体育学科研究型实验教学模式的探索与实践

高明信

(郑州西亚斯学院 体育科研创新中心，河南 郑州 451150)

0 引言

实验教学在应用型人才培养过程中扮演着重要角色，探索开放性实验教学模式，共享实验室资源，一直是高校开放实验室讨论的热点。基于提升实验教学质量和加强开放性实验教学的目的，体育科研创新中心向全校学生推出了由专业教师辅导、学生自主完成的实验创新训练项目。这种由问题和课题引导的实验室开放教学模式，可有效激发学生自主学习的动机，调动学生的主动性、积极性和创造性，实现学生在创新实践中基于问题和任务而进行探究性学习的教学目的，也为实验室开放探索了一种有效机制。

1 研究型实验教学模式的设计

长期以来，高校在培养学生能力时都会把实验教学作为主要途径之一。但是，在实际开展实验教学的过程中，只把实验教学作为课堂理论教学的附属、补充和延伸[1]，而在开设的专业实验项目中，也以验证性、演示性项目居多，设计性、综合性、研究型实验项目较少[2]。在此种模式下进行实验教学，束缚了学生的主观能动性，学生独立思考和自主研究的机会与空间受到限制，学生的创新意识、综合能力无法得到有效培养。针对培养应用型、复合型专业人才的目标和学校实际情况，重新审视体育教育专业实验教学的目标和目的，认为实验教学不能仅作为相应课程教学的辅助、补充，不能只为验证或演示某种已有的结论、现象而服务，还需为培养学生的综合能力、创新意识服务[3]。

1.1 研究型实验教学设计

出于提升实验教学质量，增加开放实验教学课时的比例要求，每年都会发布针对学生的实验创新训练项目，其实施原则是兴趣驱动、自主训练、重在过程。项目发布后，分专业由教师组成学生实验创新项目指导小组，指导小组根据相关实验课程，结合当前研究的热点，提出具有可研究性、操作性、实验性的课题供学生自主选择。学生组成团队(3～5人)，收集信息资料，在教师的指导下，自主设计研究方案和实验方案，独立进行实验操作，分析实验结果，验证研究假设，并撰写论文，最终通过研究报告的形式申请课题结项。研究型开放实验教学，首先定位于实践教学体系的综合训练层次[4]，目的是承接课程实验，巩固理论学习的效果，培养学生发现、分析、解决问题的综合能力，用所学理论知识去解释实践中的具体问题，真正做到理论联系实际，即“实践，认识，再实践，再认识”的规律，进而激发学生学习的兴趣和动机，培养学生在创新创业过程中具有自主解决实际问题的能力，并且也为毕业论文(设计)的完成积累科研经验。

1.2 形成性评价

研究型实验教学模式在逻辑上要求学生按照科学研究的形式独立学习、主动探索，这就要求学生具备扎实的理论基础、专业能力及科研设计能力，但实际情况是学生在科研设计、实验设计等方面还有许多欠缺，这就要求专业教师要给予全程指导，把握研究方向的正确和实验设计的合理。指导教师在研究过程中要鼓励学生大胆探索、不怕失败，当实验设计确定后，为学生提供资料来源、实验仪器、实验耗材等，并且让学生互相展示各自的创意和阶段性成果。学生从选题、实验设计、实验操作、数据处理和统计、研究结论形成、项目结项等整个过程，指导教师都要参与，并且对每一个环节都给予形成性评价和建议。

1.3 支持与保障

研究型实验的可持续开展，是与学校管理者、专业院系和教师、实验室管理者在制度、技术、资金层面的支持分不开的，为此建立了制度、技术、交流的三维支持体系。

1) 制度支持。在学校层面有《本科实验教学管理办法》《大学生创新实践成果奖励办法》《大学生实验创新训练项目管理办法》《开放性创新实验管理办法》《实验教师工作职责》等制度的保障。在激励机制上，对参与的学生和教师分别给与学分和课时的奖励，同时给予一定数额的资金支持(每个项目资助500元，优秀者再奖励500元)。在管理上，学校相关部门负责项目的审核、监督、评优、资助，专业院系负责项目的组织、申报、指导、验收和管理。

