淺談工科實驗室教學改革

陳代梅+敖衛華+丁浩

摘 要：隨著計算機和互聯網通信技術的發展，信息時代隨之到來，在眾多工科實驗室的實驗教學中，越來越重視通信類素質人才的培養，專業人才的培養對于推動通信技術的發展具有重要意義。為了加強工科人才的工程實踐能力，各大高校加強了工科實驗室的建設與發展，人才培養模式與教學管理方式亟待改變。本文主要分析了工科實驗室教學的現狀以及改革措施。

關鍵詞：工科；實驗室；教學改革

實驗教學作為教學體系的重要組成部分，是培養實踐型人才的重要方式，信息技術的發展加大了通信工程技術的社會需求，因此需要加強專業人才的培養，以推動找國信息技術的發展。通信技術人才需要具備很強的實踐能力，因而在日常理論教學的基礎上，需要強化實踐教學與理論教學相輔相成，實現信息技術人才的全面發展。

一、 工科實驗室教學現狀

1. 理論性教學過多

作為教學體系的重要組成部分，實踐教學在各大高校教學布置的狀況并不樂觀，日常教學中理論教學作為學科教學的主體，對實驗教學沒有足夠的重視，實驗教學對于學生的理論知識發展和創新能力、動手能力、分析能力和解決問題的能力的發展具有重要作用，在各大高校課程開設的過程中，實驗室主要從事教學技術開發與科學實驗研究，對于工科生來講在課堂上學習的理論知識不能滿足實踐操作的需要，課堂上學習的理論知識也受到課時的限制，因此，需要理論與實踐相結合來促進理論與實際的結合和知識的消化吸收，受一些條件的限制，工科實驗室設備配置較低，實驗室數量較少，導致很多學生的動手操作機會受限。

2. 實踐機會較少

在各大高校理論教學過程之外，專業實驗室主要面向大三、大四年級的學生，他們在基礎年級已經進行了專業理論的學習，對于本專業的文化知識掌握到了一定的程度，為了將理論知識轉化為實踐成果，需要加強實踐教學，在實驗教學中，教師作為知識傳遞的主體，在實驗主導方面發揮了重要作用，教師對學生的指導與教學能夠為學生提供經驗借鑒，但是，實驗課程課時較少，場地受限，導致實驗課程不能有效開展和進行。實驗教學能夠為學生提供具體的理論知識和實驗步驟，在整個教學過程中，學生雖然參與了整個實驗流程，但對于可能出現的教學結果無法預知，這會對學生造成很大的影響，在實驗室，學生只能按照規定的步驟進行機械的操作，無法進行實驗的創新，導致學生處于被動地接受知識和技能的狀態。在整個實驗過程當中，學生只會重視教師的操作與講解，親自動手操作的機會較少。這種實驗課程無法調動學生學習的積極性與主動性，不利于培養學生的分析能力與解決問題的能力，更不利于創新型人才的培養。

二、 實驗改革內容

1. 教學內容與教學目標

為了培養學生的創新能力，必須改變傳統的實驗教學方法與教學手段，對教學目標、教學內容和考核方式等方面進行調整，通過對實踐操作能力的考核，培養學生的創新精神，激發學生的學習興趣。首先從教學目標的設置上，要根據學生的學科特點與學生技能水平，設計實驗課程，根據學科類別進行分類，對學習內容進行重新的編排與整合，根據學生的學習特點進行不同層次、不同系列的實驗內容的講解，將教學內容的教學進行分層化設計。對于學生的動手能力和分析解決問題的能力進行專業化的指導，培養學生的創新意識與創新思維以及團隊協作能力，滿足不同實驗設計的需求和不同層次學生的需要，進行個性化指導，進行分類教學，保證每個學生都有參與實踐的機會。對于專業性較強的學生，可以安排較高層次的實驗教學，盡量縮小學生之間存在的差距，對學生的分類化指導，能夠保證每個學生都能有所收獲，實現個人的全面發展與整體素質的提高。充分發揮實驗設備的作用，提高實驗室的使用效率。教師在設計實驗的過程中，盡可能地利用校內擁有的實驗設備，為學生提供更多的實踐操作機會，培養學生的動手能力，這是教學目標改革的方向之一。其次，在教學方法與考核方法中，傳統的實驗教學中，實驗教師根據課程的要求，結合已有的實驗設備儀器，對實驗目的、實驗原理以及注意事項進行事先的講解，這種教學方法不利于學生的自主探究，使學生產生厭倦的心理和失去實驗教學的目的。在實驗教學中，教師需要指導學生根據書上的步驟進行操作，教師進行適當的指導，學生在實驗結束后提交實驗報告，并由教師進行審核，在理論教學課上進行講解，對實驗中出現的問題及現象進行集中的解決，避免傳統課堂中出現的一系列不利于學生綜合能力提高現象的出現，比如學生提前知曉實驗結論，缺少親自動手操作的習慣，實驗報告能夠顯示出每個學生的實際操作水平，指導教師對教學方法的改進，更好的掌握學生的學習情況，督促教師對教學方法做出適當的改善，滿足學生發展的需要。同時進行實驗小組的劃分，一般四個人為固定的實驗小組，設置小組長進行小組的管理，實驗中對實驗結果進行記錄并對實驗操作流程進行詳細的記錄。根據小組的綜合實驗報告找出學生在實驗過程中出現的問題，并采取小組互評的方式進行打分，教師給出最后得分，并將其納入期末成績中，保證每個學生都能參與實驗課程，督促每個學生積極動手，實驗中學生之間的互相溝通配合，加強了團隊協作能力。最后，期末成績的考核要綜合平時表現和平時成績，設置專門的題庫，進行實驗操作的考核，通過對學生實驗操作的考核來強化教學成果，達到提高學生創新能力與實踐操作能力的目的。

