浅谈实验在大学专业课教学中的角色及设置

张伟静

摘要：实验在大学专业课教学中扮演着非常重要的角色，好的实验安排可以帮助课程取得更好的教学效果。本文从实验的目的、实验的安排、实验内容的设置、实验教师的选择等几个方面，探讨了实验在大学专业课教学中的角色和设置。

关键词：实验教学；大学；专业课

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）25-0270-02

一、概述

大学专业课程很多都设置有实验环节，安排实验环节有的是为了提升学生的动手能力，有的是为了加深对相关知识的理解，有的则是为了让学生学会操作某类仪器或者某种软件等等。无论是出于哪种目的，不可否认的是实验环节在大学专业课的教学过程中担任非常重要的角色。如何让实验环节发挥更大的作用，是需要专业课教师及教学管理人员认真思考的一个问题。作者就日常教学管理中发现的大学专业课实验设置存在的一些问题和弊端，从实验的目的、实验时间的安排、实验内容的设置以及实验教师安排等几个方面出发，对实验在大学专业课教学中的重要角色以及如何合理设置实验进行初步探讨。

二、实验的目的

课程中实验设置的目的一般包括以下几点：（1）激发学生对课程的兴趣。部分理论课程内容复杂且抽象，理解起来难度较大，会使学生产生厌学心理。此时恰当地设置部分实验内容，通过有趣的实验现象，可以大大激发学生的学习兴趣。（2）增加学生对理论知识的感性认识。理论学习学到的知识，多为灌输性学习，记忆居多，缺乏对内涵的理解和扩展，通过实验动手操作，发现问题、解决问题，有助于拓展思维，加深对知识的理解。（3）通过学习相关仪器及仿真软件的使用，促进知识的掌握。使用仪器完成一个实验，需要对仪器进行校准、参数设置等一系列的操作，使用难度相对较高，因此就促使学生必须要掌握其基本原理、操作方法和注意事项，并具有相应的动手能力。掌握一种仿真软件，对于以后从事相关研究是必不可少的技能。仿真软件的使用过程，也是对课堂所学理论知识的一个再应用和验证的过程。

三、实验时间的安排

目前国内高校在专业课实验设置方面，普遍存在实验环节安排在理论课程结束后统一进行的问题，这样的安排虽然有其一定合理之处，但是同时也会带来一系列的问题。这样的安排有以下的优点：（1）由于实验时间比较集中，有利于实验室的管理；（2）学生已经对相关课程的理论内容有了较多的了解，因此有利于较为全面地理解实验内容；（3）实验内容的连续性较好，教师指导相对容易。然而这样安排的缺点也是非常明显的，从上一节中给出的实验目的来看，实验一个最为重要的角色是激发学生的学习兴趣。虽然目前的这种实验安排同样也可以激发出学生对这门课程的兴趣，但是常常有同学反映“通过实验，我开始对这门课有了浓厚的兴趣，但是课程已经结束了”，这显然不是我们教学想要达到的效果。另外在实验过程中，同学可以对相关理论知识有更为感性的认识，这对于理论知识的理解是非常有帮助的。然而如果实验安排在最后统一进行，这一作用将明显减弱，有些同学很可能因为无法理解某一概念，而对这门课程产生排斥，甚至放弃。而合理的实验时间的安排，则帮助这部分同学。此外细心的同学往往在实验过程中能够发现一些有趣的现象，而这些现象是可以利用课程所涉及的理论知识来解释和预测的，因此合理的实验安排可以使得同学带着问题去學习相关的理论知识，这必然会提升学生对相关内容的认知深度，从surface learning转化为deep learning。尽可能早让学生接触实验仪器，使用仿真软件，将有利于提升学生对一些知识点的认知深度和掌握的牢固程度，并且做到在实际工作中能够更好地将理论和仿真联系。从实验的角色可以看出，实验对于激发学生的学习兴趣、认知深度等方面有着非常重要的作用。理论与实验的交替进行可以激发学生学习积极性，实验中碰到的问题又可以让学生们带着问题去学习相应的内容。两者相互激发，会有很好的效果。如果仅仅在最后统一进行实验，实验激发兴趣以及带着问题去学习等这些非常重要的作用就无法发挥。即便后来在实验过程中，学生产生了兴趣或者有了疑问，但是课程已经结束，并不能很好地解决问题。还有一些同学，由于在讲课过程中某些内容不能掌握，导致他放弃这门课程，甚至在实验当中也不愿意认真学习了。因此实验时间的安排，一定要综合考虑实验内容和实验时间的安排，将理论讲述和实验验证，包括对实验结果的预测等有机地交叉结合在一起，这样才能够达到更好的教学效果。

四、实验内容的设置

实验课程大概包括有演示实验、仿真实验以及动手实验。不同类型的实验，在课程学习中扮演不同的角色，需要根据内容及要求分别设置，以达到作用最大化。（1）演示实验。这类实验主要由任课教师在课堂上进行实物或者视频的演示，成本低，灵活性较强。因此讲授新的概念之前，教师可以通过相应的演示实验对一些有趣现象进行演示。以此来提升学生兴趣。（2）仿真实验。这类实验便于设置各种不同的参数条件，让同学们可以对各类情况进行尝试和验证，以此来印证相应的理论分析，加深并拓展对理论知识的学习。在理论讲解之前和之后均可以加入仿真实验。之前加入的实验主要让学生观察现象，用来产生相应的问题，让同学们带着问题走进课堂。在理论之后的实验，则偏重于对理论预测结果的验证，进一步拓展理论结果。（3）动手实验。这类实验主要偏重于培养学生的动手能力，增加对所学知识的感性认识，提升所学知识的实用性。因此在实验设置时，重点在内容的实现性、操作规范性、安全性（人员和仪器）等方面。

五、实验教师的选择

实验课应该由什么人来指导？主要还是应该由授课老师进行，这样理论和实践才能够更紧密地结合起来。授课教师在理论教学的过程中，对学生的掌握程度有最直观的了解，最清楚何时安排什么内容的实验最有助于学生的学习。而交由专职实验老师来带，不能做到适时调整实验安排、因材施教。由授课老师指导实验，对教师的动手能力、仪器的使用能力等也有较高的要求，这进一步促进了教师教学能力的提升，也有助于进一步提高教学水平。

六、总结

通过上述分析，实验的角色主要包括激发学生的兴趣，增强学生对实际器件感性认识，培养动手能力，在实验中通过对知识的再应用加深对理论知识的理解。理论与实验的交替进行可以激发学生学习积极性，实验中碰到的问题又可以让学生们带着问题去学习相应的内容，两者相互促进，会有很好的效果。如果仅仅在最后统一进行实验，借实验激发兴趣以及带着问题去学习等这些非常重要的作用就无法发挥。即便后来在实验过程中，学生产生了兴趣或者有了疑问，但是课程已经结束，并不能很好地解决问题。还有一些同学，由于在讲课过程中某些内容不能掌握，导致他放弃这门课程，甚至在实验当中也不愿意认真学习了，而过程中的实验则可以激发这些学生的学习兴趣。由此可以看出实验在大学专业课教学中扮演着非常重要的角色，因此其设置就不能仅仅考虑实验内容，而是要从时间、人员、形式等多维的层面去仔细思考，让实验发挥更好的作用，进一步提升学生的理论、实践水平。

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