弹性实验教学模式的构建与实践

邵继海+林毅青+尚翠+陈安伟+彭亮+罗斯

摘要：提高大学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，培养学生创新意识和科学素养是当今大学生实验课程教学的主要目的。传统实验教学模式虽然能提高学生的动手能力和实验操作技能，但是却忽视了学生的主观能动性，扼杀了学生的创新意识。针对这些问题，我们在多年实践教学改革的基础上提出了弹性实验教学模式。该实验教学模式将实验教学内容和学生的学习兴趣有机结合起来，充分调动了学生的主观能动性，引导学生围绕着实验教学目标自主完成实验题目的凝练、实验方案的撰写及独立完成探索性实验，从而达到提高学生的创新意识和综合素质。

关键词：弹性实验；实验教学；创新能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）20-0151-02

大学生实验课程教学的目的是提高学生的动手能力、分析问题和解决问题能力，培养学生创新意识和科学素养[1，2]。但长期以来，各高校对于大学生的实验课程的教学模式仍停留在“教师讲解与示范、学生模仿”的阶段，这种教学模式虽然也能提高学生的动手能力和实验操作技能，但忽视了学生的主观能动性，扼杀了学生的创新意识[3]。另外，这种传统的实验课程教学模式也造成了学生对于探讨科学问题兴趣的流失，使得实验课程教学沦为简单模仿实验步骤和机械式操作的尴尬境地。如何转变教育观念，改革培养模式和改善教学方法已是当务之急[4]。有研究表明，通过改变以任课教师为主体的传统授课方式，鼓励学生自主学习、合作学习、探究学习，能有效培养学生独立自主的创新思维和分析问题、解决问题的能力[5，6]。我们的实践教学改革结果表明，选择弹性教学模式，将实验教学内容和学生的学习兴趣有机结合起来，引导学生积极的选择实验、设计实验、探索操作实验，能较好的提高学生的学习兴趣和主观能动性，提高学生分析问题和解决问题的能力及创新意识。

一、弹性实验教学模式定义

所谓“弹性”，是指在实验课程教学过程中，学生根据实验目的和实验教学大纲的基本要求并结合自己的兴趣提出实验题目，指导教师根据教学大纲的知识点和实际情况对学生提出的实验题目进行把关，学生再根据试验题目主动查阅相关资料，设计实验内容，撰写预习实验报告，并开展探索性实验。在弹性实验教学模式下，学生对自己的实验内容有很大的主动权。指导教师对学生的实验题目、实验内容进行系统把关。教师与学生相互配合，反馈式的互动。弹性实验教学不仅能充分调动学生的学习兴趣和主观能动性，还能实现“一对一”式的教学和因材施教，有效提高学生的创新能力和综合素质。

二、弹性实验教学模式下实验内容的设置

弹性实验课程体系在实验内容设置上与传统实验教学有较大的差别。传统实验教学内容设置均为教师指定，且实验内容非常具体，操作性和验证性的实验偏多，不同的实验内容之间缺乏联系和连续性。弹性实验内容设置从调动学生的学习兴趣和学习主动性入手，将传统实验由操作性和验证性实验向设计性、综合性、创新性实验转变。在具体实验内容的设置上，教师以实验教学大纲中的教学目标与任务为指南，以实验教学的基本知识点为导入点，引导学生围绕着实验教学目标和基本知识点并结合自己的学习兴趣，自主确定实验题目和内容。在此过程中，由于学生受到专业知识面、科学素养、实验探索经验等因素的限制，提出的实验题目和内容往往出现兴趣占主导地位，实验教学目标和基本知识点被忽略的现象，因此在学生确定实验题目和实验内容的过程中，实验指导教师的引导作用非常重要。实验指导教师需要引导学生从教学基本知识点出发去思考问题。此外，实验指导教师还需对学生确定实验题目和内容进行严格把关，通过多轮互动式修正，确定每组学生的实验题目和内容。