2. 教師水平

實驗室教師對自己實驗室內所擁有的設備比較熟悉，但是，在實驗開展的過程中，針對已有的實驗設備進行教學，導致教學內容單一，教師擔任重要的教學角色，忽略了學生的主體地位，導致學生學習的積極性不髙。教師在日常的教學過程中始終是對已有知識的傳授，而忽略了新知識的傳授，導致學生對于專業領域內其他知識的了解與學習匱乏，很多時間教學落后于時代的發展，不具有時代性。因此教師在教學的過程中必須提高自身的學術水平與技術水平，加強知識儲備與實驗技能的提高，為學生對本專業的學習提供更有效的指導。教師不能只局限于本專業課程的學習，應該對相關領域以及其他學科的知識進行有效的學習，繼續掌握實驗領域內的儀器設備的使用方式，對相關相近的課程進行學習，積極學習其他高校的最新理論成果，對教學方式以及教學手段進行更新，避免傳統教育方式對學生自主能力的限制，導致學科之間缺乏聯系，必須加強教師之間的聯系與教師自身水平的提高，強化教師隊伍與師資力量的建設，學校積極創造教學條件，為實驗人員的學習做好準備，設置獎勵機制，對于學習先進技術和操作方法的教師予以獎勵，形成良好的風氣，推進整個高校實驗水平能力的提高。endprint

3. 實驗室建設

實驗室作為實驗課開展的重要地點，必須與教學體系中理論課有所區別，必須創建一個寬松、便利、能夠發揮學生個人潛能的開放的實驗環境，加強學生能力的培養，開放性的實驗環境是當前學術領域比較關注的一個話題，學生能夠根據自己的要求，獨立設計實驗方案并進行實驗結果的探究，指導教師對實驗方案進行審核，實驗過程中必要情況下給學生進行指導，對于學生的實驗報告結果進行評價，不參與實驗的整個過程。通過開放性實驗教學，保證學生能夠培養獨立的科學精神、思維習慣以及獨立收集、處理信息的能力，對于問題的分析解決能夠擁有自己的想法，實驗室的開放對于學生全面掌握科學文化和知識理論，將理論成果轉化為實踐成果具有重要意義。推動學生由理論研究向科研方面的發展，為國家培養工科實驗人才奠定基礎，也有利于培養學生的動手實踐能力與創新精神，實驗室的開放便利了本校學生積極參與課堂設計，實驗室的互通也有利于學科之間的相互合作與交流，實驗室的互相利用有利于學生之間進行科學文化的交流與思想的碰撞，有利于實驗的發展不斷創新。開放型實驗室有利于學生之間進行思維的交流，形成開放式的研究模式，便于科研型實驗的設計與進行。

4. 學科模式的改變

早在2011年4月胡錦濤總書記提出了加強工科實驗室建設的建議，旨在通過強化工科實驗室建設，培養創新型人才，為國家的發展做出政策性的指導，推動體制機制的創新發展，通過學校與企業之間的合作開發新型的實驗室模式，進一步提高實驗室建設，強化實驗教學在高校教學過程中的比重，南京信息工程大學提出了實驗室開放模式，形成了“實驗室開放—科技創新—移兌賽—科研項目”的四級教學模式，取得了很好的教學效果，教學質量得到了整體的提升，工科實驗教學以開放型實驗室為基礎，以學校的實驗創新活動為切入點，通過獎勵性的措施提高學生的動手能力，在這種創新大賽的推動下，學校實驗室開展了自主科研活動，學生在科研活動開展的過程中與教師進行了有效的互動與交流，學生由傳統的被動的理論的學習轉化為自主研究和自主學習，能夠參與研究所眾多科研成果的學科研究，各項重大科研項目為學生個人和學校帶來了眾多榮譽，推動了學科研究的發展。另外，科技創新日的設計為學生之間的學科交流提供了一個便利的平臺，在教務處和設務處的共同促進與努力之下，學生之間進行項目的研究以及實驗流程的操作，在完成實驗項目的基礎上，學生進行實驗流程的創新、科技發明和新實驗的開發等，在這個過程中，學生能夠進行獨立的思考，團隊創新能力與協作能力得到了顯著的提高。

總之，工科實驗室的教學改革能夠為學生的發展創造更加便利的條件，加強學生創新能力的培養，實現學生的全面發展。

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作者簡介：

陳代梅，敖衛華，丁浩，高級實驗師，北京市，中國地質大學。endprint