工科类实验教学与创新能力培养
工科类实验教学与创新能力培养 一、引言 高等教育的目标，就是培养具有良好科学素质和人文素 质、能适应社会需要的综合型人才，工科类院校更应注重对 学生实践能力和创新精神的培养。高校实验教学作为一个重 要教学环节，对这一目标的实现具有至关重要的作用。然而 调查发现，很多工科类院校不重视实验教学环节，不重视实 验教师队伍和实验室的建设，因此存在实验教师缺乏工作热 情、实验设备落后或台套数少、实验课时数少以及实验教学 方法落后等诸多问题，未能形成实践创新活动和理论教学的 有机融合，严重影响了实验教学效果，限制了学生实践能力 和创新能力的提高，与学生实践创新能力的培养目标相距甚 远。为了实现这一目标，就必须对那些传统落后的实践教学 方式进行改革，在教学观念、教学体系、教学方法与考核手 段等方面积极创新。二、改革措施 （一）改变实验教学观念 传统教育观念是以理论教学为重心，忽视实践动手能力 和创新意识的培养。这种观念把实验仅仅看作验证理论知识 和训练实验技能的手段，于是，就普遍存在“重理论、轻实 践”的现象，实验教学成了理论教学的附属部分，甚至可有 可无，培养出的学生与社会脱节，毕业后不能很快地适应社 会。而实际上，实验教学的作用并不仅仅是验证理论、训练实验技能，更是培养学生观察能力、分析判断能力、动手能 力、创新能力的重要途径，是理论教学不可替代的。在国际 竞争日趋激烈的情况下，培养具有创新意识和创新能力的高 素质人才显得极为重要，因此在实验教学上一定要转变观念， 对传统落后的教学体系进行改革，树立创新的教育思想和教 育观念，对实验教学体系、实验教学方法和实验教学考核手 段进行创新，以培养具有创新能力的高素质人才[1-3]。改 变实验教学观念是培养创新能力的基础，近年来，一些高校 已经意识到这一点，实验教学逐渐受到应有的重视，教学实 验设备开始改善，但是要真正达到实验教学的最终目标，仅 凭硬件设施是远远不够的，广大教师在实验教学上的观念亟 待革新，必须树立以人为本的教学观念，开展启发型教学模 式，调动学生的积极性，发挥学生的主观能动性。
（二）健全实验教学体系 工科类专业实践教学应该以提高学生综合素质和实践 创新能力为主线，遵循适应学生多样化发展的原则，根据学 校人才培养目标的定位，健全实验教学体系，可以从以下两 个方面着手。一是健全实验教学课程设置体系。要勇于改变 传统的模式，学习在这方面比较优秀的高校实验室，可以将 实验项目分为基础型、验证型、设计型、综合型以及探索型 （研究型）等，针对不同专业的教学要求设置不同的实验项 目，从而达到不同的教学目的。同时，在信息化高度发达的 今天，不能固步自封，完全可以借鉴其他高校实验室建设的经验，依托网络信息管理系统，建设虚拟仿真实验教学实验 平台，实现虚拟仪器远程实验，学生可以在线完成不同层次 的实验项目，同时也能解决实验室仪器设备台套数少及实验 教学用房紧张的问题[4，5]。二是完善实验教学管理体系。
要求对实验教学的过程进行管理和创新，形成有效的教学管 理机制，同时，也要加强实验教学的监督机制和教学质量的 检查机制，定期对实验教学设备、教学师资力量、教学过程 和学生实验教学质量进行检测和评价。具体可采取措施包 括：首先，推行以培养学生创新能力为核心的实验教学方法， 引导学生敢于提出问题、分析问题，并有效解决问题，在学 习的过程中形成一定的探索求知精神和创造能力；
其次，倡 导以教师为主导、以学生为主体的实验教学模式，强化学生 的主体意识，重点解决学生被动学习的问题；
最后，建设科 学有效的实验教学质量评价机制，构筑定期和不定期检查， 同行教师、实验室主任和学生结合的综合教学质量评价制度。
设立教学质量奖，对优秀教师给予奖励，从实际行动上，改 变高校“重科研、轻教学”、“重理论、轻实践”的观念， 对在一线教学的教师给予肯定和激励，推动和促进教学水平 的提升。
（三）创新实验教学方法 很多工科类高校开展实验教学时多以教师为中心，整个 实验课程几乎是教师一个人在演讲，学生仅参观或参与少量 的实验操作。这种传统的“教师讲学生听、教师做学生看”的教学模式，使学生的实验学习一直处于被动状态，往往课 堂气氛死气沉沉，无法有效调动学生的积极性，难以提高实 验教学的质量。教师在实验教学的过程中，既要扮演好指导 者的角色，又应该扮演出色的引导者。在实验开始前，教师 向学生传达实验内容和步骤；
