开放式实验教学在提升学生创新能力方面的作用

张迪迪 刘金华 张秀芳 刘会青 许允成 王寅

摘要：提升学生的创新能力是高等院校教学改革的主要目标，开放式实验教学是高校培养创新性人才的一种新的教学模式。文章以吉林农业大学农业资源与环境国家级实验教学示范中心为平台，提出“三层次、四开放、双指导”的开放式实验教学模式。实验表明，新的教学模式激发了学生的学习兴趣，增强了学生的实践能力，培养了学生的团队意识，提升了学生的创新能力。

关键词：开放式实验教学;创新能力;教学改革

中图分类号：G642.41     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）40-0275-02

实验教学是高等教育教学中必不可少的重要环节，对培养大学生的创新性思维和实践能力有着重要的作用[1]。然而，传统的实验教学存在着实验内容统一、时间固定、模式僵化等问题。这样的教学方式大大压抑了学生们对实验课的兴趣和对科学实验探索的积极性，影响了学生对创新能力的培养[2]。开放式实验教学模式为实验教学改革提供了新的途径。开放式实验教学是一种以学生为主体，在宽松的实验环境下，用严谨的科学思维方法，通过设计性、综合性实验重点培养学生的创新思维和创新意识的一种教学模式[3]。对全面培养学生的科学思维、创新意识及实践能力有着重大的作用和深远的意义[4]。吉林农业大学农业资源与环境教学实验中心作为国家级教学示范中心，对开放式教学模式进行了研究与探索，在促进实验教学过程、提升学生创新能力方面取得了良好的效果。

一、開放式实验教学模式的研究与探索

1.设计多元化的实验教学内容。实验中心通过对所服务学生的实验课进行了调查，根据其内容及难易程度设置了“三层次”的实验教学体系，分别为基础性实验、综合性实验和创新性实验。基础性实验引进了“翻转课堂”的教学方式，即由教师提前通知学生实验课的主题，由学生自主学习相关的知识，并选取学生代表为同学们进行讲解。综合性实验以4—5名学生组合形成一个学习小组，抽取由教师提前设计好的实验题目，小组成员相互配合，共同完成实验的内容。创新性实验为选修内容，学生们可自由组建团队，自己联系相关研究领域的导师，结合导师的研究方向设计实验计划和方案，由导师审查通过后，完成整个实验项目。这种多层次教学内容的实验课程可以“因材施教”，充分发挥每个学生的优点，活跃学生潜在的创新能力和发散性思维。

2.优化实验室的功能，实现资源共享。中心根据“三层次”实验教学体系的需求对实验室进行了重新整合和优化，建立了基础技能培训平台、专业技能提升平台和创新平台。基础技能培训平台主要服务于基础性实验课程和实习任务，专业技能提升平台主要服务于学生们的专业综合性实验，包括毕业论文设计等，创新平台包括大型仪器实验室、开放实验室等，主要服务于大学生创新项目。中心会在每学期初对外公布基础性实验课程的时间、地点。另外，全部对学生开放其余的时间与其他两个平台，做到实验时间、实验场所、实验内容和实验对象的“四开放”模式。学生们可自行安排实验计划，合理安排和利用时间。提供开放的实验空间，调动学生对知识的渴求欲望，充分发挥其特点，锻炼独立的工作能力。这样大大提高了实验室仪器设备的利用率，实现了资源共享，产生了良好的经济效益和社会效益。

3.建立健全的指导与考核机制。开放式实验教学虽然以学生为主体，但是仍然离不开专业教师的启发和指导。本中心建立了指导教师加实验教师的“双指导”教学模式。指导教师对学生们的基础理论和实验方法进行指导，包括向同学们介绍专业最新的研究前沿、新的理论体系和新的研究方法，并将这些新知识和新方法融入教学中。实验教师对学生们的实验操作进行指导，包括实验试剂的配置、实验器材的组装、实验仪器的应用等，保障学生们在正确、规范的指导下进行实验操作。

针对传统的实验教学中仅通过实验报告来考核学生成绩的弊端，中心提出多元化的评价体系，针对基础性实验和综合性实验采取过程考核加最终考核的方式，根据学生们对实验目的和实验原理的理解、实验操作的规范、实验结果的分析等进行综合评定。针对创新性实验，设立大学生创新项目基金，通过立项申请、开题报告、中期考核、结题答辩等一系列过程进行跟踪考核。同时，设立激励机制，对于通过创新性实验取得突出成果以及成功发表学术论文的学生及团队，在综合测评时，给予一定的加分奖励。

二、开放式实验教学在提升学生创新能力方面的作用

1.开放式实验教学激发了学生的学习兴趣。开放式实验教学构建了以学生为主体、教师为主导的教学模式，这种教学模式以学生自主学习活动为基础，充分地调动了学生的主动性，激发了其潜在的求知欲。通过实验项目的选择、方案的讨论、仪器的操作、实验报告和科研论文的撰写，增强了学生自主分析问题、解决问题的能力，培养了学生的科学精神和创新思维。

2.开放式实验教学增强了学生的实践能力。开放式实验教学注重培养学生自己动手的实践能力，包括自己设计实验方案、查找实验方法、动手操作实验等。在这个过程中，学生们会遇到各种问题和难题，需要经过不断地调整实验方案、修改实验方法、反复进行实验操作，直到解决所有的问题和难题，最终得到实验结果。

3.开放式实验教学培养了学生的团队意识。开放式实验教学需要学生们具有团队意识，特别是综合性实验和创新性实验课题，需要集体的智慧和明确的分工去面对这些挑战性项目。沟通和协助是保证高效完成实验的前提。学生们在制定研究方案的过程中，既学会了表达自己的想法，同时也学会了相互交流和沟通，在完成实验的过程中共同进步，锻炼了学生的自主学习能力，同时还培养了学生的团队协作精神。

4.开放式实验教学提升了学生的创新意识。开放式实验教学主要的任务之一是提升学生们的创新意识，鼓励学生们对未知的领域进行研究和探索。在项目研究过程中，要引导学生们关注学科前沿、面向实际，通过阅读文献、查找资料、设计实验方案来解决实际问题，这对于培养学生的创新意识是非常有益的。

三、结语

构建创新型人才培养模式，着力培养具有创新精神和实践能力的高素质人才，是当前我国高等教育面临的一项重大课题。创新来源于实践，只有在实践中发现问题、寻求解决问题的方法、总结经验，才能够实现创新。开放式实验教学以培养创新性人才为目标，在激发学生学习兴趣、增强学生实践能力、培养学生团队意识、提升学生创新能力方面起到了良好的作用。但是，由于开放式实验教学是新生事物，在发展过程中还存在很多问题，需要在不断的实践中进一步改进和完善。

参考文献：

[1]徐曾春，胡平.开放式实验教学与创新性人才培养[J].中国大学教学，2015，（10）：82-85.

[2]陈飞台，黎靖.开放性实验在大学生创新教育中的实践与探索[J].教育现代化，2016，3（23）：46-47.

[3]穆红梅，万娜，杜秀菊，等.开放实验教学探索与实践[J].实验室科学，2015，18（4）：141-143.

[4]安永磊，高淑贞，刘娜，等.开放性创新实验教学模式优化与实践[J].实验技术与管理，2016，33（8）：21-23，27.