一种新的教学管理方式在实验教学中的运用

赵霞，贾生海，张芮，张金霞，朱燕琴，薛媛

（甘肃农业大学 水利水电工程学院,甘肃 兰州）

一 引言

专业综合实验Ⅱ课程是甘肃农业大学农业水利工程专业推荐选修中的一门实践课程，是将《地下水利用》《灌溉排水工程学》《节水灌溉理论与技术》三门课程实验进行优化整合，单独设置、独立考试的综合实验课程[1,2]。这门课程共计16 学时，由专职实验教师负责，在大学第六学期开课，主要以设计性实验为主，通过学习让学生能够掌握实验基本原理和测定方法，重点借助大型基础实验仪器和精密仪器设备，让学生能够自主设计多种实验方案，在应用中利用所学知识储备解决实际碰到的各种复杂问题，从而锻炼学生的动手能力、分析能力、创新能力以及科研意识和团队合作精神[3]。

目前，专业综合实验Ⅱ课程在学院水资源与灌溉排水学实验室完成，教学中主要存在的突出问题一是大型实验仪器和精密实验仪器台套数量均不足，学校很难同时配备足够设备来满足实验需求[4]；二是在实验操作过程中，部分学生存在“等、靠、混”思想严重，未真正参与实验，导致这部分学生实践不足。立足现有本科实验教学条件，如何严格落实教学计划的同时又能保证实验教学质量。笔者从教学管理方式入手进行改革，注重学生之间的差异性，注重对学生科研能力的培养。以2016 级该专业学生为研究对象，以小组学习为主要组织形式，在学生分组做实验实行组长负责制的基础上，引进组长跟进制度，是一个不错的教学管理方式，取得了一定的成效。

二 组长跟进制度内涵

组长跟进制度指为了加强实验项目的计划管理，保证实验项目在规定的教学学时内完成，将班级学生分成n 个小组，每个组5～6 人，在每个小组内安排一个具有较强组织能力和学习能力的学生担任组长，跟进实验过程，称为组长跟进制。该制度在实验课堂中主要是针对设计性实验运用。即当第一组的学生做实验时，第二组的组长跟进第一组学习。同理，当第二组做实验时，第三组组长跟进第二组学习，直至最后一组完成实验。

三 教学实验安排

以最长实验学时为上下时间段，笔者将不同学时、难易不同的4 个设计性实验项目进行合理配置，难易实验项目错时进行。以第一次实验为例，具体安排如表1 所示。其中沟灌条件下，土壤水分运动规律实验和氨氮实验难度较大，电导率和浊度实验难度相对较小。实验教学安排沟灌条件下土壤水分运动规律由实验第一组学生做，第2 组的组长跟进学习，因该实验装沙过程会产生大量灰尘，故要求学生课前30分钟装好沙。待正式上课时（15:00）第3 组学生进入实验室开始做氨氮实验，第4 组的组长跟进学习。30 分钟后，第5 组学生进入实验室进行浊度测定，第6 组的组长跟进学习。以上课时间为起点，待60分钟后，第7 组学生进入实验室进行电导率测定，第8 组的组长跟进学习。同一时段，4 个不同实验项目均能在规定学时内完成。实验前每个项目均有30 分钟时间教师通过检查提问的方式，协助学生进一步调整完善实验设计方案，理顺实验总体思路。

表1 教学实验安排

四 组长跟进制在实验教学中的应用实践

1.突出课前充分预习

实施组长跟进制度后，跟进组长及时给自己所在小组反馈被跟进小组的实验情况，包括实验教师提出的问题、被跟进小组组员分工安排、实验过程中遇到的疑难问题、实验方案设计等。目的在于组长更好地发挥其组织职责，通过建立小组QQ 群、微信群等交流工具，使自己小组组员实验前有一个明确的预习方向，重点了解被跟进小组的方案、重难点、遇到的疑难问题等。组员在预习时能够分析被跟进小组的方案优缺点，产生更新的想法积极思考新的方案设计。能够对实验重难点进行相关书籍和文献的查找。能够对被跟进小组实验过程中遇到的疑难点展开充分交流讨论，得出一套做实验的总体实施思路和解决方案等。通过实验前这些问题的解决，学生充分预习，做到心中有数。

2.重视实验细节

实验细节是实验成败的关键[5]。学生在实验过程中，往往忽视指导书中的注意事项，或未对其中的几点进行深刻思考，造成实验失败。实验教学中教师必须要引导学生重视实验细节。例如，沟灌条件下土壤水分运动规律实验其目的是通过室内长方体土槽观察土壤湿润锋的扩展过程，了解入渗水量随时间的变化关系和湿润体水分分布情况。该实验注意事项第一条为细沙的装入方式会影响实验效果，这是一个关键的实验细节，如果学生操作不得当，一次性装入细沙，或者在装入的过程中将细沙压实，造成的后果是实验效果不理想，则必须要将长、宽、高分别为0.8m、0.2m、0.7m 长方体体积的湿沙倒出，晾于实验室地面上，等湿沙经过1～2 天的晾干才能再做实验。经过多次实践，该实验合理的细沙装入方式是先装大约10cm 一层的厚度，再将细沙平铺，循环此过程直至装到所设置的V 型垄沟底与进水口齐平的位置高度。

