缺乏吸引力，大部分是验证性实验，多以机械性地重复老师演示的实验内容为主，使得学生参与实验的积极性不高；另一方面，由于当前大学生对实践动手能力重视度不高，加之学生懒于动手来解决实际问题，甚至很多学生在遇到实际问题时，都直接依赖于网络寻找答案，而非实验过程来达到分析问题解决问题的目的，敷衍了事。

1.2 创新性实验课程的设计

以学生为主导，由学生拟定实验项目。在实验内容选择上，要求学生围绕本课程的实验教学大纲，提出与现阶段理论学习相匹配的或者遇到的热点难点问题，通过全班学生的讨论，来拟定实验项目。

由教师制定实验目的。根据学生拟定的实验项目，由教师进行适度修正或拓展，制定实验目的。

由学生拟定实验方案。要求学生按照教师设计的预定实验目的，分小组由学生进行实验方案的规划和设计。

实验方案可行性分析和论证。将各小组的实验方案汇总，由教师引导，分小组进行实验方案的可行性讨论，对可行性不佳的实验方案进行必要地修改或调整，完善修订形成实验方案。通过使每个同学都参与讨论，来提高学生的参与度和积极性，并在讨论过程中真正熟悉和掌握实验原理和过程。

开展具体实验。在实验开展过程中，灵活安排、调整实验时间，需要集中实验的课程可将分散的实验课程时间集中安排，然后分小组进行实验，各小组按照自己的实验方案，将小组内所有学生进行分工，让各个学生都能参与具体实验操作，每个小组成员的平均成绩作为该组学生的实验总评成绩。实验考核注重实验过程的操作，减少实验报告的比重。

实验效果评价。按照预先的实验计划，各个小组将得到不同的实验结果，所有实验结束后，将各小组的实验结果汇总，进行实验效果的讨论和评价，以改善实验效果。

当然，这种实验课程设计思路在实际应用当中，可以根据各个学科、各门课程的特点加以改进或者调整，使之更符合相关实验课程的实际情况，比如课时限制等。

2 实验教学项目设计

2.1 教学设计

以结果为导向的实验教学模式的成功运用，关键在于适当的教学设计，包括分析教学内容、确定教学目标、分组、活动过程管理、评价活动结果等。

教师可以根据班级人数规模和课程设计的需要确定实验小组人数，或2-3人一组，或4-6人一组，每个组成员分别确定为1号、2号、3号等，确定每个成员以方便随机抽取某位组内同学代表整组同学完成回答问题、交作业等活动的关键部分，确保小组内每位同学都要参与到活动中来。分组原则上采用异质分组，每组内同学的能力强弱、个性特征都不相同，一方面方便小组内部互相帮助，另一方面也连带产生全班各组间的同质性，保证了公平竞争的基础。

2.2 实验实践项目设计

教师要合理布置任务目标，任务目标如果过大，会导致内容冗长繁琐，学生无法集中精神，而任务目标过小，又会使任务失去挑战性。

教师应明确实验项目所涉及的理论知识，介绍参考阅读的资料，指明如果实验过程中出现问题应到何处寻找理论基础。

实验项目应有明确目的，实验目的不明确，或表述不恰当，有可能造成学生在设计实验方案时偏离主要目标，不能达到实验大纲要求。

提供实验仪器设备，提供各种耗材，学生在实验中可能犯错，应保证耗材的充足。

确保学生在实验的过程中有充足的“犯错”空间，不能将任务固定得太死，让学生有充分设计实验方案的自由，实验过程中有充分 “犯错”的空间，并且确保学生在“犯错”后有自我发现错误，纠正错误的可能，只有在“犯错”，并发现错误的过程中，学生才能自我纠正，深刻理解实验过程和相关理论。

放手让学生解决诸如实验器材检查，实验耗材检验的问题。实验要用到的各种实验器材，实验耗材都有可能出现这样那样的问题，解决这些问题也是实验的重要组成部分。

2.3 实验实践结果评价

实验结果评价也是保证教学效果的重要部分。实验实践活动的总评分作为学生的期末成绩，或者期末实验总成绩。活动总评分为实验结果和内容抽查两个方面，实验结果检验了小组总的成果，固然应计入实验成绩中，但也应有一定的机制评价实验中所有同学的参与情况。例如，实验教师可以设计问题，随机抽查组内成员，被抽查组员的成绩计入整个小组的成绩中，这种方式可以大大提高学生参与的责任感。因此，在评价过程中要突出抽答问题在小组与小组，组员和组员之间的随机性，并强调小组的整体性，其目的是尽量保证每个小组每个成员都能参与到活动中，完成教学任务。

3 总结与讨论

实验实践教学直接关系到学校人才培养质量，在高等教育以“质量为核心”的指导思想下，必须解决教师照本宣科，学生无精打采等问题。“以学生为中心的创新性实验课程”丰富了实验教学形式，为老师和学生之间的互动提供了平台，充分体现了学生在实验教学过程中的主体地位，不仅使学生更好的掌握了知识，完成了教学目标，也能帮助学生在学习理工类科目的过程中在转换思维模式，激发学习兴趣，提高独立思考的能力，培养创新意识，更能加强学生的个体责任感，提高团队协作能力等。

【参考文献】

[1]马学儒.应用型本科高校教育学专业人才培养模式分析[J].求知导刊，2016（3）：47.

[2]吴中江，黄成亮.应用型人才内涵及应用型本科人才培养[J].高等工程教育研究，2014（2）：66-70.

[3]申超.实践能力：哪项重要 哪项更强——关于工科专业本科生实践能力的调查研究[J].中国人民大学教育学刊，2016（1）：33-45.

[4]曾小彬.深化实验实践教学改革提升应用型人才培养质量[J].实验室研究与探索，2010，29（2）：1-3.

[5]何伶俐，王宇峰，祝元仲，等.电子技术基础实验教学改革与探索[J].实验科学与技术，2014，12（4）：112-113.

[责任编辑：杨玉洁]