在实验开始后，教师就应引导 学生一步步完成实验。教学过程中，指导教师与学生保持既 是良师又是益友的平等地位，才能营造自由放松的实验教学 环境，学生的个性得以释放，开始充分发挥他们的想象力和 创造力。指导老师凭借自身扎实的理论基础和丰富的实践经 验，引导学生将创新和所学知识灵活应用。在实验教学中， 尤其要调动学生的主观能动性和创造性，采用以学生为中心 的、自主式、互动式的实验教学形式，针对不同的实验类型， 创新采取不同的实验教学方法。比如：针对基础型和验证型 实验，要求在老师的指导下，学生亲自操作，课堂过关；
针 对设计和综合型实验项目，要求学生先完成实验方案的设计， 再由学生自主完成实验过程，并对结果的合理性、可行性等 进行分析与探讨；
针对研究探索型的实验项目，教学方法可 以更加灵活，学生可以结合科研项目，在实验教师和科研教 师的指导下设计实验方案，与实验教师协作，共同完成实验 过程，对实验数据进行分析与整理，进一步完善或调整实验 方案，提交实验报告和发表实验成果。在研究型实验项目教 学时，可以从自制简易实验仪器、探究性实验方案设计、实 验方法改进等方面引导学生，学生能够申请校级科技立项或者得到导师科研经费的支持。自制简易实验，可以增加学生 动手实验的机会，有助于提高学生的动手操作能力，简易实 验将传统实验简化，使用一些价格低廉且方便携带的器件， 不仅降低了实验经费，还满足了“人人实验”的愿望；
探究 性实验方案设计，通过学生自主设计实验方案，鼓励学生从 简单生活现象中去发现、探索和认识规律，鼓励老师和学生 一起学习、一起思考，使学生逐渐养成勤于思考、善于发现 问题、探究问题和解决问题的好习惯；
合理改进实验方法， 优化传统实验方法，激发学生对实验的兴趣和创新能力，启 发学生大胆思考、独立思考，在有趣的实验中掌握知识、发 展能力。另外，建议高校开放实验室，学生可以自主进入实 验室，不受时间限制完成实验，方能真正实现以人为本的教 学理念。总之，变教师主导为学生自主，变教师灌输为启发、 讨论、互动，变机械式完成实验过程为积极研究与探索，是 实验教学方法改革要实现的目标。
（四）改革实验教学考核方法 传统的实验考核方式单纯注重理论知识而忽略了平时 的实验操作。实验教学是理论与实践相结合的过程，在进行 教学考核时既要考核学生的理论知识，又必须把学生的实践 能力也列入考核标准。考核成绩的合理与否直接决定着学生 对实验课的兴趣和重视程度，一旦出现不合理情况，学生就 会产生抵触心理，间接影响实验教学的质量。实验考核的初 衷在于提高学生的学习热情，让学生掌握实验内容和方法。因此，建立一套公平、公正、科学的实验教学考核方法变得 尤为重要。实验教学，可以培养学生实事求是的科学态度。
指导老师在实验结束前应严格检查每一位学生的实验分析 数据，对编造和抄袭其他同学数据的严肃处理，杜绝学生对 实验教学态度不端正的现象。在学生完成实验后，老师可以 要求学生对实验数据进行分析处理，并以书面的形式表达。
实验数据报告是学生在实验教学过程中经验的总结，通过实 验报告的形式可以考核一个学生归纳和总结的能力，以及将 所学知识灵活应用于实验教学的能力。学生根据实验教学中 的数据和理论知识对出现的问题能进行合理的解释，并得出 相应的结论。由于操作考试不能全面地涉及知识点，只能片 面地考核个别实验项目。为了弥补操作考试的这种局限性， 可以将笔试成绩作为补充。学校在进行实验教学考核时，可 以将实验考核分为笔试和操作两部分。为了能够有效地监督 和评定学生平时的学习情况，兼顾实验教学的整个阶段，学 校在进行实验教学考核时还可考虑平时考试成绩和期末考 试成绩。例如：平时考查成绩占40%，期末考试成绩占60%， 其中笔试和操作各占50%，其比例直接影响着学生学习的积 极性，可以根据专业实际情况进行全面衡量与调整[6-8]。
三、结束语 综上所述，高校对实验教学的重视程度，直接影响着实 验教学效果和学生实践能力的培养，高校实验教师应运用多 种手段，积极参与实验教学方法的研究和探讨，努力为实验教学的改革和发展贡献力量，激发学生的主动积极性和创新 意识，提高学生的实验操作能力，从而为培养具有创新能力 的高素质人才的目标做出自己力所能及的贡献。