3.准确把握，规范实验操作

规范性使用仪器是对学生基本行为素质的训练，也是提高仪器使用寿命的基本要求。组长在跟进学习时，必须要准确把握规范性实验操作方法，及时记录并反馈组员。例如，沟灌条件下土壤水分运动规律实验规范性的操作做法为两位同学必须同步进行实验。一位学生在长方体土槽的玻璃面上用画笔画湿润轮廓线的同时，另一位同学掐秒表记录时间，此外，实验成功的湿润体图形是呈椭圆状的[6]；又如浊度实验，规范性操作包括三项：第一，拿取样瓶时只能拿取瓶体十字刻度线上半部分，以避免指纹进入光路；第二，将试样瓶放入仪器中，测定前必须采用吸水性较好的不落毛的纸巾或软布擦拭干净试样瓶上的水迹和指纹；第三，将零浊度水倒入试样瓶对应刻度线，悬上瓶盖，试样瓶十字刻度线对准机壳基准线，盖上遮光盖。

五 组长跟进制度对提高实验教学质量的作用

1.优化教学模式

应用组长跟进制度后，充分依托学院实验室平台，成功打破大型精密实验设备被列为演示性实验项目的局限性。将本科教学与科研有机融合、互相促进，实现了以教师为中心的教学模式向以学生为中心的合作探究式教学模式转化，充分体现学生的主体地位。学生改变传统的学习方式，不再按照实验指导书及教师的讲授机械式地做实验，而是小组合作共同探讨，使用实验指导书又不拘泥于指导书，钻研方案、操作、数据处理、得出实验结论等。教师从教学主讲转变为教学辅助，引导学生去思考实验中用到的理论知识和技能，完善实验方案等。

2.优化教学过程管理质量

引进组长跟进制度后，组长提前按教师发布的实验要求和跟进上一组的学习后，在上课前分解课堂实验任务，有效的保证了学生在实验课堂中有序、高质量的开展实验。具体的做法是：实验数据记录表格设计（1 人）、实验操作数据记录（1 人）、实验数据整理与归纳（1 人）、主要实验仪器操作（1 人）、辅助实验仪器操作（1～2 人）。小组成员全部参与实验，在课堂中有效杜绝了“等、靠、混”学生搭便车的现象。教师在实验课堂中随机提问，巡回随机指导不同分工的学生，记录学生在数据记录表格设计、数据记录、数据整理、仪器操作中存在的问题，以便教师更好的了解到每位学生的学习状况，有针对性的指导学生，纠正学生不规范性表格设计及违规操作，整体推进实验课堂质量的提升。

3.提升本科生科研能力

利用大型实验仪器和精密实验仪器，是培养学生研究性学习能力的一个重要手段。实施组长跟进制度后，每个组在组长的带领下不仅减少了学生对昂贵仪器存在的畏惧动手心理，而且养成了良好的习惯，主动查阅仪器说明书根据其操作步骤进行仪器操作。在课堂中，教师鼓励学生大胆做各种实验方案。例如电导率测定，该实验影响其结果之一的因素是土壤样品水土比例[7]。一般标准水土比例配置为5:1，其具体操作步骤是称取标准已风干土样4g（精确到0.01g）于25mm×200mm 的试管中加水20ml 盖紧皮塞，振荡3 分钟，静置澄清后利用电导率仪测定[8]。为比较该因素对电导率的影响，可设置多种实验方案与标准方案做对比。如设置不同水土比例配置对电导率的影响。同理，还可考虑时间对电导率的影响，设置同一水土比例配置电导率随时间的变化趋势实验，不同水土比例配置电导率随时间的变化趋势实验。通过设计多种方案促使学生扩展思维，提升本科生科研能力。

4.强化学生实践技能

实施组长跟进制度后，组长反馈被跟进组实验情况，跟进组组员抱有竞争心理，在实验预习、实验操作、交流讨论等每个教学环节的积极性较高，强化不同学习程度的学生实践技能的提高。实验预习中可运用文献检索工具查询所需信息，实验操作中组员合作完成实验。实验过程交流讨论时充分运用多门专业课程，如水工制图CAD 基础课程、水力学、灌溉排水工程学等理论知识解决实验实施过程中遇到的各种问题。此外，撰写实验报告册时能借助软件应用技术分析所测定的实验数据，能对实验结果进行分析和解释，并通过综合信息得到合理有效的结论。强化了对学生从事水利、国土、农业等部门有关的设计、管理、科研等工作实践能力的培养。学生的认知、动手操作、创新等综合实践能力得到进一步提升。

六 实施组长跟进制度建议

首先，必须要抽调班级学年综合成绩表，结合班干部的推荐，选择责任心、学习能力双方面较强的学生来担当组长。其次，实验教师必须要提前安排部署实验，做好较为详细的实验课堂教学设计。最后，实验教师必须提前下发实验指导书，给学生提供充分预习时间。

七 结语

针对甘肃农业大学农业水利工程专业综合实验Ⅱ课程在实验教学中存在的问题，提出一种针对设计性实验展开的新的教学管理方式——组长跟进制度。该制度的应用一方面有效解决因高校大型精密实验设备不足，本科生对大型仪器接触较少，基本科研素养较低的现实问题；一方面又严格落实了实验教学计划。

组长跟进制度在实验教学实践应用中突出课前充分预习，重视实验细节，准确把握，规范实验操作，提高了实验教学质量。第一，优化教学模式，成功打破大型精密实验设备被列为演示性实验项目的局限性，转变为设计性实验，实现以教师为中心的教学模式向以学生为中心的合作探究式教学模式转化。第二，组长在上课前分解课堂实验任务，有效保证学生在实验课堂中实验有序、高质量的开展，优化教学过程管理质量。第三，在组长带领下学生养成良好习惯，主动查阅仪器说明书，大胆做出各种实验方案，思维得到扩展，提升本科生科研能力。第四，被跟进小组与跟进小组之间形成学习竞争关系，促进不同程度的学生共同进步，强化学生实践技能，保障实践教学质量。