三、弹性实验教学模式的授课方式

弹性实验教学模式的授课方式以提高学生分析问题和解决问题的能力及培养学生的自主创新能力和科学素养为主要目的。区别于传统“灌输式”实验课程教学模式，弹性体系在授课方式上注重学生的主观能动性及教师的引导作用。在教学环节上分为提出问题、解析问题和解决问题三个阶段。在提出问题阶段，实验指导教师先告诉学生本单元的实验教学目标、任务及涉及的基本知识点，引导学生围绕实验教学目标主动思考问题，并在此基础上提出科学问题，即确定实验题目。在解析问题阶段，实验指导教师需要引导学生明确实验内容，鼓励学生主动查阅相关资料，确定解决问题的实验方法，并撰写和提交预习实验报告。教师收到预习实验报告后，从实验方案的可行性及实验方法的正确性等角度进行把关和修正，并将修改意见反馈给学生，然后学生再根据教师意见进一步修改并重新提交给指导教师，直到实验方案可行、实验方法正确为止。解决问题阶段即为学生进实验室开展探索性实验的过程。弹性实验教学模式下授课方式要求学生进入实验室后，先按自己预习实验报告所列的实验材料到指导教师处领取实验所需的实验材料，然后指导教師着重讲解本单元实验涉及的基本知识点的实验操作及注意事项，接着由学生独立完成整个探索性实验。

四、弹性实验教学模式考核评价制度

科学的实验考核评价制度不应只对实验结果做出简单评价，而是要涵盖从实验题目的凝练、实验内容的提出、资料的查阅、预习实验报告的撰写、探索性实验的开展及最终实验报告质量整个过程。通过完整的考核制度来提高学生的学习积极性。

五、弹性实验教学模式示例

以环境科学与工程专业的环境微生物学实验为例，环境微生物学实验一般设置为10—12个学时，根据实验教学大纲，该实验课的教学目标是使学生掌握显微镜的使用技术、微生物简单染色及形态观察、革兰氏染色及结果判断、培养基制备、高压蒸汽灭菌、环境中微生物分离计数、微生物群体形态特征观察。在实验教学大纲的指导下，传统环境微生物学实验一般开设了三个实验：（1）微生物染色及显微镜观察；（2）培养基配置；（3）土壤微生物分离计数[7]。这三个实验中有两个是操作性实验，一个是设计性实验。各实验内容单一、连贯性不强，也不具有科研探索性，无法调动学生的学习兴趣，更谈不上培养学生的创新能力[8]。在弹性实验教学的指导下，可以紧扣实验教学大纲，将实验内容优化为一个设计性、综合性、探索性、创新性的实验：环境中功能微生物的分离计数及染色和显微镜观察。然后再根据学生的学习兴趣，将实验题目具体化，如土壤中抗重金属微生物分离计数及优势菌染色和显微镜观察、土壤中纤维素分解菌微生物分离计数及优势菌染色和显微镜观察、土壤中表面活性剂分解微生物分离计数及优势菌染色和显微镜观察等。这些创新性实验不仅囊括了环境微生物实验教学大纲的基本知识点，能很好的达到实验教学目标，还结合了环境科学与工程专业的特点及学生的学习兴趣，融入了探索研究的创新元素。

六、结语

弹性实验教学模式是一种以学生为主体的实验教学模式，这种实验教学模式可以充分调动学生的学习兴趣和学习主动性，通过引导学生自主查阅资料、撰写实验方案及独立开展探索性实验等环节，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识和科学素养。在弹性实验教学模式下，实验指导教师的工作量比传统实验教学模式要大，这也要求教师为了培养高质量的人才要奉献更多的时间和精力。

参考文献：

[1]厉旭云，梅汝焕，叶治国，富丽琴，夏强，陆源.高校实验教学研究的发展及趋势[J].实验室研究与探索，2014，33（3）：131-135.

[2]陶雷，何斌，莫赞，陈恩孝.高校经济管理本科实验教学体系构建的研究与实践[J].验技术与管理，2009，26（3）：119-120.

[3]王悦，刘文.浅议对传统实验教学的继承与摒弃[J].中国高等医学教育，2011，（14）：14，30.

[4]刘银萍，彭端，蒋力立.创新实验教学与传统实验教学的比较[J].广东工业大学学报（社会科学版），2010，10（5）：27-30.

[5]李琰，吴建强，齐凤艳.开放与自主学习模式下的实验教学体系[J].实验室研究与探索，2012，31（1）：134-137.

[6]梁文耀，陈武喝.基于创新能力培养的自主性实验教学改革探讨[J].实验室研究与探索，2012，31（8）：189-196.

[7]邵继海，魏祥东，周细红，铁柏清，李宗军.“质量工程”背景下的环境工程微生物学实验教学改革探索[J].生物学杂志，2010，27（3）：106-108.

[8]王国惠.环境工程微生物学实验教学改革研究[J].微生物学通报，2005，32（2）：144-145.