2) 技术支持。由具备一定科研能力、熟练实验过程的专业教师组成指导小组，全面负责项目在实施过程中的指导，其主要内容是实验技术指导、实验仪器及耗材提供、专业信息资源推荐、科研设计、信息管理系统等。

3) 交流支持。给学生提供成果展示、交流体验、问题研讨的机会和平台，尤其是对广泛质疑的问题和在实验过程中遇到的经团队讨论仍不能解决的问题，指导教师都要适时地给予解决和指导。

2 研究型实验教学模式的实施案例

2.1 学生实验创新团队的建立和选题

在学校发布年度校级实验创新训练项目的通知后，专业院系在体育教育专业学生中，采取学生个人自愿和专业教师筛选相结合的方式确定项目负责人，由项目负责人组建自己的实验团队。体育教育系组建了8个学生实验创新训练项目团队，每个团队5人，共40人。项目负责人负责该团队的组员分工和实验整体设计，由学生和指导教师根据实验室资源条件确定8个研究课题。项目指导教师小组由该项目所涉及课程的任课教师组成。

一般来说，体育学科的研究型实验项目，是要依赖于运动人体科学实验室，因此，选题多与运动人体科学方向的课程有关联，并且还要具有一定的可行性和实用性。所谓可行性是指研究型题目要结合设计者的知识、学术、技术水平和实验室条件，使实验能够顺利得以实施；而实用性是指研究型实验题目应具有明确的理论意义和实践意义[5]。在设计研究型实验项目时一般要考虑现有的实验室软硬件条件，提出任务目标，学生自行选择实验方法和相关仪器设备，教师也可以提供实验题目和方法以及相关的仪器设备，让学生自行选择[6]。所以在选题时，根据上述原则，结合体育教育的专业性质、课程设置以及实验室教学资源的实际情况，确定了8个题目。

2.2 实验方案设计、审核

实验方案由学生根据对相关理论知识、实验技能的掌握程度和实验室资源自主设计，包括研究路径、实验流程、实验方法等，因此实验方案应以课题申请报告的形式提交，主要内容包括组员分工、选题背景(研究现状、研究目的和意义等)、实验原理(实验所涉及的理论、仪器设备等)、实验方案(实验的整体思路、方法、步骤、流程、注意事项等)、实验进度、预期成果、参考文献等。

实验方案提交后由指导教师组成的项目指导小组审核、评估，审核的内容主要是实验原理的准确性，实验方案的可行性、合理性，以小组现场讨论或答辩的形式进行。指导教师对研究的问题、实验涉及的理论知识、实验过程中可能出现的问题及解决问题的预案等进行提问，并提出修改意见。实验方案通过审核后，提交学校管理部门申请实验室的使用和资助资金，如果没通过，修改后重新提交再审核。

2.3 实验实施

实验设施的原则是重在过程，所以实验设施阶段是整个研究型实验的关键，是推动学生对相关课程知识和实验技能学习兴趣的重要手段，是激发学生创新意识、合作意识及创造性思维的有效举措，也是学生对自己所设计的实验方案的验证。表1中的8个实验有5个是运动人体科学方向的，3个是问卷调查方向的。

表1 学生实验创新训练项目选题及涉及实验课程一览表Tab.1 List of topics selected and experimental courses involved in students’ experimental innovation training project

人体实验是通过对实验对象的身体形态、身体机能、身体素质、心肺耐力、体成分等相关指标进行测试，测试的数据通过相应的系统和软件进行处理、统计，然后再结合相关课程知识得出结果。在实验过程中，学生可以按照自行设计的实验方案，选择、调试实验仪器，客观、真实地采集数据，有步骤地展开实验测试、数理统计，直到完成。在整个过程中，教师都要全程指导，主要是对仪器设备的正确操作方法、统计方法的选择和实验的安全性进行指导，在指导中鼓励学生大胆探索、开放思维，遇到问题，先通过讨论自主解决，然后把遇到的问题和解决的方案记录下来，与老师再讨论交流。这里，教师指导的原则是不给学生设定实验完成的具体时间，允许实验失败，但对实验对象在测试时的安全性和采取的安全措施要全面指导。而调查实验，教师要对学生自主设计或选择的问卷、访谈提纲进行审核，对问卷效度信度检验的流程给与指导。

2.4 实验成果分享、结项

实验完成后，学生对实验数据进行分类统计，得出结果，然后对实验结果进行分析讨论，验证研究假设，以研究报告的形式提交给教师指导小组，教师对学生实验创新项目组成员进行集体询问，并提出修改意见。修改后再提交审核，直至合格，然后以此为基础撰写论文并投稿发表。最后以研究报告的形式提交专业院系申请结项、验收，由3～5名副教授以上职称的专家组成评审小组进行评审。评审合格者提交学校管理部门，结项完成。

3 研究型实验教学效果分析

针对这种由学生实验创新训练项目引导的实验的教学效果，指导教师小组制定了学习效果问卷，对参与项目的40名体育教育专业的学生，在项目结项后进行了调查。问卷内容主要有学习动机、对实验学科实用价值的认识、实践能力、科研能力、教师指导、条件保障等7个方面，其中，对实验学科实用价值的认识、实践能力、科研能力反映该模式的教学效果和学习收获，教师指导、条件保障反映学生对教学支持体系的满意度。

3.1 学习动机

学习动机反馈由选择实验创新训练项目的原因、选题方向、实验团队合作意向三个问题组成。

1)选择实验创新训练项目的原因。在阅读了《大学生创新实践成果奖励办法》和《大学生实验创新训练项目管理办法》后，有75%的学生是出于加学分的需要参与实验创新训练项目，只有20%的学生是出于对实验学习有兴趣。表明只要有政策的引导，学生是能把握主动学习机会的。因此，学校层面的制度支持对引导学生主动学习，激发学生的探索欲望是有一定作用的。

2)选题方向。62.5%的学生偏向于自己喜欢的相关课程，其中40%是出于要考研，而运动生理学、体育心理学是硕士研究生入学考试的课程，通过实验学习能加强对相关课程理论知识的理解，能够理论联系实践。还有30%的学生是出于任课教师的动员，对课程老师的喜欢。

3)实验团队合作意向。80%的学生期待团队合作性学习，通过团队合作，取长补短，激发对专业知识的学习兴趣。

由此可见，学生主动学习知识的动机不明显，如果没有政策引导(学分、资金奖励)和考研目的，大多数学生对实验学习的兴趣不高。而在相关政策引导和激励下，学生主动把握学习的机会还是很强的。因此，学校层面的政策引导和激励措施，对学生主动投入实验学习和提高开放性实验教学的比例，无疑具有很大的促进作用。

3.2 对实验学科实用价值的认识

如果学生认为某学科的理论知识或实验技能能够应用到体育实践活动中,并感觉到实验学习对自己的学科水平、实践能力等有一定的提升和帮助，学生势必会对这一学科产生浓厚的学习兴趣，自然也会主动、积极地认真对待和学习该学科。

8个实验兴趣小组(40名学生)在课题完成后都认为，实验教学对巩固所学理论知识、掌握实验技能、提升科研能力等方面都有很大的帮助，尤其是对自己毕业后在相关工作岗位的应聘都会有经验和实践能力上的帮助(表2)。

表2 课题完成后学生研究型实验教学效果的反馈(n=40)

具体到对哪些学科有帮助，有什么帮助，通过对每位学生的面谈，他们都认为此次实验对运动生理学、运动解剖学、体质健康测量与评价、体育科研方法、体育统计学、健身理论与指导这6门课程帮助较大。

1)运动生理学中肥胖的测试与评价原理在本次实验中得到了验证，并对减肥的生理学原理有了更进一步的加深和理解；心肺功能的评价在体质测试实验中的应用，能体现出理论与实践的联系。

2)在体成分的测试实验中，学生对上肢、下肢、躯干的骨骼肌及脂肪比例有了更深的理解，他们对原先以为只有死记硬背才能学会的运动解剖学又有了新的认识。

3)通过体质测量评价和运动处方的制定实施，他们把在课堂上学到的运动处方的制定方法真正地运用到实践中，解决了“纸上谈兵”式的理论与实践相脱离的问题。

4)通过对实验数据的采集与处理，他们掌握了一些具体的科研方法，觉得科学研究并不是那么神秘和困难，从而提升了在科研方面的自信心。

5)通过实验，部分学生对考研产生了想法，部分学生更加坚定考研的决心。

3.3 实践、科研效果

8个实验创新训练项目结项后，有18名学生在校外健身俱乐部竞争应聘健身教练兼职工作时被聘用，其竞争力要比非实验团队的学生有很大的优势，并在应聘后的实际工作中表现出的经验和专业性，得到了俱乐部的积极肯定和认可，且有意向在这些学生毕业后就直接聘用为正式员工。参与实验项目的学生也表示，通过本次的研究型实验，加深了对理论知识的理解和掌握，能够用理论原理去解释实践中遇到的问题，自己的实践综合能力、合作意识得到了提升。

通过这8个实验课题，学生在教师的指导下，学会了撰写研究报告和论文，其中有3篇论文发表在体育类一般学术期刊上，有3项研究报告被学校评为创新实践优秀奖。更重要的是，学生对考研产生了极大的兴趣，对从事专业科研的信心也有了很大提升。

3.4 教师指导

教师指导是考量专业指导教师在实验过程中的教学态度、精力投入、指导内容。

1)在指导及时程度方面，95%的学生反映能在规定的时间得到老师的指导，指导的频次是1～3次/w，其中有50%的学生得到2次/w以上的指导。

2)指导内容方面，60%的学生认为在获得学习资料上得到了老师的帮助，有35%的学生直接从老师那里获得了学习资料或信息；有5个项目的实验设计方案得到了老师的纠正；90%的学生反映，在撰写研究报告和论文时得到了老师的帮助，其中75%的学生在数理统计、实验方法(或研究方法)上受益匪浅。

3)交流研讨方面，每个项目平均组织了3次研讨活动，每次研讨活动都有2～3名教师参与。因此，教师的指导力度是充分的，这得益于学校制度的支持，教师每次指导都有课时奖励。

3.5 条件保障

条件保障是反映学生能否便捷进入实验室，使用性能可靠的仪器以及得到充足的实验耗材[7]。因为有3个项目不需要实验仪器，所以在其他5个项目研究中，100%的学生反映能按预约顺利地使用实验室，95%的学生认为仪器的性能可靠。对实验耗材的支持方面，80%的学生能及时得到充足的实验耗材,20%的学生需要提前1～2 w预约才能得到实验耗材。由此可见，学校层面的制度、资金支持给学生实验创新训练项目的整体运作提供了保障。

4 结语

研究型实验创新训练项目从立项、实施到结项的整个过程，相较于普通的课程实验，学生的主动性、积极性、参与度和责任心都有很明显的提高，这不但对实验教学质量的提升，学生专业素质、实践能力、合作意识的培养有着积极的作用，而且还对实验室的开放程度、实验教学模式的创新与改革也有较大促进。但在项目的研究过程中，发现学生独立查阅，获得相关文献、资料、信息的能力明显不足，对申请报告、研究报告、论文的撰写不规范，还存在着对指导教师的依赖现象，说明学生在科研能力方面还有待提高，这也为我们今后对研究型开放实验教学的改进指出了问题所在。